哈工大机械设计大作业轴系部件设计

提供完整版的各专业毕业设计，HarbinInstituteofTechnology机械设计大作业题目：轴系部件设计院系：机电工程学院班级：姓名：学号：时间：目录机械设计作业任务书 -12-哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目___轴系部件设计____设计原始数据：方案电动机工作功率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轴承座中心高度H/mm最短工作年限工作环境940802.11805年2班室内清洁传动方案如图5.1图5.1

1选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。2按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：其中——轴传递的功率，——轴的转速，r/minC——由许用扭转剪应力确定的系数。查表9.4得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=112。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%，得，按标准GB2822-1981的圆整后取。3设计轴的结构由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同，因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图：轴段⑦轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段①3.1阶梯轴各部分直径的确定 1)轴段1和轴段7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。所以，。2)轴段2和轴段6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10.7计算得到轴肩高度毛毡圈油封的轴径，所以。3)轴段3和轴段5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GB/T276—1994，初选轴承6307，外形尺寸d=35mm，D=80mm，B=21mm，轴件安装尺寸。因为轴承的值小于，所以选用脂润滑。故取。4)轴段4轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故。3.2阶梯轴各轴段长度及跨距的确定 1)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。一般，取。则轴段4长度,取77mm。2)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，故。3)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。选用凸缘式轴承端盖，取固定轴承端盖螺钉直径,则凸缘厚度，，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,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。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%，按计算。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603*75.5=45526.5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。IIIII154642.4转矩图56325合成弯矩图水平面弯矩图45526.5154642.4125103.5竖直面弯矩图13312982154642.4转矩图56325合成弯矩图水平面弯矩图45526.5154642.4125103.5竖直面弯矩图13312982IIIIIII 单位：IIIIIII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：——1-1截面处弯矩，；——1-1截面处转矩，；——抗弯剖面模量，由参考文献[1]附表10.1，；——抗扭剖面模量，由参考文献[1]附表10.1，；——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10.4，。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10.4、10.5、10.6，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10.1，45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10.3、附表10.4，；——零件的绝对尺寸系数，由参考文献[1]附图10.1，；——表面质量系数，，由参考文献[1]附图10.1、附表10.2，；——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]表10.1，；——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10.5，；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6.1，静连接，材料为钢，有轻微冲击，,取110Mpa。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2即左轴承即可。8.1计算当量动载荷由参考文献[1]式11.2；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11.1c式中：——轴承的基本额定寿命，h；——轴承的预期寿命，5年2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11.9，工作温度，；——载荷系数，由参考文献[1]表11.10，中等冲击，，取；，校核通过。9轴上其他零件设计1）轴上键连接的设计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，小齿轮键GB/T1096-20032）密封用毛毡圈毛毡圈所在轴段的直径为30mm，查参考文献[2]3)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。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=150mm，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=8mm。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，可选用嵌入式轴承盖，其中嵌入毛毡圈以密封。由参考文献[3]图7.5中的经验公式得到相关尺寸：。，，图5.3轴承端盖根据轴、轴承座的设计，应取。图5.3轴承端盖涉及到毛毡圈沟槽的尺寸，按照参考文献[2]FZ/T92010-1991相关尺寸设计。12参考文献[1]王黎钦，陈铁鸣.机械设计.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.[2]张峰，宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2009.[3]王连明，宋宝玉.机械设计课程设计.3版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版，2007.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制