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1．材料力学课程设计的目的
本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，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，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。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；既把以前所学的知识（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）综合运用，又为后继课程（机械设计、专业课等）打下基础，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。具体的有以下六项： 1．使学生的材料力学知识系统化、完整化；
2．在系统全面复习的基础上，运用材料力学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知识和专业需要结 合起来；
4．综合运用了以前所学的个门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等等）使相关学科的知识有机地联系起来；
5．初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法； 6．为后继课程的教学打下基础。
2．材料力学课程设计的任务和要求
要求参加设计者，要系统地复习材料力学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力图，列出理论依据和导出计算公式，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。
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3．材料力学课程设计题目
传动轴的强度、变形及疲劳强度计算
3-1 设计题目
传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa，经高频淬火处理，其
=650MPa,
=300MPa,
=155MPa,磨削轴的表面，键槽均为端
铣加工，阶梯轴过渡圆弧r均为2，疲劳安全系数n=2，要求：
1) 绘出传动轴的受力简图; 2) 作扭矩图及弯矩图；
3) 根据强度条件设计等直轴的直径；
4) 计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1的等直杆计算）
5) 对阶梯传动轴进行疲劳强度计算；（若不满足，采取改进措施使其满足疲
劳强度）；
6) 对所取数据的理论根据作必要的说明。
说明 ：
1) 坐标的选取均按下图6—1所示； 2) 齿轮上的力F与节圆相切；
3) 数据表中 为直径D的皮带轮传递的功率， 为直径为D1的皮带轮传递的功率。
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3-2 传动轴的零件图
Φ1 为静强度条件所确定的轴径，尺寸最后一位数准确到mm，并取偶数。 设
?1???2?3?1.1?2?3?4。
本次课程设计采用第8组数据。 P kW 16.1 kW 10.3 n r/min 440 D mm 650 mm 300 mm 200 N 650 N 400 mm 400 ° 50 4.材料力学课程设计的具体设计方案
4-1绘出传动轴的受力简图
首先对如图所示传动轴进行受力分析，轴共受7个力作用，分别为皮带轮D对传动轴的力
和，皮带轮
对传动轴的力
的重力
和2
，齿轮
对传动轴的力F，
还有皮带轮D的重力和皮带轮，由受力分析可知，支座A，B处
受到两个方向上的约束反力。受力简图如下图所示:
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4-2作弯矩图和扭矩图
1.求支反力
1)在XOY面上传动轴受力简图如下:
由己知条件可以求出:
=9549=9549
=9549 =9549
+
= 349.41 N·m = 223.53N·m (方向 = 0
与
相反)
根据扭矩平衡可知: M+
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可得:=125.88 N·m
又有:
=
求出:
=1490.2N
=1075.11N
=1258.8N
根据受力平衡关系，可列平衡方程:
联立两式，可得:=5104.71N
=2493.25N
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吉林大学材料力学课程设计五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算
