吉林大学材料力学课程设计

设计题目

材 料 力 学

课 程 设 计 说 明 书

五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算

机械科学与工程学院 机械工程及自动化专业

411105 班

设计者：李嘉林

学号 41110502

2013 年 8 月 25 日

目录

设计目的…………………………………………………………………1 设计任务及要求……………….…………………………………………1 设计题目…………………………………………………………………2 传动轴受力简图…………………………………………………………3 弯矩扭矩图………………………………………….…………………...4 设计等轴的直径………………………………….………...……………8 计算齿轮处轴的挠度……………………………….…………………...10 阶梯传动轴进行疲劳强度计算…………………………………………13 数据说明…………………………………………………………………20 设计感想………………………………………………………………..21 附：程序计算结果截图，计算机程序设计

1．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。

2．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。

3．材料力学课程设计题目

传动轴的强度、变形及疲劳强度计算

3-1 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[?]=80MPa，经高频淬火处理，其?b?650MPa,??1?300MPa ，

??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2，疲劳安全系数n=2，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的直径；

4) 计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1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）；

6) 对所取数据的理论根据作必要的说明。

说明 ：

1) 坐标的选取均按下图6—1所示； 2) 齿轮上的力F与节圆相切；

3) 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。

3-2 传动轴的零件图

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

?1?3?2???1.1?2?4?3。

本次课程设计采用第8组数据。

P/kW P1/kW n/(r/min) D/mm D1/mm D2/mm G2/N G1/N a/mm ?/? 16.1

10.3 440 650 300 200 650 400 400 50 4.材料力学课程设计的具体设计方案

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