机械设计大作业

1、。机械设计工作轴系设计报告姓名：学生证：讲师：日期：2012年5月19日内容第一章设计任务.3第二章轴的结构设计.4第三章轴承寿命的计算.6第四章检查轴的强度.10第五章模拟.12经验.13参考.13附录.14第1章设计任务图为两级斜齿圆柱齿轮减速器。众所周知，中间轴二传递动力=35kW，转速n2=300r转/分钟；Z2=103，mn2=6，2=12，宽度b2=210mm毫米；z3=21，mn3=8，3=8，b3=140mm毫米.轴材料：45钢调质。图1.1设计任务设计轴结构，生成工程图和装配图。第二章轴的结构设计2.1选择轴的材料：45号钢，调质，硬度217255HBS。根据表19.1，发现

2、对称循环弯曲的容许应力为=180兆帕。2.2轴直径的初步计算：取=0，A=110，得到因为轴需要键槽，这会削弱轴的强度。因此，轴的直径增加了4%5%，轴的最小直径为55毫米2.3轴的结构设计(1)绘制轴上零件的布置图主要部件包括轴承(一对)、轴套和轴上的齿轮。根据装配方向、顺序以及它们之间的关系，轴上零件的布置方案如图2.1所示。图2.1轴上零件的布局(2)轴上零件的定位和轴主要尺寸的确定1)轴承的选择：根据上述初步计算的轴径，d=55。出于安全原因，轴的最小直径选择为65毫米。根据轴的受力情况，选用7213C角接触滚动轴承，其尺寸为55mm(配合为k)。2)齿轮、轴承和轴套的定位：在轴的中间

3、设置一个20毫米宽的套环，用于定位两个齿轮。齿轮2的齿宽为210毫米，匹配的轴截面应略短于齿宽，L=208mm毫米。同样，右齿轮3的齿宽为140毫米，匹配的轴截面为138毫米。因为齿轮不能直接用于定位轴承，所以轴套用于定位。左轴套长25毫米，右轴套长20毫米(轴套长度由齿轮和箱体内部之间的距离决定)。根据轴端伸出轴承2 4毫米，轴承宽度为23毫米，左右轴承轴段长度分别确定为54毫米和49毫米。以下是每个轴段直径的确定。首先，轴承部分的直径为。一方面，轴直径的变化是定位，另一方面，它需要能够承受一定的轴向力，所以轴肩和轴环的尺寸可能稍大一些，这通常是可以接受的，所以第二轴段的直径就是轴环的直径。

4、齿轮的圆周定位采用平键，并且通常平键的长度大约小于轮毂的长度，因此如下确定齿轮2所使用的键的尺寸。齿轮3中使用的键的大小为。3)轴结构的可制造性对轴端进行倒角，并根据规定确定每个轴肩和轴环的圆角半径。砂轮超程槽留在左右轴颈上，键槽位于同一轴线上。第三章轴承寿命的计算3.1轴向应力分析：图3.1轴应力示意图齿轮尺寸：齿轮扭矩：齿轮2的圆周力：齿轮3的圆周力：齿轮2的径向力：齿轮3的径向力：齿轮2的轴向力：齿轮3的轴向力：总轴向力：计算垂直面上两个轴承的径向载荷：计算水平面上两个轴承的径向载荷：因此，两个轴承上的总径向载荷为：3.2轴承寿命的计算：图3.2承载力示意图根据工作条件，初步选择轴承72

5、13C。查阅手册(轴承上的负载稳定)(1)计算附加轴向力，加法通过查表，你可以得到轴承2可用的查找表：通过查表，你可以得到(4)轴承寿命计算因此，根据轴承2计算轴承寿命：选择的轴承7213C是可接受的。第四章轴强度的验证4.1弯曲和扭转综合检查：(1)轴的应力分析和反作用力的计算根据前面的计算，以下数据是已知的：(3)计算轴的弯矩，并绘制弯矩图计算截面b处的弯矩计算C截面的弯矩图4.1应力分析分别在垂直面和水平面绘制弯矩图(图三和图五)；找到合成弯矩并画出它的弯矩图(图F)(4)绘制扭矩图(G)(5)检查轴的强度取(单向旋转，扭矩根据脉动变化)；(实心轴)；考虑键槽的影响，乘以0.94，有所以

6、很安全。第五章模拟5.1静态分析：网格划分如图5.1所示，加入扭矩和离心力分析整个轴的应力分布。图5.1传动轴表面网格图5.2轴上的应力分布从输出结果可以看出，轴的整体应力分布良好，无大面积应力集中，结构设计合理，能够满足使用要求。经验这个轴是我设计的第一个机械零件。最初我认为设计是一件非常简单的事情，但在完成这个项目后，我发现事实并非如此。机械设计是一项综合性的工作，需要很强的耐力，而不是简单地检查手册、绘制图纸和随意估算参数。每一步每一个尺寸都必须有充分的理由。一个好的设计是在保证功能的前提下尽可能降低成本。从后来的检查情况来看，我所取的轴径相对比较保守，还有一些优化的余地。此外，绘制工程图纸也需要很多时间。过去，我花了很多精力在学习solidworks建模上，但很少在工程制图上。我意识到工程图不是从3D到2D的简单改变，许多尺寸和公差需要我自己标注。制作符合国家标准的工程图很费时。我在这方面不够熟练，我需要加强它，尤其是在未来。此外，在工程图中，Solidworks有一个缺陷，即轮廓线不能隐藏在尺寸经过的地方。我一直在寻找解决办法，但没有找到。我希望这个问题能在未来的新版本中得到解决。最