哈工大機(jī)械設(shè)計大作業(yè)設(shè)計計算說明書軸系部件

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計作業(yè)設(shè)計計算說明書題目： 軸系部件設(shè)計 院系： 班號： 姓名： 日期： 2013-11-22 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計作業(yè)任務(wù)書題目:設(shè)計帶式運輸機(jī)中的齒輪傳動高速軸的軸系部件帶式運輸機(jī)的傳動方案如圖1所示，機(jī)器工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，成批生產(chǎn)，原始數(shù)據(jù)見表1。圖 1 帶式運輸機(jī)傳動方案表 1 帶式運輸機(jī)中V帶傳動的已知數(shù)據(jù)方案電動機(jī)工作功率P/KW電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm/(r/min)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw/(r/min)第一級傳動比i1軸承座中心高H/mm最短工作年限工作環(huán)境496010021803年3班室外、有塵目 錄一 選擇軸的材料1二 初算軸徑1三 結(jié)構(gòu)設(shè)計1 四 軸的受力分析

2、2五 校核軸的強(qiáng)度4六 校核鍵連接的強(qiáng)度5七 校核軸承的壽命6八 軸上其他零件設(shè)計6參考文獻(xiàn)7一、 選擇軸的材料因傳遞功率不大，且單向轉(zhuǎn)動、無沖擊，一般機(jī)械使用，對質(zhì)量結(jié)構(gòu)無特殊要求，所以選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。二、 初算軸徑對于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，查參考文獻(xiàn)1表9.4得，彎矩較大故取轉(zhuǎn)速功率則 考慮到軸端有一個鍵槽，軸徑加大5%，則三、 結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 軸承部件的結(jié)構(gòu)型式箱體內(nèi)無傳動件，不需經(jīng)常拆卸，箱體采用整體式。由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有帶輪、齒輪的安裝段，兩個軸承的安裝段以及兩個軸承對外的密封段，共7段尺寸。由于沒有軸向力的存在，且載荷、轉(zhuǎn)速較低，選用深溝球軸承，傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不

3、高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。軸低速旋轉(zhuǎn)，且兩軸承間無傳動件，所以采用脂潤滑、毛氈圈密封。確定軸的草圖如圖1所示：圖 2 軸的草圖2. 軸的伸出端（軸段1、7）由最小直徑得d1=d7=24由帶輪和齒輪設(shè)計結(jié)構(gòu)確定周向連接用A型普通平鍵，分別為，GB/T 1096-20033. 軸段2、6由參考文獻(xiàn)1圖9.8得 得所以取4. 軸段3、5由參考文獻(xiàn)1圖9.8得得取由參考文獻(xiàn)2表12.1初選軸承6207，查得、，所以取5. 箱體與其他尺寸由參考文獻(xiàn)4經(jīng)驗公式得跨距取，并取由于箱體內(nèi)無潤滑油（無傳動件），可取小值，；選用整體式箱體，軸承蓋凸緣厚為10mm；用M10螺栓連接上下箱體，查機(jī)械手冊得扳手空

4、間為26mm；用M8螺栓連接軸承蓋和箱體，為使螺栓頭不與齒輪和帶輪相碰，且因箱內(nèi)無傳動件箱體幾乎不拆卸，K取小值，K=8mm。綜合以上可以得到四、 軸的受力分析1. 畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起，如圖32. 計算支反力轉(zhuǎn)矩小齒輪圓周力,為小齒輪分度圓直徑小齒輪徑向力小齒輪軸向力大帶輪壓軸力在水平面上在垂直平面上由力的平衡關(guān)系知軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力3. 畫彎矩圖垂直面上，軸承1處， 水平面上，軸承1處，軸承2處，則合成彎矩，軸承1處， 軸承2處如圖3所示4.畫轉(zhuǎn)矩圖如圖3所示圖 3 軸的受力分析圖五、 校核軸的強(qiáng)度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，軸承2處為危險截面軸的安全

5、系數(shù)校核計算由參考文獻(xiàn)1表9.6，抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力：,扭剪應(yīng)力：對于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)1表9.3查得 由參考文獻(xiàn)1查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表9.11查得軸與滾動軸承配合應(yīng)力系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1表9.12查得絕對尺寸系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1表9.9查得軸磨削時表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表9.13查得許用安全系數(shù)，安全。對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，通常按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù) ，則當(dāng)量應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1表9.7查得，強(qiáng)度滿足要求六、 校核鍵連接的強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)1式4.1知式中：工作面的擠壓應(yīng)力，；傳遞的轉(zhuǎn)矩，；軸的直徑，；鍵的工作長度，A型，為鍵的公稱長度和鍵寬；鍵與轂槽的

6、接觸高度，；許用擠壓應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)1表4.1，靜連接，材料為鋼，靜載，。對于大帶輪軸段上的鍵；校核通過；對于軸段7上的鍵; 校核通過。七、 校核軸承的壽命軸承不受軸向力，只有徑向力，且，所以只校核軸承2。1. 計算當(dāng)量動載荷；2. 校核壽命由參考文獻(xiàn)1表10.10，工作溫度，；由參考文獻(xiàn)1表10.11，無沖擊，取；由參考文獻(xiàn)2表12.1，查軸承6207，；壽命指數(shù)，對于球軸承，；軸承的預(yù)期壽命，三年三班，每年按250天計；，校核通過。八、 軸上其他零件設(shè)計1. 軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計本次設(shè)計中選用整體式軸承座。按照設(shè)計方案的要求，軸承座孔中心高H=180mm，直徑等于滾動軸承外徑72mm，長32mm，軸承座腹板壁厚。 2. 軸承端蓋（透蓋）箱內(nèi)無傳動件，選用凸緣式軸承端蓋，工作環(huán)境室外有塵，橡膠圈密封。凸緣厚，旋入端長，旋入端外徑為軸承外徑，內(nèi)徑配合軸承安裝尺寸取65mm，拔模斜度1:10。凸緣外徑，為螺栓直徑，取112mm。螺栓孔中心距。橡膠圈所在軸段的直徑為28mm，查參考文獻(xiàn)3，可得橡膠圈有關(guān)尺寸參數(shù)外徑42mm，寬7mm。圖 4 軸承端蓋3. 軸端擋圈查閱參考文獻(xiàn)2表11.24，選用螺栓緊固軸端擋圈（GB/T 892-1986），B型，公稱直徑32mm。參考文獻(xiàn)1. 宋寶玉, 王黎欽. 機(jī)械設(shè)計. 北京: