吉林大学材料力学课程设计车床主轴设计.doc

材料力学课程设计 设计计算说明书 设计题目：车床主轴设计 姓名： 学院：机械科学与工程院 专业：机械工程及自动化 学号: 指导教师： 序号：73 题号：3 数据号：7  目录 设计目的………………………………………………......…….…2 二、设计任务及要求……….……………………………..…….....….…3 三、设计题目…………………………………………………………......3 （一）对主轴静定情况校核……....…..….....................……………...5 1、根据第三强度理论校核（忽略剪力）...............................8 2、由刚度对轴进行校核...........................................................8 3、疲劳强度校核.....................................................................13 （二）对超静定情况进行校核…....……….......................………..13 1、根据第三强度理论校核（忽略剪力）...............................17 2、由刚度对轴进行校核...........................................................17 3、疲劳强度校核.....................................................................19 （三）循环计算程序及结果截图......................................................20 四、课程设计总结及设计感想..................................................22 一、设计目的 材料力学课程设计的目的是在于系统的学习材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学设计的基本原理和计算方法，独立计算工程中的典型零部件，已达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题的能力。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代的计算方法及手段融为一体。即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，解决问题的能力；即把以前学到的知识综合的运用，又为以后的学习打下了基础，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。 使我们的材料力学知识系统化，完整化。 在系统的全面的复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。 由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。 综合运用以前所学的各门课程知识，是相关学科知识有机的联系起来。 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和方法，为以后打下基础。 二、设计的任务和要求 画出受力分析计算简图和内力图 列出理论依据和导出的计算公式 独立编制计算机程序，通过计算机给出计算结果 完成设计说明书。 三、设计题目 车床主轴设计--- 某车床主轴尺寸及受力情况如图1所示。在A、B、C三个支座的中间支座B处，轴承与轴承座之间有间隙，正常工作时，B处轴承不起支撑作用，此时轴处于A、C两支座下的静定状态。当B截面处弯曲变形大于间隙时，轴处于A、B、C三支座下的静不定状态。轴截面E处装有斜齿轮，其法向压力角为，螺旋角为，工作处的切削力有Fx、Fy、Fz（在进行强度、刚度计算时，可以不计轴向力Fx的影响，而以弯曲、扭转变形为主）。轴的材料为优质碳素结构钢（45钢），表面磨削加工，氮化处理。其他已知数据见表1。 试按静定梁（A、C支撑）的强度、刚度条件设计等截面空心圆轴外径D(d/D值可见数据表2)，并计算这时轴上B截面处的实际位移。 在安装齿轮的E截面处有一铣刀加工的键槽，试校核此截面处的疲劳强度。规定的安全系数n=3（=420，=240）。 对静不定情况（A、B、C支撑），同时根据强度、刚度条件设计外径D，并用疲劳强度理论校核。 表1： 20 10 0.5 150 3.3 3.5 0.0028 注意：设计中不考虑轴的旋转静定要求和热变形的影响，并且将各轴承视为刚体，且不产生刚体位移，不考虑制造工艺和尺寸链等因素。 表2：（设计计算数据表Ⅰ12） /m /m /m a /m b /m R /m ( n/ (r/min) P