哈工大机械设计大作业轴系部件

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1、哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书HarbinInstituteofTechnology轴系部件设计说明书课程名称：机械设计题目：轴系部件设计5.2.2院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学9哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：轴系部件设计5.2.2设计原始数据：液体搅拌机的传动装置如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。图1液体搅拌机传动装置方案P（KW）轴承座中心高H（mm）最短工作年限L工作环境5.2.23710

2、802.42005年2班室内潮湿表1液体搅拌机V带传动的已知数据9哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书目录一、选择轴的材料4二、初算轴颈4三、结构设计4四、轴的受力分析6五、校核轴的强度8六、校核键连接的强度8七、校核轴承寿命8八、轴承端盖设计9九、轴承座结构设计9十、参考文献99哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书一、选择轴的材料因传递的功率不大，且对质量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料45钢，调质处理。二、初算轴颈按照扭转强度条件初算轴的最小直径，d≥39.55×106Pn0.2τ=C∙3Pn式中d——轴的直

3、径；——轴剖面中最大扭转剪应力，MPa；P——轴传递的功率，kW；n——轴的转速，r/min;——许用扭转剪应力，MPa;C——由许用扭转剪应力确定的系数；轴的材料初定为45号钢，根据参考文献[1]表9.4查得C=118～106，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。根据参考文献[2]表9.1，取η1=0.96，η2=0.99，代入上式，得P1=η1η2Pd=0.96×0.99×3kW=2.85kWn=710÷=281.75rmin所以d≥39.55×106Pn0.2τ=C∙3Pn=106×32.85281

4、.75mm=22.92mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即d≥22.92×1+5%mm=24.07mm按照GB2822-81的Ra20系列圆整，取d=25mm。三、结构设计（一）确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的拆卸，轴件机体采用整体式结构，轴的草图如图一，取机体的铸造壁厚δ=8mm，机体上轴承旁连接螺栓直径连接螺栓直径d2=12mm，装拆螺栓所需要的扳手空间C1=18mm,C2=16mm,故轴承座内壁至座孔外端面距离L=δ+C1+C2+5~8mm=47~50mm，取L=

5、50mm。9哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书图一轴的草图（一）确定轴的轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，输出轴的跨距不大，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。（二）选择滚动轴承类型，并确定润滑与密封方式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v=πdn60×1000=π×125×281.7560×1000ms=1.84ms<2ms，采用油脂对轴承润滑。由于该减速器的工作环境室内潮湿，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用接触式密封，选用毛毡圈，由于齿轮是悬臂布置

6、，所以不用轴上安置挡油板。（三）轴的结构设计在本题中有7个轴端阶梯轴，轴的径向尺寸（直径）确定，以外伸轴颈d1,d7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、于标准件孔径的配合、轴的表面结构及加工精度要求，逐一确定其余各轴端的直径；而轴的轴向尺寸（长度）确定，则要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传动件相配的轴端开始，然后向两边展开。根据以上要求，确定各轴端的直径。轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由

7、初算的最小直径得到。所以d1=25mm,d7=25mm。轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。由参考文献[1]图9.16和表9.5计算得到轴肩高度h=0.07~0.1d1=0.07~0.1×25mm=1.75~2.5mm，d2=d6=d1+2×h=25+2×1.75~2.5mm=(28.5~30)mm。毛毡圈油封的轴径d=29mm，所以d2=d6=29mm，毡圈代号为30FZ/T92010-1991。轴段3和轴段5安装轴承，尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮，没有轴向力，但考虑到有较

8、大的径向力，选用深沟球轴承。根据GB/T276—1994，初选轴承6307，d=35mm，外形尺寸D=80mm，B=21mm，轴件安装尺寸da=44mm,采用脂润滑。故取d3=d5=35mm。轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故d4=da=44mm。（四）阶梯轴各轴段长度及跨距的确定1.轴段4。轴段4在两轴承座之间，两端支点间无传动件，应该首先确定该段跨距L。一般9哈尔滨工业大学轴系部件设计说明书L=2~3d3