哈工大-机械设计-轴承

9/9《机械设计基础》设计实践设计计算说明书题目：轴承部件设计学院：材料学院班号：学号姓名：日期：2013年11月29日《机械设计基础》设计实践任务书题目：直齿圆柱齿轮减速器设计设计原始数据及要求：输出轴功率P（kW）2.5输出轴转速n（r/min）76齿轮模数m（mm）2.5大齿轮齿数Z99大齿轮宽B（mm）65联轴器轮毂宽L（mm）60机器的工作环境清洁机器的载荷特性微振机器的工作年限班次4年2班目录目录 31．估算轴的基本直径 42．确定轴承的润滑方式和密封方式 43．轴的结构设计 4（1）初定各段直径 4（2）确定各轴段长度（由中间至两边） 5（3）传动零件的周向定位 5（4）其他尺寸 54.轴的受力分析 6（1）求轴传动的转矩 6（2）求轴上传动件作用力 6（3）确定轴的跨度 65.当量弯矩校核轴的强度 66.校核轴承的寿命 87.校核键的连接强度 8参考文献 8

设计过程1．估算轴的基本直径选用45钢，正火处理，估计直径d<100mm，由表查得σb=600MPa。查表取C=106d所求d为受扭部分的最细处，即联轴器处的直径。但因该处有一个键槽，故轴径应增大3%，即d=1.03×34.25=34.98mm，所以查表可知，d取35mm。2．确定轴承的润滑方式和密封方式大齿轮d2=mZ=2.5×99=247.5m，取d2=247.5mm转速n=76r/min，圆周速度v故采用脂润滑。洁净环境下，v<5m/s采用毡圈油封3．轴的结构设计（1）初定各段直径位置轴径/mm说明链轮处35按传递转矩估算的基本直径油封处40为满足链轮的轴向固定要求而设一轴肩，轴肩高度a=(0.07~0.1)d=(0.07~0.1)×35=2.45~3.50mm，取a=3mm。该段轴径应满足油封标准轴承处45选用深沟球轴承。为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承标准内径，故取轴径为45mm，初定轴承型号为6209，外径大小为85，两端相同齿轮处48考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应大于轴承处轴径，并为标准直径轴环处56齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=48mm，轴环高度a=(0.07~0.1)d=(0.07~0.1)×53=3.36~4.80mm，取a=4mm（2）确定各轴段长度（由中间至两边）位置轴段长度/mm说明齿轮处62已知齿轮轮毂宽度为65mm，为保证套筒能压紧齿轮，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取62mm右端轴承处（含套筒）47此轴段包括四部分：轴承内圈宽度为19mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取10mm（脂润滑）；箱体内壁与齿轮右端面的间距取15mm，齿轮对称布置，齿轮左右两侧上述两值取同值；齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为3mm。故该轴段长度为3+19+15+10=47mm油封处45此轴段包括两部分：为便于轴承端盖的拆装及对轴承加润滑脂，取轴承盖外端面与联轴器左端面间距为20mm；由减速器及轴承盖的结构设计，取轴承右端面与轴承外端面的间距（即轴承盖的总宽度）为25mm。故该轴段长度为20+25=45mm链轮处58已知联轴器轮毂宽度为60mm，为保证联轴器接触可靠，此轴段长度应略小于联轴器轮毂宽度，故取58mm轴环处10轴环宽度b=1.4a=1.4×4=5.6mm，取b=10mm（使左右挡油板尺寸相同）左端轴承处34轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差加上6209型轴承内圈宽度19mm，即15+19=34mm全轴长21162+47+45+58+10+34=256mm（3）传动零件的周向定位齿轮及联轴器处均采用A型普通平键，其中齿轮处为：键14×50GB1096-2003；联轴器处为：键10×50GB1096-2003。（4）其他尺寸为加工方便，并参照6209型轴承的安装尺寸，轴上的过渡圆角半径全部采用r=1mm；轴端倒角为2×45°。4.轴的受力分析（1）求轴传动的转矩T（2）求轴上传动件作用力齿轮上的圆周力

F齿轮上的径向力F（3）确定轴的跨度左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为：0.5×65+10+15+19×0.5=67mm联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为0.5×10+45+0.5×60=84.5mm5.当量弯矩校核轴的强度做轴的空间受力简图Fr2Fr2（（a） FBHFBH（b）30933.9（b）30933.9MHFFt2FBVFAV（（c）84989.584989.5（d（d）MMV904444.0904444.0（e（e）M3314000T（T（f）作水平面受力图及弯矩图（b），FAH=FBH=Fr2/2=461.7NM作垂直面受力图及弯矩图（d）,FAV=FBV=Ft2/2=1325NM作合成弯矩图（e）M作扭矩图（f）按当量弯矩校核轴的强度MTσ6.校核轴承的寿命查表得Cr=31500N=C，X=1，Y=0，由于载荷特性微振，所以取fp=1.1所以P=fp(XFr+YFa)=1015.6NL满足要求，故可选用6209型号轴承7.校核键的连接强度a.联轴器轮毂材料为钢，键的材料为钢，由表查得许用挤压应力[σp]=100~120MPa；A型普通平键长度l/mm=L－b=50－10=40，k/mm=h/2=8/2=4。σb.齿轮处键的材料为钢，由表查得许用挤压应力[σp]=100~120MPa；A型普通平键长度l/mm=L－b=50－14=