材料力学课程设计-五种传动轴设计

对于弯曲正应力
交变扭转切应力及其循环特征
有效应力集中系数（查机械设计手册得）
数
系
值
点
1
2
3
4
5
6
7
1.76
1.80
1.60
1.76
1.65
1.92
1.76
1.54
1.35
1.21
1.54
1.24
1.47
1.54
0.88
0.84
0.84
0.84
0.84
0.84
0.88
0.81
0.81
0.78
0.78
0.78
综上所述，该轴满足疲劳强度要求。
通过本次课程设计，让我对材料力学知识有了重新的认识，并且有了进一步的提高，同时，也在完成的过程中了解到了一般零件的设计校核过程，使自己对机械设计有了更加深刻的认识。在设计过程中，使用了多种软件，如autocad，office，visualc++等，使自己的计算机水平有所提高，也发现了自己这方面的不足，为日后学习指明了方向。在设计过程中，自己查阅了一些机械方面的资料，扩展了自己的视野，同时也培养了自己对机械专业的兴趣。也为自己后续相关课程的学习奠定了基础。
材料力学课程设计
题目五种传动轴设计C轴
姓名张浩
所在学院汽车工程学院
专业班级车辆工程（421004班）
学号42100413
指导教师魏媛
日期2012年9月12日
本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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，以达到综合利用材料力学知识解决工程实际问题的目的。同时，可以是同学将材料力学的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；既是对以前所学知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等）的综合应用，又为后续课程（机械设计、专业课等）的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下六项：
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。
参加设计者要系统复习材料力学课程的全部的基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。
1)
传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力 ，经高频淬火处理， ， ， 。磨削轴的表面，键槽断面均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧 均为 ，疲劳安全系数 。
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）。
1.使所学的材料力学知识系统化、完整化。
2.在系统全面复习的基础上，运用材料力学解决工程实际中的问题。
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.综合运用以前所学的各门课程知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机的联系起来。
6.对所取数据的理论根据作必要的说明。
说明：
（1）齿轮上的力 均与节圆相切。
（2） 为直径为 的带轮传递的功率， 为直径 的带轮传递的功率。 为小带轮的重量， 为大带轮的重量。
图1-1传动轴力学简图
图1-2传动轴零件图
为静强度条件所确定的轴径，以 为单位，并取偶数。设
2)
P=11.8Kw
P1=4.4Kw
float Me2,Me1,Me;
float F2,F1,F;
float Mfcos,Mg13f1,Mg2,Mfsin,M3F2,Md,Mdx,d;
long double E,I,fay,faz,fa;
int d0,d1,d2,d3,d4,number;
float t1,k2,e2,b,ta,u,wp1;
故满足疲劳条件。
对于 点， ， （查表所得）该点受弯曲正应力和扭转切应力。
故满足疲劳条件。
对于 点， ， 该点受弯曲正应力和扭转切应力。
故满足疲劳条件。
对于 点， ， 该点受弯曲正应力和扭转切应力。
故满足疲劳条件。
对于 点， ， （查表所得）该点不受弯曲正应力，只受扭转切应力。因此为扭转脉动循环。
故满足疲劳条件。
n=600r/min
D=900
D1=400
D2=230
G2=850
G1=350
a=300
a=60
1)
， ， ，过渡圆弧 ，安全系数 。
2)
校核的轴有键槽、轴肩，这些部位易引起应力集中，故易形成疲劳裂纹，故需要校核。共七处。
图1-16
由传动轴的工作特点知，其处于弯扭组合的交变应力状态，其中弯曲正应力按对称循环变化，切应力按脉动循环变化。
《材料力学》聂毓琴孟广伟机械工业出版社2004.2
《材料力学实验与课程设计》聂毓琴吴宏机械工业出版社2006.6
《机械设计手册（第二版）》徐灏机械工业出版社
《机械设计师手册》王少怀机械工业出版社
#include<stdio.h>
#include<math.h>
main()
{float P,P1,n,D,D1,D2,G2,G1,a,ang,xu;
float q1,tm,n2,e1,k1,n1,n12,w,q;
printf("input P=");scanf("%f",&P);
printf("input P1=");scanf("%f",&P1);
printf("input n=");scanf("%f",&n);
printf("input D=");scanf("%f",&D);
0.78
0.81
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5Βιβλιοθήκη 2.53)弯曲对称循环：
扭转脉动循环：
弯扭组合交变应力下的安全系数：
4)
对于 点， ， （查表所得）该点不受弯曲正应力，只受扭转切应力。因此为扭转脉动循环。
故满足疲劳条件。
对于 点， ， 该点受弯曲正应力和扭转切应力。
故满足疲劳条件。
对于 点， ， 该点受弯曲正应力和扭转切应力。