哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械設(shè)計大作業(yè)5軸系部件5.1.1

HarbinInstituteofTechnology機械設(shè)計大作業(yè)說明書軸系部件設(shè)計課程名稱：機械設(shè)計設(shè)計題目：軸系部件設(shè)計院系：能源科學(xué)與工程學(xué)院班級：1202101班設(shè)計者：滕令凱指導(dǎo)教師：曲建俊學(xué)號：1120200605設(shè)計時間：2014-12-02哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄機械設(shè)計作業(yè)任務(wù)書 -1-由于大帶輪較大，設(shè)計成腹板式結(jié)構(gòu)，故軸段2長度,4）軸段1和軸段7。軸段1和7分別安裝大帶輪和小齒輪，故軸段1長度，軸段7長度。3.3鍵尺寸的確定軸和大帶輪和小齒輪的軸向連接均采用A型普通平鍵連接，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表11.27，選用A型普通平鍵，大帶輪鍵GB/T1096-2003，鍵長L=40mm。小齒輪鍵GB/T1096-2003鍵長L=40mm。4軸的受力分析4.1畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起，見圖5.2。4.2計算支承反力傳遞到軸系部件上的轉(zhuǎn)矩齒輪圓周力 齒輪徑向力齒輪軸向力帶輪壓軸力在水平面上在垂直平面上軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力4.3畫彎矩圖 豎直面上，=2\*ROMANII-=2\*ROMANII截面處彎矩最大，；水平面上，I-I截面處彎矩最大，；II-II截面處的彎矩為合成彎矩，I-I截面： II-II截面：豎直面上和水平面上的彎矩圖，及合成彎矩圖如圖2所示4.4畫轉(zhuǎn)矩圖做用在軸上的轉(zhuǎn)矩為大帶輪的輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩圖如圖5.2所示5校核軸的強度II-II截面既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩，且彎矩最大，為危險截面。IIIII15757557354943029430216768827037轉(zhuǎn)矩圖51570合成彎矩圖水平面彎矩圖豎直面彎矩圖單位：15757557354943029430216768827037轉(zhuǎn)矩圖51570合成彎矩圖水平面彎矩圖豎直面彎矩圖圖5.2軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖按彎扭合成強度計算。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]式10.3，有式中：——2-2截面處彎矩，；——2-2截面處轉(zhuǎn)矩，；——抗彎剖面模量，由參考文獻(xiàn)[1]附表9.6，；——抗扭剖面模量，由參考文獻(xiàn)[1]附表9.6，；——根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)，對于不變的轉(zhuǎn)矩，；——對稱循環(huán)的許用彎曲應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)[1]表9.7，。因此，校核通過6軸的安全系數(shù)校核計算彎曲應(yīng)力：,扭剪應(yīng)力：由參考文獻(xiàn)[1]式9.4、9.5、9.6，式中：——只考慮彎矩時的安全系數(shù)；——只考慮轉(zhuǎn)矩時的安全系數(shù)；、——材料對稱循環(huán)的彎曲疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由參考文獻(xiàn)[1]表9.3，45號鋼調(diào)質(zhì)處理，；——彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的有效應(yīng)力集中系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]附表9.10、附表9.11，；——零件的絕對尺寸系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]附圖9.12，；——表面質(zhì)量系數(shù)，，由參考文獻(xiàn)[1]附圖9.8、附表9.9，；——把彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅的等效系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]查得，；——彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，；——扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，；——許用疲勞強度安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]表9.13，；校核通過。7校核鍵連接的強度由參考文獻(xiàn)[1]式6.1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，載荷穩(wěn)定，,取140Mpa。對于軸段1上的鍵；校核通過；對于軸段7上的鍵;校核通過。8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1即左軸承即可。8.1計算當(dāng)量動載荷由參考文獻(xiàn)[1]式10.2；式中：——當(dāng)量動載荷，；——軸承的徑向載荷和軸向載荷，；——動載荷徑向系數(shù)和動載荷軸向系數(shù)，由。8.2校核壽命由參考文獻(xiàn)[1]式10.1c式中：——軸承的基本額定壽命，h；——軸承的預(yù)期壽命，8年1班，每年按250天計，；——軸承的基本額定動載荷，由參考文獻(xiàn)[2]表12.1，查軸承6307，；——壽命指數(shù)，對于球軸承，；——溫度系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]表10.10，工作溫度，；——載荷系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]表10.11，輕微沖擊，，?。?，校核通過。9軸上其他零件設(shè)計1)兩側(cè)軸端擋板該零件也屬于標(biāo)準(zhǔn)件。查閱參考文獻(xiàn)[2]表11.22，選用螺栓緊固軸端擋圈（GB/T892-1986），B型，公稱直徑32mm，厚度H=5mm，L=10mm。2）螺栓連接螺栓設(shè)計螺栓換屬于標(biāo)準(zhǔn)件。查閱參考文獻(xiàn)[2]表11.1.2，選用連接M6螺栓。10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，軸承座腹板壁厚，筋厚，底座凸緣厚度b=15mm。軸承座地腳螺栓直徑df=16mm,軸承蓋連接螺栓直徑d1=6mm。由參考文獻(xiàn)[2]表4.2查到地腳螺栓的扳手空間C1=22mm，C2=20mm，沉頭座直徑d2=32mm。11軸承端蓋（透蓋）由本次設(shè)計的特點，可選用凸緣式軸承蓋，其中嵌入橡膠圈以密封，并應(yīng)增加工藝孔。由參考文獻(xiàn)[3]圖7.5中的經(jīng)驗公式得到相關(guān)尺寸：，S3=4mm，，取，根據(jù)軸、軸承座