哈工大机械设计大作业——轴系部件设计

1、Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目： 轴系部件设计 院 系： 能源科学与工程学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 张锋 设计时间： 2015.12.14 目录任务书11 选择轴的材料22 初算轴颈23 结构设计23.1 确定轴承部件机体的结构形式23.2 确定轴承及轴的轴向固定方式23.3 轴的结构设计23.4 键连接设计44 轴的受力分析44.1 画轴的受力简图（图3）44.2 计算支承反力44.3画弯矩图55 校核轴的强度66 校核键连接的强度86.1 大带轮键连接的挤压应力86.2 小齿轮键连接的挤压应力87 校核轴承寿

2、命87.1 计算当量动载荷87.2 校核寿命8参考文献9任务书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，其他数据见表1。设计题目：设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件。图1方案电动机工作功率Pd/kW电动机满载转速工作机的转速第一级传动比轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境5.1.3396011021805年2班室外、有尘表1121 选择轴的材料因传递的功率不大，且对质量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料45钢，调质处理。2 初算轴颈式中C由许用扭转剪应力确定的系数。查参考文献1表10.2得C=106118，C取较小值118。P轴传递的功率，由大作业4，P=3.

3、72kW。n轴的转速，n=480r/min。考虑键槽的影响，取，按标准GB2822-81的圆整后取。3 结构设计3.1 确定轴承部件机体的结构形式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。3.2 确定轴承及轴的轴向固定方式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、橡胶圈密封。3.3 轴的结构设计由轴的功能决定，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。确定轴的草图如图2所示：图2（1）轴段1和7轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所

4、以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由初算的最小直径得到。（2）轴段2和6轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。由参考文献1图10.16和表10.3计算得到轴肩高度。由参考文献2表14.5，唇形密封圈的轴径，所以。毡圈代号为3047 GB/T 1387.1-1992。（3） 轴段3和5轴段3和轴段5安装轴承，尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮，很小的轴向力，但考虑到有较大的径向力，选用深沟球轴承。根据GB/T2761994，选轴承6207，。（4） 轴段4轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故由参考文献4经验公式得跨距3.4 键连接设计齿轮及带轮与轴的周

5、向连接均采用A型普通平键连接，带轮、齿轮所在轴径相等，非别为GB/T 10962003，GB/T 10962003。4 轴的受力分析4.1 画轴的受力简图（图3）4.2 计算支承反力已知：水平面上：垂直面上：轴承I的总支承反力：轴承II的总支承反力：4.3画弯矩图水平面上：垂直面上：轴承2处弯矩最大合成弯矩：图35 校核轴的强度由弯矩转矩图可知，轴承I处为危险截面抗弯剖面模量抗扭剖面模量弯曲应力扭剪应力对于调质45钢，由参考文献1表10.1查得 由参考文献1表10.1注查得材料的等效系数 由参考文献1附表10.4查得轴与滚动轴承配合应力系数 由参考文献1附图10.1查得绝对尺寸系数 由参考文献

6、1附图10.2查得轴磨削时表面质量系数 安全系数由参考文献1表10.5查得许用安全系数，显然，故安全。对于单向转动的转轴，通常按脉动循环处理，故取折合系数 ，则当量应力由参考文献1表10.1查得，显然，故强度满足要求。6 校核键连接的强度6.1 大带轮键连接的挤压应力由参考文献1表6.1查得。显然,故强度足够。6.2 小齿轮键连接的挤压应力由参考文献1表6.1查得。显然,故强度足够。7 校核轴承寿命轴承不受轴向力，只有径向力，且，所以只校核轴承II。7.1 计算当量动载荷；7.2 校核寿命由参考文献1表11.9查得，工作温度，由参考文献1表11.10查得，轻微冲击，由参考文献2表12.1查6207轴承得，轴承的预期寿命，五年两班，每年