哈尔滨工业大学精密机械学基础课程方案报告：滚动轴承轴系组合结构方案.docVIP

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文） Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称： 精密机械学基础 设计题目： 轴系的组合结构设计 院 系： 航天学院控制科学与工程系 班 级： 1004103班 设 计 者： 魏宇声 学 号： 1103200119 指导教师： 叶东 设计时间： 2012年12月 哈尔滨工业大学 PAGE \* MERGEFORMAT1 轴系的组合结构设计 设计任务 设计要求：一钢制圆轴,装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1KN，A轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如图所示。设圆轴的许用应力 [?]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。 按强度条件求轴所需要的最小直径； 选择轴承的型号（按受力条件及寿命要求）； 按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸）； 从装配图中拆出轴并画出轴的零件图（3号图纸）。 图 SEQ 图 \* ARABIC 1 设计内容如下：轴的受力分析；强度条件、最小直径的确定；支承的选择和寿命校核；轴上零件的定位和固定；联接；键的选择；密封和调整； 计算说明书 按强度条件确定轴的直径 ① 绘出轴的受力图（ REF _Ref310667533 \h 图 1）。如图所示坐标系下，轴在三个方向上受力分别为 ② 作水平平面内的弯矩图（ REF _Ref310672137 \h 图 2）。在水平面内有 对A点取矩，有 解得，。 求距A端处截面1-1上的内力，取向下，逆时针，则 解得，。 求距A端处截面2-2上的内力，取向下，逆时针，则 解得，。 图 SEQ 图 \* ARABIC 2 ③ 作垂直平面内的弯矩图（ REF _Ref310675952 \h 图 3）。在垂直面内有 对A点取矩，有 解得，。 求距A端处截面1-1上的内力，取向下，逆时针，则 解得，。 求距A端处截面2-2上的内力，取向下，逆时针，则 解得，。 求距A端处截面3-3上的内力，取向下，逆时针，则 解得，。 图 SEQ 图 \* ARABIC 3 ④ 求合成弯矩，在截面C左侧的合成弯矩为 在截面B处的合成弯矩为 综上所述，截面C为危险截面。 ⑤ 计算外力偶矩，作扭矩图（ REF _Ref310677937 \h 图 4）。由受力得 由截面法及扭矩符号的规定，得AB、BD段扭矩分别为 图 SEQ 图 \* ARABIC 4 ⑥ 计算当量弯矩，危险截面C处的当量弯矩为 ⑦由许用应力，计算危险截面C处的轴径 解得，，因此，取最小轴径需大于。 根据条件选择轴承型号 由于轴承所受载荷主要为径向载荷，因此选用较为常见的深沟球轴承； 下面根据轴承寿命的校核，先计算滚动轴承的当量动载荷 轴承的寿命为 解得，。根据设计中的轴径为60mm时，查表得到可用的轴承为6312，在这里选择的6312轴承。 键的选择 由于并不需要承受较大的轴向载荷，因此在轴和带轮之间选择平键联接。首先根据轴径值查设计手册确定键高和键宽。当轴径时，查得键尺寸，该键的基本尺寸为14mm，采用正常联接，轴的深度为5.5mm，轮毂的深度为3.8mm，根据轮的宽度52mm查表取长度；当轴径时，查得键尺寸，该键的基本尺寸为25mm，采用正常联接，轴的深度为9.0mm，轮毂的深度为5.4mm，由于该件没有适合轴长度的标准件，只能根据轮的宽度确定键长。