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机械设计手册一组力学公式的探讨

2021-05-22周治赵家乐胥正皆

机械工程师 2021年5期
关键词:机械设计有限元分析

周治,赵家乐,胥正皆

(1.重庆天辰精工科技有限公司,重庆402760;2.重庆伊士顿电梯有限责任公司,重庆401336)

0 引言

机械设计手册作为机械行业广泛使用的工具书,具有权威性、准确性、实用性,所选内容基本、常用、重要,工程技术人员工作中参考它可提高机械设计制造质量和效率,使用者往往对机械设计手册中给出的数学公式、物理公式、力学公式、设计方法深信不疑。因此,如果机械设计手册一旦有错误,使用者一般也会随之出现认知上的错误,从而给设计制造带来失误。

直线导轨与滑块广泛地运用于夹具、机器设备,尤其是在自动化设备中,机械设计手册给出了常见的四滑块工作台直线运动载荷计算公式。图1为四滑块工作台载荷受力图[1]。文献[1]给出的使用条件是:工作台水平使用(滑块运动),匀速运动或静止时,外加载荷W不与工作台中 心 重 合;P1、P2、P3、P4分别为4个滑块A、B、C、D因工作台外加载荷W所导致受到的压力;假设台面是刚体,工作台质量不计。文献[1]给出求解P1、P2、P3、P4值的公式如下:

图1 四滑块工作台载荷受力图

与文献[1]载荷计算公式相同的还有文献[2]~文献[4]。另外与文献[1]载荷计算公式本质相同的还有文献[5]、[6],文献[5]、[6]只是再考虑了工作台质量;在忽略工作台质量的情况下,文献[1]及文献[5]、[6]载荷计算公式是一致的。

例1:在图1中,设取l0=1500,l1=900,l2=500,l3=300,W=2400 N,试计算P1、P2、P3、P4受力大小。

将已知数据代入式(1)~式(4)求得:P1=600 N,P2=-200 N,P3=600 N,P4=1400 N。

其中P1、P3、P4为正值,其物理意义说明外加载荷W确实引起了由工作台向对应处的滑块A、滑块C、滑块D的压力;而P2为负值,其物理意义说明外加载荷W在滑块B处引起了一个由滑块B向工作台的力,对此,从生活经验及力学知识来说是不能理解的。……

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