单缸柴油机曲轴

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1、材料力学课程设计材料力学课程设计学号：41091307姓名：吴茂坤题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师：李锋2011.10.2016材料力学课程设计目录一、课程设计的目的·······························2二、课程设计的任务和要求·························2三、设计题目·····································3四、设计过程·····································41、画出曲轴的内力图··

2、························42、设计曲轴颈直径d和主轴颈直径D············63、16材料力学课程设计校核曲柄臂的强度··························71、校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度············92、用能量法计算A-A截面的转角,············9一、设计的改进措施及方法·························13二、程序计算部分·································13三、设计体会·················

3、···················15四、参考文献····································1516材料力学课程设计一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，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，可以使我们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综合应用，又为后继课程打

4、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。1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。2）综合运用以前所学的各门课程的知识（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地联系起来。3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，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

5、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。16材料力学课程设计三、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，曲轴颈中点受切向力、径向力的作用，且=。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤≤1.6，2.5≤≤4,=1.2r,已知数据如下表：0.110.181500.271201800.050.7810.51000.06(一)画出曲轴的内力图。(二)设计曲轴颈直径d，主轴颈直径D。(三)校核曲柄臂的强度。(四)校核主轴颈H-H截

6、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。(五)用能量法计算A-A截面的转角,。16材料力学课程设计四、设计过程1、画出曲轴的内力图（1）外力分析画出曲轴的计算简图，计算外力偶矩Me=9549=9549*=1003==16717N==8358N再由平衡条件计算反力在XOY平面内：==5188N==3170N在XOZ平面内：==10376N==6341N（2）内力分析①主轴颈以EF的左端（1-1）截面最危险，受扭转和两向弯曲=Me=1003=*（–）=913=*（–）=456②曲柄臂以DE段的下端（

7、2-2）截面最危险，受扭转、两向弯曲和压缩=Me=1003=*（–）=91316材料力学课程设计=*（–）=456==3170N③曲轴颈以CD段中间截面（3-3）最危险，受扭转和两向弯曲=*r=623=*=1141=*=571内力图如下图（由可知，与梁的长度的关系总是比和梁的长度关系高一个数量级。当（梁的跨度与截面高度之比）较大时，不需要对弯曲切应力进行强度校核，因此在内力图里没画出剪力图。弯矩图画在受压侧）：（单位：力—N力矩—）16材料力学课程设计2、设计曲轴颈直径d和主轴颈直径D（1）主轴颈的危险截面为EF的最左端，受扭转和

8、两向弯曲根据主轴颈的受力状态，可用第三强度理论计算=≤[]其中=得D≥49.5mm取D=50mm（2）曲轴颈CD属于圆轴弯扭组合变形，由第三强度理论，在危险截面1-1中：得故取3、校核曲柄臂的强度(1)（具体求解通过C语言可得，见六、程序计算部分）