材料力学课程设计 单缸柴油机曲轴

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单缸柴油机曲轴课程设计

单缸柴油机曲轴课程设计

单缸柴油机曲轴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解单缸柴油机的结构组成,特别是曲轴的作用及其在发动机中的地位;2. 学生能够掌握曲轴的基本工作原理,包括转速与扭矩的转换关系;3. 学生能够描述曲轴的常见故障及其原因。

技能目标:1. 学生能够通过实际操作识别单缸柴油机的曲轴,并展示其工作原理;2. 学生能够运用所学的知识分析曲轴故障案例,提出合理的维修与保养建议;3. 学生能够设计简单的曲轴维修保养流程,并进行模拟操作。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对机械工程领域的兴趣,特别是对柴油机这一传统工业产品的认识与尊重;2. 学生通过学习曲轴相关知识,增强对机械设备结构与功能的探索欲望,激发创新意识;3. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,提高解决问题的能力和责任意识。

课程性质:本课程为实践性较强的技术学科课程,要求学生结合理论知识与实际操作,深入理解单缸柴油机曲轴的相关知识。

学生特点:考虑到学生年级特点,课程内容设计需兼顾知识性与趣味性,以激发学生的学习兴趣和动手操作的欲望。

教学要求:教学内容应紧密结合课本,通过实物展示、案例分析等教学方法,提高学生对曲轴知识的掌握与应用能力,同时注重培养学生的实践操作技能和解决问题的能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果,为教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容1. 引入概念:介绍单缸柴油机的整体结构,强调曲轴在发动机工作过程中的关键作用。

相关教材章节:第一章《内燃机概述》2. 理论知识:详细讲解曲轴的构造、工作原理及其与发动机性能的关联。

相关教材章节:第二章《曲柄连杆机构》3. 实物教学:通过拆解与组装单缸柴油机模型,直观展示曲轴及其附属部件。

相关教材章节:第三章《发动机主要部件》4. 故障分析:分析曲轴常见故障类型及其原因,如磨损、断裂等。

相关教材章节:第五章《发动机常见故障与维修》5. 维修与保养:介绍曲轴的维修方法、保养技巧及注意事项。

单缸柴油机曲轴-13页文档资料

单缸柴油机曲轴-13页文档资料

材料力学课程设计学号:41091307姓名:吴茂坤题目:单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师:李锋2019.10.20目录一、课程设计的目的··2二、课程设计的任务和要求··2三、设计题目··3四、设计过程··41、画出曲轴的内力图··42、设计曲轴颈直径d和主轴颈直径D ·63、校核曲柄臂的强度··74、校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度··95、用能量法计算A-A截面的转角yθ,θ·9z五、设计的改进措施及方法··13六、程序计算部分··13七、设计体会··15八、参考文献··15一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后,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,可以使我们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综合应用,又为后继课程打下基础,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。

1)使所学的材料力学知识系统化,完整化。

让我们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。

2)综合运用以前所学的各门课程的知识(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地联系起来。

3)使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法,为后续课程的学习打下基础。

二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法,独立分析、判断设计题目的已知所求问题,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,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。

材料力学课程设计之单缸柴油机曲轴的强度设计

材料力学课程设计之单缸柴油机曲轴的强度设计

材料力学课程设计班级:作者:题目:单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师:2007.11.05一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后,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,可以使我们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综合应用,又为后继课程打下基础,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。

1)使所学的材料力学知识系统化,完整化。

让我们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。

2)综合运用以前所学的各门课程的知识(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地联系起来。

3)使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法,为后续课程的学习打下基础。

二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法,独立分析、判断设计题目的已知所求问题,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,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。

三、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构,材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E、μ,许用应力为[σ],G处输入转矩为eM,曲轴颈中点受切向力t F、径向力r F 的作用,且r F =2t F 。

曲柄臂简化为矩形截面,1.4≤h D ≤1.6,2.5≤hb≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表:1/l m2/l m/E Gpaμ[]/Mpa σ1/Mpa τ-0.11 0.181500.27120180τψτε/P kW/(/min)n r/r m0.05 0.7815.52800.06(一) 画出曲轴的内力图。

机械原理课程设计单缸

机械原理课程设计单缸

机械原理课程设计单缸一、教学目标本节课旨在让学生了解和掌握单缸机械原理的相关知识,包括其工作原理、结构特点和应用范围。

在知识目标方面,学生需要能够描述单缸内燃机的基本结构,解释其工作原理,并了解其在现代工业中的广泛应用。

技能目标方面,学生应通过实验和实践活动,培养观察、分析问题的能力,以及运用机械原理解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标方面,学生应培养对机械工程的兴趣和好奇心,认识机械原理在现代科技发展中的重要性,从而提高其学习的积极性和主动性。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括单缸内燃机的基本结构、工作原理和应用。

首先,介绍单缸内燃机的组成部分,如气缸、活塞、曲轴等,并讲解各部分的作用和相互关系。

其次,详细讲解单缸内燃机的工作原理,包括吸气、压缩、爆发和排气四个阶段。

最后,介绍单缸内燃机在现代工业中的应用,如汽车、发电机组等。

三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法。

首先,运用讲授法,为学生系统地讲解单缸内燃机的结构、原理和应用。

其次,采用讨论法,引导学生分组讨论单缸内燃机的工作过程,以及其在实际生活中的应用。

再次,运用案例分析法,分析一些典型的单缸内燃机故障案例,让学生学会运用机械原理解决问题。

最后,通过实验法,让学生亲自动手进行单缸内燃机的拆装和调试,增强其实践操作能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学,我们将准备以下教学资源:教材《机械原理》,用于为学生提供系统性的理论知识;参考书《内燃机原理与应用》,为学生提供更深入的背景知识;多媒体教学课件,以图文并茂的形式展示单缸内燃机的结构和工作原理;实验设备,包括单缸内燃机模型、工具等,让学生能够亲身体验和操作。

此外,还将利用网络资源,如相关视频、论文等,为学生提供更多的学习资料和信息。

五、教学评估本节课的评估方式将采用多元化的形式,以全面、客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括:平时表现,占30%,主要评估学生的课堂参与度、提问回答等;作业,占20%,主要评估学生的理解能力和实践能力;小测验,占20%,主要评估学生的知识掌握程度;实验报告,占15%,主要评估学生的实验操作能力和分析问题的能力;期末考试,占15%,全面考察学生的知识掌握和应用能力。

单杠柴油机曲轴课程设计

单杠柴油机曲轴课程设计

单杠柴油机曲轴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单杠柴油机的结构组成及其工作原理;2. 学生能够掌握曲轴在单杠柴油机中的作用及其重要性;3. 学生能够描述曲轴的构造、材料及常见的故障类型。

技能目标:1. 学生能够通过观察和分析,识别单杠柴油机的曲轴部件;2. 学生能够运用相关知识,进行简单的曲轴故障分析与判断;3. 学生能够设计简单的曲轴保养和维护方案。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设备的兴趣,激发他们学习相关工程技术的热情;2. 培养学生认真观察、严谨分析的科学态度;3. 增强学生的环保意识,使他们认识到正确使用和维护机械设备对环境保护的重要性。

课程性质分析:本课程为技术类课程,要求学生具备一定的物理知识和动手能力,结合实际操作加深对理论知识的理解。

学生特点分析:考虑到学生所在年级,应注重理论与实践相结合,提高学生对实际问题的解决能力。

教学要求:通过课程学习,使学生能够将理论知识与实际操作相结合,培养他们分析问题、解决问题的能力,并在此基础上,提高学生的创新意识和实际操作技能。

通过具体的学习成果分解,为教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 单杠柴油机的结构组成及其工作原理:- 引导学生了解单杠柴油机的整体构造,重点讲解曲轴在其中的作用;- 深入剖析柴油机工作原理,强调曲轴在能量转换过程中的重要性。

2. 曲轴的构造、材料及常见故障类型:- 详细介绍曲轴的结构设计、材料性能及其对柴油机性能的影响;- 分析曲轴常见的故障类型,如断裂、磨损、弯曲等,并探讨其产生原因。

3. 曲轴的检测与维护:- 教授学生如何使用专业工具对曲轴进行检测,掌握检测方法和步骤;- 讲解曲轴的日常保养和维护技巧,提高学生实际操作能力。

4. 实践操作环节:- 安排学生进行单杠柴油机的拆装实践,观察并识别曲轴及其相关部件;- 组织学生进行曲轴检测和维护的实操训练,巩固所学知识。

教学内容依据教材相关章节进行组织,确保科学性和系统性。

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后,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,可以使我们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综合应用,又为后继课程打下基础,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。

1)使所学的材料力学知识系统化,完整化。

让我们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。

2)综合运用以前所学的各门课程的知识(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地联系起来。

3)使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法,为后续课程的学习打下基础。

二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法,独立分析、判断设计题目的已知所求问题,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,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。

三、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构,材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E、卩,许用应力为[(T ],G处输入转矩为M e,曲轴颈中点受切向力F t、径向力F r的作用,且F需。

曲柄臂简化为矩形截面,*占过但込b过4, l3=1.2r,已知数据如下表:l1 / m 12 / m E/Gpa 4 fcr ]/ Mpa T_I / Mpa0.11 0.18 150 0.27 120 180屮T z T P/kW n /(r / min)r / m0.05 0.78 15.5 280 0.06(一)画出曲轴的内力图。

(二)设计曲轴颈直径d,主轴颈直径D(三)校核曲柄臂的强度。

(四)校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度,取疲劳安全系数加工,主轴颈表面为车削加工。

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计课程设计:单缸四冲程柴油机一、课程背景和目标1.1 课程背景单缸四冲程柴油机是一种常见的内燃机类型,广泛应用于农业、工业以及交通运输等领域。

对于学习机械工程、汽车工程等专业的学生来说,了解和掌握单缸四冲程柴油机的原理和工作过程是必不可少的。

1.2 课程目标本课程旨在使学生能够:- 理解柴油机的基本原理和工作过程;- 掌握柴油机的结构和各部件的功能;- 熟悉柴油机的运行调试和故障排除方法;- 培养学生的实践操作能力和团队合作精神。

二、课程内容2.1 柴油机的工作原理- 热力循环- 燃烧过程- 压缩过程- 进气过程- 排气过程2.2 柴油机的构造和工作过程- 缸体和缸套- 活塞与连杆- 气缸盖和气门机构- 喷油系统- 进气系统- 排气系统2.3 柴油机的运行调试- 燃油供给系统的调试- 气缸压力测试与调整- 排气系统的调试- 运行参数的监测与调整2.4 柴油机的故障排除- 燃油供给系统故障- 气缸压力不正常- 排气系统故障- 运行参数异常2.5 实践操作和团队合作项目- 独立操作柴油机的调试与维护- 团队合作完成柴油机安装和调试项目三、课程教学方法3.1 理论教学- 授课讲解柴油机基本原理和工作过程;- 利用多媒体教学手段展示柴油机的结构和工作过程;- 组织学生参与讨论,加深对柴油机知识的理解。

3.2 实验操作- 提供实验室环境,让学生独立操作柴油机进行调试;- 引导学生观察和记录柴油机不同运行状态下的参数变化。

3.3 课堂演示- 通过模型或真实柴油机进行实际演示,展示柴油机的工作原理和故障排除方法。

四、课程评估与考核4.1 课堂小测验:对柴油机基本原理和工作过程进行测试。

4.2 实验报告:学生需要根据实验操作记录和观察结果编写实验报告。

4.3 课程设计项目:团队合作完成柴油机安装和调试项目,并提交相应的设计报告。

4.4 课堂参与度:学生在课堂中的积极参与和提问情况。

五、课程参考资料- 《柴油机原理与维修》- 《柴油机工程》- 《柴油机原理与调校》- 《内燃机基础》以上是单缸四冲程柴油机课程设计的大纲,通过本课程的学习和实践操作,学生将能够全面了解柴油机的原理、工作过程以及运行调试和故障排除方法,为将来从事相关领域的工作打下基础。

缸柴油机曲轴》

缸柴油机曲轴》

材料力学课程设计学号:41091307姓名:吴茂坤题目:单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师:李锋2011.10.20目录一、课程设计的目的 (2)二、课程设计的任务和要求 (2)三、设计题目 (3)四、设计过程 (4)1、画出曲轴的内力图 (4)2、设计曲轴颈直径d和主轴颈直径D (6)3、校核曲柄臂的强度 (7)4、校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度 (9)5、用能量法计算A-A截面的转角yθ,zθ (9)五、设计的改进措施及方法 (13)六、程序计算部分 (13)七、设计体会 (15)八、参考文献 (15)一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后,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,可以使我们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综合应用,又为后继课程打下基础,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。

1)使所学的材料力学知识系统化,完整化。

让我们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。

2)综合运用以前所学的各门课程的知识(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地联系起来。

3)使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法,为后续课程的学习打下基础。

二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法,独立分析、判断设计题目的已知所求问题,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,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。

三、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构,材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E 、μ,许用应力为[σ],G 处输入转矩为e M ,曲轴颈中点受切向力t F 、 径向力r F 的作用,且r F =2t F 。

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材料力学课程设计班级:441006班作者:刘百川44100608题目:单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核题号:4数据号:24指导老师:李锋课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学课程之后,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;既是对以前所学的知识的综合应用,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,对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,运用材料力学知识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的知识(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地联系起来。

5.使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。

6.为后续课程的学习打下基础。

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,通过计算机给出计算结果,并完成设计计算说明书。

设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构,材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为,E μ,许用应力为[σ],G 处输入转矩为e M ,曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用,且2t r F F =。

曲柄臂简化为矩形截面,1.4 1.6h D ≤≤,2.54hb≤≤, 3 1.2l r =。

已知数据如下表:注:带*标记的为独立的一组设计计算数据,与他人不相同。

1.画出曲轴的内力图。

2.设计曲轴颈直径d,主轴颈直径D。

3.设计曲柄臂尺寸h和b。

n=。

键槽为端铣加工,4.校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度,取疲劳安全系数2主轴颈表面为车削加工。

θθ。

5.用能量法计算A-A截面的转角,y z作答如下:1.画出曲轴的内力图(1) 外力分析画出曲轴的计算简图。

外力偶矩e M =9549P n =9549×14.0450=297N m ⋅ t F =eM r =5940N r F =2tF =2970N下面计算反力 在面xOy 内:Ay F =212r F l l l +=1843N Fy F =112r F l l l +=1127N 在面xOy 内:Az F =212t F l l l +=3687N Fz F =112t F l l l +=2253N (2)内力分析A .主轴颈的EF 左端(1-1)截面受扭转和两向弯曲,为最危险:1x M =e M =297N m ⋅ 1y M =Fz F (2l –32l )=338N m ⋅1z M =Fy F (2l –32l )=169N m ⋅ B .曲柄臂DE 段下端(2-2)截面受扭转、两向弯曲和压缩,为最危险。

2x M =e M =297N m ⋅ 2y M =Fz F (322l l -)=338N m ⋅ 2z M =Fy F (322l l -)=169N m ⋅ 2N F =Fy F =1127NC .曲柄颈CD 段中间截面(3-3)受扭转和两向弯曲,为最危险。

3x M =Az F r =184N m ⋅ 3y M =Az F 1l =406N m ⋅3z M =Ay F 1l =203N m ⋅做图如下页所示(不计内力弯曲切应力,弯矩图画在受压侧): (单位:力—N 力矩—N m )yxM 295295406338338M447447297297NF 18431127zM 1471474061691692.设计曲轴颈直径d 和主轴颈直径D(1)主轴颈的危险截面为EF 的最左端,受扭转和两向弯曲根据主轴颈的受力状态,可用第三强度理论计算3r σσ=≤[] 其中31132W Dπ= 得34.4D mm ≥取36D mm =(2)曲柄颈CD 属于圆轴弯扭组合变形,由第三强度理论,在危险截面3-3中:3r σσ=[] 其中33132W dπ= 得34.6d mm ≥取36d mm =3.校核曲柄臂的强度(具体求解通过C 程序可得,见附录) 由程序得,h b 的最佳值为52h mm =,21b mm =。

查表得0.258α=,0.767γ=4.校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度由题意450b MPa σ=查表得1.3K τ=0.9438β=已知1180MPa τ-=0.78τε=0.05τϕ=2n =FH 处只受扭转作用。

133329732.42(3610)1616x M MPa D τππ---===-⨯⨯⨯ τmaxr =所以,扭转切应力为脉动循环。

min 16.212a m MPa τττ=-=-=m 16.21MPa τ=-安全系数11806.4711.316.210.0516.210.780.9438a mn n K ττττττϕτεβ-===>⨯+-⨯⨯所以,H-H 截面的疲劳强度足够。

5. 用能量法计算A-A 截面的转角y θ,z θa.求y θ:在截面A 加一单位力偶矩y M 。

并作出单位力偶矩作用下的弯矩图y M 与外载荷作用下的弯矩图y M 如下页图5-1所示(画在受压一侧):10.7240.5170.517338338406295295M y图5-1由平衡方程得12113.4480.110.18Az Fz F F N l l =-===++ B 点的弯矩为310.0611 3.4480.110.72422B Az l M F l N m ⎛⎫⎛⎫=--=-⨯-=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭E 点的弯矩为320.063.4480.180.51722E Fz l MF l N m ⎛⎫⎛⎫=-=⨯-=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭由图乘法:52h mm =,21b mm =查表得0.249β=441294136101501012367.196464D EI EPa m ππ-⨯⨯==⨯⨯=⋅441294336101501012367.196464d EI EPa m ππ-⨯⨯==⨯⨯=⋅()()393124150100.2495221106996.0621210.27p E hb GI Pa m βμ-⨯⨯⨯⨯⨯===⋅+⨯+11''nncici i i y i i ipM M EI GI ωωθ===+∑∑()()11110.724120.110.032950.7240.180.033380.5172323EI ⎡-⎤⎛⎫=⨯-⨯⨯++⨯-⨯⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()3110.7240.6210.7240.6210.034062950.6210.03295232EI ⎡-+⎛⎫+⨯⨯-⨯++⨯⨯ ⎪⎢⎝⎭⎣()10.6210.5170.6210.5174063380.030.6213380.03232-+⎤⎛⎫+⨯-⨯⨯-+⨯⨯ ⎪⎥⎝⎭⎦()12950.050.7244060.050.517pGI +⨯⨯+⨯⨯ 35.17210rad -=⨯b.求z θ:在截面A 加一单位力偶矩z M 。

并作出单位力偶矩作用下的弯矩图z M 与外载荷作用下的弯矩图z M 如下图5-2,5-3所示(画在受压一侧):0.5170.5170.7241169169147147M z 图5-23.4483.4481127NF 1843图5-3使用同样方法可得到: 3.448Fy Ay F F N =-=0.745B M N m =⋅0.517E M N m =⋅由图乘法:968215010522110 1.6410EA Ehb Pa m -==⨯⨯⨯⨯=⨯⋅3312942522110150106019.651212hb EI E Pa m -⨯⨯==⨯⨯=⋅11n n ci i i Nci z i i i i M F EI EA ωωθ===+∑∑()()11110.724120.110.031470.7240.180.031690.5172323EI ⎡-⎤⎛⎫=⨯-⨯⨯++⨯-⨯⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()211470.050.7241690.050.517EI +⨯⨯+⨯⨯()3110.7240.6210.7240.6210.034061470.6213840.03232EI ⎡-+⎛⎫+⨯⨯-⨯++⨯⨯ ⎪⎢⎝⎭⎣()()20.6210.51710.6210.7244061690.030.5171470.036232⎤⨯-⎛⎫++⨯-⨯⨯++⨯⨯⎥ ⎪⎝⎭⎦()118490.05 3.44811270.05 3.448EA+⨯⨯-⨯⨯ 33.64010rad -=⨯分析讨论及必要说明在本次设计中,以下几点需要说明。

1.在外力分析中,设定未知力的时候由于已知无X 方向的外力,故未设Ax Ay F F 和;2.在画内力图时,不计弯曲切应力故未画剪力图;3.在强度计算方面,由于材料是球墨铸铁,物理性质与钢相近。

所以采用了第三强度理论而不是第一或第二强度理论;4.在校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度时,忽略了键槽对max τ的影响。

设计的改进措施及方法提高曲轴的弯曲强度合理安排曲轴的受力情况及合理设计截面。

但对于该曲轴,则只能采用合理安排曲轴的受力情况。

在机械结构允许的情况下可以采取将集中载荷适当分散或集中力尽量靠近支座的方法。

提高曲轴的弯曲刚度提高弯曲刚度的主要措施有:改善结构形式,减少弯矩的数值,选择合理的截面,合理选材等。

但对于该曲轴,则只能改善结构形式,减少弯矩的数值以及合理选材的方法。

提高曲轴的疲劳强度提高疲劳强度的主要措施有减缓应力集中及提高曲轴的表面强度等。

为了消除和缓解应力集中,在设计曲轴时应尽量避免出现方形直角或带有尖角的孔和槽,即在主轴颈和曲柄臂相连处应采用半径较大的过度圆角,提高曲轴表面的强度可通过两方面实现。

一是从加工入手,提高表面加工质量,可以采用精细加工降低表面粗糙度,如果将材料改为高强度钢就尤其要注意;二是增加表面强度,对曲轴中应力集中的部分,如键槽处应采取某些工艺措施,即表面热处理或化学处理,如表面高频淬火、渗碳、滚压、喷丸等。

设计体会通过这次课程设计,我对于材料力学有了更深的认识。

材料力学是一门被各个领域广泛应用的学科,是通过理论与实践来进行强度,刚度,稳定性以及材料的力学性能的研究。

在保证安全可靠,经济节省的前提下,为构件选择适当的材料,确定合理的截面形状和尺寸提供基本理论和计算方法,初步了解和掌握工程实践中的设计思想和方法。

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