机械设计大作业轴系设计5

1、机械设计大作业说明书 大作业名称：轴系部件设计 设计题目：设计带式运输机 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师：郑德志 设计时间：2014年12月5日哈尔滨工业大学目 录设计任务书1设计过程2一选择轴的材料2二初算轴径2三结构设计21. 轴承部件的结构型式22. 轴段1、733. 轴段2、634. 轴段3、535. 箱体与其他尺寸3四轴的受力分析41. 画轴的受力简图42. 计算支反力43. 画弯矩图4五校核轴的强度5六校核键连接的强度7七校核轴承的寿命71. 计算当量动载荷72. 校核寿命7八校核轴承的寿命81. 轴承座结构设计82. 轴承端盖83. 轴端挡圈8参考文献8哈尔滨工业大学

2、机械设计大作业任务书姓名： 院（系）：专业： 班号：任务起止日期: 至2014年12月6日机械设计大作业题目：设计带式运输机设计数据及要求带式运输机的传动方案如下图所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产。方 案电动机额定功率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、有尘设计注意事项（1）绘制轴系工作图一张，按照工作图要求标注全部尺寸及必要的极限公差、必要的几何公差、全部表面结构要求、填写齿轮啮合特征表，填写标题栏，编写技术要求。 （2）撰写设计说明书一份。指导教师郑德志教研

3、室主任设计过程一、 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、 初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献1表10.2得，齿轮装在悬伸段转速功率则 考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则d19.52（1+5%）=18.97mm由GB/T2822-2005圆整，得d=25mm大带轮直径=200mm，选用腹板轮，L=（1.52）d=37.550mm，取L=45mm，B=（z-1）e+2f=65mm小齿轮直径，选用实心式齿轮，由，取三、 结构设计1. 轴承部件的结构型式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。由轴的功能

4、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、唇形圈密封。确定轴的草图如图1所示：图 1 轴的草图2. 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，由参考文献2表11.28分别为，3. 轴段2、6由参考文献1表10.3得 得所以取4. 轴段3、5由参考文献1图9.8得得取由参考文献2表12.1初选轴承6307，查得、，所以取取圆角r=2mm5. 箱体与其他尺寸由参考文献

5、3经验公式得跨距取L=100mm取，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e=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，K取15mm。综合以上可以得到轴承座宽度B为大带轮轮宽四、 轴的受力分析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32. 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由大作业3，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的总支承反力3. 画弯矩图垂直面上，轴承2处弯矩最大， 水平面上，轴承1处，水平面上，轴承2处， 合成弯矩，轴承1处， 轴承2处图

6、2 轴的受力分析图五、 校核轴的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表9.6，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查得 由参考文献1表10.1查得碳素钢等效系数由参考文献1附表10.3查得轴与滚动轴承配合应力系数 由参考文献1附图10.1查得绝对尺寸系数 由参考文献1表9.9得轴磨削时表面质量系数 安全系数由参考文献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 ，则当量应力由参考文献1表10.4查得，强度满足要求六、 校核键连接的强度由参考文献1式6.1知式中：工

7、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6.1，静连接，材料为钢，静载，。对于大带轮轴段上的键；校核通过；对于轴段7上的键; 校核通过。七、 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。1. 计算当量动载荷由表11.12 ；2. 校核寿命由参考文献1表11.9，工作温度，；由参考文献1表11.10，无冲击，取；由参考文献2表12.1，查轴承6307，； 寿命指数，对于球轴承，；轴承的预期寿命，五年两班，每年按250天计；，校核通过。八、 轴上其他零件设计1. 轴承座结构设计本次设

8、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，直径等于滚动轴承外径80mm，轴承座腹板壁厚。 2. 轴承端盖箱内无传动件，选用凸缘式轴承端盖，工作环境室外有尘，唇形圈密封。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71mm，拔模斜度1:10。凸缘外径，为螺栓直径，取120mm。螺栓孔中心距，螺栓为，长度为30mm，垫圈厚度2.1mm，外径为8.18.6mm，取8.5mm，垫片厚度为0.05mm。查参考文献2表14.5采用B型唇形密封圈，有关尺寸参数外径D=50mm，宽b=8mm。轴承盖底座螺栓为M12，查参考文献2表4.2，得，则轴承座长度为165mm,宽度为222mm。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D