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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1、材料力曇襦程筱计筱计计篇说明吊殺针縣同」单杠柴油机曲轴輪强茨筱计及刚决针篇.疲劳强决兹核图号：7-2数据号：11-11学号：卡号：姓名：井子源指导教师：魏媛fl录1、设计目的22、设计任务和要求22.1、设计计算说明书的要求22.2、分析讨论及说明书部分的要求32.3、程序计算部分的要求33、设计题目43.1、画出曲轴的内力图63.2、设计曲轴颈直径d和主轴颈D93.3、校核曲柄臂的强度103.4、校核主轴颈IH1截面处的疲劳强度123.5、用能量法计算A-A截面的传角Q134、分析讨论及必要说明175、设计的改

2、进措施及方法186、设计体会187、参考文献19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，独立地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)的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思路和设计方法，使实

3、际工作能力有所提高。具体有一下六项：仃)•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，运用材料力学知识解决工程实际屮的问题。(3).由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可把材料力学与专业需要结合起来。(4)•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。(5).初步了解和掌握工程实际中的设计思路和设计方法。(6)•为后续课程的教学打下基础。二.殺针俚务和要求参加设计者要系统复习材料力学课程的全部基木理论和方法，独立分

4、析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并到处计算公式，独立编制计算机程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。仃丿，说针针算说鋼不的要求设计计算说明书是该题目设计思路、设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包扌4＞设计题Fl的已知条件、所求及零件图。＞画出结构的受力分析计算简图，按比例标明尺寸、载荷及支座等。＞静不定结构要画出所选择的基本静定系统和及与之相应的全部求和过程。＞画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。

5、＞危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图。＞选择强度理论并建立强度条件。＞列岀全部计算过程的理论依据、公式推导过程以及必要的说明。＞对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。＞疲劳强度计算部分要说明循环特性，0皿，0斷，r,久，6的计算，所查k,e,B各系数的依据，疲劳强度校核过程及结果。（刃，今折衬衿及说聊部今的要求◊分析计算结果是否合理，并讨论其原因、改进措施。◊提出改进设计的初步方案及设想。◊提高强度、刚度及稳定性的措施及建议。（引.程序计篇部今的要求❖计算

6、机程序。❖打印结果（数据结果要填写到设计计算说明书上）。三.餓针龜Ul单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核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£",许用应力[/],G处输入传矩为必，曲轴颈中点受切向力尺、径向力E的作用，且Fr=-。曲柄臂简化为矩形截ffi,1.4

7、0.050.7816.83400.05（―）画出曲轴的内力图。（二）设计曲轴颈肓径d,主轴颈肓径Do（三）校核曲柄臂的强度。（四）校核主轴颈截面处的疲劳强度，取疲劳强度系数n二2。键槽为端铳加工，主轴颈表面为车削加工。（五）用能量法计算/H4截面的转角0y,02图72单缸柴油机简化图力学模型颈柄臂3-iWI4.1画出曲轴的內力團4.1.1画出分析图4.1.2外力分析画出曲轴的计算简图（上图），计算外力偶矩。Me=9549x-=9549x空=471.83N•mn340尺=胆=竺=9436.6Nr0.05Ft尺=—=

8、4718・3NFjz=-^=5857.27V/l+/22Frb在X0Y平面内：FAy—=2928.6Nl+bD1Fpy=r'=1789・7N‘/1+/2计算反力在X0Z平面内:4.1.3内力分析①主轴颈的EF左端（1-1）截面为危险截面，受扭转和两向弯曲Mx=Me=47.83NmMy=FFz£2--）=536・91N•加2Mz=FfQ（12--J=268.462V