吉林大学材料力学课程设计..doc

吉林大学材料力学课程设计 吉林大学材料力学课程设计题目：7.6（b） 数据：第10组 学号： 姓名： 吉林大学材料力学课程设计 目录题目.3传动轴的受力简图.4扭矩图及弯矩图.4强度条件设计等直轴直径.8计算齿轮轴的挠度.10阶梯传动轴疲劳强度计算.12C语言程序.15第 17 页 共 17 页 设计题目7.6B题目：传动轴的材料均为优质碳素钢结构（牌号45），需用应力=80MPa,经高频淬火处理，=650MPa，=300MPa，=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 2mm，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。4.计算齿轮处轴的挠度（均按直径的等直杆计算）。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作必要的说明。说明：（1） 坐标的选取均按图7-10a所示。（2） 齿轮上的力F，除图7-10a中与节圆不相切，其余各图均节圆相切。（3） 表7-11中P为直径为D的带轮传递的功率，P1为直径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。3-2传动轴的零件图 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。本次课程设计采用第10组数据：名称PP1nDD1D2G2G1a单位kWkWr/minmmmmmmNNmm数值19.111.070060030015060020060080传动轴的受力简图：扭矩图及弯矩图：由已知条件可以求出:得：1.扭矩图：F1=M12/D1=1000.40 N F=M22/D2=1473.20 NF2=M2/D=868.50 N(1)在xoy面上传动轴受力简图：由受力平衡关系，可列平衡方程:M=0 3F1aG1aFcosaFby3aG4a=0F=0 3F1FayFbyG1FcosG2=0得： Fay=-3764.38 N Fby=1819.00 N(2) 在xoz面上，传动轴的受力简图：由受力平衡关系，可列平衡方程:M=0 Fsina3F24aFbz3a=0F=0 FazFbzFsin3F2=0得： Faz=-98.71 N Fbz=3957.61 N2. 剪力图3. 弯矩图：强度条件设计等直轴的直径：（1）确定危险截面比较截面A、B、C的合成弯矩的大小：扭矩：A截面Mx=150.06 Nm C截面Mx=260.55 NmA截面C截面所以危险截面在A截面。（2） 根据强度条件设计直径传动轴为弯扭组合变形，适用第三强度理论。 因为取整数，所以半径。（3） 校核的强度左端最大弯矩840.36 Nm，扭矩150.06 Nm，Nm右端最大弯矩802.11 Nm,扭矩260.55 Nm，所以取左端 根据 =54.5547.73 满足，取偶数 =54mm所以=60mm,=54mm计算齿轮轴的挠度(1) Y方向的挠度 在齿轮处加沿Y方向的单位力，运用图乘法计算挠度： 代入数据进行计算（2） Z方向的挠度 代入数据进行计算（3）将Y、Z方向的挠度合成得： 所以齿轮处的挠度为2.53mm阶梯传动轴疲劳强度计算由零件图可知，需要对其轴肩处和键槽处进行疲劳强度校核,共8处。该传动轴受到弯扭组合交变应力作用，由于转动，故弯曲正应力按对称循环变化；当轴正常工作时扭转切应力基本不变，但是由于机器时开时停，所以扭转切应力时有时无，故扭转切应力可视为脉动循环变化。查表可得：校核点初始应力集中系数尺寸系数表面质量系数敏感系数计算所用直径X=d（mm）01.821.620.810.762.40.1540.5a1.731.420.810.762.40.1541.5a1.801.520.810.762.40.1602a1.821.620.780.742.40.1662.5a1.841.480.780.742.40.1633.5a1.801.520.810.762.40.1604.5a1.731.420.810.762.40.1545a1.821.620.810.762.40.154校核点My（Nm）Mz（Nm）M（Nm）Mx（Nm）0000150.060.5a0840.36840.36150.061.5a29.211391.771392.08150.062a59.211102.811104.40260.552.5a-346.42737.11814.46260.553.5a-1157.695.701157.70260.554.5a781.66180.00802.12260.555a000260.55 弯曲正应力计算公式： 扭转切应力计算公式： 计算弯曲工作安全系数： 弯扭组合交变应力下轴的工作安全系数： 校核8个点的疲劳强度及其安全系数，结果记录如下：校核点(MPa)(MPa)nnn004.8664.5564.550.5a54.394.866.2072.676.181.5a65.683.544.9393.834.922a39.154.627.8866.297.822.5a33.195.319.2062.559.103.5a54.626.145.9354.095.894.5a51.918.436.4941.866.415a08.4337.2137.21疲劳安全系数n=2，所以均符合要求。C语言程序：#include #include #define PI 3.14 void main() float a,b,c,d,e,f,M,W,Mx,Wp,x,g,h,i,n1,n2,n12,j,k,n=2,Z1,Q1; Z1=300e6,Q1=155e6; printf(输入校核面坐标n); scanf(%f,&x); printf(输入对应轴直径（mm）:n); scanf(%f,&d); printf(输入该截面弯矩（kNm）n); scanf(%f,&M); printf(输入该截面扭矩（kNm）n); scanf(%f,&Mx); printf(输入K1n); scanf(%f,&a); printf(输入K2n); scanf(%f,&b); printf(输入ch1n ); scanf(%f,&c); printf(输入ch2n); scanf(%f,&e); printf(输入bmn); scanf(%f,&i); printf(输入mgn); scanf(%f,&f); W=PI*d*d*d/(32e9); Wp=PI*d*d*d/(16e9); g=M/W; h=Mx/Wp; printf(%f%fn,g,h); n1=(Z1*c*i)/(g*a); j=0.5*h*b/(e*i)+0.5*h*f; n2=Q1/j; print