机械设计大作业轴系设计5Word文档格式.docx

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3.轴段2、6…………………………………………………………………………3

4.轴段3、5…………………………………………………………………………3

5.箱体与其他尺寸…………………………………………………………………3

四．轴的受力分析…………………………………………………………………………4

1.画轴的受力简图…………………………………………………………………4

2.计算支反力………………………………………………………………………4

3.画弯矩图…………………………………………………………………………4

五．校核轴的强度…………………………………………………………………………5

六．校核键连接的强度………………………………………………………………7七．校核轴承的寿命………………………………………………………………7

1.计算当量动载荷…………………………………………………………………7

2.校核寿命…………………………………………………………………………7

八．校核轴承的寿命………………………………………………………………8

1.轴承座结构设计…………………………………………………………………8

2.轴承端盖…………………………………………………………………………8

3.轴端挡圈…………………………………………………………………………8

参考文献………………………………………………………………………………………8

哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书

姓名：

院（系）：

专业：

班号：

任务起止日期:

至2014年12月6日

机械设计大作业题目：

设计数据及要求

带式运输机的传动方案如下图所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产。

方案

电动机额定功率P/kW

电动机满载转速nm/（r/min）

工作机的转速nw（r/min）

第一级传动比i1

轴承座中心高H/mm

最短工作年限

工作环境

5.1.3

3

960

110

2

180

5年2班

室外、有尘

设计注意事项

（1）绘制轴系工作图一张，按照工作图要求标注全部尺寸及必要的极限公差、必要的几何公差、全部表面结构要求、填写齿轮啮合特征表，填写标题栏，编写技术要求。

（2）撰写设计说明书一份。

指导教师

教研室主任

设计过程

一、选择轴的材料

因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。

二、初算轴径

对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献[1]表10.2得

，齿轮装在悬伸段

转速

功率

则

考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则d

19.52×

（1+5%）=18.97mm

由GB/T2822-2005圆整，得d=25mm

大带轮直径

=200mm，选用腹板轮，L=（1.5~2）d=37.5~50mm，取L=45mm，

B=（z-1）e+2f=65mm

小齿轮直径

，选用实心式齿轮，由

，取

三、结构设计

1.轴承部件的结构型式

箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。

由轴的功能决定，该轴至少应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共7段尺寸。

由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，选用深沟球轴承，传递功率小，转速不高，发热小，轴承采用两端固定式。

轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、唇形圈密封。

确定轴的草图如图1所示：

图2轴的草图

2.轴段1、7

由最小直径得

由带轮和齿轮设计结构确定

周向连接用A型普通平键，由参考文献[2]表11.28分别为

，

3.轴段2、6

由参考文献[1]表10.3得

得

所以取

4.轴段3、5

由参考文献[1]图9.8得

取

由参考文献[2]表12.1初选轴承6307，查得

、

，所以取

取圆角r=2mm

5.箱体与其他尺寸

由参考文献[3]经验公式得跨距

取L=100mm

，并取

由于箱体内无润滑油（无传动件），

可取小值，

；

选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为e=10mm；

用M8螺栓连接轴承盖和箱体，为使螺栓头不与齿轮和带轮相碰，K取15mm。

综合以上可以得到轴承座宽度

B为大带轮轮宽

四、轴的受力分析

1.画轴的受力简图

轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起，如图3

2.计算支反力

转矩

小齿轮圆周力

为小齿轮分度圆直径

小齿轮径向力

小齿轮轴向力

由大作业3，大带轮压轴力

在水平面上

在垂直平面上

轴承1的总支承反力

``

轴承2的总支承反力

3.画弯矩图

垂直面上，轴承2处弯矩最大，

水平面上，轴承1处，

水平面上，轴承2处，

合成弯矩，轴承1处，

轴承2处

图3轴的受力分析图

五、校核轴的强度

由弯矩转矩图可知，轴承2处为危险截面

轴的安全系数校核计算

由参考文献[1]表9.6，抗弯剖面模量

抗扭剖面模量

弯曲应力：

扭剪应力：

对于调质45钢，由参考文献[1]表10.1查得

由参考文献[1]表10.1查得碳素钢等效系数

由参考文献[1]附表10.3查得轴与滚动轴承配合应力系数

由参考文献[1]附图10.1查得绝对尺寸系数

由参考文献[1]表9.9得轴磨削时表面质量系数

安全系数

由参考文献[1]表10.5查得许用安全系数

，安全。

对于单向转动的转轴，通常按脉动循环处理，故取折合系数

，则当量应力

由参考文献[1]表10.4查得

，强度满足要求

六、校核键连接的强度

由参考文献[1]式6.1知

式中：

——工作面的挤压应力，

——传递的转矩，

——轴的直径，

——键的工作长度，

，A型，

为键的公称长度和键宽；

——键与毂槽的接触高度，

——许用挤压应力，

，由参考文献[1]表6.1，静连接，材料为钢，静载，

。

对于大带轮轴段上的键

校核通过；

对于轴段7上的键

;

校核通过。

七、校核轴承的寿命

轴承不受轴向力，只有径向力，且

，所以只校核轴承2。

1.计算当量动载荷

由表11.12

2.校核寿命

由参考文献[1]表11.9，工作温度

由参考文献[1]表11.10，无冲击，

由参考文献[2]表12.1，查轴承6307，

——寿命指数，对于球轴承，

——轴承的预期寿命，五年两班，每年按250天计

，校核通过。

八、轴上其他零件设计

1.轴承座结构设计

本次设计中选用整体式轴承座。

按照设计方案的要求，轴承座孔中心高H=180mm，直径等于滚动轴承外径80mm，轴承座腹板壁厚

2.轴承端盖

箱内无传动件，选用凸缘式轴承端盖，工作环境室外有尘，唇形圈密封。

凸缘厚

，旋入端长

，旋入端外径为轴承外径

，内径配合轴承安装尺寸取71mm，拔模斜度1:

10。

凸缘外径

为螺栓直径

取120mm。

螺栓孔中心距

，螺栓为

，长度为30mm，垫圈厚度2.1mm，外径为8.1~8.6mm，取8.5mm，垫片厚度为0.05mm。

查参考文献[2]表14.5采用B型唇形密封圈，有关尺寸参数外径D=50mm，宽b=8mm。

轴承盖底座螺栓为M12，查参考文献[2]表4.2，得

则轴承座长度为165mm,宽度为222mm。

3.轴端挡圈

查阅参考文献[2]表11.22，选用螺栓紧固轴端挡圈（GB/T892-1986），B型，公称直径D=45mm，H=5mm，螺栓为

，h=6mm，

mm。

参考文献

[1].宋宝玉,王黎钦.机械设计.北京:

高等教育出版社

[2].王连明,宋宝玉.机械设计课程设计.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社

[3].张锋,宋宝玉.机械设计大作业指-导书.北京: