载荷

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什么是载荷[1]

  载荷是指零件或构件工作时所承受的外力。

载荷的分类[1]

  根据载荷性质的不同,可分为静载荷和变载荷两类。

  ·不随时间变化或变化较缓慢的载荷称为静载荷,如重力,锅炉中的压力,螺栓拧紧后受到的拉力;

  ·随时间变化的栽荷称为变载荷,如内燃机活塞杆受到的力,机器中的齿轮受到的力等。

  在计算中,将载荷分为名义载荷和计算载荷。

  ·根据原动机额定功率(或阻力、阻力矩)计算出来的作用于机械零件上的载荷称为名义载荷,一般用F表示力,用T表示力矩。

  ·考虑机械零件在工作时有冲击、振动和由于各种因素引起的栽荷分布不均匀等.将名义载荷修正后用于零件计算的栽荷称为计算载荷,以FcTc表示。

  计算载荷与名义载荷的关系为:
Fc = KFTc = KT

  式中,K为载荷系数,一般取K≥1。

计算载荷的确定[2]

  工程机械传动系零件的主要破坏形式是疲劳破坏。零件常在满负荷情况下工作,所受冲击载荷较大,故应以发动机传来的最大静力矩与附着条件决定的力矩中的较小值作为计算力矩。

  实际上附着系数\varphi是一个在很大范围内随地面状况变动不定的数值,因此主要从发动机传来的力矩作计算,附着情况的计算仅必要时作校核用。

  各部件力矩的计算可如下确定:

  变速箱Mj = Mf(或MT)

  式中  Mj——计算力矩;

      Mf——发动机的额定力矩;

      MT——变矩器的输出力矩。

  主传动:Mj = Mfib1ηb1(或MTib1ηb1)

  式中  ηb1——变速箱一挡的传动效率。

  终传动:Mj = 0.5Mfib1ηb1izcηzc

  式中  ηzc——主传动的传动效率。

  在确定了传动比的分配和传动图以后,即可设计计算传动系各部件,如齿轮、轴、轴承等。

载荷实例[3]

不同学科中的载荷实例如下所述。

  • ①结构分析:位移、力、压力、温度(热应力)和重力。
  • ②热分析:温度、热流速度、对流、内部热生成、无限表面。
  • ③磁场分析:磁势、磁通量、磁场段、源流密度、无限表面。
  • ④电场分析:电势(电压)、电流、电荷、电荷密度、无限表面。
  • ⑤流体分析;速度、压力。

参考文献

  1. 1.0 1.1 李建平主编.第一章 机械设计概述 机械设计基础.北京理工大学出版社,2010.07.
  2. 唐经世编著.第一章 传动简图与传动计算 工程机械 下册.中国铁道出版社,2010.12.
  3. 谢龙汉,刘新让,刘文超编著.第四章 施加载荷 ANSYS结构及动力学分析.电子工业出版社,2012.01.
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