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本科毕业论文-材料力学课程设计 材料力学课程设计 2022-3-29 目录 一设计目的 (2) 二设计题目 (2) 三设计内容 (3) （1）绘出传动轴的受力简图 (3) （2）传动轴扭矩图和弯矩图 (4) （3）设计等直轴的直径 (6) （4）设计D2轮轴处的挠度 (7) （5）对传动轴进行强度校核 (10) 四程序计算 (14) 五改进措施 (17) 六设计体会 (18) 七参考文献 (18) 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 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力 =80MPa,经高频淬火处理，b =650MPa,-1 =300Mpa，-1 =155MPa。磨削面的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过度圆弧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.作出扭矩图和弯矩图； 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1 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.对所采取数据的理论根据作必要的说明。 说明： 1.坐标的选取按图所示； 2.齿轮上的力F与节圆相切； 3.表中P为直径为D的带轮的传递的功率，P1为直径为D1的带轮传递的功率。 G1为小带轮的重量，G2为大带轮的重量； 为静强度条件所确定的轴径，以mm为单位，并取偶数。 4.1 图一：传动轴力学图 图二：传动轴零件图 三设计内容 （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：Me N ·m =9549 /min r P n ，以及力矩的平 衡： Mx = 22F D ?= 9549?6.6 150 N m ? 21200.45F N ?= 1M x =112F D ?= 9549 2.9150? N m ? 11054.94F N ?= 2M x =22F D ?= 95496.6 2.9150 -? N m ? 4710.84F N ?= 扭矩图 Mx =00184.613420.1634045x a a x a a x a a x a ? min 0= max 2 a m = max x p M W = 其中31 16 p W D = 正应力是对称循环，切应力是脉动循环，故用以下公式进行疲劳强度校 核 1 max n k -= 1 a m n k -= + n = 其中1300MPa -= 1 155MPa -= 650b MPa = 左端4轴轴中点为坐标原点（即左支点为原点），建立坐标系，对轴肩 处进行校核。