滚动轴承轴系的组合结构设计

1、HarbinInstituteofTechnology设计说明书设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计课程名称：机械学基础姓名：潘瑞学号：班级：0936104院系：英才学院自动化设计要求：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，它们的大小如下图所示。设圆轴的许用应力d=80MPa,轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。1） .按强度条件求轴所需的最小直径2） .选择轴承型号（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

2、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）设计步骤：一、根据强度条件计算轴所需的最小直径1、 先计算C、D支点处的受力从而可得D点所受轴向力从而可得D点所受轴向力2、计算弯矩，求得最小直径水平方向上：0 x 120时120 x 300 时竖直方向上：0 x 120时120 x 210时210 x 300 时由弯矩图判断可得:解得d 3, 32所以，最小直径为、轴材料的确定M1Fax0M12.5xM2FaxFey(x120)M1Bx0M1xM2BxFey(x120)M3PaxFey(x120)C点为危险点，故可得：,323.112 270237.7mm37.7mm。c

3、50 M2 x 5003M2 x 41012(Fb Pb) (x 120) 0根据已知条件的H=80MPa,为对称循环应力状态下的许用弯曲力,确定材料为合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在d=80MPa的合金钢情况下，d37.3mm,强度足以达到要求。三、受力条件及寿命要求选择轴承型号由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。分析：若选择深沟球轴承，Fa0,e0,X1,Y0,F15388.4N,F21987.8N,fd1.4,所以：根据题意经查GB/T276-1994,选择6412型深沟球轴承，d60mm,Cr109kN。带入验证：所以，

4、I.L®50000,符合要求，故选择6412。以下为深沟球轴承6412的相关参数如下表所6000Q型示：基本尺寸/mm|d:60其他尺寸/mm|r(min)2.1基本尺寸/mm|D:150基本额定载荷/kN|Cr:109基本尺寸/mm|B:35基本额定载荷/kN|C0r70.0安装尺寸/mm|da(min)72极限车速/(r/min)|脂：4500安装尺寸/mm|Da(max)138极限车速/(r/min)|油：5600安装尺寸/mm|ra(max)2.1重量/kg|W心2.811其他尺寸/mm|d2心87.9轴承代号|60000型：6412其他尺寸/mm|D2心122.2四、设计轴

5、承与轴的组合装配结构1、确定轴上零件的位置及轴上零件的固定方式首先确定将B胶带轮放在箱体内部中央，深7球轴承对称的分布在B胶带轮两边，轴的左侧外延伸端安装A胶带轮。具体设计为：B胶带轮靠轴环和双螺母实现轴向的定位与固定，靠平键和过盈配合实现周向固定；两端轴承均靠轴颈和轴承套实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定；A胶带轮通过轴肩、轴端挡圈、平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。2、确定轴的各段直径根据前面的计算与选择，获得如下数据：深沟球轴6412,d60mm,damin72mm,ramax2.1mm左侧外伸端直径为48mm；与透盖毡圈接触的轴直径取58mm,在轴的外伸端做一个轴肩，轴肩圆角

6、半径1.6mm；左、右两端轴承的轴直径均取为60mm,轴肩轴肩半径2.0mm；与双螺母接触的轴的螺纹公称直径取72mm；中间B胶带轮的轴直径取78mm,轴肩圆角半径2.0mm；轴环直径取90mm；右端轴承与轴环之间的轴直径取72mm,轴肩圆角半径2.0mm。以上设计数据满足轴承拆装的合理性与方便性。3、确定轴的各段长度根据前面的计算与选择，获得如下数据：深沟轴6412,b35mm胶带车仑:b60mm轴的外伸端长度取58mm,与透盖毡圈接触的轴长度取71.5mm,左端轴承处轴长度取36mm,螺纹段取42.5mm,退刀槽2mm,B胶带轮处轴长度取58mm,轴环长度取10mm,右端轴承与轴环之间的轴

7、长度取32.5mm,右端轴承的轴取34mm垫圈1f取4mm,轴头6mm4、键以及键槽的尺寸A胶带轮处，d48mm,键尺寸为b14mm,h9mm,t15.5mm,t23.8mm。B胶带轮处，d78mm,键尺寸为b22mm,h14mm,ti9.0mm,t25.4mm4、双圆螺母的尺寸根据GB/T812-1998,确定以下参数：D72mm,dk105mm,m12mm。5、装配图如图1所示。五、绘制轴的零件图轴的零件图如图2所示。口1213Jr,14Wr405.5技术要求1.2.金，塔佛£装配前，皆周部辐' 毛剌' 尖凌W不平坦处， 装!©¥后，耕仑须保证

8、相互平行，可正，平稳转动。o'6GB/T5781-2000螺 性 M16<2125ZX-03毡封油圈1半粗羊毛毡4GB/T1096-2003键 14x1913GB/T5781-2000螺 栓 M12<2113ZX-01圆轴1合金钢2ZX-02轴瑞挡圈13512GB/T893.1-1986弹性挡圈165Mn1ZX-01带轮1HT20011GB/T1096-2003键22X141序号代号名称数量材料备注10GB/T812-1988圆螺母M72<22459ZX-04机体1458GB/T276-1994深沟球轴承641227GB/T93-1987弹性垫圈1265Mn355Ra

9、 0.8g|58o 0.008 D0.012 A B4 62X0.015-GGRa 6.3( V)技术要求1,调制处理，硬度为220-250 HBS2. 未注圆角半径为R2.0；3. 未注侄角为2.0X45'4. 未注尺寸公差按GB/T 1804-m;5. 未注几何公差按GB/T 11840-k.钢制圆轴制图 审核材料图号PR-002合金钢比例 1:1哈尔滨工业大学0936104图2六、设计心得为了完成这份设计报告，我花了将近两周的时间准备、查手册、设计、绘图，之后又经过了两三次的修改而获得了最终成果，其中光机械设计资料就下载了将近10G。设计初稿时，完全没有参考任何图纸，在完全独立思考的情况下，严格遵循2008版机械设计手册上的要求，完成了设计报告和图纸初样，一些细节上存在不少问题。之后在修改作业时，花了不少时间阅读别人的图纸，从中吸取精华，也在对比中修改了不少错误。通过这次设计，我觉得自己有很多的收获。一是重新学习了Aut