哈工大机械设计大作业5,轴系部件设计

1、哈尔滨工业大学课程设计任务书姓 名： 院（系）：能源科学与工程学院专 业：飞行器动力工程 班 号：1202201任务起至日期： 2014年11月23日至2014年12月7日课程设计题目：轴系部件设计设计数据及要求电动机工作功率：2.2 电动机满载转速：940工作机的转速：80 第一级传动比：2.1轴承座中心高：160 最短工作年限：5年2班工作环境：室内、清洁传动装置简图设计要求： （1）绘制轴系部件装配图一张，按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。 （2）撰写设计说明书一份，主要是齿轮传动高速轴的结构设计及其强度计算，轴上的滚动轴承额定寿命计算及键连接的校核计算。指

2、导老师教研室主任1.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.初算轴径dmin对于转轴按扭转强度初算直径，已知传递的功率，带轮和轴的效率为，。可以得到C是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，根据参考文献1注查得，考虑轴端弯矩比转矩小，C取较小值106。由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，所以，根据参考文献2表9.4标准尺寸(GB/T 2822-2005),按Ra20系列圆整，得到综上，完成轴径的初算。3.结构设计3.1确定轴承部件机体的结构形式和主要尺寸为方便轴承部件的拆装，铸造

3、机体采用整体式结构。3.2确定轴的轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。3.3选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，齿轮转动时飞溅的润滑油不能够润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境为室内清洁，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，由于该轴是传动轴所以不需要在轴上安置挡油板。3.4轴径的设计本题中有7个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸（直径）确定，以外伸轴径d1为基础，考虑到轴零件上的受力情况，轴上零件拆装与定位固定，与标准件孔径的配合，轴的表面结构及加工精度等要求，逐一确定

4、其余各轴段的直径。和d7的确定轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所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，。d2和d6的确定轴段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14.4，毛毡圈油封的轴径d=30mm，所以d2=d6=30mm。毡圈代号为30 FZ/T92010-1991。d3和d5的确定 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，没有轴向力，但考虑到有较大的径向力，选用深沟球轴承。根据参考文献2表12.1深沟球轴承（GB/T 2761994）,选用轴承代号620

5、7，d=35mm，轴承采用脂润滑，取d3=d5=35mm。d4的确定轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，d4=da=42mm。3.5各轴段长度及跨度的确定轴段4轴段4在两轴承座之间，两端支点间无传动件，应该首先确定该段跨距L取。可得到轴段4的长度。轴段3和轴段5轴段3和轴段5安装轴承，轴段长度与轴承内圈宽度相同，根据轴承6207查得。轴段2和轴段6轴段2和轴段6的长度和轴承盖的选用及大带轮和小齿轮的定位轴肩的位置有关系。选用嵌入式轴承端盖，取轴承盖凸缘厚度，箱体外部传动零件的定位轴肩距轴承端盖的距离则轴段6长度由于大带轮较大，设计成腹板式结构，故轴段2长度轴段1和轴段7轴段1和7

6、分别安装小齿轮和大带轮，故轴段1长度轴段7长度3.6键连接设计齿轮与大带轮的周边连接均采用A型普通平键连接，均采用GB/T 1096-2003。4.轴的受力分析4.1画轴的受力简图如图1 轴的受力简图及弯矩扭矩图。4.2计算支撑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根据带传动设计，由参考文献1式（7.25）带轮在轴上的压力带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50% ，因此在水平面上在垂直平面上轴承2的总支撑反力轴承1的总支撑反力4.3画弯矩图垂直方向上轴承1处弯矩最大水平方向上轴承2处弯矩最大合成弯矩轴承1处轴承2处图1 轴件的

7、受力简图-弯矩扭矩图5.校核轴的强度由轴承弯矩图可知轴承1处为危险截面，对轴承1处进行轴的安全系数校核计算。由参考文献1表10.1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得碳素钢等效系数；键槽引起的应力集中系数由参考文献1附表10.4得。绝对尺寸系数查参考文献1附图10.1得轴磨削加工时的表面质量系数，查参考文献1附图10.1和附表10.2得。由此安全系数计算如下由参考文献1表10.5 查得许用安全系数，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 。则当量应力已知轴材料为45钢调质处理，强度满足要求。6.校核键连接得强度键连接处的挤压应力其

8、中为许用挤压应力，查得静连接，材料为钢，。，即校核通过。7校核轴承的寿命轴承不受轴向力，只受径向力，已知，所以只校核轴承2。7.1计算当量动载荷当量动载荷为7.2校核寿命由参考文献111.9，工作温度，；由参考文献1表11.10，载荷变动小为减速器，取；由参考文献2表12.1，查轴承6206，；轴承的预期寿命，五年两班，每年按250天，校核通过。8.轴上其他零件设计8.1轴承端盖设计根据参考文献3图7.5的经验公式进行计算，如图2所示，确定螺钉直径；，取；，取；密封圈尺寸，。图2 轴承端盖结构8.2轴承座结构设计本次设计采用整体式轴承座，底座凸缘厚度， 底座腹板壁厚，底座腹板宽根据轴承盖外直径考虑起模斜度1：10定出。轴承座两侧筋厚，取轴承座地脚螺栓直径，轴承盖连接螺栓直径。8.3螺栓使用设计根据国家标准GB/T 5782-2000,轴承盖连接螺栓选用六根，地脚螺栓选用两根。8.4其他零件其他零件的选用以