非標機械設計中的強度校核

一般情況下,非標機械設計中的強度計算與校核都采用理論分析保證可靠性的計算方法。在具體的計算過程中，安全系數(shù)的設置和許用應力的選取往往偏大，使計算結果具有很大的彈性。對于復雜的計算,例如齒輪強度計算,機械設計手冊中列出安全系數(shù)的選擇范圍往往偏大,這會耗費很多時間去比較和選擇一些數(shù)據(jù),計算一些對結果影響甚微的次要因素。

這類計算方法雖然比較完整地考慮到各種影響因素,但對非標設計計算過程而言則顯得過于繁瑣。實際上,非標設計者在遇到過于繁瑣的計算流程時，傾向于放棄理論計算，改而依靠經(jīng)驗去直接選取滿足強度的尺寸。也有部分設計者完全照本宣科地按照書本上的計算流程和相關公式進行計算,缺乏對計算公式中所依附理論和概念的深刻把握，因此對經(jīng)過繁雜計算后的結果的正確性難以確認,很容易出現(xiàn)較大的誤差。由于上述因素的存在,缺乏經(jīng)驗的設計者所設計的非標準機械經(jīng)常會出現(xiàn)零件強度尺寸過大或過小的問題。

因此,非標準機械設計應重視強度計算的基本概念并建議采用簡便實用的計算方法。這對于提升非標準機械設計的質量非常必要。

在非標機械設計過程中，傳動方式一般是采用電動機通過V帶傳動到較低轉速的傳動軸或在帶傳動之后再經(jīng)過減速箱傳到低速傳動軸。低速輸出軸或輸入軸通常是懸臂梁，受到扭矩和彎矩的聯(lián)合載荷在危險截面上會產(chǎn)生較大的扭轉切應力和彎曲正應力。切應力通常是恒定不變或小幅脈動應力,在啟動或工作中應力會有瞬時大幅增加的情況；彎矩則對軸產(chǎn)生對稱循環(huán)應力。

一般機械設計手冊推薦的軸強度的精確計算步驟十分繁瑣,所考慮和需要計算的因素很多，但其中影響最大的是許用應力和工作情況系數(shù)，這2個因素的選定取決于許多主觀因素,難以達到精確,故其變動范圍很大。因此，把很多精力耗在查表、計算一些影響很小的因素上是沒有太大實際意義的。事實上，非標準機械設計者幾乎都不進行所謂精確計算，而只簡單核算軸的扭應力和彎應力；少數(shù)設計者甚至只憑經(jīng)驗來決定，使非標準機械設計中軸的尺寸有時會出現(xiàn)過大或過小的情況。如何使軸的設計變得簡便而且安全可靠是非標設計與計算的一個實際問題。