杆的载荷计算.doc

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1、机架的形式及主要参数在微耕机中，经过多方面的考虑后，决定采用铸铁机架。在下图4-1是机架的俯视图,图4-2是机架的侧视图。图4.1机架俯视图图4.2机架侧视图由图计算主机架重量：首先计算总长度LL=所以灰铸铁的密度分为7.2kg/m³V==考虑到存在一些不确定因素，所以取机架重量为0.25KG。4.5机架的强度校核主机架发动机、减速箱等零件的压力如图4.3所示：图4.3主机架受力作用图由图4.3可以看出，发动机、减速箱等机构对机架的作用力主要是在杆1、2上面，而因为它们是对称的，为了简化机架的受力，把所有对机架的作用力都只有一半在杆1、2上检验即可。现

2、在取杆1来做受力分析，如图4-4所示：图4.4杆1受力分析图而根据已设计好的数据和图纸可得下列数据。为减速箱的重量，为发动机的重量，，，，由力和弯矩方程求出支反力和图4.5杆1的受力图由力和弯矩公式列方程求出支反力和，代入数据解得：=6KG=5.9KG因为要检验刚架的强度，必须用最大的弯矩来计算，所以，必须求出在杆1上的最大弯矩。段的最大弯矩：图4.6段受力和弯矩图在图4-6中，由，得:（0≤X≤）当X=时，最大，段的最大弯矩：图4.7段受的弯矩图在图4-7中，由，得=当X=时，最大，=190kg∙mm段的最大弯矩：图4.8段弯矩图在图4.8中，由，得

3、（0≤X≤）当X=时，最大，在杆1上，段的最大弯矩分别为，，最大，所以，最大弯矩发生在上。在校核材料的强度时，限定最大正应力不得超过许用应力，于是强度条件为：而由已知条件得:（1）根据所选机架材料中铸铁，=84.78，将W代入上面的公式（1）得：226.4MPa根据《机械设计手册》，可查得[]=375～460MPa，取安全因素n=3,[]/n=125~153。因为<[]，的强度足够。这样，杆1的强度是足够的。从总体上来看的话，机架的强度也是足够的。对机架设计的分析：由计算可以知道，在处强度最大，对整个机架考虑后，为了使机架更加安全可靠，考虑加上加强梁。

4、4.6机架的刚度校核由图4.5可知梁5的受力图。图4.5梁5的受力图和强度计算一样，采用分步骤的计算。对作用处进行计算，为了简化计算，将CA部分作为悬臂梁受力如下图所示：在作用下，由《材料力学》查悬臂梁挠度计算公式可得C点的挠度是因为在A的右端还有梁，所以需要求出在截面A的转角，由《材料力学》查得=0.00032而在梁A—B段，因为在点、和这三个点上最有可能出现挠度最大的情况，所以，取这三个点来分析。对作用处进行计算，分析如下图4-13所示：图4.13作用力图在作用下，由《材料力学》查得F点的挠度是：=1.53mm由《材料力学》查得对截面A和B的转角和

5、的计算公式并求出这两个数值：==0.0015==0.0014对作用处进行计算，分析如图4.14所示：图4.14对梁的作用力图在作用下，由《材料力学》查的E点的挠度为：=1.64mm由《材料力学》查得对截面A和B的转角和的计算公式并求出这两个数值：==0.00247==0.0015对作用处进行计算，分析如图4-15所示图4.15对梁的作用力图在作用下，由《材料力学》查得F点的挠度为：=1.23mm由《材料力学》查得对截面A和B的转角和的计算公式并求出这两个数值==0.0012==0.0015对作用处进行计算校核,作用校核图如下：为了简化计算，将BG部分作

6、为悬臂梁如图4-16所示。在作用下，由《材料力学》查得G点挠度为：==0.23mm因为在B的左端还有梁，所以需要求出在截面B的转角由《材料力学》查得===0.00058引《材料力学》可知，在小变形且材料服从胡克定理的情况下，可以求得挠曲线的近似微分方程它是一个线性方程，因而方程式的解是可以叠加的。这样，当梁上有几种载荷共同作用时，可分别求出每一载荷单独作用时下的变形，然后将各个载荷单独引起的变形叠加，就是这些载荷共同作用时下的变形。以下就是运用叠加法在总体考虑上来计算处的总挠度。计算处的总挠度0.0015400－0.00247400－0.0012400

7、+0.00058400=0.17－0.6－1－0.48+0.232=－1.68机架上这一部分总长为=600mm引《机械设计手册》可知，在悬臂梁中，受弯构件的跨度为悬臂梁的悬伸长度的两倍[]=1.68<2=2mm，符合要求。计算处受的总挠度=1.57+1.64+1.23－0.4－0.96=3.08mm机架上这一部分总长A-B为2900mm[]=3.08<2=4.8mm，符合要求。计算处受的总挠度=1.53+1.64+1.23－0.5－0.783=3.12mm机架上这一部分总长为A-B为2900mm[]=3.12<2=4.8mm，符合要求。计算处受的总挠度

8、=1.53+1.64+1.23－0.59－0.61=3.2mm[]=3.2<2=4.8mm，符