哈尔滨工业大学机械设计大作业5轴系部件5.1.1

HarbinInstituteofTechnology机械设计大作业说明书轴系部件设计课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：能源科学与工程学院班级：1202101班设计者：滕令凯指导教师：曲建俊学号：1120200605设计时间：2014-12-02哈尔滨工业大学目录机械设计作业任务书 -1-由于大带轮较大，设计成腹板式结构，故轴段2长度,4）轴段1和轴段7。轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故轴段1长度，轴段7长度。3.3键尺寸的确定轴和大带轮和小齿轮的轴向连接均采用A型普通平键连接，根据参考文献[2]表11.27，选用A型普通平键，大带轮键GB/T1096-2003，键长L=40mm。小齿轮键GB/T1096-2003键长L=40mm。4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，见图5.2。4.2计算支承反力传递到轴系部件上的转矩齿轮圆周力 齿轮径向力齿轮轴向力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的总支承反力4.3画弯矩图 竖直面上，=2\*ROMANII-=2\*ROMANII截面处弯矩最大，；水平面上，I-I截面处弯矩最大，；II-II截面处的弯矩为合成弯矩，I-I截面： II-II截面：竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图2所示4.4画转矩图做用在轴上的转矩为大带轮的输入转矩转矩图如图5.2所示5校核轴的强度II-II截面既有弯矩又有转矩，且弯矩最大，为危险截面。IIIII15757557354943029430216768827037转矩图51570合成弯矩图水平面弯矩图竖直面弯矩图单位：15757557354943029430216768827037转矩图51570合成弯矩图水平面弯矩图竖直面弯矩图图5.2轴的受力简图、弯矩图、转矩图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，由参考文献[1]附表9.6，；——抗扭剖面模量，由参考文献[1]附表9.6，；——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9.7，。因此，校核通过6轴的安全系数校核计算弯曲应力：,扭剪应力：由参考文献[1]式9.4、9.5、9.6，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9.3，45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9.10、附表9.11，；——零件的绝对尺寸系数，由参考文献[1]附图9.12，；——表面质量系数，，由参考文献[1]附图9.8、附表9.9，；——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]查得，；——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9.13，；校核通过。7校核键连接的强度由参考文献[1]式6.1式中：——工作面的挤压应力，；——传递的转矩，；——轴的直径，；——键的工作长度，，A型，，为键的公称长度和键宽；——键与毂槽的接触高度，；——许用挤压应力，，由参考文献[1]表4.1，静连接，材料为钢，载荷稳定，,取140Mpa。对于轴段1上的键；校核通过；对于轴段7上的键;校核通过。8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1即左轴承即可。8.1计算当量动载荷由参考文献[1]式10.2；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。8.2校核寿命由参考文献[1]式10.1c式中：——轴承的基本额定寿命，h；——轴承的预期寿命，8年1班，每年按250天计，；——轴承的基本额定动载荷，由参考文献[2]表12.1，查轴承6307，；——寿命指数，对于球轴承，；——温度系数，由参考文献[1]表10.10，工作温度，；——载荷系数，由参考文献[1]表10.11，轻微冲击，，取；，校核通过。9轴上其他零件设计1)两侧轴端挡板该零件也属于标准件。查阅参考文献[2]表11.22，选用螺栓紧固轴端挡圈（GB/T892-1986），B型，公称直径32mm，厚度H=5mm，L=10mm。2）螺栓连接螺栓设计螺栓换属于标准件。查阅参考文献[2]表11.1.2，选用连接M6螺栓。10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=180mm，轴承座腹板壁厚，筋厚，底座凸缘厚度b=15mm。轴承座地脚螺栓直径df=16mm,轴承盖连接螺栓直径d1=6mm。由参考文献[2]表4.2查到地脚螺栓的扳手空间C1=22mm，C2=20mm，沉头座直径d2=32mm。11轴承端盖（透盖）由本次设计的特点，可选用凸缘式轴承盖，其中嵌入橡胶圈以密封，并应增加工艺孔。由参考文献[3]图7.5中的经验公式得到相关尺寸：，S3=4mm，，取，根据轴、轴承座