材料力学课程设计-五种传动轴设计.doc

材料力学课程设计
题目: 五种传动轴设计(、 a图、第7组数据)
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指导教师:
目录:
一、材料力学课程设计的目的 3
二、材料力学课程设计的任务和要求 3
三、设计题目(传动轴静强度、变形及疲劳强度计算) 3
设计题目()、a图、7号数据 3
四、分析计算过程 5
1、传动轴受力简图: 5
2、作出扭矩图及弯矩图。 5
3、根据强度条件设计等直轴的直径。 8
4、计算齿轮处轴的挠度(均按直径的等直杆计算)。 9
5、对阶梯传动轴进行疲劳强度计算。 10
校核的相关数据 10
校核类型的确定 11
有效应力集中系数 12
相关计算公式 12
各点校核: 13
五、课程设计总结: 25
六、(附)C语言程序 26
1、流程图 26
2、程序代码 27
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:
1、使所学的材料力学知识系统化、完整化。
2、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。
3、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。
4、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。
5、初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。
6、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()、a图、7号数据
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:
1、绘出传动轴的受力简图。
2、作扭矩图及弯矩图。
3、根据强度条件设计等直轴。
4、计算齿轮处轴的挠度(均按直径的等直杆计算)。
5、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)。
6、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。
传动轴力学简图
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(第7组)



四、分析计算过程
1、传动轴受力简图:
将外载荷向轴线简化,得下图:
2、作出扭矩图及弯矩图。
外力偶矩:
在此处键入公式。
在XY平面上有:
在xz平面上有:
3、根据强度条件设计等直轴的直径。
由已有的数学证明可知合成弯矩不是直线便是凹形的曲线,极值弯矩截面有B、E两截面,由, 由内力图可知危险点为E点。

4、计算齿轮处轴的挠度(均按直径的等直杆计算)。
由图形互乘法,在xy平面内,对B点施加一单位力:


同理,在xz平面上:


5、对阶梯传动轴进行疲劳强度计算。
校核的相关数据
,,,过渡圆弧,安全系数。
直径的确定: