吉林大学单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核(完整版)

吉林高校材料力学课程设计 设计计算说明书 设计题目单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲惫强度校核 声明，本设计中程序、计算都是自己编写，程序输入自己的参数后即可达到前四题的结果，希望对你有用 交作业序号34 图号7-2 数据号Ⅱ-3 班级机械九班 学号41100904 姓名铭 书目 一、设计目的2 二、设计任务和要求2 2.1 设计计算说明书的要求2 2.2 分析探讨及说明书部分的要求3 2.3 程序计算部分的要求3 三、 设计题目3 四、设计内容5 4.1 画出曲轴的内力图5 4.2 设计曲轴颈直径d和主轴颈D7 4.3 校核曲柄臂的强度8 4.4 校核主轴颈H-H截面处的疲惫强度10 4.5 用能量法计算A-A截面的转角11 五、分析探讨及必要说明14 六、设计的改进措施及方法14 七、设计体会15 八、参考文献16 九、附录17 一、设计目的 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学问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，既从整体上驾驭了基本理论和现代计算方法，又提高了分析问题、解决问题的实力；既是对以前所学学问（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，并初步驾驭工程设计思路和设计方法，使实际工作实力有所提高。详细有以下六项 1. 使所学的材料力学学问系统化、完整化。 2. 在系统全面复习的基础上，运用材料力学学问解决工程实际中的问题。 3. 由于选题力求结合专业实际，课程设计可把材料力学与专业须要结合起来。 4. 综合运用以前所学的各门课程的学问（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的学问有机地联系起来。 5. 初步了解和驾驭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、设计任务和要求 参与设计者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、推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。 2.1 设计计算说明书的要求 设计计算说明书是该题目设计思想、设计方法和设计结果的说明。要求书写工整，语言简练，条理清楚、明确，表达完整。详细内容应包括 （1） 设计题目的已知条件、所求及零件图； （2） 画出构件的受力分析计算简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等； （3） 静不定结构要画出所选择的基本静定系统及与之相应的全部求解过程； （4） 画出全部内力图，并标明可能的各危急截面； （5） 危急截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危急点处应力状态图； （6） 各危急点的主应力大小及主平面位置； （7） 选择强度理论并建立强度条件； （8） 列出全部计算过程的理论依据、公式推导过程以及必要的说明； （9） 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； （10）疲惫强度计算部分要说明循环特征，的计算，所查各系数的依据，并列出疲惫强度校核过程及结果。 2.2 分析探讨及说明部分的要求 1.分析计算结果是否合理，并探讨其缘由、改进措施。 2.提出改进设计的初步方案及设想。 3.提高强度、刚度及稳定性的措施及建议。 2.3 程序计算部分的要求 1. 程序框图 2. 计算机程序（含必要的语言说明及标识符说明）。 3. 打印结果（数据结果要填写到设计计算说明书上）。 三、设计题目 7.2 单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲惫强度校核 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（QT4505）弹性常数为E、，许用应力[]，G处输入传矩为 ，曲轴颈中点受切向力、径向力 的作用，且。曲柄臂简化为矩形截面，1.41.6 , 2.54 ,。 已知固定数据和设计计算数据如下表（I-9） 0.11 0.18 150 0.27 120 180 0.05 0.78 12.4 300 0.05 0.06 题目要求 （1）画出曲轴的内力图。 （2）设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D 。 （3）校核曲柄臂的强度。 （4）校核主轴颈 H-H 截面处的疲惫强度，取疲惫强度系数n2。键槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工。 （5）用能量法计算A-A截面的转角 。 四、设计内容 4.1 画出曲轴的内力图 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。 计算反力 在XOY平面内 在XOZ平面内 4.1.3 内力分析 （1）由图7-2得出，主轴颈的EF左端（1-1）截面为最危急截面，受扭转和两向弯曲。