哈工大_机械设计大作业_轴系部件设计_5.3.5.docxVIP

Harbin Institute of Technology机械设计大作业题目：轴系部件设计院系：机电工程学院班级：指导老师：姓名：学号：?哈尔滨工业大学目录一、材料选择3二、初算轴径4三、轴系结构设计43.1轴承部件的结构型式及主要尺寸43.2及轴向固定方式43.3选择滚动轴承类型53.4 轴的结构设计53.5 键连接设计6四、轴的受力分析64.1 画出轴的结构和受力简图64.2 计算支承反力74.3 画出弯矩图84.4 画出扭矩图8五、校核轴的强度9六、校核键连接强度10七、校核轴承寿命117.1 当量动载荷117.2 校核轴承寿命11八、轴上的其他零件118.1 毡圈118.2 两侧挡油板118.3 轴承端盖螺钉连接11九、轴承端盖设计129.1 透盖129.2 轴承封闭端盖12十、轴承座12十一、参考文献12轴系部件设计任务书题目: 设计绞车（带棘轮制动器）中的齿轮传动高速轴轴系部件结构简图见下图:。原始数据如下：室内工作、工作平稳、机器成批生产方案电动机功率P/kW电动机满载转速nm/(r/min)工作机的转速nw/(r/min)第一级传动比轴承座中心高H/mm最短工作年限FC5.3.53.0940553.221010年2班60%一、材料选择通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：其中——轴传递的功率，——轴的转速，r/min，C——由许用扭转剪应力确定的系数。查表10.2得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得，按标准GB2822-81的圆整后取。三、轴系结构设计3.1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。3.2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。3.3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，其中带轮和齿轮之间布置两个，轴的另一端布置一个。因为齿轮的线速度v小于2m/s，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。3.4 轴的结构设计本设计中有6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、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：=25，=30，=35，=38，=45mm，=35mm根据轴承的类型和，初选滚动轴承型号为6207，=35，=72，=17。因为轴承选用脂润滑，轴上安置挡油板，所以轴承内端面与机体内壁间要有一定距离，取。为避免齿轮与机体内壁相碰，在齿轮端面与机体内壁间留有足够的间距H，取H=15mm。采用凸缘式轴承盖，其凸缘厚度e=10mm。为避免带轮轮毂端面与轴承盖连接螺栓头相碰，并便于轴承盖上螺栓的装拆，带轮轮毂端面与轴承盖间应有足够的间距K，取K=20mm。在确定齿轮、机体、轴承、轴承盖、带轮的相互位置和尺寸后，即可从轴段④开始，确定各轴段的长度。轴段④的长度要比相配齿轮轮毂长度b略短，取=b-2=60mm轴段③的长度=H++2B+2=61mm轴段②的长度=轴段①的长度=48mm轴段⑤的长度就是轴环的宽度m，按经验公式m=1.4h=4.9mm 适当放大，取=10mm轴段⑥的长度=由以上分析可得轴的各段宽度为：=48mm，=36mm，=61mm，=60mm，=10mm，=32mm。进而，轴的支点及受力点间的跨距也随之确定下来。取左侧两轴承的中间点为支点。取带轮中间和齿宽的中点为力作用点，则可得跨距，，。3.5 键连接设计带轮及齿轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，分别采用键87GB/T 1096—2003及108GB/T 1096—2003。完成结构设计草图如下图3.1。图3.1 轴系部件草图四、轴的受力分析4.1 画出轴的结构和受力简图如图4.1(a)和4.1.(b)4.2 计算支承反力齿轮所受转矩为/N·mm=齿轮圆周力为径向力为轴向力带轮预紧拉力在水平面上在垂直面上轴承I的总支承反力轴承II支承反力4.3 画出弯矩图根据受力情况可画轴上隔