哈工大机械设计大作业5Word文档下载推荐.docx

1、工作环境5.1.537108021703年3班室内清洁传动方案如图5.1图5.11选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。因此轴所承受的扭矩不大。故选择45号钢，并进行调质处理。2按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：其中轴传递的功率，轴的转速，r/minC由许用扭转剪应力确定的系数。查表10.2得C=106118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得，按标准GB2822-81的圆整后取。3设计轴的结构由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且

2、各处受力不同，因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图：3.1 阶梯轴各部分直径的确定 1） 轴段1和轴段7轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由初算的最小直径得到。所以，。2） 轴段2和轴段6轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。由参考文献1图10.7计算得到轴肩高度由参考文献2表14.4，毛毡圈油封的轴径，所以。3） 轴段3和轴段5轴段3和轴段5安装轴承，尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮，没有轴向力，但考虑到有较大的径向力，选用深沟球轴承。根据GB/T 2761994，初选轴承6307，外形尺寸d=35mm，D

3、=80mm，B=21mm，轴件安装尺寸。因为轴承的值小于，所以选用脂润滑。故取。4） 轴段4轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故。3.2 阶梯轴各轴段长度及跨距的确定1）轴段4。轴段4在两轴承座之间，两端支点间无传动件，应该首先确定该段跨距L。一般，取。则轴段4长度,取60mm。2）轴段3和轴段5。轴段3和轴段5安装轴承，轴段长度与轴承内圈宽度相同，故。3）轴段2和轴段6。轴段2和轴段6的长度和轴承盖的选用及大带轮和小齿轮的定位轴肩的位置有关系。选用嵌入式轴承端盖，取轴承盖凸缘厚度，箱体外部传动零件的定位轴肩距轴承端盖的距离，则轴段6长度由于大带轮较大，设计成腹板式结构，故轴段

4、2长度,4）轴段1和轴段7。轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故轴段1长度，轴段7长度。4轴的受力分析4.1画轴的受力简图轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起，见图5.2。4.2计算支承反力传递到轴系部件上的转矩齿轮圆周力 齿轮径向力齿轮轴向力带轮压轴力带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按计算。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4.3画弯矩图 竖直面上， -截面处弯矩最大，；水平面上，I-I截面处弯矩最大，；II-II截面处的弯矩为5019合成弯矩，I-I截面：II-II截面：竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图

5、2所示4.4画转矩图做用在轴上的转矩为大带轮的输入转矩转矩图如图5.2所示5校核轴的强度I-I截面既有弯矩又有转矩，且弯矩最大，为危险截面。7747615019152382137995137904合成弯矩图转矩图水平面弯矩图竖直面弯矩图II 单位：图5.2 轴的受力简图、弯矩图、转矩图按弯扭合成强度计算。根据参考文献1式10.3，有式中：1-1截面处弯矩，；1-1截面处转矩，；抗弯剖面模量，由参考文献1附表10.1，；抗扭剖面模量，由参考文献1附表10.1，根据转矩性质而定的折合系数，对于不变的转矩，；对称循环的许用弯曲应力，由参考文献1表10.4，。因此，校核通过6轴的安全系数校核计算弯曲应

6、力：扭剪应力：由参考文献1式10.4、10.5、10.6，只考虑弯矩时的安全系数；只考虑转矩时的安全系数；、材料对称循环的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限，由参考文献1表10.1，45号钢调质处理，；弯曲时和扭转时轴的有效应力集中系数，由参考文献1附表10.3、附表10.4，；零件的绝对尺寸系数，由参考文献1附图10.1，；表面质量系数，由参考文献1附图10.1、附表10.2，；把弯曲时和扭转时轴的平均应力折算为应力幅的等效系数，由参考文献1表10.1，；弯曲应力的应力幅和平均应力，；扭转剪应力的应力幅和平均应力，；许用疲劳强度安全系数，由参考文献1表10.5，；校核通过。7校核键连接的强度由参考文

7、献1式6.1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，有轻微冲击，,取110Mpa。（1） 对于轴段1上的键校核通过；（2） 对于轴段7上的键; 校核通过。8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即左轴承即可。8.1计算当量动载荷由参考文献1式11.2当量动载荷，；轴承的径向载荷和轴向载荷，；动载荷径向系数和动载荷轴向系数，由。8.2校核寿命由参考文献1式11.1c轴承的基本额定寿命，h；轴承的预期寿命，三年三班，每年按250天计，；轴承的基本额定

8、动载荷，由参考文献2表12.1，查轴承6307，；寿命指数，对于滚子轴承，；温度系数，由参考文献1表11.9，工作温度，；载荷系数，由参考文献1表11.10，中等冲击，取；，校核通过。9轴上其他零件设计1）轴上键连接的设计轴和大带轮和小齿轮的轴向连接均采用A型普通平键连接，为加工方便，两处键连接尺寸相同，根据参考文献2 表11.28，选用A型普通平键，为 键GB/T 1096-20032）密封用毛毡圈毛毡圈所在轴段的直径为30mm，查参考文献2表14.4，可得毛毡圈的尺寸参数。3） 两侧轴端挡板该零件也属于标准件。查阅参考文献2表11.22，选用螺栓紧固轴端挡圈（GB/T 892-1986），

9、B型，公称直径32mm。10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=170mm，轴承座腹板壁厚，筋厚，底座凸缘厚度b=15mm。轴承座地脚螺栓直径df=16mm,轴承盖连接螺栓直径d1=8mm。由参考文献2表 4.2查到地脚螺栓的扳手空间C1=22mm，C2=20mm，沉头座直径d2=32mm。11轴承端盖（透盖）由本次设计的特点，可选用嵌入式轴承盖，其中嵌入毛毡圈以密封。由参考文献3图7.5中的经验公式得到相关尺寸：，取。（此处的是螺栓直径，即设计轴承座时的），取132mm。图5.3 轴承端盖根据轴、轴承座的设计，应取。涉及到毛毡圈沟槽的尺寸，按照 参考文献2FZ/T 92010-1991相关尺寸设计。12参考文献1 王黎钦，陈铁鸣.机械设计.4版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.2 张峰，宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京：高等教育出版社，2009.3 王连明，宋宝玉. 机械设计课程设计.3版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版，2007.