材料力学课程设计

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1、吕梁学院材料力学课程设计吕梁学院材料力学课程设计课题名称单杠柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核院（系）矿业工程系专业机械设计制造及其自动化姓名雷震华学号20131804308起讫日期2015.5.25-2015.6.25 指导教师李辉2015年6月25日2吕梁学院材料力学课程设计15吕梁学院材料力学课程设计单杠柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核摘要本文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

2、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；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，画出受力分析计算简图和内力图，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。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。关键词：曲轴弯曲弯矩扭矩强度刚度2吕梁学院材料力学课程设计15吕梁学院材料力学课程设计目录摘要2目录3第一章、材料力学课程设计的目的5第二章、设计

3、题目5第三章、设计内容63.1柴油机曲轴的内力图63.1.1受力分析简图（如图一）63.1.2外力分析：63.14、内力分析73.2设计曲轴颈直径d，主轴颈直径D73.3校核曲柄臂的强度83.4校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度93.5运用能量法计算A-A截面处的转角θy和θzq9第四章、分析讨论计算和设计104.1对计算过要说明104.2改进设计的初步方案及设想10第五章、设计体会11第六章、计算程序126.1计算机程序126.2输出结果14第七章．设计的改进措施及方法147.1提高曲轴的弯曲强度1415吕梁学院材料力学课程设计7.2提高曲轴的弯曲刚度147.3提

4、高曲轴的疲劳强度14结束语15参考文献1515吕梁学院材料力学课程设计第一章、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

5、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。第二章、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示结构，材料为球墨铸铁（QT450-5），弹性常数为E、µ，许用应力为[σ]，G处

6、输入转矩为Me，曲轴颈中点受切向力Ft、径向力Fr的作用，且Fr=Ft2。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≦hD≦1.6,2.5≦hb≦4，l3=1.2r，有关数据如下表：15吕梁学院材料力学课程设计要求：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．用能量计算法A-A截面的转角θy，θz。相关数据l1ml2mEGpaµ[σ]Mpaτ-1Mpa0.110.181500.27120180ψτετPkwn（rmin）rml30.050.7

7、815.73200.060.06第三章、设计内容3.1柴油机曲轴的内力图3.1.1受力分析简图（如图一）3.1.2外力分析：(1)计算外力偶矩：Me=9549×pn=9549×15.7320=468.5N•m(2)计算切向力Ft，径向力FrFt=Mer=7808.30NFr=Ft2=3904.15N(3)由平衡条件计算反力：在xOy平面：FAy=Frl2（l1+l2）=2423.3NFFy=Frl1（l1+l2）=1480.90N在xOz平面:FAz=Ftl2l1+l2=4846.55NFFz=Ftl1l1+l2=2961.8N15吕梁学院材料力学课程设计3.14

8、、内力分析