哈尔滨工业大学精密机械学基础课程设计报告：滚动轴承、轴系的组合结构设计

1、HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：精密机械学基础设计题目：滚动轴承、轴系的组合结构设计院系：航天学院控制科学与工程系班级：0904102班设计者：呵呵呵学号：1090410200指导教师：蒋秀珍设计时间：2011年12月哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文） 滚动轴承、轴系的组合结构设计1设计任务一钢制圆轴，装有两胶带轮A和B,两轮有相同的直径D=360mm,重量为P=1kN,A轮上胶带的张力是水平方向的,B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如图1所示。设圆轴的许用应力b=80Mpa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=52

2、mm，寿命：5000小时。设计要求：1）按强度条件求轴所需要的最小直径；2）选择轴承的型号（按受力条件及寿命要求）；3）按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸）；4）从装配图中拆出轴并画出轴的零件图（3号图纸）。设计内容如下：轴的受力分析；强度条件、最小直径的确定；支承的选择和寿命校核；轴上零件的定位和固定；联接；键的选择；密封和调整；2计算说明书2.1按强度条件确定轴的直径绘出轴的受力图（图1）。如图所示坐标系下，轴在三个方向上受力分别为F二0 xF=-2-0.5=2.5kNyF=-2-0.5=2.5kNz作水平平面内的弯矩图（图2）。在水平面内有2F二0z

3、F二F+FAzCzDz对A点取矩乂M二0，有A-FACFAD二0TOC o 1-5 h zCzDz解得，F二4.17kN,F=1.67kN。CzDz求距A端x处截面1-1上的内力，取F向下，M逆时针，则EE工F=0,F+F=0,F=F、y-,zAzEEAzJLM=0,MFx=0,0 xAcEEAz解得，F=2.5kN,M=2.5x。EE求距A端x处截面2-2上的内力，取F向下，M逆时针，则FF工F=0,F+F+F=0,F=F-FzAzCzFFAzCzLM=0,MFx+F(xAC)=0,ACxADFFAzCz解得，F=1.67kN,M=5001.67x。FFkF=2.5kNCzFDz作垂直平面内

4、的弯矩图（图3）。在垂直面内有LF=0yN+N+F=F+F12ByCyDyAzIF对A点取矩工M=0，有AFAC+FAD(N+F)-AB=0CyDy2By解得，F=3.42kN，F=1.08kN。CyDy求距A端x处截面1-1上的内力，取F向下,EM逆时针，则E哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文) 工F=0,N+F=0,F=-Nz1EE1LM=0,M+Nx=0,0 xACEE1解得，F=-1kN,M=-x。EE求距A端x处截面2-2上的内力，取F向下，M逆时针，则FF工F=0,N-F+F=0,F=F-Ny1CyFFCy1LM=0,M+Nx-F(x-AC)=0

5、,ACxABFF1Cy解得，F=2.42kN,M=2.42x-410。FF求距A端x处截面3-3上的内力，取F向下，M逆时针，则GG工F=0,N-F+N+F+F=0,F=F-N-N-Fy1Cy2ByGGCy12ByF解得，F=1.08kN,MGLM=0,M+Nx-F(x-AC)+(N+F)(x-AB)=0,ABxADFF1Cy2By=324.6-1.08x。Dy求合成弯矩，在截面C左侧的合成弯矩为GM=.JM2+M2=3002+1202二323N-mCHCVC在截面B处的合成弯矩为M=Qm2+M2=耳1492+982=178N-mBB14）。由受力得综上所述，截面C为危险截面。计算外力偶矩，作

6、扭矩图（图M=(F-F)-=(2-0.5)xl80=270N-mBB1B22M=(F-F)-D=(2-0.5)x180=270N-m由截面法及扭矩符号的规定，AlA22得AB、BD段扭矩分别为T二270N-mABT=0N-m计算当量弯矩，危险截面C处的当量弯矩为M二JM2+T2二3232+2702二420N-meCC由许用应力b=80Mpa，计算危险截面C处的轴径o=M37.7mm，因此，取最小轴径需大于37.7mm。2.2根据条件选择轴承型号由于轴承所受载荷主要为径向载荷，因此选用较为常见的深沟球轴承下面根据轴承寿命的校核，先计算滚动轴承的当量动载荷P二XF+YF二lxJ4.172+3.422二5.39kNra轴承的寿命为10hr60 x960V5.39丿5000h解得，C35.6。根据设计中的轴径为60mm时，查表得到可用的轴承为6212、6312和6412三种,r在这里选择=150mm,B=35mm的6214轴承。2.3键的选择由于并不需要承受较大的轴向载荷，因此在轴和带轮之间选择平键联接。首先根据轴径d值查设计手册确定键高h和键宽b。当轴径d=45mm时，查得键尺寸bxh=14x9,该键的基本尺寸为14mm,采用正常联接，轴的深度为5.5mm,轮毂的深度为3.8mm,根据轮的宽度52mm查表取长度L=