五种传动的静强度、变形及疲劳强度的计算.doc

材 料 力 学 　 课 程 设 计 说 明 书 设计题目 五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算 学院 专业 班 设计者 学号 指导教师 _年 月 日 目录 一 设计目的…………………………………………3 二 设计任务和要求…………………………………4 三 设计题目…………………………………………4 四 设计内容…………………………………………6 五 程序计算…………………………………………18 六 改进措施…………………………………………21 七 设计体会…………………………………………22 八 参考文献…………………………………………22 一．材料力学课程设计的目的 本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本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；既把以前所学的知识（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）综合运用，又为后继课程（机械设计、专业课等）打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体的有以下六项： 1．使学生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，运用材料力学知识解决工程中的实际问题； 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和专业需要结 合起来； 4．综合运用了以前所学的个门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等等）使相关学科的知识有机地联系起来； 5．初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法； 6．为后继课程的教学打下基础。 二．材料力学课程设计的任务和要求 要求参加设计者，要系统地复习材料力学的全部基本理论和方法，独立分析、判断、设计题目的已知条件和所求问题。画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据和导出计算公式，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．材料力学课程设计的题目 传动轴的强度、变形及疲劳强度计算 6－1 设计题目 传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa，经高频淬火处理，其σb=650MPa，σ-1=300MPa,τ-1=155MPa,磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧r均为2mm，疲劳安全系数n=2，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的直径； 计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1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）； 对所取数据的理论根据作必要的说明。 说明 ： a) 坐标的选取均按下图7—10b所示； b) 齿轮上的力F与节圆相切； c) 数据表中为直径D的皮带轮传递的功率，为直径为D1的皮带轮传递的功率。 G1为小带轮重量，G2为大带轮重量。 y x z 图7-10b Φ1 为静强度条件所确定的轴径，尺寸最后一位数准确到mm，并取偶数。 设 7—11传动轴的零件图 图7-11 设计数据表格： P /kW P1 /kW n/ (r/min) D /mm D1 /mm D2 /mm G2 /N G1 /N a /mm α (°) 6.6 2.9 150 700 350 100 800 400 500 30 四．设计内容 （1）绘出传动轴的受力简图 此传动轴受弯扭组合变形，把各力分解，使每组力只产生一种变形，如图。 （2）作扭矩图和弯矩图 根据力矩与功率的关系式：{}N·m =9549 ，以及力矩的平衡： == 9549=420.16 N == 9549 =184.62 N == 9549=235.54 N 扭矩图 X-Y平面: 支反力求解： =0 代入数据解得： 又因为：