大作业5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：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：张锋设计时间： 2016.11 目录任务书1一、选择轴的材料2二、初算轴径2三、结构设计23.1 轴系部件的结构型式23.2 轴段设计33.3 箱体与其他尺寸3四、轴的受力分析44.1 画轴的受力简图44.2 计算支反力44.3 计算弯矩54.4 画受力简图与弯矩图、转矩图5五、校核轴的弯扭合成强度6六、轴的安全系数校核计算7七、校核键连接的强度8八、校核轴承的寿命9九、轴上其他零件设计9十、轴承座结构设计10十一、轴承端盖（透盖）10参考文献1

2、1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，原始数据见表1。图 1 带式运输机传动方案表 1 带式运输机中V带传动的已知数据方案电动机工作功率P/KW电动机满载转速nm/(r/min)工作机的转速nw/(r/min)第一级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境396011021805年2班室外、有尘一、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，弯矩较大故取转速功率则考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则按标准GB2822-81的圆整后取。三、结构设计3.1轴系部件的结构型式

3、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2所示：图 2轴的草图3.2 轴段设计轴段1、7由最小直径得由带轮和齿轮设计结构确定 周向连接用A型普通平键，分别为，GB/T 1096-2003得由参考文献2表14.5，唇型密封圈的轴径，所以。毡圈代号为B30GB/T1387.1-1992。轴段3、5取由参考文献2

4、表12.1初选轴承6207，查得、，所以取3.3 箱体与其他尺寸由参考文献1经验公式得跨距取L4=L-B=90mm，并取由于箱体内无润滑油（无传动件），可取小值，；选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为10mm；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=5mm。综合以上可以得到轴承座宽度B为大带轮轮宽b为小齿轮齿宽,l位轮毂宽四、轴的受力分析4.1 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3计算支反力转矩小齿轮圆周力,为小齿轮分度圆直径小齿轮径向力小齿轮轴向力大带轮压轴力在水平面上 在垂直平面上轴承1的总支承反力轴承2的总支

5、承反力4.3 计算弯矩水平面上，轴承1处轴承2处 竖直面上，轴承2处，合成弯矩，轴承1处，轴承2处4.4 画受力简图与弯矩图、转矩图37图 2 轴的受力分析图五、校核轴的弯扭合成强度由弯矩转矩图可知，轴承2处为危险截面轴的安全系数校核计算由参考文献1附表表10.1，抗弯剖面模量；抗扭剖面模量；弯曲应力：,扭剪应力：t按弯扭合成强度计算。根据参考文献1式10.3，有式中：2-2截面处弯矩，2-2截面处转矩，抗弯剖面模量，抗扭剖面模量，根据转矩性质而定的折合系数，对于不变的转矩，；对称循环的许用弯曲应力，由参考文献1表10.4，。因此，校核通过六、轴的安全系数校核计算弯曲应力：扭剪应力：由参考文献

6、1式10.4、10.5、10.6，式中：只考虑弯矩时的安全系数；只考虑转矩时的安全系数；、材料对称循环的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限，由参考文献1表10.1，45号钢调质处理，；弯曲时和扭转时轴的有效应力集中系数，由参考文献1附表10.2、附表10.3，；零件的绝对尺寸系数，由参考文献1附图10.1，；表面质量系数，由参考文献1附图10.2、附表10.2，；把弯曲时和扭转时轴的平均应力折算为应力幅的等效系数，由参考文献1，；弯曲应力的应力幅和平均应力，；扭转剪应力的应力幅和平均应力，；许用疲劳强度安全系数，由参考文献1表10.5，；校核通过。七、校核键连接的强度由参考文献1式6.1 式中：工作面

7、的挤压应力，；传递的转矩，；轴的直径，；键的工作长度，B型，为键的公称长度；键与毂槽的接触高度，；许用挤压应力，由参考文献1表6.1，静连接，材料为钢，有轻微冲击，,取110Mpa。（1） 对于轴段1上的键；校核通过；（2） 对于轴段7上的键; 校核通过。八、校核轴承的寿命轴承不受轴向力，只有径向力，且，所以只校核轴承2即左轴承即可。式中：当量动载荷，；轴承的径向载荷和轴向载荷，动载荷径向系数和动载荷轴向系数，由。式中：轴承的基本额定寿命，h；轴承的预期寿命，5年2班，每年按300天计，；轴承的基本额定动载荷，由参考文献2表12.1，查轴承6207，；寿命指数，对于滚子轴承，；温度系数，由参考

8、文献1表11.9，工作温度，；载荷系数，由参考文献1表11.10，中等冲击，取；，校核通过。九、轴上其他零件设计1、轴上键连接的设计轴和大带轮和小齿轮的周向连接均采用A型普通平键连接，为加工方便，两处键连接尺寸相同，根据轴的长度不同选择不同长度的键.根据参考文献2 表11.28，周向连接用A型普通平键，分别为，GB/T 1096-20032、密封用唇型密封圈唇形圈圈所在轴段的直径为30mm，查参考文献2表14.5，可得唇形圈的尺寸参数。3、轴端挡圈查阅参考文献2表11.22，选用螺栓紧固轴端挡圈（GB/T 892-1986），B型，公称直径32mm。螺栓M6×20(GB/T5781-2000)。十、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=160mm，轴承座腹板壁厚，筋厚，底座凸缘厚度b=20mm。轴承座地脚螺栓直径df1=22mm，C2=20mm，沉头座直径d2=32mm。十一、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，旋入端长，旋入端外径为轴承外径，内径配合轴承安装尺寸取65mm，拔模斜度1:10。凸缘外径，为螺栓直径，取112mm。螺栓孔中心距。橡胶