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1、提供完整版的各专业毕业设计，Harbin Institute of Technology机械设计大作业机械设计大作业题 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 .11 选择材料，确定许用应力 .22 按扭转强度估算轴径 .23 设计轴的结构 .24 轴的受力分析 .44.1 画轴的受力简图 .44.2 计算支承反力 .44.3 画弯矩图 .54.4 画转矩图 .55 校核轴的强度 .66 轴的安全系数校核计算 .77 校核键连接的强度 .88 校核轴承的寿命 .98.1 计算当量动载荷 .98.2 校核寿命 .109 轴上其
2、他零件设计 .1010 轴承座结构设计 .1011 轴承端盖（透盖） .1112 参考文献 .11- 1 -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5.1.4 2.2 940 80 2.1 180 5 年 2 班 室内清洁传动方案如图 5.1图 5.1- 2 -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
3、理。2 按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径： 3minPdC其中轴传递的功率， P2.64kw轴的转速，r/minnC由许用扭转剪应力确定的系数。查表 9.4 得 C=106118，考虑轴端弯矩比转矩小，取 C=112。 33min2.641*0.7dm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 10R圆整后取 。20.45.k 125.0dm3 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 轴段 轴段 轴段 轴段 轴段
4、 轴段3L2L1L- 3 -3.1 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， 。1725dm2) 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 (0.7.1)(0.7.1)25(.7.)hd:2625830dhm毛毡圈油封的轴径 ，所以 。3m633) 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
5、承。根据 GB/T 2761994，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4admdn，所以选用脂润滑。故取 。90/minr 354) 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 。45adm3.2 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3(2)()5(701)Ldm:90L,取 77mm。49016lBm2)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。352
6、l3)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38dm度 ， ，箱体外部传动零件的定位轴肩距轴承端盖的距离9.10me15- 4 -，则轴段 6 长度15Km20154lmeKm由于大带轮较大，设计成腹板式结构，故轴段 2 长度,26 6()0BLl l带 轮 宽 度 轮 毂 宽 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 。10lLm 7(.25)d(34)m,36kl l:取4 轴的受力分析4.1 画轴的受力简图轴
7、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 6611 2.49.509.505637PT Nmn齿轮圆周力 123168tTFd齿轮径向力 tan57tan203r No齿轮轴向力 aF带轮压轴力 17.54QN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。175.3QN在水平面上- 5 -312047.523/8llLm1690l5736/.2l1312.8375296.90rHQLFR N126.7+15.6=-.41Hr在垂直平面上 312.390.tVFLRN21(6571.4)7.t轴
8、承 1 的总支承反力 22119.30.28.9HVR N轴承 2 的总支承反力 2226.47.1.3V4.3 画弯矩图竖直面上，II-II 截面处弯矩最大， ；1657*.2103.5IVMNm水平面上，I-I 截面处弯矩最大， ；3846IHII-II 截面处的弯矩为 603*75.5=45526.5 Nm合成弯矩，I-I 截面： 2152.IIIVIII-II 截面： 22456.039.8IIHIVMNm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- 6 -6611 2.49.509.505637PT Nmn转矩图如图 5.
9、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。单位： mN图 5.2 轴的受力简图、弯矩图、转矩图Q竖直面弯矩图水平面弯矩图转矩图TtFr2VR2H1V1H.545526.556325II II合成弯矩图.4.4III I- 7 -按弯扭合成强度计算。根据参考文献1式 10.3，有 22 2211 1546.0.3564 3.858787e bTMMPaPaW 式中：1-1 截面处弯矩， ；1 15462.NmT1-1 截面处转矩， ；3TW抗弯剖面模量，由参考文献1附表 10.1，；3330.1.54287.dm抗扭剖面模量，由参考文献1附表 10.1，T
10、；333.2.根据转矩性质而定的折合系数，对于不变的转矩， ；3.0对称循环的许用弯曲应力，由参考文献1表 10.4， 。b1 15bMPa因此，校核通过6 轴的安全系数校核计算弯曲应力： 14287.536.0bMPaW,am扭剪应力： 15632.78TPa.TamM由参考文献1式 10.4、10.5、10.6， 1303.69.8256.729amSK- 8 -11520.7.623.8.09amSK2223.7.541.86SS 式中：只考虑弯矩时的安全系数；S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 10.1，451号钢调质处理， ；1130,5MPaa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K、10.4， ；62.,85.零件的绝对尺寸系数，由参考文献1附图 10.1， ；、 0.8,.1表面质量系数， ，由参考文献1附图 10.1、附表 10.2， ；12 92.把弯
