哈工大机械设计大作业轴系部件设计

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1、HarbinInstituteofTechnology机械设计大作业题目：轴系部件设计院系：能源科学与工程学院班级：姓名：程明学号：时间：2012.10.18—10.26-9-轴系部件设计一、设计题目原始数据如下：方案Pd（KW）轴承座中心高H（mm）最短工作年限L工作环境5.1.32.2940802.11605年2班室内、清洁图1二、轴的材料选择因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故需选用常用材料45钢，调质处理。三、初算轴径，并根据相配联轴器的尺寸确定轴径-9-和长度对于转轴，按扭转强度初算轴径，由参考

2、文献[1]查表10.2得C=118~106,取C=112，则式中：——齿轮的传动效率——为小齿轮传递的功率，有大作业四可知=2.82，由参考文献[2]，取，代入上式，得考虑有一个键槽的影响，取四、结构设计1.轴承部件的结构型式及主要尺寸为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚，机体上轴承旁连接螺栓直径，装拆螺栓所需的扳手空间，故轴承座内壁至座孔外端面距离，取。2.及轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件

3、的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从处开始设计。3.选择滚动轴承类型因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度-9-，齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境清洁，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，并在轴上安置挡油板。4.轴的结构设计本题中有7个轴段的阶梯轴，以外伸轴颈为基础，考虑轴上零件的受力情况，轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各段的直径。轴的轴向尺寸要考虑轴上零件的

4、位置、配合长度、支承结构情况、动静件的距离要求等要素，通常从与传动件相配的轴段开始。根据以上要求，确定各段轴的直径：==20，==25，==30，略大于，取=32。根据轴承的类型和，初选深沟球轴承型号为6206，=30，=62，=16。小齿轮轮毂长b=(1.2~1.5)=38.4~48，取b=40，轴段①的长度要比相配齿轮轮毂长度略短，=.轴承端盖部分，选用M8螺栓连接。所以轴承端盖基本尺寸为：取，=1.2×8=9.6。，D2=+（5~5.5）=102~106，取D2=104，D0=0.5（D+D2）=83。考虑螺栓

5、可能会与带轮、齿轮相碰影响安装，轴承端盖左边和右边分别留一间隙，故==。显然轴段③和轴段⑤宽度应与深沟球轴承宽度相等，即===16。轴间距应满足=（2~3）=60~90，所以轴段④宽度为=-=44~74，取=60。轴段⑦处安装带轮，V带轮毂长b=49，轴段⑦的长度要比相配带轮轮毂长度略短，=。由以上分析可得轴的各段宽度为：=38，=29.6，=16，=60，=16，=29.6，=46。5.键连接设计齿轮及带轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，齿轮、带轮所在轴径相等，两处键的型号均为108GB/T1096—2003

6、。-9-五、轴的受力分析1.画轴的结构设计简图根据上面几步对轴的结构尺寸分析计算，可以画出轴的结构设计草图如图2（a）。2.画轴的受力简图根据材料力学知识，对轴的隔断进行受力分析，画出轴的受力简图如图2（b）。3.计算支承反力根据V带设计数据可以得到V带出产生的压轴力=562.7N。齿轮所受转矩为/N·mm=齿轮圆周力为径向力为轴向力因而可得=1115.8N，=406.1N。对B点取距，在水平面：=+可得在竖直面上：=可得=轴承Ⅱ的总支承反力：根据水平面、竖直面内受力平衡可得：轴承Ⅰ的总支承反力：-9-4.画弯矩图根

7、据受力情况可画轴上隔断的弯矩图如图2（c）由轴的受力弯矩图可以看出轴承轴Ⅰ所在的轴段a—a剖面处所受弯矩最大，最大弯矩为：5.画转矩图在轴的隔断上，齿轮的圆周力作用在齿轮外圈上，会对轴产生扭转作用，V带处存在弯矩作用，两处弯矩相等。由于只有这两处产生弯矩，轴上弯矩在两处中间各处相等，其余部分不存在弯矩。所以可画出轴上弯矩图如图2（d）。六、校核轴的强度由参考文献[1]附表10.4查得，抗弯剖面模量为抗扭剖面模量：在a—a剖面处：弯曲应力：扭切应力：对于调质处理的45钢。由参考文献[1]表10.1查得，，；由小注查得材

8、料的等效系数。绝对尺寸系数，由参考文献[1]附图10.1查得。轴磨削加工时的表面质量系数由参考文献[1]附图10.2查得。安全系数：-9-由参考文献[1]表10.5查得许用安全系数[S]=1.3~1.5，显然S>[S]，故a—a剖面安全。对于一般用途的转轴，也可按弯扭合成强度进行校核计算。对于单向转动的转轴，通常转矩按脉动循环处理，故取折合系数