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时间:2018-07-14
《哈工大机械设计大作业轴系部件设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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,由参考文
2、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,所涉及的轴承部件的结
3、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位置、
4、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。考虑螺栓可能会与
5、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。-9-五
6、、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.画弯矩图根据受力情况可
7、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,,;由小注查得材料的等效系数。
8、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
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