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

1、 材料力学课程设计材料力学课程设计 班级：班级： 作者：作者： 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、 疲劳强度校核疲劳强度校核 指导老师：指导老师： 2012.10.15 班级 1 一、一、 课程设计的目的课程设计的目的 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

2、的能力；既把以前所学的知识综 合应用，又为后继课程打下基础，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。 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，运用材料力学知识解决工程实际问题。 3）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。 4）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。 5）为后续课程教学打下基础。 二、二、 课程设计的任务和要求课程设计的任务和要求 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

3、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。 班级 2 三、三、 设计题目设计题目 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、，许用应力为，G 处输入转矩为eM，曲轴颈中点受切向力tF、 径向力rF的作用，且rF= 2 tF 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4 h D 1.6，2.5 h b 4, 3l=1.2r,已知数据如下表： 1 /lm 2 /lm /EGpa / M pa 1 / M pa 0.11 0.18 150 0.27 120 180 /PkW /(/

4、 min)nr /rm 0.05 0.78 8.5 170 0.06 (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) 设计曲柄臂的 b、h。 (四) 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。 (五) 用能量法计算 A-A 截面的转角 y , z 。 班级 3 1、 画出曲轴的内力图画出曲轴的内力图 （1） 外力分析外力分析 画出曲轴的计算简图，计算外力偶矩 45.477 170 5.8 9549 n 9549 e P M Nm 读图 5.7957 06.0 45.477e t r M F N 班级 4 75.3978 2 5.7957 2 t r F F N 在 xoy 平面内取平衡 Fy=0 M=0 即 FAy+FFy-Fr=0 Frl1-FFyl1（+l2）=0 计算反力 解方程可求得 在 XOY 平面内