哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密機(jī)械學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告：滾動(dòng)軸承、軸系的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、HarbinInstituteofTechnology課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）課程名稱：精密機(jī)械學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題目：滾動(dòng)軸承、軸系的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院系：航天學(xué)院控制科學(xué)與工程系班級(jí)：0904102班設(shè)計(jì)者：呵呵呵學(xué)號(hào)：1090410200指導(dǎo)教師：蔣秀珍設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年12月哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 滾動(dòng)軸承、軸系的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)任務(wù)一鋼制圓軸，裝有兩膠帶輪A和B,兩輪有相同的直徑D=360mm,重量為P=1kN,A輪上膠帶的張力是水平方向的,B輪膠帶的張力是垂直方向的，它們的大小如圖1所示。設(shè)圓軸的許用應(yīng)力b=80Mpa，軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min，帶輪寬b=52

2、mm，壽命：5000小時(shí)。設(shè)計(jì)要求：1）按強(qiáng)度條件求軸所需要的最小直徑；2）選擇軸承的型號(hào)（按受力條件及壽命要求）；3）按雙支點(diǎn)單向固定的方法，設(shè)計(jì)軸承與軸的組合裝配結(jié)構(gòu)，畫(huà)出裝配圖（3號(hào)圖紙）；4）從裝配圖中拆出軸并畫(huà)出軸的零件圖（3號(hào)圖紙）。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：軸的受力分析；強(qiáng)度條件、最小直徑的確定；支承的選擇和壽命校核；軸上零件的定位和固定；聯(lián)接；鍵的選擇；密封和調(diào)整；2計(jì)算說(shuō)明書(shū)2.1按強(qiáng)度條件確定軸的直徑繪出軸的受力圖（圖1）。如圖所示坐標(biāo)系下，軸在三個(gè)方向上受力分別為F二0 xF=-2-0.5=2.5kNyF=-2-0.5=2.5kNz作水平平面內(nèi)的彎矩圖（圖2）。在水平面內(nèi)有2F二0z

3、F二F+FAzCzDz對(duì)A點(diǎn)取矩乂M二0，有A-FACFAD二0TOC o 1-5 h zCzDz解得，F(xiàn)二4.17kN,F=1.67kN。CzDz求距A端x處截面1-1上的內(nèi)力，取F向下，M逆時(shí)針，則EE工F=0,F+F=0,F=F、y-,zAzEEAzJLM=0,MFx=0,0 xAcEEAz解得，F(xiàn)=2.5kN,M=2.5x。EE求距A端x處截面2-2上的內(nèi)力，取F向下，M逆時(shí)針，則FF工F=0,F+F+F=0,F=F-FzAzCzFFAzCzLM=0,MFx+F(xAC)=0,ACxADFFAzCz解得，F(xiàn)=1.67kN,M=5001.67x。FFkF=2.5kNCzFDz作垂直平面內(nèi)

4、的彎矩圖（圖3）。在垂直面內(nèi)有LF=0yN+N+F=F+F12ByCyDyAzIF對(duì)A點(diǎn)取矩工M=0，有AFAC+FAD(N+F)-AB=0CyDy2By解得，F(xiàn)=3.42kN，F(xiàn)=1.08kN。CyDy求距A端x處截面1-1上的內(nèi)力，取F向下,EM逆時(shí)針，則E哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) 工F=0,N+F=0,F=-Nz1EE1LM=0,M+Nx=0,0 xACEE1解得，F(xiàn)=-1kN,M=-x。EE求距A端x處截面2-2上的內(nèi)力，取F向下，M逆時(shí)針，則FF工F=0,N-F+F=0,F=F-Ny1CyFFCy1LM=0,M+Nx-F(x-AC)=0

5、,ACxABFF1Cy解得，F(xiàn)=2.42kN,M=2.42x-410。FF求距A端x處截面3-3上的內(nèi)力，取F向下，M逆時(shí)針，則GG工F=0,N-F+N+F+F=0,F=F-N-N-Fy1Cy2ByGGCy12ByF解得，F(xiàn)=1.08kN,MGLM=0,M+Nx-F(x-AC)+(N+F)(x-AB)=0,ABxADFF1Cy2By=324.6-1.08x。Dy求合成彎矩，在截面C左側(cè)的合成彎矩為GM=.JM2+M2=3002+1202二323N-mCHCVC在截面B處的合成彎矩為M=Qm2+M2=耳1492+982=178N-mBB14）。由受力得綜上所述，截面C為危險(xiǎn)截面。計(jì)算外力偶矩，作

6、扭矩圖（圖M=(F-F)-=(2-0.5)xl80=270N-mBB1B22M=(F-F)-D=(2-0.5)x180=270N-m由截面法及扭矩符號(hào)的規(guī)定，AlA22得AB、BD段扭矩分別為T(mén)二270N-mABT=0N-m計(jì)算當(dāng)量彎矩，危險(xiǎn)截面C處的當(dāng)量彎矩為M二JM2+T2二3232+2702二420N-meCC由許用應(yīng)力b=80Mpa，計(jì)算危險(xiǎn)截面C處的軸徑o=M37.7mm，因此，取最小軸徑需大于37.7mm。2.2根據(jù)條件選擇軸承型號(hào)由于軸承所受載荷主要為徑向載荷，因此選用較為常見(jiàn)的深溝球軸承下面根據(jù)軸承壽命的校核，先計(jì)算滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P二XF+YF二lxJ4.172+3.422二5.39kNra軸承的壽命為10hr60 x960V5.39丿5000h解得，C35.6。根據(jù)設(shè)計(jì)中的軸徑為60mm時(shí)，查表得到可用的軸承為6212、6312和6412三種,r在這里選擇=150mm,B=35mm的6214軸承。2.3鍵的選擇由于并不需要承受較大的軸向載荷，因此在軸和帶輪之間選擇平鍵聯(lián)接。首先根據(jù)軸徑d值查設(shè)計(jì)手冊(cè)確定鍵高h(yuǎn)和鍵寬b。當(dāng)軸徑d=45mm時(shí)，查得鍵尺寸bxh=14x9,該鍵的基本尺寸為14mm,采用正常聯(lián)接，軸的深度為5.5mm,輪轂的深度為3.8mm,根據(jù)輪的寬度52mm查表取長(zhǎng)度L=