材料力学课程设计
计算说明书
设计题目：龙门刨床门架
学号:
姓名：张浩
指导教师：
完成时间：
1. 设计的目的、任务及要求。
1.1 材料力学课程设计的目的。
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，以达到综合运用材料力学知识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，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；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下六项：
（1）使所学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实际中的问题。
（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与专业需要结合起来。
（4）综合运用以前所学的各门课程的知识，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）为后续课程的教学打下基础。
1.2 材料力学课程设计的任务和要求
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。
（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路、设计方法和设计结果的说明，要求书写
工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包括：
①.设计题目的已知条件、所求及零件图。
②.画出结构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和及与之相应的全部求和过程。
④.画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。
⑤.危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图。
⑥.各危险点的主应力大小及主平面的位置。
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.疲劳强度计算部分要说明循环特性，max σ ，min σ ，r ， m σ ， a σ 的计算，所查κ，ε，β各系数的依据，疲劳强度校核过程及结果，并绘出构件的持久极限曲线。
（2）.分析讨论及说明部分的要求
①.分析计算结果是否合理，并讨论其原因、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。
（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）。
2.设计题目：龙门刨床门架计算
某龙门刨床门架示意图如图①所示，可简化为图②所示的钢架，尺寸如图②所示。危险工况有最大切削力F ，另外有两种力矩Me1、Me2，作用位置及作用方式如图所示。门架材料为灰铸铁（HT250）。
1）校核门架的强度。（取安全系数n=3）
2）求门架上加力点的水平、垂直位移。
数据：F=110kN ，M e1=50kN ·m ，M e2=47kN ·m 。
设a=0.6m ，l=0.8m 。
查表得：E=100GPa ，G=40GPa 。
① ②
③ ④
3．超静定部分分析求解
判断超静定次数，此结构为12次超静定结构。分析外载荷F 、M e1、M e2分别单独作用于结构上的情况。
（1） 最大水平切削力F 单独作用时，简化受力图如图所示。
由图可知，该结构是一个平面—空间系统，因此，在结构的任意横截面处，作用在此结构平面内的内力素均为零，此外，构件形状关于y 轴对称，
材料力学课程设计 班级： 作者： 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核 指导老师： 2007.11.05
班级 姓名 一、 课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，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，可以使我们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综合应用，又为后继课程打下基础，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。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。 二、 课程设计的任务和要求 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、 设计题目 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(QT450-5)弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F = 2t F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表：
B2012A/1 型龙门刨床
使用说明书
（电气部分）
最大刨销宽度 1250 毫米 最大刨销长度 4000 毫米
出厂编号
中华人民共和国 济南第二机床厂
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一、概述
（一）电气系统的性能与特点：
1、本系列刨床采用以电机扩大机作为励磁调节器的直流发电机 —电动机组系统与一档机械齿轮变速，保证工作台速度在宽广的范 围内无级地调整低速档为 4.5-45 米/分，高速档为 9—90 米/分， 在工作台拉力不超过高速档所允许的拉力情况下，建议采用高速档， 提高工作台的切削与返回速度。以发挥较高的生产效率。工作台还 能降低至 1 米/分，供给用户做磨削加工之用。
2、工作台的前进（切削）速度与后退（返回）速度能单独地作 无级调整，无需停车。
3、电气控制线路保证机床可靠地自动工作（工作台往复一次后 刀架自动进给，后退行程中刀具自动抬起，工作台在行程末尾时减 速，反向等运动状态的自动变换）。
4、作高速切削时为减小刀具所承受的冲击，延长其使用期限， 在前进行程的起始可使
刀具慢速切入工件，而后加速到规定的速度，若切削速度与冲 击为刀具所能承受，则仅需在操作台上旋转转换开关，取消慢速切 入。
5、在工件与后退行程的末尾，工作台自动减速，保证刀具慢速 离开工件避免了工件边缘崩裂，同时提高反向时的准确度。
6、当减速或反向行程开关偶而失灵时由限位开关及液压安全器 作限位保护，使工作台不致驶出床身导轨面以外，各部件的相对运 动没有必要的连锁。
（二）主拖动系统工作简述：
主拖动系统是由扩大机作为励磁调节器的发电机—电动机的电
压调速系统。由于扩大机有较大的放大系数，加以采用电压负反馈、
电流正反馈、电流截止负反馈以及桥形稳定等环节，所以就使得工
＋
－
＋－
b-Q
K F 2R
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OⅢ
4R
＋
OⅡ
教学号：答辩成绩： 设计成绩： 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 题号: 7—8—Ⅰ—12 教学号: 姓名： 指导教师： 完成时间：
目录 一、材料力学课程设计的目的 --------------------------------------------------3 二、材料力学课程设计的任务和要求 --------------------------------------------------3 三、设计题目 --------------------------------------------------3 四、对主轴静定情况校核 --------------------------------------------------5 1.根据第三强度理论校核 ---- ----------------------------------------7 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------8 3.疲劳强度校核 ------------------------------------------- 12 五、对主轴超静定情况校核 -------------------------------------------------13 1.根据第三强度理论校核 ---------------------------------------------15 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------16 3.疲劳强度校核 ----------------------------------------------19 六、循环计算程序 ---------------------------------------------------19 七、课程设计总结 ----------------------------------------------------26
运动控制课程设计与综合实验报告 设计课题：龙门刨床电气控制系统的设计 学院： 专业班级： 学号： 姓名：+++++++++++ 指导教师： 完成日期：
前言 电气传动技术以电动机为控制对象，以微电子装置为控制核心，以电力电子功率变化装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成电气传动控制系统，以达到控制电机转速或位置的目的。 按照电动机的种类不同，电力拖动分为直流拖动和交流拖动两类。采用直流电动机拖动成为直流拖动，采用交流电动机拖动的称为交流拖动。 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和时间上都比较成熟，而且从控制理论的角度看，它又是交流拖动系统的基础。所以直流拖动在现在的电气自动化中占据了很重要的地位。 运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确实用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 我在设计过程中虽然花了不少的精力，但仍难免有错误和不足之处，殷切期望老师批评指正。
目录 前言 (1) 第一章概论 (3) 1.1本次课程设计的研究课题 (3) 1.2本次设计的基本要求 (3) 第二章调速系统的方案选择 (4) 2.1龙门刨床简介 (4) 2.2龙门刨床的工艺特点及其对自动控制系统的要求 (4) 2.3龙门刨床的动力来源的选择 (5) 2.4调压调速的选择 (5) 2.5主拖动电动机供电方式的选择 (7) 2.6双闭环控制系统的选择 (7) 2.7触发电路的选择 (8) 2.8调压调速控制系统主回路的选择 (8) 2.9可控硅-电动机直流调速的介绍 (9) 第三章调速系统主回路的设计 (11) 3.1主回路的电气原理图 (11) 3.2主电路的过电压和过电流保护 (11) 3.3主回路的参数计算 (12) 第四章调速系统各功能模块的电路选择 (15) 4.1逻辑无环流系统 (15) 4.2逻辑装置的组成与分析： (18) 4.3各功能模块的实现 (18) 4.3.1速度调节器 (18) 第五章双闭环调速系统的常规工程设计 (27) 5.1调速系统的静态计算 (27) 5.2调速系统的动态计算 (29) 5.2.1电流调节器的设计 (29) 5.2.2转速调节器的设计 (32) 第六章系统的调试 (36) 6.1系统的安装及检查 (36) 6.2系统的调试 (36) 6.3小结 (38) 总结 (39) 参考文献 (40) 附一逻辑无环流系统实验报告 (41) 附二龙门刨床电气控制系统原理图 (48)
材料力学课程设计 班级：441006班 作者：刘百川44100608 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计 及刚度计算、疲劳强度校核题号：4 数据号：24 指导老师：李锋
课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学课程之后，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；既是对以前所学的知识的综合应用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程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.使所学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实际中的问题。 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与专业需要结合起来。 4.综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 5.使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为后续课程的学习打下基础。 课程设计的任务和要求 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。
设计题目 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(QT450-5)弹性常数为,E μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4 1.6h D ≤≤，2.54h b ≤≤, 3 1.2l r =。
目录 一、 关于材料力学课程设计 (2) 二、 设计题目 (2) 三、 设计内容 (3) 3.1 柴油机曲轴的受力分析 (3) 3.2 设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D (6) 3.3 设计h 和b,校核曲柄臂强度 (6) 3. 4 校核主轴颈H —H 截面处的疲劳强度，取疲劳安全系数n=2。键 槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工 (6) 3.5 用能量法计算A —A 截面的转角y θ，x θ (7) 3.6对计算过程的几点必要说明 (9) 3.7 改进方案 (10) 四、 计算机程序设计 (10) 4.1程序框图 (10) 4.2计算机程序 (11) 4.3输出结果 (12) 五、 设计体会 (12) 六、 参考书目 (12) 一、 关于材料力学课程设计 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多门课程的知识(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 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内力图.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. 3.材料力学课程设计的一般过程 材料力学课程设计与工程中的一般设计过程相似.从分析设计方案开始到进行必要的计算并对结构的合理性进行分析.最后得出结论.材料力学设计过程可大致分为以下几个阶段: (1)设计准备阶段:认真阅读材料力学课程设计指导书.明确设计要求.结合设计题目复习材料力学课程设计的有关理论知识.制定设计步骤、方法以及时间分配方案等; (2)从外力变形分析入手,分析及算内力、应力及变形,绘制各种内力图及位移、转角曲线; (3)建立强度和刚度条件.并进行相应的设计计算及必要的公式推导; (4)编制计算机程序并调试; (5)上机计算,记录计算结果; (6)整理数据,按照要求制作出设计计算说明书; (7)分析讨论设计及计算的合理性和优缺点,以及相应的改进意见和措施; 二、设计题目 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（QT450—5），弹性常数为E 、μ，许用应力[σ],G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4，3l =1.2r ，有关数据如下表：
主电路图及控制电路图
主要结构运动形式 结构： B2012A型龙门刨床有工作台、立柱、横梁左右侧刀架及垂直刀架、床身等部分组成。 运动形式： B2012A型龙门刨床可分为主运动、进给运动、辅助运动三种。 主运动是指工作台连续往返运动。 进给运动是指刀架的进给。 辅助运动是指调整刀具而设置的，如横梁的夹紧与放松，上下移动和抬刀。电力拖动的特点及控制要求 1、B2012A型龙门刨床是频繁往复运动的生产机械，前进行程就是切削过程，后退行程是不作切削的，但后退速度要高于切削速度，为了满足不同的金属材料和不同的加工工艺，要求工作台有较宽的调试范围和较硬的机械特性，在前进和后退的变换过程中要求有一定的平滑加速，而且动作反应要快，但由于工作长短不同，要求要求工作台的行程可以根据需要调整。 2、机床采用电动机与一档机械齿轮变速，保证工作台速度有较宽的范围内无极变速。低速档4.5-40米/分，高速档9-90米/分，工作台速度还可以降低到1米/分，供磨削加工之用。 3、工作台前进与后退速度能单独作无级调速，无需停车。 4、工作台往返一次后刀架自动进给，后退行程中刀架自动抬起，工作台在行程末尾时自动减速，反向运动得自动变换。 5、高速切削时，在前进行程的起始可使刀具慢速切入工件，而后增加到规定速度。 6、在前进和后退的行程末尾，工件自动减速，以保证刀具慢速离开工件，以防止工件边缘崩裂，同时提高反向时的准确度。 7、有限位保护功能（限位开关和液压安全器作限位保护）和电气联锁保护。 8、有横梁夹紧功能和升降功能。
9、有停车制动功能。 电路保护元件 电路短路保护：自动空气开关UZ、1UZ、2UZ，熔断器1RL、2RL、3RL。电路过载保护：热继电器JR-A、JR-B、JR-FB。 润滑油保护：压力继电器Je. 直流主回路过电流保护：直流电流继电器JL-F。 工作台极限保护：限位开关1HXC、2HXC。 主电路分析 主电路由刀开关、熔断器、热元件、主接触器及电动机组成。 A为拖动交流电动机 B为扩大机用电动机 FB为通风机用电动机 RB为润滑泵电动机 C为垂直刀架电动机 Y为右侧刀架电动机 Z为左侧刀架电动机 H为横梁升降电动机 J为横梁夹紧电动机
材料力学课程设计五种传动轴静强度、变形及疲劳强度计算 (b) 班级：11级机械城轨二班 姓名：林胜军 学号： 指导老师：任小平 2013年6月
目录 一.设计目的： (3) 二.材料力学课程设计的任务和要求 (3) 三．设计题目： (3) 四．设计内容 (5) 五．程序设计 (20) 六、课程设计总结 (23)
一.设计目的： 本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后，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，独立的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，又为后继课程（零件、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与专业需要结合起来； 4. 综合运用以前所学习的各门课程的知识，使相关学科的只是有机的联系起来； 5. 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法； 6. 为后续课程的教学打下基础 二.材料力学课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，通过计算机给出输出结果，并完成设计计算说明书。 三．设计题目： 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ] =80MPa,经高频淬火处理，σb=650MPa,σ-1 =300MPa，τ-1 =155MPa。磨削面的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过度圆弧r均为2mm，疲劳安全系数n =2。
材料力学课程设计--曲柄轴的强度设计及变形计算
(导师好，课程设计是我这两天赶工的，质量不怎么好，你帮我改改，其中1.2，4.2，4.3没有完成，不知道怎么写，您帮我看看想一下，3.1的第三强度公式我感觉有点不会，您也帮着看一下。。。幸好有您这个导师，嘻嘻，感谢呀。。。祝勇哥圣诞元旦双节快乐，新春快乐假期美好。。———学生：东禹 材料力学课程设计 题目：曲柄轴的强度设计及变形计算 单位：理学院
班级：力学 11-1 姓名：宫东禹 指导教师：宋志勇 目录 一、绪论 二、力学模型与内力分析 三、强度分析。 四、变形计算与刚度分析。 五、总结。
一、绪论 1.1、课程设计目的意义： 材料力学课程设计是材料力学课程的重要实践性环节。 通过结合工程实际，自行设计结构形式，并对杆件结构进行内力、应力变形位移计算等，校核杆件结构的强度和刚度、稳定性，并对结构进行改进。进一步巩固和加深材料力学课程中的基本理论知识，初步掌握对材料力学中分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力、通过自由设计结构、锻炼创新思维能力。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；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下几方面： 1、对之前学过的相关力学知识的全面复习，使学生的力学知识系统化、完整化； 2、综合运用力学理论知识解决工程中的实际问题。 3、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 达到综合运用材料力学知识解决工程实际问题的目的。 4、由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以为学生后续的毕业设计打下基础，进行提前锻炼。 5、初步了解和掌握工程实践中的分析思想和计算方法。 1.2、结构的工程应用背景简介： （简单的介绍你所设计的结构在工程的使用，比如哪些领域，有何作
材料力学课程设计指导书 聂毓琴修订 吉林大学 2005年6月
前言 材料力学是工科院校一门重要的学科基础课，高等学校中使用的各种材料力学教材，往往将杆件的变形分成几种基本形式。并针对这几种基本变形形式在各自的范围内分别独立地给予解答。我们在教学中体会到这种做法的优越性。但同时也感到这种孤立地研究某一问题的方式也有其自身的弱点。其中最为突出的，就是学生很难从整体上把握材料力学的全貌，更难于利用材料力学的知识去解决工程实际问题。为此，我们试图针对学生的专业特点和不同专业的要求，从强度、刚度、稳定性的观点出发，在工程实际中选取一些较为复杂的构件，要求学生从全面的、整体的角度予以解答，这样就既可以深化课堂上的知识，使知识系统话，同时也培养了学生解决实际问题的能力，既把所学过的基础课（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）系统应用。又为后继课程的学习打下基础，使各教学环节和教学内容有机地联系起来。对学生来说，通过材料力学课程设计可初步了解工程中的设计思想和设计方法，也激发了学习积极性和创造精神。对教师来说，在拓宽知识面，改进教学方法、教学态度，提高教学水平上都有一定的益处。在总体上可以使教学质量有所提高。作为教学改革的内容之一，我们的工作还只是探索性。我们的目的不仅于课程设计本身，更着眼于材料力学课程本身的建设和改革。 材料力学课程设计这一崭新的教学环节是我校于1987年率先开始试点，并在以后的几年中进行了集中安排一周另四天分散和分散五周安排等方式的实践，取得了宝贵的经验，并在全校产品类专业中逐步推广成为材料力学课程建设的主要内容之一。材料力学课程设计做为教改研究项目已于1991年4月通过校级鉴定。得到校内、外专家的充分肯定与赞扬，1993年3月，获校优秀教学成果奖；也得到国家教委理工科院校材料力学课程指导小组组长、副组长的高度评价。并于1993年5月获吉林省优秀教学成果一等奖。“材料力学课程设计”作为附加项目及创新点，使材料力学课程的教学改革与实践在2001年获吉林大学教学成果二等奖；以此为特色，2002年材料力学课程被评为吉林大学精品课程；材料力学课程的教学改革与创新于2005年获吉林大学教学成果一等奖；获吉林省教学成果二等奖。 本次修订引入了部分工程实际构件的零件图，抽象的力学简图全部由CAD绘制，采用了最新国家标准规定的物理量的名称和符号，常用金属材料的牌号也采用了最新标准。 本书的前期工作有初日德、聂毓琴、刘寒冰、魏媛、卢衍榕、郭学东等老师参加，特别是已退休的初日德及卢衍榕教授对“材料力学课程设计”这一教改课题做了大量的工作，对此表示忠心感谢。 修订者：聂毓琴 2005年6月
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学 自动化学院 自动控制原理课程设计报告设计题目：龙门刨床速度控制系统 单位（二级学院）： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间： 重庆邮电大学自动化学院制
目录 一、设计题目 (2) 二、设计报告正文 (3) （一）、摘要 (3) （二）、关键字 (3) （三）、报告内容 (4) I，龙门刨床的工作原理 (4) II，各部分的原理及传递函数 (6) III、系统的时域分析和频域分析 (10) (四)、系统校正 (17) 三、设计总结 (23) 四、参考文献 (23)
自动控制原理课程设计任务书 龙门刨床速度控制系统原理如下图所示。 要求： 查阅相关资料，分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 分析系统每个环节的输入输出关系，代入相关参数求取系统传递函数。 分析系统时域性能和频域性能。 运用根轨迹法或频率法校正系统，使之满足超调量小于20%，调节时间小于1s。
摘要 关键字: 一、原理介绍 在工业控制中，龙门刨床速度控制系统就是按照反馈控制原理进行工作的。通常，当龙门刨床加工表面不平整的毛胚时，负载会有很大的波动，但为了保证加工精度和表面光洁度，一般不允许刨床速度变化过大，因此必须对速度进行控制。图1-1是利用速度反馈对刨床速度进行自动控制的原理示意图。图中，刨床主电动机SM 是电枢控制的直流电动机，其中电枢电压由晶闸管整流装置KZ 控制，并通过调节触发器CF 的控制电压k u ，来改变电动机的电枢电压，从而改变电动机的速度（被控制量）。测速发电机TG 是测量元件，用来测量刨床速度并给出与速度成正比的电压t u 。然后，将t u 反馈到输入端并与给顶电压0u 反向串联便得到偏差电压u V =0u -t u 。在这里，0u 是根据刨床工作情况预先设置的速度给定电压，它与反馈电压t u 相减便形成偏差电压，因此t u 是负反馈电压。一般，偏差电压比较微弱，需经放大器FD 放大后才能作为触发器的控制电压。在这个系统中，被控对象是电动机，触发器和整流装置起了执行控制动作的作用，故称为执行元件。现在具体分析以下刨床速度自动控制的过程。当刨床正常工作时，对与某给定电压0u ，电动机必有确定的速度给定值n 相对应，同时亦有相应的测速 发电机电压t u ，以及相应的偏差电压u V 和触发器控制电压k u 。如果刨床负载变 化，如增加负载，将使速度降低而偏离给定值，同时，测速发电机电压t u 将相应减小，偏差电压u V 将因此增大，触发器控制电压k u 也随之增大，从而使晶闸管整流电压a u 升高，逐步使速度回升到给定值附近。这个过程可用图1-2的一组曲线表明。由图可见，负载1M 在1T 时突增为2M ，致使电动机速度给定值1N 急剧下降。但随着u V 和a u 的增大，速度很快回升，2T 时速度便回升到2N ，它与给定值1N 已相差无几了。反之，如果刨床速度因减小负载致使速度上升，则各电压量反向变化，速度回落过程完全一样。另外，如果调整给定电压0u ，便可改变刨
材料力学课程设计 设计题目：车床主轴设计 数据序号: Ⅰ12 班级： 10级工机2班 学号: 20106994 姓名：冯华钊
目录 一、材料力学课程设计的目的 二、材料力学课程设计的任务和要求 三、设计题目 四、对主轴静定情况校核 1.根据第三强度理论校核 2.根据刚度进行校核 3.疲劳强度校核 五、对主轴超静定情况校核 1.根据第三强度理论校核 2.根据刚度进行校核 3.疲劳强度校核 六、循环计算程序 七、课程设计总结 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。
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，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方法，为以后打下基础。 二、设计的任务和要求 1.画出受力分析计算简图和内力图 2.列出理论依据和导出的计算公式 3.独立编制计算机程序，通过计算机给出计算结果 4.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δ，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δ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α，螺旋角为β，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(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。 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
材料力学课程设计设计题目五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算
1．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，可以使我们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综合运用，又为后继课程打下基础，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。 1．使所学的材料力学知识系统化、完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2．综合运用了以前所学的各门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等）使相关学科的知识有机地联系起来。 3．使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后继课程的教学打下基础。 2．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内力图，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。 3．课程设计的题目 传动轴的强度、变形及疲劳强度计算 6－1 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σb=650MPa，σ-1=300MPa,τ-1=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： a) 坐标的选取均按下图6—1所示； b) 齿轮上的力F与节圆相切； c) 数据表中P为直径D的皮带轮传递的功率， P为直径为D1的皮带轮传递的功率。 1
材料力学课程设计 说明书
目录 一、课程设计目的---------------03 二、课程设计任务和要求---------------03 三、课程设计题目---------------04 四、课程设计计算过程 1.画出力学简图，求出外力 ---------------05 强度计算 ---------------07刚度计算 ---------------08 B截面的实际位移 ---------------16 2.疲劳强度校核 ---------------19 3.超静定校核设计 超静定校核设计 ---------------20校核疲劳强度 ---------------22 五、循环计算程序---------------24 六、课程设计总结---------------30 七、参考文献---------------30
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。
课题名称：B2012A龙门刨床电气线路 【实习目的】 A型龙门刨床电气控制系统既包括交、直流电动机、电器的继电器接触器控制，又包括连续反馈控制及扰动补偿前馈控制，属于复合控制系统。它概括电气控制技术的主要内容，具有一定的典型性、综合性与复杂性。通过实习使学生获得全面系统的基本训练，提高综合分析能力和测试维修技能。 【实习原理】 龙门刨床用来加工各种平面、斜面、槽、更适合于加工大型而狭小成批的机械零件，如：机床床身、导轧、箱体、立柱等。其生产工艺主要是刨削，控制目标是控制工作台自动往复循环运动和调速。控制要求如下： 1、调速范围宽 B2012A系统采用电压调速，并加一级机械变速（齿轮变速） 低速档：6-60m/min ；高速档：9-90m/min ；在低速档和高速档，均能实现无级变速。 2、静差度 在加工过程中，由于工件表面不平及材料不均匀度的影响，会导致切削力的变动，为保证工作台速度不致因切削力的变动而变化太大，以便保证加工精度。 B2012A静差度为10% 3、工作台的往复运动能适应切削工艺要求，应实现自动往返循环(1) 在切削速度较高时，为减小刀具切入工件时的冲击，应使刀慢速切入，然后增加到规定速度。 (2) 若切削速度冲击刀具所能承受，可以取消慢速切入。 (3) 在工作台前进或返回行程的末尾，工作台能自动减速，以使刀具慢 速离开工件，防止工件边缘剥裂。
(4) 工作台速度低于10m/min，减速环节不起作用。 (5) 工作台自动循环速度图 (6) 工作台没有慢速切入循环速度图 (7) 工作台速度低于10m/min速度图 4、满足磨削的要求 磨削速度 1m/min 5、调速方案满足负载性质的要求 25m/min以下为恒转矩；25m/min以上为恒功率；B2012A采用机电联合调速。 6、工作台正反向过渡过程要快，工作台运行要稳定 7、满足刀架运动的要求 如：刀架的移动，进刀、退刀、抬刀等都与工作台的运动有机的配合 8、设置必要的联锁 9、系统的机械特性应具有下垂特性，当负荷过大时，使电机转速迅速下降，保护电机及机械。 当主电路电流 I≥I b=1.4I e 下降 I≥I b=2.5I e 堵转 静特性如下图 10、运动形式 主运动——工作台连续重复往返运动 进给运动——刀架进给 辅助运动——横梁的夹紧、放松、上升、下降、抬刀和放刀 11、龙门刨床电气设备方框图 控制电路分六个： （1）电机组启动 （4）进刀控制 （2）给定控制 （5）抬刀控制 （3）工作台控制 （6）横梁控制
龙门刨床（planing machine）主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是工业的母机。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动； 龙门刨床具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是工业的母机。龙门刨床的工作台 带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速 度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个 角度，并可沿横梁作横向进给运动 ；刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动；横梁可在两立柱上作上下 调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架,以扩大加 工范围工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面。机床工作台的 驱动可用发电机－电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较大, 在低速时也能获得较大的驱动力。有的龙门刨床还附有铣头和磨头，变型为龙门刨铣床和龙门刨铣磨床，工作台既可作快速的主运动，也可作慢速的进给运动，主要用于重型工件在一次安装中进行刨削、铣削和磨削平面等加工。 技术性能 1、输入电源：三相四线（～380V±10% 50Hz） 2、工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m 3、装置容量：<1KW 4、外形尺寸：1410mm×725mm×1535mm 白城职业技术学院毕业设计说明书 -I- 摘要 龙门刨床，具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是工业的母机。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动龙门刨床；刨刀可在刀架上作垂直或
设计题目 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa ，经高频淬火处理， 650b MPa σ=，1300MPa σ-=，1155MPa τ-=。磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴 过渡圆弧r 均为2mm ，疲劳安全系数n=2。 要求： 1. 绘出传动轴的受力简图。 2. 做扭矩图及弯矩图。 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（均按直径1φ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要求）。 6. 对所取数据的理论根据做必要的说明。 说明： （1） 坐标的选取均按图所示。 （2） 齿轮上的力F 与节圆相切。 （3） 表中P 为直径为D 的带轮传递的功率，1P 为直径为1D 的带轮传递的功率。1G 为小 带轮的重量，2G 为大带轮的重量。 （4） 1φ为静强度条件所确定的轴径，以mm 为单位，并取偶数。 设 312 243 1.1φφφφφφ=== 设计计算数据
传动轴零件图 设计计算数据表 设计过程 1.传动轴受力简图 首先对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2和，皮带轮1对传动轴的力1和 21，齿轮2对传动轴的力 F，还有皮带轮 D 的 重力2和皮带轮1的重力G 1，且M1与M2方向相反， P/kW 1P/kW n/(r/min ) D/mm 1 D/mm 2 D/mm 2 G/N 1 G/N a/mm a(o ) 6.6 2.9 150 700 350 100 800 400 500 30
受力简图如下图所示 列公式求得： M 1=184.61NM M 2=420.16NM M= M 2- M 1=235.55NM 2.弯矩图及扭矩图 1)在 XOY 面上传动轴受力简图如下: 2)在 XOZ 面上传动轴受力简图如下: F AY
一、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。 二、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内力图，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。 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，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包括： （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，并标明可能的各危险截面； （5） 危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图； （6） 各危险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根据、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） 疲劳强度计算部分要说明循环特征，a m r σσσσ,,,,min max 的计算，所查βσ,,k 各系 数的依据，并绘出构件的持久极限曲线，疲劳强度校核过程及结果。 2．分析讨论及说明部分的要求 （1） 分析计算结果是否合理，并分析其原因，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。 3．材料力学课程设计中的体会和收获、希望、要求、建议等。 4．程序计算部分的要求： （1） 程序框图；