哈工大机械设计一轴系部件设计.doc

一、概述 2 1、任务来源 3 2、技术要求 3 二、结构参数设计 3 1、受力分析及轴尺寸设计 11 2、轴承选型设计、寿命计算 11 3、轴承结构设计 12 三、精度设计 12 轴颈轴承配合 12 四、总结 13  Harbin Institute of Technology 课程设计说明书 课程名称： 机械设计 设计题目： 轴系部件设计 院 系： 航天学院自动化 班 级： 设 计 者： 学 号： 1110410420 指导教师： 设计时间： 2013年12月10日 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 一、概述 任务来源：老师布置的大作业课题：轴系的组合结构设计。 题目技术要求：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，它们的大小如图所示。设圆轴的许用应力 [?]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。 设计要求：1.按强度条件求轴所需要的最小直径； 2.选择轴承的型号（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） 5.设计说明书1份 二、结构参数设计 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/min C——由许用扭转剪应力确定的系数。查表10.2得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=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%，得 ，按标准GB2822-81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，共分为六段。以下是轴段草图： 3.1 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 为方便轴承部件的拆装，铸造机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚，机体上轴承旁连接螺栓直径，装拆螺栓所需要的扳手空间，，故轴承座内壁至座孔外端面距离 取 3.2确定轴的轴向固定方式 因为一级齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。 3.3 选择滚动轴承的类型，并确定其润滑与密封方式 因为轴不受轴向力的作用，故选用深沟球球轴承支撑。由齿轮结构设计中，小齿轮，，得分度圆直径，所以齿轮的线速度为 齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，故滚动轴承采用脂润滑。因为该减速器的工作环境清洁，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，并在轴上安置挡油板。 3.4 轴的结构设计 在本题中有6个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸确定，以外伸轴颈为基础，依次增加为，，，，，。 根据轴承的类型和轴径，初选滚动轴承型号为6308，其基本尺寸为，,。因为轴承选用润滑脂，轴上安放挡油板，所以轴承内端面与机体内壁间要有一定距离，取。 为避免齿轮与机体内壁相碰，在齿轮端面与机体内壁间留有足够的间距，取。 采用凸缘式轴承盖，其凸缘厚度。为避免带轮轮毂端面与轴承盖连接螺栓头相碰，并便于轴承盖上螺栓的装拆，带轮轮毂端面与轴承盖间应有足够的间距，取。 确定各部分轴段的长度： 轴段④的长度要比相配齿轮的轮毂长度b略短，由齿轮设计小齿轮的齿宽，取 轴段③的长度 轴段②的长度 轴段①的长度，由V带设计中得V带轮宽度为60mm，轴段①的长度应略小于V带轮宽度，以方便固定，取 轴段⑤的长度就是轴环的宽度，按经验公式 适度放大，取 轴段⑥的长度 进而，轴的支点及受力点间的跨距也随之确定下来。6308轴承的作用点距外座圈大边距离，取该点为支点。取段中点为支撑点，则可得跨距 取齿轮中点为支点，则 最终尺寸如上图 3.5 键连接设计 带轮及齿轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，由GB/T1095-2003可知，两个键的尺寸分别为8×7 ×40GB/T1095-2003，14×9×36 GB/T1095-2003。 4 轴的受力分析 4.1 绘制受力简图 计算结果如下 4.2 计算支承反力 轴