五种传动轴静强度变形计算

五种传动轴静强度变形计算设计题目:
传动轴地材料为优质碳素钢<牌号45）,许用应力[σ]=80MPa,
经高频淬火处理.轴地表面,键槽均为端铣加工,E=210GPa.
已知数据
传动轴力学简图
传动轴零件图
%输入已知数据
sigma=80。

E=210000。

P=input('请输入大带轮传动地功率 P= <KW）'>。

P1=input('请输入小带轮传动地功率 P1= <KW）'>。

n=input('请输入小带轮地转速 n= (rpm>'>。

D=input('请输入大带轮直径 D= <mm）'>。

D1=input('请输入小带轮直径 D1= <mm）'>。

D2=input('请输入齿轮直径 D2= <mm）'>。

a=input('请输入 a= (mm>'>。

alfa=input('请输入α= '>。

%计算各轮受力并输出
F2=2*9.549*10^6*P/n/D。

fprintf('大带轮D上作用地水平力：3*F2=%3.3f(N>\n',3*F2>。

m=9.549*10^6*P/n。

fprintf('大带轮D上作用地力偶：m=%3.3f(Nmm>\n',m>。

F1=2*9.549*10^6*P1/n/D1。

fprintf('小带轮D1上作用地铅垂力：3*F1=%3.3f(N>\n',3*F1>。

m1=9.549*10^6*P1/n。

fprintf('小带轮D1上作用地力偶：m1=%3.3f(Nmm>\n',m1>。

F=2*(m-m1>/D2。

fprintf('齿轮D2上作用地水平力：F*sinα=%3.3f(N>\n',F*sin(alfa>>。

b5E2RGbCAP fprintf('齿轮D2上作用地铅垂力：F*cosα=%3.3f(N>\n',F*cos(alfa>>。

p1EanqFDPw
fprintf('齿轮D2上作用地力偶：m-m1=%3.3f(Nmm>\n',m-m1>。

%根据各轮受力确定水平面、铅垂面、外力偶矩地载荷矩阵
x=[0 a 3*a 4*a 5*a]。

%分段数组<不同结构数据不同）
MPQ1=[2 1 a 0]。

%齿轮处加单位力地载荷矩阵<不同结构数据不同）
MPQH=input('请输入水平面内梁地载荷矩阵MPQH= '>。

MPQV=input('请输入铅垂面内梁地载荷矩阵MPQV= '>。

MT=input('请输入外力偶矩载荷矩阵MT= '>。

%根据梁地类型选择相应程序计算水平面、铅垂面玩具、单位力弯矩
string=input('请输入梁地类型<可选择J,YW,LDW）= ','s'>。

if strcmp(string,'LDW'>==1
L1=input('请输入梁左端外伸段地长度L1= '>。

L2=input('请输入梁右端外伸段地长度L2= '>。

XQMH=QMLDW(x,L1,L2,MPQH>。

XQMV=QMLDW(x,L1,L2,MPQV>。

XQM1=QMLDW(x,L1,L2,MPQ1>。

else if strcmp(string,'YW'>==1
L2=input('请输入梁右端外伸段地长度L2= '>
XQMH=QMYW(x,L2,MPQH>。

XQMV=QMYW(x,L2,MPQV>。

XQM1=QMYW(x,L2,MPQ1>。

else strcmp(string,'J'>==1
XQMH=QMDJ(x,MPQH>。

XQMV=QMDJ(x,MPQV>。

XQM1=QMDJ(x,MPQ1>。

end
end
%计算各截面扭矩
XT=TTT(x,MT>。

%水平面、铅垂面弯矩、单位力弯矩及各截面扭矩取值 x1=XQMH(:,1>。

mh=XQMH(:,3>。

mv=XQMV(:,3>。

m1=XQM1(:,3>。

TT=XT(:,2>。

%计算合成弯矩
[ix,dummy]=size(XQMH>。

for i=1:ix
M(i>=sqrt(mh(i>^2+mv(i>^2>。

end
%画出水平面弯矩图、铅垂面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图
subplot(5,1,1>
plot(x1,mh>。

grid。

title('水平面内地弯矩图'>
subplot(5,1,2>
plot(x1,mv>。

grid。

title('铅垂面内地弯矩图'>。

subplot(5,1,3>
plot(x1,M>。

grid。

title('合成弯矩图'>。

subplot(5,1,4>。

plot(x1,TT>
grid。

title('扭矩图'>。

subplot(5,1,5>。

plot(x1,m1>
grid。

title('单位力作用弯矩图'>。

%利用第四强度理论设计轴径 for i=1:ix
MM(i>=sqrt(M(i>^2+0.75*TT(i>^2>。

end
M41=max(MM(1:25>>。

M3=max(MM(25:(50+12>>>。

M2=max(MM((50+12>:(50+50+25>>>。

M1=max(MM((50+50+25>:(50+50+50+25>>>。

M42=max(MM((50+50+50+25>:(50+50+50+50>>>。

M4=max(M41,M42>。

d4=(32*M4/(pi*sigma>>^(1/3>。

d3=(32*M3/(pi*sigma>>^(1/3>。

d2=(32*M2/(pi*sigma>>^(1/3>。

d1=(32*M1/(pi*sigma>>^(1/3>。

fprintf('有第四强度理论：轴径d4≧%3.3fmm\n',d4>。

fprintf('有第四强度理论：轴径d3≧%3.3fmm\n',d3>。

fprintf('有第四强度理论：轴径d2≧%3.3fmm\n',d2>。

fprintf('有第四强度理论：轴径d1≧%3.3fmm\n',d1>。

%计算齿轮处轴地挠度
I=pi*d1^4/64。

fh=0。

fv=0。

[dummy,m]=size(x>。

for i=1:m-1
dx=(x(i+1>-x(i>>/50。

for j=1:50
fh=fh+mh((i-1>*50+j>*m1((i-
1>*50+j>*dx。

fv=fv+mv((i-1>*50+j>*m1((i-
1>*50+j>*dx。

end
end
fv=fv/(E*I>。

fh=fh/(E*I>。

fprintf('齿轮处轴地竖直挠度
fh=%3.3fmm\n',fh>。

fprintf('齿轮处轴地竖直挠度
fv=%3.3fmm\n',fv>。

printf('齿轮处轴地合成挠度 f=%3.3fmm\n',sqrt(fh^2+fv^2>>。

运行结果:
请输入大带轮传动地功率 P= <KW）29.4
请输入小带轮传动地功率 P1= <KW）8.1
请输入小带轮地转速 n= (rpm>300
请输入大带轮直径 D= <mm）800
请输入小带轮直径 D1= <mm）500
请输入齿轮直径 D2= <mm）200
请输入 a= (mm>500
请输入α= 0
大带轮D上作用地水平力：3*F2=7018.515(N>
大带轮D上作用地力偶：m=935802.000(Nmm>
小带轮D1上作用地铅垂力：3*F1=3093.876(N>
小带轮D1上作用地力偶：m1=257823.000(Nmm>
齿轮D2上作用地水平力：F*sinα=0.000(N>
齿轮D2上作用地铅垂力：F*cosα=6779.790(N>
齿轮D2上作用地力偶：m-m1=677979.000(Nmm>
请输入水平面内梁地载荷矩阵 MPQH= [2 7018.515 4*a 0]
请输入铅垂面内梁地载荷矩阵 MPQV= [2 3093.876 3*a 0
2 6779.79 a 0]
请输入外力偶矩载荷矩阵MT= [677979 a
257823 3*a
935802 5*a]
请输入梁地类型<可选择J,YW,LDW）= J
有第四强度理论：轴径 d4≧61.629mm
有第四强度理论：轴径 d3≧76.430mm
有第四强度理论：轴径 d2≧79.359mm
有第四强度理论：轴径 d1≧76.680mm
齿轮处轴地竖直挠度 fh=1.887mm
齿轮处轴地竖直挠度 fv=3.991mm
齿轮处轴地合成挠度 f=4.415mm。