材力课设传动轴c

材料力学课程设计

题目五种传动轴静强度、变形及疲劳强度的计算姓名胡启元

所在学院汽车工程学院

专业班级工科试验班（车辆工程）

学号

指导教师孟广伟

目录:

一、材料力学课程设计的目的

二、材料力学课程设计的任务和要求

三、设计题目（传动轴静强度、变形及疲劳强度计算）

四、受力简图及轴径选择

五、挠度计算

六、疲劳校核

七、心得体会

八、计算程序

一、材料力学课程设计的目的

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：

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。

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、材料力学课程设计的任务和要求

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。

三、设计题目（传动轴静强度、变形及疲劳强度计算） 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[]80MP σ=，经高频淬火处理，650b MPa σ=，1300MPa σ-=，1155MPa τ-=。磨削轴的表面，键槽断面均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧r 均为2mm ，疲劳安全系数2n =。

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1

φ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） 齿轮上的力F 均与节圆相切。

（2） P 为直径为D 的带轮传递的功率，1

P 为直径1

D 的带轮传递的功率。1

G 为小带轮的重量，2

G 为大带轮的重量。

传动轴力学简图

传动轴零件图

1φ为静强度条件所确定的轴径，以

mm

为单位，并取偶数。设

312

243

1.1φφφφφφ=== 设计计算数据

四、受力简图及轴径选择

M e1=9549*P1/n= N*m

M e2=9549*P/n= N*m M e2=M e1+M e

所以M e =M e2-M e1= N*m 即可得弯矩图：

F=M e /(D 2/2)= N F 1=M e1/(D 1/2)= N F 2=M e2/(D/2)= N 所以

对于xy 平面

cos F

单独作用时如图

z

Fy

3F 2

受力简图

3a

5a

M x

弯矩图

M x

113G F +单独作用时如图

2G

单独作用时如图

对于xz 平面

sin F α单独作用时如图1-8

23F 单独作用时如图1-9

3a 5a

M

x

a 4a

x

M x

a

4a

合力矩xy和yz方向分别如图

故最危险点为D(4a)处

M D=sqrt（M Dy2+M Dz2）=*M

M Dx= N*M

等直轴由第三强度理论得

22

3

1

[]

r Dx D

M M

W

σσ

=+≤

3

32

W d

π

=

故

22

3

32[]

Dx D

M M

d

π

σ

+

≥

=

5a5a

M y

x

aa4a4a

3a

450

取52mm Φ1=52mm

312

243

1.1φφφφφφ===

Φ2=47mm Φ3=43mm Φ4=39mm

五、挠度计算

1

M z x

M

x

在xz平面内

=(1/2×a××2/3×a

+1/2××3a×2/3×a

+1/2××3a×1/3×a)/EI

=a2×EI

=

=挠度计算

在xy面内

=（1/2×a××2/3×a

+1/2××3a×2/3×a

-1/2××3a×1/2×a

+1/2×450×3a×1/3×a）/EI

=a2×EI

=