哈尔滨工业大学 机械设计基础 轴系部件设计

1、机械设计基础大作业计算说明书题目：朱自发学院：航天学院班号：1418201班姓名：朱自发日期：2016.12.05哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书题目：轴系部件设计设计原始数据及要求：方案序号5输出轴功率（KW）6.3输出轴转速175大齿轮齿数83齿轮模数（mm）3大齿轮宽度80半联轴器轮毂宽(mm)70机器工作环境清洁机器载荷特性平稳机器工作年限班次3年3班中心距（mm）160小齿轮的齿数20目录1.设计题目42.设计原始数据43.设计计算说明书53.1 轴的结构设计53.1.1 轴材料的选取53.1.2初步计算轴径53.1.3结构设计63.2 校核计算83.2.1轴的受力分析83.2

2、.2校核轴的强度103.2.3校核键的强度113.2.4校核轴承的寿命114. 参考文献121.设计题目斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计2.设计原始数据方案序号5输出轴功率（KW）6.3输出轴转速175大齿轮齿数83齿轮模数（mm）3大齿轮宽度80半联轴器轮毂宽(mm)70机器工作环境清洁机器载荷特性平稳机器工作年限班次3年3班中心距（mm）160小齿轮的齿数203.设计计算说明书 3.1 轴的结构设计3.1.1 轴材料的选取大、小齿轮均选用45号钢，调制处理，采用软齿面，大小齿面硬度为，平均硬度；齿轮为8级精度。因轴传递功率不大，对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。3.

3、1.2初步计算轴径按照扭矩初算轴径：式中： d轴的直径，mm； 轴剖面中最大扭转剪应力,； P轴传递的功率，； n轴的转速，； 许用扭转剪应力，； C由许用扭转剪应力确定的系数；根据参考文献查得，取 故本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即取圆整，。3.1.3结构设计（1）轴承部件的支承结构形式减速器的机体采用剖分式结构。轴承部件采用两端固定方式。（2）轴承润滑方式螺旋角:齿轮线速度：因, 故轴承用油润滑。（3）联轴器及轴段1选定联轴器的类型和型号，从而确定联轴器的轮毂宽度和孔的直径，设计任务书中已给出了联轴器的轮毂宽和联轴器孔直径系列：末位数为：0、2、5、8。设本例中给定的联轴器

4、的轮毂宽,故取。（4）轴的结构设计 橡胶密封圈与轴段2轴肩高,相应。选橡胶密封轴径为，则。 轴承与轴段3及轴段6考虑齿轮有轴向力，轴承类型选角接触球轴承。取轴承内径，现暂取轴承型号为7209C,查表2轴承外径,宽度 , 故轴段3的直径，轴段7的直径。 与齿轮配合的轴段4取 轴环-轴段5齿轮左端轴肩高,取，轴环长度为,可取轴段5的长度。 轴段6右端轴肩高,取，可取轴段6的长度 轴承座设计以及轴段2，3，7的长度齿轮端面与机体间留有足够的间距（ 箱体壁厚），取.轴承采用油润滑，取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离，壁厚，轴承座应有足够的宽度。调整垫片的厚度取为。轴承端盖凸缘厚度, 轴段的长

5、度画图确定。量取： 端盖外圈直径 （5）键联接设计联轴器及齿轮与轴的周向联接均采用A型普通平键联接，分别为键10x50 GB1096-90及键14x50 GB1096-903.2 校核计算3.2.1轴的受力分析为简化计算，取轴承宽度的中间为支点。取齿轮齿宽中间为力作用点，则可得跨矩.（1） 画轴的受力简图并计算齿轮上的作用力齿轮分度圆直径：轴上所受转矩 齿轮所受圆周力 齿轮所受径向力 齿轮所受轴向力 （2） 计算支承反力在水平面在垂直面轴承1 的总支反力 轴承2的总支反力 （3）画弯矩图在水平面上，a-a剖面左侧： a-a剖面右侧：在垂直面：合成弯矩，a-a剖面左侧：a-a剖面右侧：（4）画转

6、矩图（5）画当量弯矩图最大当量弯矩3.2.2校核轴的强度查资料得：，因此： 满足要求 3.2.3校核键的强度联轴器处键的挤压应力 取键、轴及联轴器的材料均为钢，查得1 故 ，强度足够齿轮处键的挤压应力取键、轴及联轴器的材料均为钢，查表得 故 ，强度足够3.2.4校核轴承的寿命查表2得 7209C轴承C=29800N, C0r=23800N(1) 计算轴承的轴向力内部轴向力的方向如图内部轴向力的大小为: S=0.4FrS2与Fa同向，则1端被压紧，2端放松比较两轴承的受力，因,故只需校核轴承1(2)计算当量动载荷，查表1得 e=0.42因为所以X=0.44,Y=1.33载荷平稳，当量动载荷 （3） 校核轴承寿命温度系数 ,轴承1的寿命 已知减速器使用三年，三班制工作，则最大预期寿命显然 ,故轴承寿命很充裕4. 参考文献1.宋宝玉. 机械设计基础（第4版）.