材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)--曲柄軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、疲勞強(qiáng)度校核及剛度計(jì)算-文庫(kù)吧
2025-01-01 17:24 本頁(yè)面
【正文】 83。 28 3 一、 設(shè)計(jì)目的 本課程設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)學(xué) 完 材料力學(xué)課程之后，結(jié)合工程實(shí)際中的問(wèn)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)到綜合利用材料力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題 的目的。同時(shí)，可以使學(xué)生將材料力學(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)代計(jì)算方法，又提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；既是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)（高等數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、理論力學(xué)、算法語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)和材料力學(xué)等）的綜合運(yùn)用，又為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并初步掌握工程設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，使實(shí)際工作能力有所提高。具體有一下六項(xiàng)： (1).使所學(xué)的材料力學(xué)知 識(shí)系統(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)際中的問(wèn)題。 (3).由于選題力求結(jié)合專業(yè)實(shí)際，因而課程設(shè)計(jì)可把材料力學(xué)與專業(yè)需要結(jié)合起來(lái)。 (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(yǔ)言、計(jì)算機(jī)等），使相關(guān)學(xué)科的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。 (5).初步了解和掌握工程實(shí)際中的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。 (6).為后續(xù)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)。 二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 參加設(shè)計(jì)者要系統(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(wèn)題， 畫出受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，列出理論依據(jù)并到處計(jì)算公式，獨(dú)立編制計(jì)算機(jī)程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)給出計(jì)算結(jié)果，并完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的要求 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書是該題目設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)結(jié)果的說(shuō)明，要求書寫工整，語(yǔ)言簡(jiǎn)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) 畫出結(jié)構(gòu)的受力分析計(jì)算簡(jiǎn)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)的全部求和過(guò)程。 4 4) 畫出全部?jī)?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 圖及由此判定各危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)圖。 6) 選擇強(qiáng)度理論并建立強(qiáng)度條件。 7) 列出全部計(jì)算過(guò)程的理論依據(jù)、公式推導(dǎo)過(guò)程以及必要的說(shuō)明。 8) 對(duì)變形及剛度分析要寫明所用的能量法計(jì)算過(guò)程及必要的內(nèi)力圖和單位力圖。 9) 疲勞強(qiáng)度計(jì)算部分要說(shuō)明循環(huán)特性， max? ， min? ， r ， m? ， a? 的計(jì)算，所查 K ， ? ， ? 各系數(shù)的依據(jù)，疲勞強(qiáng)度校核過(guò)程及結(jié)果。 、分析討論及說(shuō)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。 、程序計(jì)算部分的要求 1) 計(jì)算機(jī)程序。 2) 打印結(jié)果（數(shù)據(jù)結(jié)果要填寫到設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書上）。 三、設(shè)計(jì)題目 某曲柄軸材料為球墨鑄鐵（ QT400— 10）， [? ]=120MPa，曲柄臂抽象為矩形（圖 712）， h=,b/h=2/3(左、右臂尺寸相同 )， l=,4l =,有關(guān)數(shù)據(jù)查下表： 要求： 5 （一）畫出曲柄軸的內(nèi)力圖。 （二）按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)主軸頸 D和曲軸頸的直徑 d。 （三）校核曲柄臂的強(qiáng)度。 （四）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， 1? =160MPa， ?? =， ?? =。 （五）用能量法計(jì)算 A端截面 的轉(zhuǎn)角 θ y , θ z 。 圖 712 （一）、畫出曲軸的內(nèi)力圖 （ 1） . 外力分析 F/kN W/kN 1 ml/m 2 ml /m 3l /mm e/mm ???? 15 380 210 100 100 12 6 畫出曲軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（上圖），計(jì)算 F分力和扭矩 Mx。 y sinFF ??? z = cosFF ?? xz=eMF? 由平衡條件計(jì)算反力 z z 1 z 1 2( ) = l + l +l =0BM A F F? ? ?（ ）z1z12 9 4 4 9 .9 0BFlFNll???? y y 1 1 2 1 2 3= l + ( l + l ) + W ( l + l + l ) = 0ByM F F? ? ? ?（ A ） y 1 1 2 312 l + l + l 5 2 4 2 . 2 1By F l WFNll?????（ ） z z z+=ABF F F ? z212 5 2 2 2 .3 1AzFlFNll???? yy+ F + = 0A B zF F W ? y 2 3y12+l 2 1 6 0 . 8 9A F l Wll????? （ 2） 內(nèi)力分析 內(nèi)力圖如下，不計(jì)彎曲切應(yīng)力，彎矩圖畫在纖維受壓側(cè)，根據(jù)內(nèi)力圖確定危截面。 (單位：力 N 力矩 N m) 7 6 6 8 1）主軸頸 c 端面為危險(xiǎn)截面，受到兩項(xiàng)彎矩和扭轉(zhuǎn) 1e1 1 4 41 1 4 4= = 14 67 .22= ( l +l ) F l =7 49 .30 N= ( l +l ) F l 12 75 .74xz A y yy A z zM M NMFM F N??? ? ? 2）右曲柄臂下端面為危險(xiǎn)截面，受到兩項(xiàng)彎矩和扭轉(zhuǎn)和軸力 22 1 4 42 1 4 y 42146 7 .22( ) l 127 4( + ) l 749 .30216 0 .89xey Az zz AyN AyM M N mM F l l F N mM F l l F N mF F N? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 左曲柄臂上端面為危險(xiǎn)截面，受到兩項(xiàng)彎矩，扭轉(zhuǎn)和軸力 39。2x z39。2 1 439。2z y 1 439。2M = e =522 .23( ) =1592 .80= ( ) == 957. 79Ay A zAN B yF N mM F l l N mM F l l N mF W F N??? ? ????? 3） 曲軸頸 中間截面 D為危險(xiǎn)截面，受扭轉(zhuǎn)和兩向彎曲 331e 522. 231984 .48821 .14x Azy Azz AyM F N mM F l N mM F l N m? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （二） 、設(shè)計(jì)曲軸頸直徑 d 和主軸頸 D （ 1） 主軸頸的危險(xiǎn)截面為 C截面，受扭轉(zhuǎn)和兩向彎曲 ,可用第三強(qiáng)度理論計(jì)算： 2 2 23 1 1 111r x y zM M MW? ? ? ? 2 2 21 1 1332 []x y zM M MD ??? ? ? ? ∴ 2 2 23 1 1 132[] x y zD M M M??? ? ? 2 2 23632 ( 1 2 7
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1