曲柄軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、疲勞強(qiáng)度校核及剛度計(jì)算

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1、材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：曲柄軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、疲勞強(qiáng)度校核及剛度計(jì)算序號(hào):160題號(hào):10-16教學(xué)號(hào):專業(yè):土木工程（路橋）姓名：指導(dǎo)教師：目錄一、材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的—————————2二、材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求——————3三、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的要求——————————3四、分析討論及說明部分的要求————————4五、程序計(jì)算部分的要求———————————4六、設(shè)計(jì)題目————————————————5七、設(shè)計(jì)內(nèi)容————————————————6（一）畫出曲柄軸的內(nèi)力圖---

2、---------------7（二）設(shè)計(jì)曲柄頸直徑d，主軸頸直徑D-------9（三）校核曲柄臂的強(qiáng)度--------------------10（四）校核主軸頸的疲勞強(qiáng)度---------------14（五）用能量法計(jì)算A截面的轉(zhuǎn)角-----------15（六）計(jì)算機(jī)程序-------------------------17八、設(shè)計(jì)體會(huì)——————————————----21九、參考文獻(xiàn)——————————————----2121一、課程設(shè)計(jì)的目的材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的是在于系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料力學(xué)后，

3、能結(jié)合工程中的實(shí)際問題，運(yùn)用材料力學(xué)的基本理論和計(jì)算方法，獨(dú)立地計(jì)算工程中的典型零部件，以達(dá)到綜合運(yùn)用材料力學(xué)的知識(shí)解決工程實(shí)際問題之目的。同時(shí)，可以使我們將材料力學(xué)的理論和現(xiàn)代計(jì)算方法及手段融為一體。既從整體上掌握了基本理論和現(xiàn)代的計(jì)算方法，又提高了分析問題，解決問題的能力；既能對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)（高等數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、理論力學(xué)、算法語言、計(jì)算機(jī)和材料力學(xué)等）的綜合應(yīng)用，又為后繼課程（機(jī)械設(shè)計(jì)、專業(yè)課等）得學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并初步掌握工程中的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，對(duì)實(shí)際工作能力有所提高。1、使所學(xué)的材料力學(xué)知識(shí)系

4、統(tǒng)化，完整化。2、在系統(tǒng)全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題。3、由于選課力求綜合專業(yè)實(shí)際，因而課程設(shè)計(jì)可以把材料力學(xué)知識(shí)與專業(yè)需要結(jié)合起來。4、綜合運(yùn)用以前所學(xué)的各門課程的知識(shí)（高等數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、理論力學(xué)、算法語言等），使相關(guān)學(xué)科的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來。21二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求要系統(tǒng)復(fù)習(xí)材料力學(xué)課程的全部基本理論和方法，獨(dú)立分析、判斷設(shè)計(jì)題目的已知條件和所求問題，畫出受力分析計(jì)算簡圖和內(nèi)力圖，列出理論依據(jù)并導(dǎo)出計(jì)算公式，獨(dú)立編制計(jì)算程序，通過計(jì)算機(jī)給出計(jì)算結(jié)果，并完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。三

5、、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的要求設(shè)計(jì)計(jì)算說明書是該題目設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)結(jié)果的說明，要求書寫工整，語言簡練，條理清晰、明確，表達(dá)完整。具體內(nèi)容應(yīng)包括：1.設(shè)計(jì)題目的已知條件、所求及零件圖。2.畫出構(gòu)建的受力分析計(jì)算簡圖，按比例標(biāo)明尺寸、載荷及支座等。3.靜不定結(jié)構(gòu)要畫出所選擇的基本靜定系統(tǒng)及與之相應(yīng)的全部求解過程。4.畫出全部內(nèi)力圖，并標(biāo)明可能的各危險(xiǎn)截面。5.危險(xiǎn)截面上各種應(yīng)力的分布規(guī)律圖及由此判斷各危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)圖。211.各危險(xiǎn)點(diǎn)的主應(yīng)力大小及主平面位置。2.選擇強(qiáng)度理論并建立強(qiáng)度條件。3.列出全部

6、計(jì)算過程的理論依據(jù)、公式推導(dǎo)過程以及必要的說明。4.對(duì)變形及剛度分析并寫明所用的能量法計(jì)算過程及必要的內(nèi)力圖和單位力圖。5.疲勞強(qiáng)度計(jì)算部分要說明循環(huán)特性，，，，，的計(jì)算，所查k，ε，β各系數(shù)的依據(jù)，疲勞強(qiáng)度校核過程及結(jié)果，并繪制構(gòu)件的持久極限曲線。四、分析討論及說明部分的要求1.分析計(jì)算結(jié)果是否合理，并討論其原因、改進(jìn)措施。2.提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的初步方案及設(shè)想。3.提高強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的措施及建議。五、程序計(jì)算部分的要求1.程序框圖。2.計(jì)算機(jī)程序（含必要的語言說明及標(biāo)示符說明）。3.打印結(jié)果（數(shù)據(jù)結(jié)果要

7、填寫在設(shè)計(jì)說明書上）。21六、設(shè)計(jì)題某柴油機(jī)曲軸材料為球墨鑄鐵（QT400-10），[σ]=120MPa，曲柄臂抽象為矩形（如圖），h=1.2D，b/h=2/3（左、右臂尺寸相同），l=1.5e，l4=0.5l。（一）要求：1.畫出曲軸的內(nèi)力圖。2.按照強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)主軸頸D和曲軸頸的直徑d。3.校核曲柄臂的強(qiáng)度。4.安裝飛輪處為鍵槽，校核主軸頸的疲勞強(qiáng)度，取疲勞安全系數(shù)n=2。鍵槽為端銑加工，軸頸表面為車削加工，τ-1=160MPa,,。5.用能量法計(jì)算A端截面的轉(zhuǎn)角,。（二）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（表7-12中第16

8、組數(shù)據(jù)）F/kNW/kNl1/mml2/mml3/mme/mmα(°)206.83602301301001221七、設(shè)計(jì)內(nèi)容外力分析在XOY平面內(nèi)：∑MB=0FAy==3119N（下）∑MA=0FBy==5761N（上）在XOZ平面內(nèi)：∑MB=0FAz==7626N（外）∑MA=0FBz==11937N（外）21（一）內(nèi)力圖畫出內(nèi)力圖。不計(jì)彎曲切應(yīng)力（故未畫剪力圖），彎矩圖畫在受壓處。根據(jù)內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)截面。211.對(duì)于主軸