哈工大机械设计大作业轴系设计513.docx

HarbinInstituteofTechnology

机械设计大作业说明书

设计题目： 轴系部件设计

院 系： 能源科学与工程学院班 级： 1

设 计 者：

学 号： 1

指导教师： 张峰设计时间： 2015.12.9

目 录

设计任务书 1

一、选择轴的材料 2

二、初算轴径 2

三、轴承部件结构设计 2

轴系部件的结构形式 2

轴段设计 3

箱体与其他尺寸 3

四、轴的受力分析 4

画轴的受力简图 4

计算支反力 4

计算弯矩 4

画受力简图与弯矩图、转矩图 5

五、校核轴的弯扭合成强度 5

六、轴的安全系数校核计算 6

七、校核键连接的强度 7

八、校核轴承寿命 8

九、轴上其他零件设计 9

十、轴承座结构设计 9

十一、轴承端盖（透盖） 9

参考文献 10

PAGE

PAGE10

题目:设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件

带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳，单向回转，成批生产，原始数据见表1。

图1带式运输机传动方案

图1带式运输机传动方案

方案电动机工作

方案

电动机工作

功率P/KW

电动机满载

转速

n/(r/min)

m

工作机的转

速

n/(r/min)

w

第一

级传动比

i

1

轴承座

中心高

H/mm

最短工

作年限

工作环

境

5.1.

3

3

960

110

2

180

5年2

班

室外、有

尘

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9.4得C=106~118，弯矩较大故取C=118

转速n?n i

m 1

?960/2?480r/min

功率P

1

???

12

P?0.96?0.99?3?2.8512kW

则d?C3

P

32.8512480n?118

3

2.8512

480

?21.3703mm

考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则d ?21.3703?1.05=22.4388mm

min

按标准GB2822-81的R10圆整后取d

1

?25mm。

三、结构设计

轴系部件的结构型式

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、毛毡圈密封。确定轴的草图如图2所示：

1 2 3 4 5 6 7

图2轴的草图

轴段设计

轴段1、7由最小直径得

d?d

1 7

?25mm

由带轮和齿轮设计结构确定L

1

?64mm,L

7

?47mm

周向连接用A型普通平键，分别为8?7?42，8?7?36，GB/T1096-2003

轴段2、6由参考文献[1]图10.16及表10.3得h

1

?(0.07~0.1)d

1

?1.75~2.5mm

得d ?d

2 6

?2?h?d

1

?28.5~30mm

由参考文献[2]表14.5，唇型密封圈的轴径d?30mm，所以d ?d ?30mm。

2 6

毡圈代号为B30GB/T1387.1-1992。

轴段3、5

由参考文献[1]图10.16及表10.3得d ?d ?(1~2)mm?31~32mm

3 2

取d ?d ?35mm

3 5

由参考文献[2]表12.1初选轴承6207，查得d?35,D?72,d

a

B?17mm，所以取d ?d ?42mm

4 a

?42mm、D

a

?65mm、

箱体与其他尺寸

由参考文献[1]经验公式得跨距L?(2~3)d ?70~105mm

3

取L=L-B=90mm，并取L?L?B?17mm

4 3 5

由于箱体内无润滑油（无传动件），?可取小值，??3mm；选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为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，且因箱内无传动件箱体几乎不拆卸，K取小值，K=5mm。综合以上可以得到轴承座宽度

L ?e?m?K?(B?L)/2?10?12?5?(65?65)/2?27 B 为 大 带 轮 轮 宽

2

?e?m?K?10