哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)——軸系部件設(shè)計(jì)

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 軸系部件設(shè)計(jì) 院 系： 能源科學(xué)與工程學(xué)院 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 張鋒 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2015.12.14 目錄任務(wù)書(shū)11 選擇軸的材料22 初算軸頸23 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23.1 確定軸承部件機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式23.2 確定軸承及軸的軸向固定方式23.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23.4 鍵連接設(shè)計(jì)44 軸的受力分析44.1 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖（圖3）44.2 計(jì)算支承反力44.3畫(huà)彎矩圖55 校核軸的強(qiáng)度66 校核鍵連接的強(qiáng)度86.1 大帶輪鍵連接的擠壓應(yīng)力86.2 小齒輪鍵連接的擠壓應(yīng)力87 校核軸承壽

2、命87.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷87.2 校核壽命8參考文獻(xiàn)9任務(wù)書(shū)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)方案如圖1所示，機(jī)器工作平穩(wěn)、單向回轉(zhuǎn)、成批生產(chǎn)，其他數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)中的齒輪傳動(dòng)高速軸的軸系部件。圖1方案電動(dòng)機(jī)工作功率Pd/kW電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速工作機(jī)的轉(zhuǎn)速第一級(jí)傳動(dòng)比軸承座中心高H/mm最短工作年限工作環(huán)境5.1.3396011021805年2班室外、有塵表11 選擇軸的材料因傳遞的功率不大，且對(duì)質(zhì)量和尺寸無(wú)特殊要求，故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。2 初算軸頸式中C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。查參考文獻(xiàn)1表10.2得C=106118，C取較小值118。P軸傳遞的功率，由大作業(yè)4，P=3.72

3、kW。n軸的轉(zhuǎn)速，n=480r/min?？紤]鍵槽的影響，取，按標(biāo)準(zhǔn)GB2822-81的圓整后取。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 確定軸承部件機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式箱體內(nèi)無(wú)傳動(dòng)件，不需經(jīng)常拆卸，箱體采用整體式。3.2 確定軸承及軸的軸向固定方式由于沒(méi)有軸向力的存在，且載荷、轉(zhuǎn)速較低，選用深溝球軸承，傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。軸低速旋轉(zhuǎn)，且兩軸承間無(wú)傳動(dòng)件，所以采用脂潤(rùn)滑、橡膠圈密封。3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有帶輪、齒輪的安裝段，兩個(gè)軸承的安裝段以及兩個(gè)軸承對(duì)外的密封段，共7段尺寸。確定軸的草圖如圖2所示：圖2（1）軸段1和7軸段1和軸段7分別安放大帶輪和小齒輪，所以其

4、長(zhǎng)度由帶輪和齒輪輪轂長(zhǎng)度確定，而直徑由初算的最小直徑得到。（2）軸段2和6軸段2和軸段6的確定應(yīng)考慮齒輪、帶輪的軸向固定和密封圈的尺寸。由參考文獻(xiàn)1圖10.16和表10.3計(jì)算得到軸肩高度。由參考文獻(xiàn)2表14.5，唇形密封圈的軸徑，所以。氈圈代號(hào)為30×47 GB/T 1387.1-1992。（3） 軸段3和5軸段3和軸段5安裝軸承，尺寸由軸承確定。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，很小的軸向力，但考慮到有較大的徑向力，選用深溝球軸承。根據(jù)GB/T2761994，選軸承6207，。（4） 軸段4軸段4在兩軸承座之間，其功能為定位固定軸承的軸肩，故由參考文獻(xiàn)4經(jīng)驗(yàn)公式得跨距3.4 鍵連接設(shè)計(jì)齒輪及帶輪

5、與軸的周向連接均采用A型普通平鍵連接，帶輪、齒輪所在軸徑相等，非別為GB/T 10962003，GB/T 10962003。4 軸的受力分析4.1 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖（圖3）4.2 計(jì)算支承反力已知：水平面上：垂直面上：軸承I的總支承反力：軸承II的總支承反力：4.3畫(huà)彎矩圖水平面上：垂直面上：軸承2處彎矩最大合成彎矩：圖35 校核軸的強(qiáng)度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，軸承I處為危險(xiǎn)截面抗彎剖面模量抗扭剖面模量彎曲應(yīng)力扭剪應(yīng)力對(duì)于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)1表10.1查得 由參考文獻(xiàn)1表10.1注查得材料的等效系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1附表10.4查得軸與滾動(dòng)軸承配合應(yīng)力系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1附圖10.1查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 由

6、參考文獻(xiàn)1附圖10.2查得軸磨削時(shí)表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表10.5查得許用安全系數(shù)，顯然，故安全。對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，通常按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù) ，則當(dāng)量應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1表10.1查得，顯然，故強(qiáng)度滿足要求。6 校核鍵連接的強(qiáng)度6.1 大帶輪鍵連接的擠壓應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1表6.1查得。顯然,故強(qiáng)度足夠。6.2 小齒輪鍵連接的擠壓應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1表6.1查得。顯然,故強(qiáng)度足夠。7 校核軸承壽命軸承不受軸向力，只有徑向力，且，所以只校核軸承II。7.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷；7.2 校核壽命由參考文獻(xiàn)1表11.9查得，工作溫度，由參考文獻(xiàn)1表11.10查得，輕微沖擊，由參考文獻(xiàn)2表12.1查6207軸承得，軸承的預(yù)期壽命，五年兩班，每