哈工大机械设计大作业设计计算说明书5-轴系部件.docx
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：轴系部件设计院系：班号：姓名：日期：2023-12-06哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳，单向回转，成批生产，原始数据见表图I带式运输机传动方案表1带式运输机中V带传动的数据方案电动机工作功率P/KW电动机满载转速n(rmin)工作机的转速n(rmin)第一级传动比i轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境3960IlO21805年2班室外、有尘目录一选择轴的材料1二初算轴径1三结构设计1四轴的受力分析2五校核轴的强度4六校核键连接的强度5七校核轴承的寿命6八轴上其他零件设计6参考文献7一、选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献1表9.4得C=106118,弯矩较大故取C=I18转速"=”,=960/2=480rmin功率=吊P=0.96X0.99×3=2.8512W那么d118×R = 21.3703,V 480考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%,那么心加=2L3703x1.05=22.4388"i"?三、结构设计1.轴承部件的结构型式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。由轴的功能决定，该轴至少应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共7段尺寸。由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，选用深沟球轴承，传递功率小，转速不高，发热小，轴承采用两端固定式。轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、毛毡圈密封。确定轴的草图如图I所示：图2轴的草图2.轴的伸出端（轴段1、7）由最小直径得由带轮和齿轮设计结构确定Ll=40mm,L7=33mm周向连接用A型普通平键，分别为8x7x28,8×7×22,GB/T1096-20033.轴段2、6由参考文献1图得=(0.070.1)4=L7525三得&=42×+Jl=28.530mm所以取人=4=30m"？4.轴段3、5由参考文献1图得A2=(0.070.1)9=2.13m得%=4N2x%+&=33.0634.8""取&=&=35由参考文献初选轴承6207,查得Q=42"""、=65"""、B=17mm,所以取"ida=42/W/775.箱体与其他尺寸由参考文献经验公式得跨距取L,=L-B=Wmm,并取右=L5=B=17Wn由于箱体内无润滑油(无传动件)，可取小值，A=3mw;选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为Iomm；用M8螺栓连接轴承盖和箱体，为使螺栓头不与齿轮和带轮相碰，且因箱内无传动件箱体几乎不拆卸，K取小值，K=5r三。综合以上可以得到轴承座宽度B为大带轮轮宽bl为小齿轮齿宽四、轴的受力分析1.画轴的受力简图轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起，如图32.计算支反力转矩工=9.55×106X=9.55×IO6×'"I?=56727N-mm鼻960/2小齿轮圆周力£=1.6684"N,4为小齿轮分度圆直径4/2小齿轮径向力.=£Xtan=1.6684Xtan20=().6O732V小齿轮轴向力K=O大带轮压轴力%=1.1548ZN在水平面上在垂直平面上轴承1的总支承反力A=JRi+%=Jl.694+1.0142=1.9745kN轴承2的总支承反力&=依+碌=6790+0X)680=2.6799M3.画弯矩图垂直面上，轴承2处弯矩最大，M2v=1.0142×87=88.2354三?水平面上，轴承1处，i=1.1548X68.5=79.103SkNnun轴承2处，M2h=0.6073×53=32.1869kNmm合成弯矩，轴承1处，M,=Mlll=79038kNmn轴承2处M?=Mv+Mh=88.23542+32.18692=93.9227WVnun如图3所示4.画转矩图如图3所示图3轴的受力分析图五、校核轴的强度由弯矩转矩图可知，轴承2处为危险截面轴的平安系数校核计算，抗弯剖面模量叶=型=伫里=4209m/;3232抗扭剖面模量%=M=三坦=8418三,:1616弯曲应力:g=%=22.3IMPa,mO1扭剪应力±对于调质45钢，由参考文献1查得b%=650MP,b=300MP,j=155MP由参考文献1查得碳素钢等效系数忆=0.2,%=0.1由参考文献1查得轴与滚动轴承配合应力系数K(T=2.63,Kr=L89由参考文献1查得绝对尺寸系数分=0.88,d=0.81由参考文献1查得轴磨削时外表质量系数4=1.0平安系数由参考文献1表S=1.3l5,SS,平安。对于单向转动的转轴，通常按脉动循环处理，故取折合系数=0.6,那么当量应力q=JCrj+4(cf=,9.882+4x(0.6x6.74)'=23.73MPa由参考文献1查得QL=55/P,4旧心，强度满足要求六、校核键连接的强度由参考文献1式4.1知式中:J工作面的挤压应力，MPa；Tl传递的转矩，Ntwn;"轴的直径，""":/键的工作长度，mm,A型，/=L-6,L、，为键的公称长度和键宽；A键与毂槽的接触高度，"u",=/2；p-许用挤压应力，MPa,由参考文献山表4.1,静连接，材料为钢，静载,=125150MP°对于大带轮轴段上的键2£=2×56727_=64.83MF"上；校核通过；j(28-8)25对于轴段7上的键b=27=2x56727_=92.62MPab;校核通过。尸kid(22-8)25P七、校核轴承的寿命轴承不受轴向力，只有径向力，且f½=色E1=国，所以只校核轴承2。1.计算当量动载荷F=XFr2+YFl2×2.6799+O×O-2.6799WV；2.校核寿命由参考文献11表10.10，工作温度V105C,/=LO;由参考文献1表10.11，无冲击,=1.0-1.5,取力=1.1；由参考文献表12.1,查轴承6307,C=Cr=25.1kN；日寿命指数，对于球轴承，£=3;1.轴承的预期寿命，五年两班，每年按250天计乙=2x8x250x5=20000/7；Lh>Lh,校核通过。八、轴上其他零件设计1.轴承座结构设计本次设计中选用整体式轴承座。按照设计方案的要求，轴承座孔中心高H=180mm,直径等于滚动轴承外径72mm,长32mm,轴承座腹板壁厚8=10"""。2.轴承端盖(透盖)箱内无传动件，选用凸缘式轴承端盖，工作环境室外有尘，橡胶圈密封。凸缘厚e=10"""，旋入端长"z=12"wn,旋入端外径为轴承外径0=72"""，内径配合轴承安装尺寸取65mm,拔模斜度1:10。凸缘外径h。+(55.5)4，%为螺栓直径M8,D2取H2三z.螺栓孔中心距D0(D+D2)2=92mm。橡胶圈所在轴段的直径为30mm,查参考文献3,可得橡胶圈有关尺寸参数外径42mm,宽7mm<>图4轴承端盖3.轴端挡圈4,选用螺栓紧固轴端挡圈(GB/T892-1986),B型，公称直径32mm。参考文献1.宋宝玉，王黎钦机械设计.北京：高等教育出版社2.宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社3.王连明,宋宝玉.机械设计课程设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社4.张锋,宋宝玉.机械设计大作业指导书北京：高等教育出版社
