東南大學(xué)軸系設(shè)計(jì)報(bào)告

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)——軸系設(shè)計(jì)報(bào)告姓名：方田機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)——軸系設(shè)計(jì)報(bào)告姓名：方田學(xué)號(hào)：02015708指導(dǎo)教師：錢瑞明2017年11月20日目錄一． 項(xiàng)目要求 21. 項(xiàng)目概述 22. 設(shè)計(jì)要求 22.1軸的設(shè)計(jì) 22.2軸系設(shè)計(jì) 3二． 設(shè)計(jì)過程 31. 軸頸的計(jì)算 32. 軸承的選擇和安裝尺寸 43. 軸系主要尺寸的確定及軸結(jié)構(gòu)的工藝性 44. 擬定軸上零件的布置方案 65. 軸的強(qiáng)度校核 76. 軸承的壽命計(jì)算 10三． 模型及圖紙 121. 三維模型 121.1. 立體圖 121.2. 剖視圖 121.3. 爆炸圖 132. 軸工作圖 133. 軸系裝配圖 14四． 結(jié)論總結(jié) 151. 個(gè)人總結(jié) 152. 參考資料 15項(xiàng)目要求項(xiàng)目概述圖示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。已知中間軸=2\*ROMANII傳遞功率P=20KW，轉(zhuǎn)速n=300r/min；z2=83，mn2=5，β=12°，寬度b2=100mm；z3=25，mn3=6，β=8°，b按按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算方法對(duì)軸=2\*ROMANII進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；利用軟件SolidWorks對(duì)軸系進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)和尺寸參考教材p406圖19.18；利用軟件SolidWorks（或CAD）繪制軸=2\*ROMANII零件的工作圖。設(shè)計(jì)要求2.1軸的設(shè)計(jì)(1)初步計(jì)算軸徑(2)擬定軸上零件的布置方案(3)軸上零件的定位及軸主要尺寸的確定——軸承、齒輪的定位及軸段主要尺寸，鍵的選用，軸承壽命計(jì)算(4)受力分析(5)彎矩圖、扭矩圖(6)按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度(7)軸工作圖設(shè)計(jì)——A4圖紙1張,標(biāo)注尺寸、形位公差、表面粗糙度，技術(shù)要求等；標(biāo)題欄中注明班級(jí)學(xué)號(hào)、姓名2.2軸系設(shè)計(jì)(1)A3裝配圖紙1張，含軸承蓋，固定螺釘，密封件等(2)明細(xì)表——非標(biāo)件、標(biāo)準(zhǔn)件分別編號(hào)，非標(biāo)件標(biāo)號(hào):1,2,3,…;標(biāo)準(zhǔn)件編號(hào)：B1,B2,B3,…。內(nèi)容按制圖課要求，標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(3)尺寸標(biāo)注——配合尺寸，安裝尺寸，盡可能詳細(xì)(4)標(biāo)題欄中注明班級(jí)學(xué)號(hào)、姓名設(shè)計(jì)過程軸頸的計(jì)算已知軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS。由表19.1查得對(duì)稱循壞彎曲許用應(yīng)力[σ-1]=180MPa。根據(jù)式（19.3），取β=0，并由表19.3，選系數(shù)A=120，得：d考慮到安全，取整，得到軸的最小直徑為50mm。軸承的選擇和安裝尺寸根據(jù)軸上基本零件的布置方案，確定兩個(gè)安裝軸承的軸的直徑都為50mm，根據(jù)軸承的基本尺寸，選擇角接觸球軸承，滾動(dòng)軸承7210CGB/T292——2007。軸系主要尺寸的確定及軸結(jié)構(gòu)的工藝性由于需要安裝兩個(gè)齒輪，將兩個(gè)齒輪對(duì)稱分布在兩側(cè)，對(duì)軸的受力會(huì)比較好，因此將軸設(shè)計(jì)成如圖所示階梯軸。由于所選軸承安裝尺寸（da=57mm），選擇第二段直徑為6進(jìn)一步選擇鍵的基本尺寸：齒輪二選用，圓頭普通型平鍵（Ａ型）GB/T1096鍵18×11×70。齒輪三選用，圓頭普通型平鍵（Ａ型）GB/T1096鍵18×11×90。根據(jù)軸環(huán)尺寸機(jī)械手冊(cè)，H=0.07~0.1d=4.2~6,選擇軸環(huán)直徑為72mm，寬度2軸的其他各段長度由齒輪寬度、軸承寬度、軸承套寬度、齒輪面與箱體距離而定。擬定軸上零件的布置方案軸的強(qiáng)度校核整體受力整體受力分析傳遞轉(zhuǎn)矩：T=9.55×105Pn=9.55×10齒輪2的圓周力Ft2=2Td2=2Tm齒輪2的徑向力Fr2=Ft2tanα齒輪2的軸向力Fa2=Ft2tanβ齒輪3的圓周力Ft3=2Td3=2T齒輪3的徑向力Fr3=Ft3tan齒輪3的軸向力Fa3=Ft3tan水平面內(nèi)：水平面內(nèi)受力水平面內(nèi)受力分析由①得，F(xiàn)H由②得，F(xiàn)H彎矩圖水平面內(nèi)力彎矩圖N?mm水平面內(nèi)力彎矩圖N?mmN?mmMM垂直面內(nèi)：豎直方向受力豎直方向受力分析由①得，F(xiàn)V由②得,F彎矩圖：豎直平面內(nèi)力彎矩圖豎直平面內(nèi)力彎矩圖MMMM故最大彎矩M=Mσ軸承的壽命計(jì)算軸向受力圖軸向受力圖軸承所受載荷FR1附加軸向力F軸承2所受載荷FR2附加軸向力F作用在軸上的工作軸向力∵F∴軸有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，使軸承2壓緊而軸承1放松，軸的右端將通過軸承2受一平衡反力F則軸承1的軸向力F軸承2的軸向力F對(duì)于軸承7210C，查詢機(jī)械手冊(cè)可得C計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：對(duì)于軸承1，F(xiàn)A1C0利用線性插值e解得eFA1F由e1查表并用線性插值可求得X1=0.44YP對(duì)于軸承2，F(xiàn)A2利用線性插值e解得eFA2F由e2查表并用線性插值可求得X2=0.44YP軸承壽命Lh計(jì)算因P故按軸承1計(jì)算軸承壽命:Lh=模型及圖紙三維模型立體圖剖視圖爆炸圖軸工作圖軸系裝配圖結(jié)論總結(jié)個(gè)人總結(jié)本次大作業(yè)對(duì)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算以及對(duì)軸承的計(jì)算有著綜合的考驗(yàn)，大大鍛煉了對(duì)軸系工作能力的分析。通過數(shù)次的機(jī)設(shè)大作業(yè)，首先讓我逐漸掌握CAD制圖的能力，由于暑假自學(xué)了UG，所以本次三維模型的繪制我也選擇了NX11.0，其實(shí)不論是SolidWorks還是UG等其他三維設(shè)計(jì)軟件，原理都類似，所以此次大作業(yè)我完成得也較快，大作業(yè)布置下來的前兩個(gè)禮拜，基本將圖紙以及計(jì)算過程已完成好，就是在報(bào)告的撰寫上有些拖沓。這次設(shè)計(jì)大作業(yè)涵蓋面很廣，有一定具體清晰的思路，所以大大激發(fā)了我們學(xué)習(xí)三維建模軟件的興趣，鞏固了我自己本身在暑假學(xué)習(xí)的內(nèi)容。但過程中，也遇過一些裝配問題、重用庫調(diào)用問題，但最后都一一解決并收獲很多，重要的是，由于此次作業(yè)也包含一大部分計(jì)算內(nèi)容，所以也提前在自己做出來后與同學(xué)相互探討，最終達(dá)到統(tǒng)一意見。經(jīng)歷過這次設(shè)計(jì)，讓我懂得工程師的不容易，繪圖時(shí)很容易出現(xiàn)的小錯(cuò)誤就會(huì)讓人心情煩躁，所以有一份良好的心境非常重要，同時(shí)也意識(shí)到自己在三維建模的學(xué)習(xí)之路上