吉林大学材料力学课程设计76_(b)__第二组数据轴设计说明

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吉林大学 材料力学课程设计(完整版)

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一.设计目的本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后,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,独立的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实际问题的目的。

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,又为后继课程(零件、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与专业需要结合起来;4.综合运用以前所学习的各门课程的知识,使相关学科的只是有机的联系起来;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,设计题目HZ140TR2后置旅游车底盘车架简化后如下图所示。

满载时,前部受重力FA 作用,后部受到重力FB作用,乘客区均布载荷为q(含部分车身重),梁为变截面梁。

计算过程重忽略圆角的影响,并把梁抽象为等厚度闭口薄壁矩形截面的阶梯梁。

材料的弹性模量E、许用应力[σ]及有关数据由下面数表给出。

1.计算前簧固定端C处,前簧滑板D处、后簧固定端F处、后簧滑板G处的支反力。

2.画出车架的内力图。

3.画出各截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线。

4.用能量法求出车架最大挠度maxf的值及所发生的截面,画出车架挠曲线的大致形状。

5.若壁厚t不变,取h/b=1.5,按等截面梁重新设计车架截面尺寸。

三,设计计算过程以下计算q=15400N/m,FA =2680N, FB=4200N.1,计算前簧固定端C处,前簧滑板D处、后簧固定端F处、后簧滑板G处的支反力。

解:由题得,此连续梁为三次静不定结构,但由于水平方向外力为0,所以此机构可认为是二次静不定结构。

吉林大学[材料力学课B程教学设计]

吉林大学[材料力学课B程教学设计]

材料力学课B 程教学设计基本描述课程名称:材料力学B课程英文译名:Mechanics of Materials B课程学时:84适用专业:机械类各专业开课教研室:机械学院力学系课程类型:学科基础必修课课程要求:必修课开课时间:第四学期先修课程:工程图学、金属工艺学、理论力学教材:《材料力学》陈塑寰聂毓琴孟广伟编著吉林科学技术出版社,2000主要参考书:1.《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社第三版,19922.《Mechnics of Materials》S.Timoshemke J.Gere.Van Nostrand Reinhold Compangy,19783.《材料力学》范钦珊主编高等教育出版社,20004.《材料力学》初日德,聂毓琴主编吉林科学技术出版社,1995课程的性质、研究对象及任务材料力学课程是一门用以培养学生在机械设计中有关力学方面设计计算能力的技术基础课,是机械类硕士研究生入学考试的一门专业基础课。

在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能,结合各种实践教学环节,进行机械工程技术人员所需的基本训练,为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础,因此材料力学课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用,是高等工科院校中机械类专业一门主干课程。

本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题,即研究构件的受力—变形—破坏的规律,确定其强度、刚度和稳定性设计计算的基本理论和基本方法。

本课程的主要任务是培养学生:1.树立正确的设计思想,理论联系实际,解决好经济与安全的矛盾,具备创新精神;2.全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律;3.掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用;4.能将一般构件抽象出力学简图,进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析,应力~应变分析;掌握材料的力学性能试验的原理和方法,具有进行试验研究的初步能力;6.在满足强度、强度、稳定性的前提下,以最经济的代价为构件选择适宜的材料,设计合理的截面形状和尺寸,为设计提供计算依据;7.了解材料力学的新理论,新方法及发展趋向。

材料力学课程设计方案

材料力学课程设计方案

材料力学课程设计汽车工程学院420505班一材料力学课程设计的目的1•使学生的材料力学知识系统化,完整化。

2•在系统复习的基础上,运用材料力学的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的知识和专业需要结合起来。

4•综合了以前所学的各门课程的知识,是相关学科的知识有机的结合起来。

5•初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。

6•为后续课程的教案打下基础。

二材料力学课程设计的要求1•设计计算说明书的要求设计说明书是该题目的设计思想,设计方法和设计结果的说明,要求书写工整,语言简练,条理清晰,明确,表达完整。

具体内容如下:〈1〉设计题目的已知条件,所求及零件图。

〈2〉画出构件的受力简图,按比例标明尺寸,载荷及支座等。

〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全部求解过程。

〈4〉画出全部内力图,并标明可能的各危险截面。

〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。

〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。

〈7〉选择强度理论并建立强度条件。

〈8〉列出全部计算过程的理论根据,公式的推导过程以及必要的说明。

〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。

〈10〉疲劳强度计算部分要说明循环特征。

2•分析讨论及说明部分的要求:〈1〉分析计算结果是否合理,并分析其原因,改进措施。

〈2〉提高改进设计的初步方案及设想。

〈3〉提高强度,刚度及稳定性的措施及建议。

3•程序计算部分的要求:〈1〉程序图框。

〈2〉计算机程序(含必要的语言说明及标识符说明)。

〈3〉打印结果(结果数据要填写到设计计算说明书上)。

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[匚]=80MPa,经高频淬火处理,□ b=650MPa a 1=300MPa巧1=155MPa轴的表面,键的槽均为端铳加工,阶梯轴的过渡圆弧r为2mm疲劳安全系数n=2.要求:1.绘出传动轴的受力简图。

材料力学课程设计报告通用模板格式

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大学《材料力学》课程设计说明书题目:传动轴静强度、变形及疲劳强度计算作者姓名:班级:学号:指导教师:数据号:7.6-a-23目录一、设计目的 (1)二、设计的任务和要求 (X)三、设计题目 (X)四、设计法 (X)五、设计结果 (X)六、分析讨论 (X)七、程序计算 (X)八、理论与程序结果对比 (X)九、设计结论与展望 (X)一、设计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知识解决工程实际问题的目的。

同时,可以使学生将材料力学的理论和现代计算法及手段融为一体,即从整体上掌握了基本理论和现代计算法,又提高了分析问题,解决问题的能力,既是对以前所学知识的综合运用,又为后续课程学习打下基础,并初步掌握工程设计思想和设计法,使实际工作能力提高。

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,运用材料力学知识解决工程实际问题。

3.由于选题力求结合专业实际,因而课程设计可以吧材料力学知识与专业所需结合起来。

4.综合运用所学知识(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法。

6.为后续课程的教学打下基础。

二、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,通过计算机给出的计算结果,并完成设计计算说明书。

二、 设计题目传动轴静强度,变形及疲劳强度计算传动轴的材料均为优质碳素结构钢(牌号45),用应力[]MPa 80=σ,经高频淬火处理,MPa MPa MPa 155,300,65011b ===--τσσ。

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。

材料力学课程设计报告

材料力学课程设计报告

材料力学课程设计报告第一篇:材料力学课程设计报告(左侧装订,封皮标题居中)材料力学课程设计报告课设题目:(小二号,宋体;题目要细化)单位:理学院专业/班级:工程力学16-1班学生姓名:(小二号,宋体)指导教师:闫龙海一、前言1、材料力学课程设计的目的意义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,独立地计算工程中的典型零部件,以达到综合运用材料力学知识解决工程实际问题的目的。

与此同时,进一步加强对以前所学知识(高等数学、工程图学、理论力学、计算机等)的综合运用,又为后续课程的学习打下基础,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。

2、工程背景(包括所选机械构件介绍、工程应用方面的背景等,要求附工程图片1张)3、课程设计主要任务及要求(1)查阅相关文献,介绍课程设计选题的工程背景(2)根据设计题目建立课程设计选题计算简图(3)绘制选题结构的内力图(4)列出理论依据和导出的计算公式(5)进行强度分析、变形计算(6)完成设计说明书。

1、设计题目简介(简要介绍题目)二、力学模型建立与内力分析2、模型简化(给出具体结构图形及力学简化模型图)3、内力分析手写三、杆件设计与强度分析1、手写四、变形计算1、手写五、结论本次课程设计总结、收获或体会参考文献:备注:1、表的标注方法(表中字体一律为5号)表1 模型数据表序号 1 弹性模量 200GPa 泊松比0.3长度a(m)1.3长度b(m)2.3长度c(m)长度d(m)0.42、图的标注方法(注意全文图统一大小,图形不要过大能够看清就可)图1 蜂窝板切面3、参考文献(字体为小四)徐丽娜.神经网络控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999: 66-89 2黄永兴,徐丽娜.我国股价指数的时间序列模型研究[J].安徽工业大学学报.2002,21(4):114-117 3 柳晓燕.一种NURBS曲线曲面形状修改的新方法[D].西安:西北大学硕士论文, 2007第二篇:金属力学读书报告金属力学读书报告任何机械零件或工具,在使用过程中,往往要受到各种形式外力的作用。

材料力学课程设计样本

材料力学课程设计样本

材料力学课程设计样本一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法,能够运用所学的知识分析、解决材料力学问题。

具体目标如下:1.知识目标:(1)了解材料力学的基本概念和基本原理;(2)掌握弹性理论和塑性理论的基本内容;(3)熟悉材料力学实验方法和测试技术。

2.技能目标:(1)能够运用材料力学理论分析、解决实际问题;(2)具备一定的实验操作能力和数据处理能力。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的科学素养,提高对材料力学的兴趣;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;(3)强化学生的团队合作意识,培养良好的职业道德。

二、教学内容根据教学目标,本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.材料力学基本概念和基本原理:力学基础、应力、应变、弹性模量、塑性模量等;2.弹性理论:轴向拉伸、压缩、弯曲、剪切等基本变形;3.塑性理论:屈服准则、塑性变形、塑性极限等;4.材料力学实验方法和测试技术:实验设备、实验方法、数据处理等。

三、教学方法为了达到教学目标,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:系统地传授知识,引导学生理解材料力学的基本概念和基本原理;2.讨论法:学生分组讨论,培养学生的思考能力和团队合作精神;3.案例分析法:分析实际案例,提高学生运用材料力学知识解决实际问题的能力;4.实验法:进行材料力学实验,培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统、科学的学习材料;2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的多媒体课件,提高课堂教学效果;4.实验设备:保证实验教学的顺利进行,为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

具体评估方式如下:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和思考能力;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:进行期中和期末考试,全面测试学生的知识掌握和应用能力。

材料力学课程设计b

材料力学课程设计b

材料力学课程设计b一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握材料力学的基本概念、原理和方法,培养学生分析和解决实际工程问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:(1)了解材料力学的基本概念和研究对象;(2)掌握弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念;(3)熟悉材料力学的基本定律和公式;(4)掌握杆件的强度、刚度和稳定性分析方法。

2.技能目标:(1)能够运用材料力学的基本原理分析实际工程问题;(2)学会使用材料力学实验设备进行实验操作;(3)具备一定的数值计算和绘图能力。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对材料力学学科的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度;(3)培养学生团队协作、交流分享的良好习惯。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.材料力学的基本概念和研究对象;2.弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念;3.材料力学的基本定律和公式;4.杆件的强度、刚度和稳定性分析方法;5.实际工程案例分析。

教学大纲安排如下:1.第一课时:介绍材料力学的基本概念和研究对象,讲解弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念;2.第二课时:讲解材料力学的基本定律和公式,分析杆件的强度、刚度和稳定性;3.第三课时:通过实际工程案例,让学生运用材料力学的基本原理进行分析;4.第四课时:进行课堂讨论,总结本节课的重点内容,布置作业。

三、教学方法本节课采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和方法;2.案例分析法:分析实际工程案例,让学生运用所学知识解决问题;3.讨论法:学生进行课堂讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神;4.实验法:安排实验课程,让学生动手操作,巩固理论知识。

四、教学资源本节课的教学资源包括:1.教材:选用国内权威出版的材料力学教材;2.参考书:提供相关的材料力学参考书籍,供学生自主学习;3.多媒体资料:制作精美的PPT,辅助讲解和展示;4.实验设备:准备材料力学实验所需的设备,让学生亲身体验和操作。

吉林大学材料力学课设五种传动轴

吉林大学材料力学课设五种传动轴

材料力学课程设计五种传动轴静强度、变形及疲劳强度计算(第6道题、第12组数据)姓名王琛所在学院汽车工程学院专业班级能源与动力(421415班)学号指导教师郭桂凯日期 2016年9 月 23日目录一设计目的 (2)二材料力学课程设计任务和要求 (2)三设计题目 (3)四设计内容 (5)(1)绘出传动轴的受力简图 (5)(2)传动轴扭矩图和弯矩图 (6)(3)设计等直轴的直径 (8)(4)设计D2轮轴处的挠度 (10)(5)对传动轴进行强度校核 (14)五程序计算 (19)六设计感想 (24)七参考文献 (25)一.设计目的:本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后,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,独立的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实际问题的目的。

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,又为后继课程(零件、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与专业需要结合起来;4. 综合运用以前所学习的各门课程的知识,使相关学科的只是有机的联系起来;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并导出计算公式,独立编制计算程序,通过计算机给出输出结果,并完成设计计算说明书。

三.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[σ] =80MPa,经高频淬火处理,σb =650MPa,σ-1 =300MPa,τ-1=155MPa。

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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[σ]=80MPa ,经高频淬火处理,650b MPa σ=,1300MPa σ-=,1155MPa τ-=。

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:1. 绘出传动轴的受力简图。

2. 做扭矩图及弯矩图。

3. 根据强度条件设计等直轴的直径。

4. 计算齿轮处轴的挠度(均按直径1φ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做必要的说明。

说明:(1) 坐标的选取均按图所示。

(2) 齿轮上的力F 与节圆相切。

(3) 表中P 为直径为D 的带轮传递的功率,1P 为直径为1D 的带轮传递的功率。

1G 为小带轮的重量,2G 为大带轮的重量。

(4)1φ为静强度条件所确定的轴径,以mm 为单位,并取偶数。

设3122431.1φφφφφφ===设计计算数据传动轴零件图设计计算数据表设计过程1.传动轴受力简图首先对传动轴进行受力分析,轴共受 7 个力作用,分别为皮带轮 D 对传动轴的力2和,皮带轮1对传动轴的力1和 21,齿轮2对传动轴的力 F,还有皮带轮 D 的重力2和皮带轮1的重力G1,且M1与M2方向相反,P/kW 1P/kW n/(r/min)D/mm 1D/mm2D/mm2G/N1G/N a/mm a(º)6.6 2.9 150 700 350 100 800 400 500 30受力简图如下图所示列公式求得:M 1=184.61NM M 2=420.16NM M= M 2- M 1=235.55NM2.弯矩图及扭矩图1)在 XOY 面上传动轴受力简图如下:2)在 XOZ 面上传动轴受力简图如下:FAYM 2=F 2*D/2 M 1=F 1*D 1/2 M=F*D 2/2根据受力平衡,可列平衡方程:12+=0M M M +0yF=∑ , 3F 1-F ay +F by -G 1-Fcos α-G 2=00Fz =∑ ,Fbz-F az -Fsin α-3F 2=0()0yM =∑,3F 1*a-G1*a+Fcos α*a-F by *3a+G 2*4a=0()0zM =∑,Fsin α*a+3F2*4a-F bz *3a=0求解得:F= 4711N F1 =1054.91N F2=1200.46N Fay=1233.15N Fby=3348.15N Faz=-369.87N Fbz=5587.01N由以上各条件,可得扭矩图如下:ABF azF bzFsin α3F 2弯矩图如下:M y 弯矩图:Mz 弯矩图:184.61420.16a 4a 5a3a 2a 184.941800.69M y /(N ·m)3.设计等直轴轴的直径1) 确定危险截面a 2a 4a 5a3a1382.372148.15400M z /(N ·m)比较截而 A 、B 、C 的合成弯矩大小:=1382.37N ·m=22184.94+2148.15=2156.10N ·m=221800.69+400=1844.58N ·.m由计算可知 B 截面的合成弯矩最大,根据扭矩图可知B 截面的扭矩也是最大,所以传动轴的危险截面在B 截面。

A CB2)根据强度条件设计直径此题为圆轴弯扭组合变形,而传动轴的材料是碳素钢,是塑性材料,则适用第三强度理论。

[]22222314r x y z M M M Wσστσ=+=++≤其中 3d 32W π=,则3222][32d πσZY X B M M M ++≥M X =420.16N ·m M Y =184.94 N ·m M Z =2148.15 N ·m 解得:d B =1.1 1φ≥65mm 1φ≥59.09mm3)校核传动轴不同直径各段的强度;校核2的强度左端最大弯矩为1382.37 N ·m, 扭矩为184.61N ·m 右端最大弯矩为1844.58 N ·m, 扭矩为420.16N ·m∴取右端根据第三强度理论。

[]22'2'2'2314r x y z M M M Wσστσ=+=++≤ 3d 32W π=,2223232[]Y Z X M M M φσπ++≥解得:2φ≥62.2mm 由圆整取偶得: 2φ=64mm1φ=1.12φ=70.4mm则取1φ=70mm ≥59.09mm综上,1φ=70mm, 2φ=64mm4.计算2D 轮处的挠度d= 70mm E=200GPa I=π*d^4/64=1.18*10-6 1).求 Y 方向的挠度在2轮处加一沿 Y 方向的单位力 1,并绘制出单位力 1 作用下的弯矩图如下:将上述两个图对应图乘:112212[-a 184.94233210.74219.74219.7419.742184.9421800.69]0.29310.7410.743210.74310.743y z a f a EI a a a mm =⨯⨯⨯-⨯⎛⎫⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭z M --23a X2).求 Z 方向的挠度将上述两个图对应图乘:3).将 Y, Z 方向的挠度进行合成22220.29 2.05 2.07y z f f f mm mm =+=+=即传动轴的总挠度是2.07mmz M --23a X1122[(1382.37(2148.151382.37))2331 5.372 5.3711111222148.152400]2 6.373 6.37 6.372 6.373 6.3732.07z y f a a EI a a a mm=⋅⋅⋅+-⎛⎫+⋅⨯⨯⋅+-⋅⋅⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭=5.对阶梯传动轴进行疲劳强度计算I .首先对传动轴键槽进行疲劳强度计算因为该轴键槽为端铣加工,σb =650MPa ,所以根据《材料力学》(机械工业出版社)P369页图13-10a 可查得σK =1.8,根据《材料力学》(机械工业出版社)P369页图13-10b 可查得τK =1.48。

因为该轴经高频淬火处理,σb =650MPa ,σK =1.8,所以根据《材料力学》(机械工业出版社)P370页表13-4可查得β=2.4。

由于此传动轴工作在弯扭组合交变应力状态下,因此在进行疲劳强度计算时疲劳强度条件可写成2=≥+=22n n n n n n τστσστ。

WM M WMzy 22max max+==σ,Px W M =max τ,323πφ=W ,163πφ=P W 。

max min σσ-=,故弯矩循环系数r=-1,循环特征为对称循环;0min =τ,故扭矩循环系数r=0,循环特征为脉动循环。

所以max1σβεσσσσK n -=,ma K n τψτβετττττ+=-1。

其中max 21ττ=a ,max 21ττ=m ,2201τττψτ-=-。

参照《材料力学》(机械工业出版社)P373页表13-5可选取10.0=τψ。

在左起第一个键槽:mm φ64=2,传动轴的材料为优质碳素结构钢(牌号45),根据《材料力学》(机械工业出版社)P369页表13-2可查得78.0=σε,74.0=τε。

Nm M Dy 0=,Nm M Dz 0=,Nm M Dx 61.184=MPa Nm Nm πφM M W σDz Dy D 0=0+032=+1=2232221max , MPa Nm πφW M τP Dx 59.3=61.18416==32max则+∞=04.2×78.08.1300==max1MPaMPaσβεK σn σσσm τaττττψτβεK τn +=12=≥+∞=+=22n n n n n n τστσστ,安全。

在左起第二个键槽左边,mm φ87=3,传动轴的材料为优质碳素结构钢(牌号45),根据《材料力学》(机械工业出版社)P369页表13-2可查得75.0=σε,37.0=τε。

Nm M By 94.184=,Nm M Bz 15.2148=,Nm M Bx 61.184=MPa M M W σBz By B 28.46=+1=223max ,MPa W M τP BxB 98.1==3max , 则48.6=28.464.2×75.08.1300==max1MPaMPaσβεK σn σσσ72.165=2MPa98.110.0+298.14.2×37.048.1155=+=1MPa MPaτψτβεK τn mτaτττ2=≥48.6=+=22n n n n n n τστσστ,安全。

在左起第二个键槽右边,mm φ87=375.0=σε,37.0=τεNm M By 94.184=,Nm M Bz 15.2148=,Nm M Bx 16.420=MPa M M W σBz By B 28.46=+1=223max ,MPa W M τP BxB 51.4==3max , 则48.6=28.464.2×75.08.1300==max1MPaMPaσβεK σn σσσ76.72=2.51MPa410.0+251.44.2×37.048.1155=+=1MPa MPaτψτβεK τn mτaτττ2=≥45.6=+=22n n n n n n τστσστ,安全。

左起第三个键槽:Nm M Ey 0=,Nm M Ez 0=,Nm M Ex 16.420=则+∞==max1σβεK σn σσσ2=≥+∞=+=22n n n n n n τστσστ,安全。

II .再对传动轴阶梯轴进行疲劳强度计算 可利用c 语言来求解由于σb =650MPa ,mm φ70=1,mm φ64=2,mm φ87=3,mm φ74=4,1.1=21φφ 数据表格如下表:已知 条 件 过渡处(校核点) 1 2 3 4 5 直径φ(mm ) 6470747064Y 方向弯矩(KNm ) 0 92.47 27.28 860.15 900.34 Z 方向弯矩(KNm ) 691.19 1765.26 925.37 202.19 200 扭矩(KNm ) 184.16 184.16 420.16 420.16 420.16 初始应力 集中系数K σ1.902.35 1.87 1.85 1.90 K τ1.481.421.481.481.48尺寸系数σε0.78 0.78 0.75 0.78 0.78 τε0.740.740.73 0.740.74敏感系数τψ 0.1 表面质量系数β2.4计 算 结 果m ax σ(MPa) 26.87 52.52 23.28 62.25 35.85 m ax τ(MPa)3.59 2.74 5.28 6.24 8.17 σn11.00 4.55 12.40 11.56 8.24 τn 92.56 125.66 62.11 53.21 40.67 στn10.92 4.55 12.16 11.30 8.08 是否安全是是是是是C 语言运行截图如下:综上所述,阶梯传动轴各个截面符合疲劳强度条件。

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