Name: sizing a solid power transmission shaft
Uploaded: 2024-05-23T12:59:58.000Z
Duration: 1 min 9 s
Channel: JoVE

Katı bir şaft dönerek motordan dişliye bağlı bir takım tezgahına güç iletir. İzin verilen kesme gerilimi göz önüne alındığında, katı milin mümkün olan en küçük çapını hesaplayın.
İlk olarak, şaft devri ve güç aktarım değerlerini kullanarak dişliye uygulanan torku hesaplayın.
Dişlilere etki eden karşılık gelen teğetsel kuvvetler, tork kullanılarak hesaplanır.
Eğilme momenti diyagramları, yatay ve düşey düzlemlere etki eden kuvvetler için eğilme momenti değerlerini belirler.
Potansiyel olarak kritik tüm enine kesitlerde, eğilme momentlerinin karelerinin toplamının karekökünü ve burulmayı hesaplayın.
Bilinen ve hesaplanan değerleri, kesme gerilimini kutupsal moment oranı ve eğilme momentleri ve burulma karelerinin toplamının karekökünden türetilen maksimum değer ile eşitleyen ilişkiye koyarak polar moment oranını elde edin.
Son olarak, polar moment oranı değerini kullanarak milin yarıçapını ve izin verilen en küçük çapı belirleyin.

transmisyon milleri: sorun Çözme

Gücü bir motordan bir takım tezgahına ileten sağlam bir milin tasarlanması, milin bükülme momentleri ve torkların uyguladığı gerilimlere dayanabilmesini sağlamak için bir dizi hesaplamayı içerir. Öncelikle milin aktardığı gücü ve dönüş hızını dikkate alarak dişliye uygulanan torku hesaplayın. Bunu takiben, tork ve dişli yarıçapı ile doğrudan ilgili olan, dişlilere etki eden teğetsel kuvvetleri hesaplayın.

Daha sonra, yatay ve dikey düzlemlerde etki eden kuvvetlerden kaynaklanan bükülme momenti değerlerini belirlemek için milin bükülme momenti diyagramlarını kullanın. Milin potansiyel olarak kritik enine kesitlerinde, bu değerlerin karelerinin toplamının karekökünü hesaplayarak bu bükülme momentleri ve burulmadan kaynaklanan birleşik gerilimleri belirleyin. Bu analiz, milin arızalanmadan gerilimle başa çıkıp çıkamayacağının değerlendirilmesine yardımcı olur. Daha sonra, kesme gerilimini burulma ve bükülme momentleri ile ilişkilendirmek için çok önemli olan kutupsal atalet momentini hesaplayın.

<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/15664/15664_Equation_1.svg" style="height: 58px;">

Bu hesaplama, milin uygulanan kuvvetlere dayanma kapasitesini doğrular. Son olarak, kutupsal atalet momentine göre milin gerekli minimum çapını hesaplayın; güvenlik ve performans standartlarını karşılarken minimum malzeme kullanımıyla hesaplanan gerilimlere dayanabilmesini sağlayın.

Transmisyon Milleri: Sorun Çözme

Katı bir şaft dönerek motordan dişliye bağlı bir takım tezgahına güç iletir. İzin verilen kesme gerilimi göz önüne alındığında, ...

Education

JoVE Core

Mechanical Engineering

Makine Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Principal Stresses under a Given Loading

Belirli Bir Yükleme Altındaki Asal Gerilmeler

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Transmission Shafts: Problem Solving

sizing a solid power transmission shaft

A solid power transmission shaft must be sized so it can carry both torque and bending loads. In this problem, the shaft connects a motor to a machine tool through a gear, so the design must resist the stress created by rotation and force transfer.

The first step is to calculate the torque on the gear. This uses the power carried by the shaft and its rotational speed. The tangential force on the gear is then found from the torque and the gear radius.

Next, bending moment diagrams are used for the shaft. These diagrams show the bending moments produced by forces in the horizontal and vertical planes. At critical transverse sections of the shaft, the bending and torsional stresses are combined by taking the square root of the sum of the squares of these values.

That combined-stress check helps show whether the shaft can resist failure under the applied loading. The polar moment of inertia is then calculated. This value links shear stress with torsion and bending moments and is used to verify the shaft’s strength.

The final step is to find the minimum required shaft diameter from the polar moment of inertia. This gives a solid shaft size that can handle the calculated stresses while using as little material as possible. The design must still meet safety and performance standards.

Sizing a Solid Power Transmission Shaft

principal stresses in a beam

Beam Stress Patterns Under Transverse Load

Beam stress patterns under transverse load depend on both bending and shear. In a prismatic beam, these two effects work together to shape how stress is distributed across the cross-section and to help engineers judge structural integrity. The largest normal, or bending, stress appears at the outer fibers of the beam. It drops in a straight line to zero at the neutral axis, which is the line in the cross-section where bending stress changes direction. Shear stress behaves differently. It is...

design of transmission shafts - stress analysis

design-of-transmission-shafts-stress-analysis

Transmission Shaft Bending and Torsion

Transmission shafts carry power while facing both bending and torsion. In gear systems, these loads create force-couple systems at the center of the shaft cross-section. That means the shaft must be checked for transverse loading and twisting at the same time. The transverse loads create shearing stress, but it is usually smaller than the stress from torque and is often ignored. Even so, the normal stress from these loads can add to the maximum shearing stress in the shaft. To find that normal...

transmission shafts: problem solving

A solid power transmission shaft must be sized so it can carry both torque and bending loads. In this problem, the shaft connects a motor to a machine tool through a gear, so the design must resist the stress created by rotation and force transfer. The first step is to calculate the torque on the gear. This uses the power carried by the shaft and its rotational speed. The tangential force on the gear is then found from the torque and the gear radius. Next, bending moment diagrams are used for...

stresses under combined loadings

Principal and Shear Stresses in a Bent Tube

A bent tube with a circular cross-section can experience normal stress, shear stress, principal stress, and maximum shearing stress when several loads act on it. To analyze these stresses, the tube is sliced at key points and the internal forces at each section are examined at the centroid. This helps show how the material responds under combined loading. Normal stress comes from axial forces and bending moments. It can be tensile or compressive, and it changes across the cross-section from...

key terms and concepts

Learn how a solid transmission shaft is sized by calculating torque, tangential force, bending moments, combined stress, and minimum diameter for safe design.

Sizing a Solid Power Transmission Shaft | JoVE K12

JoVE Core Makine Mühendisliği, denge, kuvvetler, kafes kiriş analizi ve yapısal mekanik gibi temel konuları kapsayan kısa, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Gerçek dünyadaki uygulamalarını keşfedin ve bilim insanlarının önderlik ettiği deneylerle bu kavramların uygulanmasına tanık olun.

mechanical engineering

Sizing a Solid Power Transmission Shaft

Description

Transcript

Tags