材料力学课程设计单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核

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材料力学课程设计

设计计算说明书

设计题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核

数据号：7-2-Ⅱ-5

班级：汽车00班

学号：15100000

姓名：彬哥

一、材料力学课程设计的目的 ·································· 1 二、设计题目 ······················································· 2 三、设计内容

3.1 柴油机曲轴的内力图 ···································· 3.2 设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D ··················· 3.3 校核曲柄臂的强度 ······································· 3.4 校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度·················· 3.5 运用能量法计算A-A 截面处的转角y θ和z θ ········ 四、分析讨论计算和设计 ········································

4.1 对计算过程的几点必要说明 ··························· 4.2 改进设计的初步方案及设想 ··························· 五、计算程序 ·······················································

5.1 程序框图 ··················································· 5.2 计算机程序 ················································ 5.2 输出结果 ··················································· 六、设计体会 ·······················································

一、材料力学课程设计的目的

本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本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；既把以前所学的知识（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）综合运用，又为后继课程（机械设计、专业课等）打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体的有以下六项：1．使学生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，运用材料力学知识解决工程中的实际问题；

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和专业需要结

合起来；

4．综合运用了以前所学的个门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等等）使相关学科的知识有机地联系起来；

5．初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法；

6．为后继课程的教学打下基础。

二、设计题目

某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)，弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F =2

t

F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h

b

≤4, 3l =1.2r,有关数据如下表：

要求： 1. 画出曲轴的内力图。

2. 设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D 。

3. 校核曲柄臂的强度。

4. 校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度，取疲劳安全系数n=2。键槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工。

5. 用能量法计算A-A 截面的转角y θ,z θ。

注：对于材料的力学性质，若在设计过程中需要，可查阅《材料力学》、《工程手册》或《材料力学实验指导书》等有关资料，不论从何处查得，均需标明出处。