5.16题图5.16所示钻探机钻杆的外径D = 60mm,内径d = 50mm,钻入的深度l=40m;A端输入的功率NA=15Kw,转速n=180r/min,B端钻头所受的扭转力矩
MB=300kN?m;材料的???= 40MPa,G = 80GPa,假设土壤对钻杆的阻力沿杆长度均匀分布,试求:(1)单位长度上土壤对钻杆的阻力距m。
(2)作钻杆的扭矩图,并校核其扭转强度。 (3)A,B两端截面的相对扭转角。
解:(1)钻探机A端的偶矩为:
MA=9549
NAn=795.75N?m 那么单位长度的阻力矩为:
5
m=
MA?MB=12.4 N/m l(2)圆轴扭转的强度条件为:?maxTmax?D31??4?) ?????得:(其中wt??16Wt?max?36.2Mpa? 40MPa 所以满足强度要求
(3)由两截面之间的相对转角为:???其中Ip?Tdx 0GIpl?D32l?4?d4?=1.59?10?7m4
495.75x40dx= 0.416 rad GIp所以:??T?0GIpdx=?0795.75?40A,B两端截面的相对扭转角为0.416 rad
6

