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標(biāo)題: 求助：一個手搖滾筒的理論分析 [打印本頁]
作者: 小a小橘子    時間: 2018-5-20 10:30
標(biāo)題: 求助：一個手搖滾筒的理論分析
現(xiàn)在需要寫一個設(shè)計說明書,，其中的理論分析設(shè)計計算部分不會,。查閱了很多資料還是不懂,。這是一個手搖的滾筒，中間有軸和軸承,，由機(jī)座支撐,，驅(qū)動方式為手動。
  x+ a$ S( K, S; V8 u0 T! y滾筒直徑300,，長度500,，重量10kg,，滾筒里面放入質(zhì)量為20kg的物體。
. Y3 p6 a  z1 X; n  T軸長600,，手柄長度不超過300,。其他數(shù)據(jù)可以估算。
, ~0 y. \, q5 p需要設(shè)計計算軸,，軸承選用和校核,，手柄受力分析。
; F# s+ o' V8 ]3 w% j* ^0 R6 ~- s9 @（軸受到的是均布載荷嗎,？
. O( K' k& y- H. J# `   屬于心軸還是轉(zhuǎn)軸,，按彎曲強(qiáng)度計算還是彎扭強(qiáng)度計算
3 z' \& ?: ^& ]6 m, A( Z: b   轉(zhuǎn)速和功率未知，可以通過其他已知條件導(dǎo)出嗎,，沒有轉(zhuǎn)速和功率如何估算軸的直徑: Q  Y% A, i- ]# n6 Y8 i
   如果是轉(zhuǎn)動心軸的話，如何用彎曲強(qiáng)度計算）1 [" u8 k: z6 n) p2 z9 J. x
求大神指導(dǎo),，如果愿意的話請留下聯(lián)系方式,。 4 }4 E8 U# V, x& r( N' }% E7 s

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作者: 曉昀    時間: 2018-5-20 10:57
滾筒內(nèi)放20kg物體，這句話怎么解釋,？這20公斤物體放在滾筒內(nèi)部的什么地方,？6 g/ C! |, ^5 O. o3 ^
手柄長度不超過300，這個300是指滾筒中心到手搖柄之間的距離嗎,？
7 X2 v/ E/ T. O0 |& a$ p% o1 z6 M# O8 a; L! A
還有一個問題如圖片所示,。4 g2 k. m5 W  p' v! B$ ?
作者: 小a小橘子    時間: 2018-5-20 11:09
曉昀 發(fā)表于 2018-5-20 10:57" Z% Q( ~% ~; R0 ~  [
滾筒內(nèi)放20kg物體，這句話怎么解釋,？這20公斤物體放在滾筒內(nèi)部的什么地方,？4 j0 d9 M! r! e; w2 ?+ y- m( j; m' J
手柄長度不超過300，這個300是 ...

% r1 g5 c; }; N2 t0 w- R2 f20kg的物體均勻分布在滾筒內(nèi),，就是物體和滾筒加起來30kg壓在軸上面機(jī)構(gòu)總高度500,，滾筒直徑300，滾筒底部距離下邊200,，滾筒中心距離下邊350，手柄長度不超過300指的是搖起來不會干涉并給人手留了50的空間,，手柄指的是圖中的曲柄 帶動軸轉(zhuǎn)動的桿,。% {+ _$ z. r- k9 A2 j
圖指的是機(jī)座，沒錯,。9 C! a8 i6 K3 V. l5 v# Q) p: @. n
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作者: 曉昀    時間: 2018-5-20 11:17
小a小橘子 發(fā)表于 2018-5-20 11:09; ^9 z# A- y) U' g4 l
20kg的物體均勻分布在滾筒內(nèi),，就是物體和滾筒加起來30kg壓在軸上面機(jī)構(gòu)總高度500，滾筒直徑300,，滾筒底部 ...

  y( S7 _6 e* U- s1 f5 e手柄搖起來,，滾筒轉(zhuǎn)動,，這20公斤物體始終處理滾筒最低部，對嗎,？
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作者: 小a小橘子    時間: 2018-5-20 11:23
曉昀 發(fā)表于 2018-5-20 11:17$ C5 D# B& [" A7 u1 F" o( p% F
手柄搖起來,，滾筒轉(zhuǎn)動，這20公斤物體始終處理滾筒最低部,，對嗎,？

$ E8 y- l( [+ L* ~20kg物體固定在滾筒上，與滾筒成為一體,，相當(dāng)于只有一個30kg的滾筒在轉(zhuǎn)
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作者: 曉昀    時間: 2018-5-20 11:56
小a小橘子 發(fā)表于 2018-5-20 11:23# K$ Z7 T; S$ u1 r8 d* _  {" D
20kg物體固定在滾筒上,，與滾筒成為一體，相當(dāng)于只有一個30kg的滾筒在轉(zhuǎn)

& x0 T; i3 m, G1 }" [  i7 c明白了,。下午幫你看看。
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作者: 曉昀    時間: 2018-5-20 21:16
本帖最后由 曉昀 于 2018-5-20 21:31 編輯
! f+ o. t2 u* x# j  L4 Z% E& l
$ a# A  }) R$ X2 ]* \' b" p3 ^1,、滾筒軸在轉(zhuǎn)動過程中,，受到滾筒自身的重力q，滾筒上綁定的重物重量和人轉(zhuǎn)動滾筒一端手柄傳遞給滾筒的轉(zhuǎn)矩,，滾筒轉(zhuǎn)動時既受到彎矩,，也受到轉(zhuǎn)矩。所以,，滾筒軸是轉(zhuǎn)軸,，而不是芯軸（芯軸一般只受彎矩，而不受轉(zhuǎn)矩）,。
) P4 ?$ W7 i/ ?" a% v9 w# x& K8 r( B6 o: S! K- W, U
2,、軸的設(shè)計和計算按照許用彎曲應(yīng)力計算    先按轉(zhuǎn)矩初步估算軸的直徑和結(jié)構(gòu)設(shè)計，再畫出彎扭合成圖,，計算危險截面的最大彎曲應(yīng)力,。
. y; Q) v8 _" @: B[attach]453693[/attach]2 g9 e0 j8 \$ Z4 m
3、由于滾筒的長度較長,，滾筒下綁定的重物重量比滾筒重量還重,，所以，軸的強(qiáng)度設(shè)計完成之后,，按剛度計算公式校核軸徑,，調(diào)整軸徑值滿足強(qiáng)度和剛度的要求。
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[attach]453695[/attach]7 j) u2 F( R1 W7 I
4,、初步估算人手動搖動手柄是否能搖動或者費(fèi)不費(fèi)力的問題,。
, W* Q8 j3 L  u% J$ _將滾筒重量的分布力也按集中力來考慮（為了問題簡單化而設(shè)的，實(shí)際上,，滾筒自重是分布力）,，那么也就是說,，滾筒軸受到集中力是30公斤，這30公斤集中力在滾筒上產(chǎn)生的扭矩為+ d/ M/ f1 s, w6 k
T1=30*0.98*0.15=4.41N.m( P- f+ E  g$ Z. _0 q: X
# b# P! Z+ w- h5 |+ }' x
人通過手柄要能轉(zhuǎn)動滾筒,，必須克服T1,，滾筒才能轉(zhuǎn)動，那么人給予滾筒軸的轉(zhuǎn)矩為$ s8 n$ r6 a' S; q1 C  `6 D4 V- i" }
T2=70*0.98*0.3=20.58N.m  % e8 @" _; k& A) p) f3 V5 [& r" P4 a
上式中70為搖動滾筒手柄的人的體重,；0.3是滾筒軸上人手握住手柄的位置到滾筒中心軸線的距離（題目中已知為不大于300）
) A+ d0 i, @! Z, w) g9 G, g9 f1 e- Y1 u' ]- k; o
從上面計算看,，T2>>T1，也就是人通過手柄搖動滾筒軸,，是比較輕松的,。, r" R' t& V8 ~
5、滾筒軸的結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)知道了,，軸承按照手冊進(jìn)行計算和選擇就可以了,。如果人工手搖轉(zhuǎn)動滾筒，轉(zhuǎn)速取n=2～3r/min即可,。你自己再考慮下這個值
) j2 Y4 o* @/ e: c: e
* X5 n+ j! ^. y3 a* e* |& q- g3 [
作者: 小a小橘子    時間: 2018-5-21 16:14
曉昀 發(fā)表于 2018-5-20 21:16
9 _# K% W; F" [4 ?+ i  t1,、滾筒軸在轉(zhuǎn)動過程中，受到滾筒自身的重力q,，滾筒上綁定的重物重量和人轉(zhuǎn)動滾筒一端手柄傳遞給滾筒的轉(zhuǎn)矩 ...
5 z4 ?  Q% j1 D, C5 l1 u5 J
好詳細(xì)，一下子就豁然開朗了,，非常感謝,。
4 k, S; `% V/ h. [% `  @, V不過我最后還有一個疑問，就是在估算軸的直徑時,，轉(zhuǎn)速可以估計那么功率也是可以估計的嗎,。我在不知道功率的時候改如何計算，或者功率有個差不多的值嗎,。* Q4 S& z, s. l! f) T
作者: 曉昀    時間: 2018-5-21 18:19
晚上給你說說怎么計算吧
作者: 曉昀    時間: 2018-5-21 22:08
轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都已經(jīng)知道了,，利用下面的公式就可以計算滾筒軸轉(zhuǎn)動時需要的功率，不過這個功率要除以一對軸承的機(jī)械效率0.98,，才是滾筒軸轉(zhuǎn)動的實(shí)際功率,。
作者: 小a小橘子    時間: 2018-5-21 23:44
曉昀 發(fā)表于 2018-5-21 22:08
# N* C0 a) E+ B& k5 {- v$ a轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都已經(jīng)知道了，利用下面的公式就可以計算滾筒軸轉(zhuǎn)動時需要的功率,，不過這個功率要除以一對軸承的 ...
4 ^( z: }" }# A
非常感謝,，您幫了我一個大忙
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