材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)車床主軸

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1、吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：車床主軸設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)序號(hào):I5班級(jí):13級(jí)汽車9班學(xué)號(hào):42130910姓名:余維剛二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)目錄一、材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的二、材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求三、設(shè)計(jì)題目四、對(duì)主軸靜定情況校核1.根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核2.根據(jù)剛度進(jìn)行校核3.疲勞強(qiáng)度校核五、對(duì)主軸超靜定情況校核1.根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核2.根據(jù)剛度進(jìn)行校核3.疲勞強(qiáng)度校核六、循環(huán)計(jì)算程序七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)一、設(shè)計(jì)目的材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的是在于系統(tǒng)的學(xué)習(xí)材料力學(xué)之后，能結(jié)合工程中的實(shí)際問題，運(yùn)用材料力學(xué)設(shè)計(jì)的基本原理和計(jì)算方法，獨(dú)立計(jì)算

2、工程中的典型零部件，已達(dá)到綜合運(yùn)用材料力學(xué)的知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，可以使我們將材料力學(xué)的理論和現(xiàn)代的計(jì)算方法及手段融為一體。即從整體上掌握了基本理論和現(xiàn)代的計(jì)算方法，又提高了分析問題，解決問題的能力；即把以前學(xué)到的知識(shí)綜合的運(yùn)用，又為以后的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，并初步掌握工程中的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，對(duì)實(shí)際工作能力有所提高。二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)1.使我們的材料力學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，完整化。2.在系統(tǒng)的全面的復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用材料力學(xué)的知識(shí)解決工程中的實(shí)際問題。3.由于選題力求結(jié)合專業(yè)實(shí)際，因而課程設(shè)計(jì)可以把材料力學(xué)的知識(shí)和專業(yè)需要結(jié)合起來。4.綜合運(yùn)用以前所學(xué)

3、的各門課程知識(shí)，是相關(guān)學(xué)科知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來。5.初步了解和掌握工程實(shí)踐中的設(shè)計(jì)思想和方法，為以后打下基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求1.畫出受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖2.列出理論依據(jù)和導(dǎo)出的計(jì)算公式3.獨(dú)立編制計(jì)算機(jī)程序，通過計(jì)算機(jī)給出計(jì)算結(jié)果4.完成設(shè)計(jì)說明書。三、設(shè)計(jì)題目車床主軸設(shè)計(jì)---某車床主軸尺寸及受力情況如圖1所示。在A、B、C三個(gè)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(shí)，B處軸承不起支撐作用，此時(shí)軸處于A、C兩支座下的靜定狀態(tài)。當(dāng)B截面處彎曲變形大于間隙時(shí)，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，其法向壓力角為，螺旋角為，工作

4、處的切削力有Fx、Fy、Fz（在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算時(shí)，可以不計(jì)軸向力Fx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(qiáng)度、剛度條件設(shè)計(jì)等截面空心圓軸外徑D(d/D值可見數(shù)據(jù)表2)，并計(jì)算這時(shí)軸上B截面處的實(shí)際位移。二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)1、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(qiáng)度。規(guī)定的安全系數(shù)n=3（=420，=240）。2、對(duì)靜不定情況（A、B、C支撐），同時(shí)根據(jù)強(qiáng)度、剛度條件設(shè)計(jì)外徑D，并用疲勞強(qiáng)度理論校核。表1：20100.515

5、03.33.50.0028注意：設(shè)計(jì)中不考慮軸的旋轉(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(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)表I5）數(shù)據(jù)/m/m/mA/mB/mR/m(n/(r/min)P/kw/N/N50.150.510.140.120.160.12454005.20.6540002400圖一：二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)1.對(duì)主軸靜定情況校核由公式可知Me=9549==124.14N*F===1034.50N由斜齒輪受力分析得：F==382.33N則有：F=Fsin-Fcos=461.14NF=Fcos+Fsin=100

6、1.82N由圖1受力分析求支座反力F、F、F、F：二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)F=1734.33NF=-6195.51NF=908.76NF=-4310.58N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：二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)由剪力圖及彎矩圖可知c點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)且：N*Me=124.14N*a.根據(jù)第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)：且代入數(shù)據(jù)解得：b.由剛度對(duì)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)：利用圖乘法:1)根據(jù)D點(diǎn)剛度計(jì)算軸徑，在D點(diǎn)分別沿y、z軸加一單位力有彎矩圖如下圖二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)E=210I=2)根據(jù)E點(diǎn)剛度計(jì)算軸徑，在E點(diǎn)分別沿y、

7、Z軸加一單位力有彎矩圖如下圖二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)即：解得：3）根據(jù)C點(diǎn)剛度計(jì)算直徑，在C點(diǎn)處加一單位力偶得如下圖所示彎矩圖：二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)即：解得：綜上所述：D=max[D、D、D、D]=6.51當(dāng)D=6.51m時(shí)，用合成法計(jì)算B點(diǎn)的實(shí)際位移：E點(diǎn)單獨(dú)作用時(shí)B點(diǎn)的撓度：a):;帶入數(shù)據(jù)得：所以：；H點(diǎn)單獨(dú)作用時(shí)B點(diǎn)的撓度：;二十四吉林大學(xué)材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)帶入數(shù)據(jù)得:;所以：；=;同理：b):;帶入數(shù)據(jù)得:；所以：；；帶入數(shù)據(jù)得:；所以：；=；故：因?yàn)?，所以此軸為超靜定軸。2.疲勞強(qiáng)度校核:若不計(jì)鍵槽對(duì)抗彎截面系數(shù)的影響，則危