文档介绍：材料力学课程设计
题目五种传动轴设计C轴
姓名
所在学院汽车工程学院
专业班级车辆工程(421004班)
学号 42100413
指导教师
日期 2012年9 月 12日
目录
一、材料力学课程设计的目的 1
二、材料力学课程设计的任务和要求 1
三、设计题目(传动轴静强度、变形及疲劳强度计算) 1
1) 设计题目() 2
2) 设计计算数据 2
四、受力简图及轴径选择 3
五、挠度计算 5
六、疲劳校核 6
1) 校核的相关数据 6
2) 校核类型的确定 7
3) 相关计算公式 7
4) 各点校核 8-12
七、心得体会 1
八、参考文献 1
九、附:计算程序 1
一、材料力学课程设计的目的
本课程设计是在系统学完材料力学课程之后,结合工程实际中的问题,运用材料力学的基本理论和计算方法,独立的计算工程中的典型零部件,以达到综合利用材料力学知识解决工程实际问题的目的。同时,可以是同学将材料力学的理论和现代的计算方法,又提高了分析问题、解决问题的能力;既是对以前所学知识(高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等)的综合应用,又为后续课程(机械设计、专业课等)的学习打下基础,并初步掌握工程设计思想和设计方法,使实际工作能力有所提高。具体有以下六项:
使所学的材料力学知识系统化、完整化。
在系统全面复习的基础上,运用材料力学解决工程实际中的问题。
由于选题力求结合专业实际,因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来。
综合运用以前所学的各门课程知识(高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等),使相关学科的知识有机的联系起来。
初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。
为后续课程的教学打下基础。
二、材料力学课程设计的任务和要求
参加设计者要系统复习材料力学课程的全部的基本理论和方法,独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题,画出受力分析简图和内力图,列出理论依据并导出计算公式,独立编制计算程序,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。
三、设计题目(传动轴静强度、变形及疲劳强度计算)
设计题目()
传动轴的材料均为优质碳素结构钢(牌号45),许用应力,经高频淬火处理,,,。磨削轴的表面,键槽断面均为端铣加工,阶梯轴过渡圆弧均为,疲劳安全系数。
要求:
绘出传动轴的受力简图。
作扭矩图及弯矩图。
根据强度条件设计等直轴。
计算齿轮处轴的挠度(均按直径的等直杆计算)。
对阶梯传动轴进行疲劳强度计算。(若不满足,采取改进措施使其满足疲劳强度要求)。
对所取数据的理论根据作必要的说明。
说明:
齿轮上的力均与节圆相切。
为直径为的带轮传递的功率,为直径的带轮传递的功率。为小带轮的重量,为大带轮的重量。
图1- 1传动轴力学简图
图1- 2传动轴零件图
为静强度条件所确定的轴径,以为单位,并取偶数。设
设计计算数据
P=
P1=
n=600r/min
D=900
D1=400
D2=230
G2=850
G1=350
a=300
a=60
四、受力简图及轴径选择
图1- 3受力简图

而,
所以,
故可得弯矩图1-4
因此,

对于平面
单独作用时如图1-5
单独作用时如图1-6
单独作用时如图1-7
图1- 4
图1- 5
图1- 6
图1- 7
对于平面
单独作用时如图1-8
单独作用时如图1-9
合力矩和方向分别如图1-10、
图1-11
故危险点为点
对于等直轴,由第三强度理论知
故有
所以

故等直轴直径取。
图1- 8
图1- 9
图1- 10
图1- 11
五、挠度计算
挠度计算

在面内
图1- 12
图1- 13
在平面内
所以合挠度
图1- 14

图1- 15
六、疲劳校核
校核的相关数据
,,,过渡圆弧,安全系数。
校核类型的确定
校核的轴有键槽、轴肩,这些部位易引起应力集中,故易形成疲劳裂纹,故需要校核。共七处。
图1- 16
由传动轴的工作特点知,其处于弯扭组合的交变应力状态,其中弯曲正应力按对称循环变化,切应力按脉动循环变化。
对于弯曲正应力

交变扭转切应力及其循环特征