材料力学课程设计 设计计算说明书
设计题目：7.4车床主轴设计 学号:41110724 姓名：杜丹丹 指导教师：麻凯老师
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目录
一、 课程设计目的
二、 课程设计任务和要求
三、 课程设计题目
四、 课程设计计算过程
1. 对主轴静定情况校核
A. 根据第三强度理论校核
B. 根据刚度进行校核
C. 疲劳强度校核
2. 对主轴超静定情况校核
A. 根据第三强度理论校核
B. 根据刚度进行校核
C. 疲劳强度校核
五、 循环计算程序
六、 课程设计总结
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一、 课程设计目的
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，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题的目的。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。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，解决问题的能力；既是对以前学到的知识（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，又为以后学习的课程（机械设计、专业课等）打下了基础，并初步掌握了工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体有以下六项：
1.使我们的材料力学知识系统化，完整化。
2.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。
3.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。
4.综合运用以前所学的各门课程知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），是相关学科知识有机的联系起来。
5.初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为以后课程的学习打下基础。
二、 课程设计任务和要求
参加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、判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。
三、 课程设计题目
设计题目：车床主轴设计
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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。
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(dD值可见数据表2)，并计算这时轴上B截面处的实际位移。 2. 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（??1=420MPa，??1=240MPa）。
3. 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。 设计数据： 表1：
?(?) 20 ?(?) 10 ?m 0.5?10?4 [?]/MPa [fD]/m 3.3?10?4 [fE]/m 3.5?10?4 [?c]/rad 150 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Ⅱ9）
9 9 图一：
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l1m 0.18 l2m 0.55 l3m am 0.15 bm 0.18 FHyN Rm 0.14 0.17 ???? 45 n?rmin? 400 Pkw 5.2 dD 0.65 FHzN 2400 4500
四、 课程设计计算过程
1. 对主轴静定情况校核
由公式可知Me?9549?{p}kw{n}=9549?5.2=124.14N?m r/min400?FMe124t?R=.140.14=886.71N 由斜齿轮受力分析得：
Fr?Fttan?cos?=886.71?0.3640.985=327.68N 则有：FEy?Ftsin??Frcos?=395.29N
FEz?Ftcos??Frsin?=858.70N
MDy?Fzb?FHzb=2400?0.18=432N?m MDz?Fyb?FHyb=4500?0.18=810N?m
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