軸承部件設(shè)計(jì)

1、吳海濤制作輸出軸部件設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括：輸出軸部件設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括：（1）初定尺寸（2）畫結(jié)構(gòu)草圖（3）校核計(jì)算（4）完成部件圖設(shè)計(jì)（5）完成零件圖設(shè)計(jì)11.9 減速器輸出軸軸系部件設(shè)計(jì)減速器輸出軸軸系部件設(shè)計(jì)一級(jí)圓柱齒輪減速器由輸入軸部件、輸出軸部件和機(jī)體一級(jí)圓柱齒輪減速器由輸入軸部件、輸出軸部件和機(jī)體組成。組成。輸出軸部件設(shè)計(jì)流程圖吳海濤制作材料、結(jié)構(gòu)形式材料、結(jié)構(gòu)形式li吳海濤制作習(xí)題課：輸出軸部件設(shè)計(jì)輸出軸部件設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)中齒輪減速器的輸出軸部件。已知： 輸出軸功率P=2.74kW，轉(zhuǎn)矩T=289458N.mm， 轉(zhuǎn)速n=90.4r/min, 圓柱齒輪分度圓直徑d= 253.64

2、3mm,齒寬b=62mm,圓周力F1=2282.4N, 徑向力Fr=849.3N,軸向力Fa=485.1N,載荷 平穩(wěn)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作環(huán)境清潔，兩班工作 制，使用年限5年，大批量生產(chǎn)。 吳海濤制作因傳遞的功率P=2.74kW，不大。并且?guī)竭\(yùn)輸機(jī)屬一般設(shè)備，結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，故選用軸常用材料：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。減速器的輸出軸轉(zhuǎn)軸按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑查表10.2得C=106118考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C=106.吳海濤制作軸端與聯(lián)軸器用鍵聯(lián)結(jié)，鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度有所削弱1 1）軸承部件的結(jié)構(gòu)形式：）軸承部件的結(jié)構(gòu)形式：為便于軸承部件的裝拆機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)傳遞的功率小, 齒輪減速器效率高, 發(fā)熱小,

3、估計(jì)軸不會(huì)長(zhǎng)軸承部件的固定方式可采用兩端固定方式吳海濤制作減速器輸出軸結(jié)構(gòu)圖減速器輸出軸結(jié)構(gòu)圖軸段軸段1 軸段軸段2軸段軸段3軸段軸段4軸段軸段5軸段軸段6軸段軸段7吳海濤制作2 2）聯(lián)軸器選擇及軸段）聯(lián)軸器選擇及軸段1 1直徑直徑d1 1、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度l1 1確定：確定：為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接的兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)選彈性柱銷聯(lián)軸器聯(lián)軸器安裝在軸端上軸端直徑d1應(yīng)與聯(lián)軸器孔徑相同聯(lián)軸器的選型計(jì)算：聯(lián)軸器的選型計(jì)算：根據(jù)：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T設(shè)備類型(本題帶式運(yùn)輸機(jī))計(jì)算聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc：查教材266頁(yè)表13.1KA=1.5吳海濤制作2 2）聯(lián)軸器選擇及軸段）聯(lián)軸器選擇及軸段1 1直徑直徑d1 1、長(zhǎng)

4、度、長(zhǎng)度l1 1確定確定( (續(xù)續(xù)) )：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)GB 5014-1985HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為630N.m,即630000N.mm434187N.mmHL3型彈性柱銷聯(lián)軸器性能及尺寸參數(shù)：公稱轉(zhuǎn)矩為630N.m,許用轉(zhuǎn)速為5000r/min（本題轉(zhuǎn)速90.4r/min）,軸孔直徑范圍3038mm，軸孔長(zhǎng)度60mm。取聯(lián)軸器軸孔直徑為35mm（dmin=34.7mm）,軸孔長(zhǎng)度為60mm，J型軸孔，A型平鍵聯(lián)結(jié)，聯(lián)軸器主動(dòng)端的代號(hào)為：HL3 3560 GB 5010-1985。吳海濤制作2 2）聯(lián)軸器選擇及軸段）聯(lián)軸器選擇及軸段1 1直徑直徑d1 1、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度l1

5、1確定確定( (續(xù)續(xù)) )：取軸端的直徑d1=35mm,該軸段長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔長(zhǎng)度60mm略短23mm,取l1為58mm。3 3）密封圈與密封圈所在軸段）密封圈與密封圈所在軸段2 2：軸段2用軸肩對(duì)聯(lián)軸器起軸向定位作用h=2.453.5mm,則軸段2的直徑d2=d1+h=4042mm。吳海濤制作3 3）密封圈與密封圈所在軸段）密封圈與密封圈所在軸段2(2(續(xù)續(xù)) )：軸段2上有密封圈工作環(huán)境清潔，估計(jì)軸頸的圓周速度vd2=40mm軸承內(nèi)徑d3應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值系列內(nèi)：.,30,35,40,45,.d3=45mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得軸承代號(hào)號(hào)為：7209 C7209 C，其主要參數(shù)為：內(nèi)徑d=45m

6、m,外經(jīng)D=85mm,寬度B=19mm,定位軸肩直徑da=52mm,軸肩定位處圓角半徑(安裝尺寸)rAS=1mm，基本額定動(dòng)載荷C=29800N,基本額定靜載荷C0= 23800N，油潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速nlim=9000r/min,脂潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速6700r/min。吳海濤制作4 4）軸承與軸段）軸承與軸段3 3及軸段及軸段7(7(續(xù)續(xù)) )：一般情況下，同一軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同的型號(hào)，則軸段3，7的軸承相同，直徑相同：d7=d3=45mm軸段7的長(zhǎng)度l7=B=19mm5 5）齒輪與軸段）齒輪與軸段4 4：為便于齒輪安裝：d4略d3=45mm 且d4內(nèi)應(yīng)取整數(shù)。取d4 4=48mm=48mm。(也可

7、取46或47，49)為便于套筒對(duì)齒輪的準(zhǔn)確定位軸段4的長(zhǎng)度l4應(yīng)比齒輪輪轂寬度略短23mm此處，齒輪輪轂寬度=齒寬b=62mml4 4= =b-2=60mm-2=60mm吳海濤制作6 6）軸段）軸段5 5與軸段與軸段6 6：軸段5為肩環(huán)，對(duì)齒輪軸向定位：d5=d4+hh根據(jù)齒輪的導(dǎo)角C1確定為：h3.364.8mmd5 5d4 4+ +h=48+3.364.8=51.3652.8(mm),取整為取整為55mm。(也可取為53或54mm)肩環(huán)的寬度肩環(huán)的寬度b=1.4h=1.4 (d5-d4)/2=1.4 (55-48)/2=4.9mm取為取為10mm，即，即l5=10mm。軸段6對(duì)軸承軸向定位

8、,且考慮便于軸承拆卸dad6d7 =45mmda軸承安裝尺寸52mm取取d6 6=da=52mm吳海濤制作 l3 l2 l6 b=62H=1015取151515+15+62=92軸承油潤(rùn)滑=38;脂潤(rùn)滑=1015.此處，取=5mm5+5+92=1021919 202010219+20+2=41L2=31+20+9.5=60.5L2=31+20+9.5=60.57 7）機(jī)體與軸段）機(jī)體與軸段2,3,2,3, 6 6長(zhǎng)度：長(zhǎng)度：e=10K=20+C1=8+18=26C2+(510)=16+8=24505050-19-5+10+20=5660L1=30+56+9.5=95.5吳海濤制作8 8）鍵連接

9、：）鍵連接：聯(lián)軸器及齒輪與軸的周向連接均用A型普通平鍵連接，分別為鍵1056 GB 1096-1990及鍵1456 GB 1096-1990。1 1）畫軸的受力簡(jiǎn)圖）畫軸的受力簡(jiǎn)圖2 2）計(jì)算支撐反力：）計(jì)算支撐反力：在水平面上：吳海濤制作zyxOIIIR1VR2VR1HR2HFaFrd/2FtT69042.6MV(N.mm)MH5069.9(N.mm)56079.388948.169228.5M(N.mm)T(N.mm)289458bbaa吳海濤制作2 2）計(jì)算支撐反力（續(xù)）：）計(jì)算支撐反力（續(xù)）：在垂直平面上：軸承I的總支撐反力：軸承II的總支撐反力：3 3）畫彎扭矩圖：）畫彎扭矩圖：在水

10、平面上：a-a剖面的左側(cè)：吳海濤制作3 3）畫彎矩圖（續(xù)）：）畫彎矩圖（續(xù)）：在水平面上：a-a剖面的右側(cè)：).(289458mmNT 在垂直平面上：a-a剖面：合成彎矩：a-a剖面左側(cè)：a-a剖面右側(cè)：4 4）畫轉(zhuǎn)矩圖：）畫轉(zhuǎn)矩圖：吳海濤制作a-a剖面的左側(cè)：彎矩大有轉(zhuǎn)矩鍵槽有應(yīng)力集中a-a剖面左側(cè)為危險(xiǎn)剖面由教材P201附表附表10.1查得：有鍵槽的a-a剖面抗彎剖面模量W、抗扭剖面模量WT的計(jì)算公式分別為：)(20669),(961033mmWmmWT計(jì)算得：2211 amamSSSSSSSKSK 吳海濤制作計(jì)算a-a剖面左側(cè)彎曲應(yīng)力：計(jì)算扭剪應(yīng)力：對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的45鋼，由教材教材P18

11、8表表10.1查得：由教材教材P197查得：碳素鋼的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅的等效系數(shù)1 . 005. 02 . 01 . 0、分別為、吳海濤制作2211 amamSSSSSSSKSK S=6.72S=1.5a-a剖面安全。吳海濤制作聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力：)(85.89)1056(83528945844MPadhlTp取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查教材P84表表6.1：靜連接條件下，顯然， MPap150120強(qiáng)度足夠。,95.89ppMPa齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力：)(81.63)1456(94828945844MPadhlTp取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查教材P84表表6.1：靜連接條件

12、下，顯然， MPap150120強(qiáng)度足夠。,81.63ppMPa吳海濤制作由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得7209 C的C=29800N, C0=23800N.1 1）計(jì)算軸承的軸向力：）計(jì)算軸承的軸向力：由教材P219表11.13查得7000 C型軸承的內(nèi)部軸向力計(jì)算公式為：rFS4 . 0則軸承I、II的內(nèi)部軸向力分別為：S1=0.4Fr1=0.41474.1=589.6(N)S2=0.4Fr2=0.41144.3=457.7(N)FFr1 (R1)Fr2 (R2)A (Fa)S1S2III吳海濤制作12SAS)(8 .9421 .485457)(6 .58921NASNS)(8 .94221NASFa

13、)(7 .45722NSFa2121,rraaFFFF只須校核軸承I的壽命。1 1）計(jì)算軸承的軸向力（續(xù)）：）計(jì)算軸承的軸向力（續(xù)）：吳海濤制作41. 064. 01 .1471/8 .942/11eFFra因?yàn)?。得：表查教材?1. 012.11218,040. 023800/8 .942/01ePCFa36. 1,44. 0YX所以，)(8 .19308 .94236. 11 .147444. 011NYFXFPar2 2）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P P：3 3）計(jì)算軸承壽命：）計(jì)算軸承壽命：軸承在100oC以下工作，查教材P216表11.9得溫度系數(shù) f T =1.0。載