【摘要】:如前所述,支承件承受的主要是弯曲和扭转载荷,支承件的变形是与截面惯性矩有关的。因此,设计支承件时总是使壁厚在工艺可能的前提下尽量薄一些。方形截面的抗弯刚度比圆形的大,而抗扭刚度则较低。因此如果支承件所承受的主要是弯矩,则截面形状以方形和矩形为佳。因此,在可能条件下,应尽可能把支承件的截面做成封闭的框形。
如前所述,支承件承受的主要是弯曲和扭转载荷,支承件的变形是与截面惯性矩有关的。截面积近似为10 000 mm2的八种不同截面形状的抗弯和抗扭惯性矩的比较见表6-1。
表6-1 不同截面形状的抗弯和抗扭惯性矩
(续表)
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比较后得出结果如下:
(1)空心截面的惯性矩比实心的大。加大轮廓尺寸,减小壁厚,可大大提高刚度(表中1、2、3和5、6、7)。因此,设计支承件时总是使壁厚在工艺可能的前提下尽量薄一些。一般不用增加壁厚的办法来提高刚度。
(2)方形截面的抗弯刚度比圆形的大,而抗扭刚度则较低(表中5与1对比)。因此如果支承件所承受的主要是弯矩,则截面形状以方形和矩形为佳。矩形截面在其高度方面的抗弯刚度比方形截面的高,但抗扭刚度则较低(表中7、8)。因此,以承受一个方向的弯矩为主的支承件,其截面形状常取为矩形,以其高度方向为受弯方向,如龙门刨床的立柱。如果弯矩和扭矩相当大,则截面形状常取为正方形,如镗床和滚齿机的立柱。
(3)不封闭的截面比封闭的截面,刚度显著下降。特别是抗扭刚度下降更多(表中4与3对比)。因此,在可能条件下,应尽可能把支承件的截面做成封闭的框形。实际上,由于排屑、清砂、安装电器件、液压件和传动件等,往往很难做到四面封闭,有时甚至连三面封闭都难以做到,例如中小型车床床身。
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