吉林大學材料力學課程設(shè)計74 車床主軸設(shè)計 ⅱ 8

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1、材料力學課程設(shè)計設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：7.4車床主軸設(shè)計學號:41111330姓名：樸玲錦指導教師：魏媛老師３０目錄一、課程設(shè)計目的---------------03二、課程設(shè)計任務(wù)和要求---------------03三、課程設(shè)計題目---------------04四、課程設(shè)計計算過程1.對主軸靜定情況校核---------------05A.根據(jù)第三強度理論校核---------------07B.根據(jù)剛度進行校核---------------07C.疲勞強度校核---------------142.對主軸超靜定情況校核---------------14A.根據(jù)第三強度

2、理論校核---------------17B.根據(jù)剛度進行校核---------------17C.疲勞強度校核---------------23五、循環(huán)計算程序---------------24六、課程設(shè)計總結(jié)---------------28３０一、課程設(shè)計目的材料力學課程設(shè)計的目的是在于系統(tǒng)的學習材料力學之后，能結(jié)合工程中的實際問題，運用材料力學設(shè)計的基本原理和計算方法，獨立計算工程中的典型零部件，以達到綜合運用材料力學的知識解決工程實際問題的目的。同時，可以使我們將材料力學的理論和現(xiàn)代的計算方法及手段融為一體。既從整體上掌握了基本理論和現(xiàn)代的計算方法，又提高了分析問題，解

3、決問題的能力；既是對以前學到的知識（高等數(shù)學、工程圖學、理論力學、算法語言、計算機和材料力學等）的綜合運用，又為以后學習的課程（機械設(shè)計、專業(yè)課等）打下了基礎(chǔ)，并初步掌握了工程中的設(shè)計思想和設(shè)計方法，對實際工作能力有所提高。具體有以下六項：1.使我們的材料力學知識系統(tǒng)化，完整化。2.在系統(tǒng)的全面的復習的基礎(chǔ)上，運用材料力學的知識解決工程中的實際問題。3.由于選題力求結(jié)合專業(yè)實際，因而課程設(shè)計可以把材料力學的知識和專業(yè)需要結(jié)合起來。4.綜合運用以前所學的各門課程知識（高等數(shù)學、工程圖學、理論力學、算法語言、計算機等），是相關(guān)學科知識有機的聯(lián)系起來。5.初步了解和掌握工程實踐中的設(shè)計

4、思想和設(shè)計方法。6.為以后課程的學習打下基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計任務(wù)和要求參加設(shè)計者要系統(tǒng)復習材料力學課程的全部基本理論和方法，獨立分析、判斷設(shè)計題目的已知條件和所求問題，畫出受力分析計算簡圖和內(nèi)力圖，列出理論依據(jù)并導出計算公式，獨立編制計算程序，通過計算機給出計算結(jié)果，并完成設(shè)計計算說明書。三、課程設(shè)計題目設(shè)計題目：車床主軸設(shè)計３０某車床主軸尺寸及受力情況如圖1所示。在A、B、C三個支座的中間支座B處，軸承與軸承座之間有間隙，正常工作時，B處軸承不起支撐作用，此時軸處于A、C兩支座下的靜定狀態(tài)。當B截面處彎曲變形大于間隙時，軸處于A、B、C三支座下的靜不定狀態(tài)。軸截面E處裝有斜齒輪，

5、其法向壓力角為，螺旋角為，工作處的切削力有、、（在進行強度、剛度計算時，可以不計軸向力的影響，而以彎曲、扭轉(zhuǎn)變形為主）。軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（45鋼），表面磨削加工，氮化處理。其他已知數(shù)據(jù)見表1。1.試按靜定梁（A、C支撐）的強度、剛度條件設(shè)計等截面空心圓軸外徑D(值可見數(shù)據(jù)表2)，并計算這時軸上B截面處的實際位移。2.在安裝齒輪的E截面處有一銑刀加工的鍵槽，試校核此截面處的疲勞強度。規(guī)定的安全系數(shù)n=3（=420，=240）。3.對靜不定情況（A、B、C支撐），同時根據(jù)強度、剛度條件設(shè)計外徑D，并用疲勞強度理論校核。設(shè)計數(shù)據(jù)：表1：20101500.0028注意：設(shè)計中不考

6、慮軸的旋轉(zhuǎn)靜定要求和熱變形的影響，并且將各軸承視為剛體，且不產(chǎn)生剛體位移，不考慮制造工藝和尺寸鏈等因素。表2：（設(shè)計計算數(shù)據(jù)表Ⅱ7）70.180.540.170.150.180.147454005.30.6545002300圖一：３０一、課程設(shè)計計算過程1.對主軸靜定情況校核由公式可知==126.52==903.74N由斜齒輪受力分析得：==333.97N則有：=404.54N=878.78N=22000.18=414=45000.18=810由圖1受力分析求支座反力、、、:３０解上面的方程，則有:=2103.22N，=-1301.13N，=-7007.76N，=2722.35N

7、根據(jù)已知分別作出Y、Z方向的剪力圖與彎矩圖，如下圖所示：３０由剪力圖及彎矩圖可知C點為危險點且：=1753.15131.30A.根據(jù)第三強度理論校核（忽略剪力）：代入數(shù)據(jù)解得：B.由剛度對軸進行校核：利用圖乘法對各點進行剛度校核：1)根據(jù)D點剛度計算軸徑，在D點分別沿y、z軸加一單位力,有彎矩圖如下:787.51575.001198.84=341.67=0.089=179.83３０=0.152=28.212=0.158=133.88=0.085=66.938=0.113-402.