1、 题题 目目 五种传动轴设计五种传动轴设计 C C 轴轴 姓姓 名名 所在学院所在学院 机械科学与工程学院 专业班级专业班级 学学 号号 目录目录: 一一、课程设计的目的、课程设计的目的 二二、课程设计的任务和要求、课程设计的任务和要求 三三、题目（题目（C 传动轴静强度、变形及疲劳强度计算）传动轴静强度、变形及疲劳强度计算） 四四、受力简图及轴径的选择、受力简图及轴径的选择 五五、计算挠度、计算挠度 六六、疲劳校核、疲劳校核 七七、心得体会、心得体会 八八、参考文献、参考文献 九九、C 程序程序 一一、课程设计的目的、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
2、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
3、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。 二二、课程设计的任务和要求、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。 三三、题目（、题目（C 传动轴静强度、变形及疲劳强度计算）传动轴静强度
4、、变形及疲劳强度计算） 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号 45），许用应力80M P，经高频淬火处 理， 650 b M Pa ， 1 300M Pa ， 1 155M Pa 。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2 m m，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 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。
5、（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。 传动轴简图 4 1 2 3 4 aa 2aa 传动轴零件图 1 为静强度条件所确定的轴径，以m m为单位，并取偶数。设 312 243 1.1 设计计算数据设计计算数据 P/KW P1/KW N/r/min D/mm D1/mm D2/mm G2/N G1/N a/mm （） (MPa) 11.0 4.4 400 900 500 250 800 500 400 45 80 四四、受力简图及轴径选择、受力简图及轴径选择 Me1=9549*P1/n=105.0 N*m
6、Me2=9549*P/n=262.6 N*m Me2=Me1+Me 所以 Me=Me2-Me1=157.6 N*m 即可得扭矩图： F=Me/(D2/2)=1260.8 N F1=Me1/(D1/2)=420.0N F2=Me2/(D/2)=583.6 N 根据叠加法作弯矩图： 对于xy平面 Fy 单独作用时如图 受力简图 3a 5a M x 262.6 x 157.6 扭矩图 4a 5a M Fy x 356.6 a 11 3GF单独作用时如图 2 G单独作用时如图 对于xz平面 Fz单独作用时如图 3F2单独作用时如图 3a 5a M G 1 +3F 1 x 469.3 a 4a 4a 5a M G 2 x 320.0 a 356.6 a 4a xy和yz方向的合力矩分别如图 用 Mathematica 作出合成力矩图进行定性分析 356.6 137.1 32
