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1、Harbin Institute of Technology设计说明书 设计课题： 滚动轴承，轴系的组合结构设计课程名称： 机械学基础 姓 名： 潘瑞 学 号： 班 级： 0936104 院 系： 英才学院自动化 设计要求：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，它们的大小如下图所示。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。1). 按强度条件求轴所需的最小直径2). 选择轴承型号（按受力条件及寿命要求）3). 按双支点单向固定的方法，
2、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）设计步骤：一、 根据强度条件计算轴所需的最小直径1、 先计算C、D支点处的受力 从而可得D点所受轴向力 从而可得D点所受轴向力 2、计算弯矩，求得最小直径水平方向上：时 时 竖直方向上：时 时 时 由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得：解得 所以，最小直径为37.7mm。二、轴材料的确定根据已知条件的=80MPa，为对称循环应力状态下的许用弯曲力，确定材料为合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在=80MPa的合金钢情况下，强度足以达到要求。 三、受力条件及寿命要求选择轴
3、承型号由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。分析：若选择深沟球轴承，, , , ，所以：根据题意 经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，。带入验证： 所以，符合要求，故选择6412。以下为深沟球轴承6412的相关参数如下表所示：基本尺寸/mm|d:60其他尺寸/mm|r(min) 2.1基本尺寸/mm|:150基本额定载荷/kN|Cr:109基本尺寸/mm|B:35基本额定载荷/kN|C0r70.0安装尺寸/mm|da(min) 72极限转速/(r/min)|脂:4500安装尺寸/mm|Da(max) 138极限转速/(r/min)|油
4、:5600安装尺寸/mm|ra(max) 2.1重量/kg|W 2.811其他尺寸/mm|d2 87.9轴承代号|60000型:6412其他尺寸/mm|D2 122.2四、设计轴承与轴的组合装配结构1、确定轴上零件的位置及轴上零件的固定方式首先确定将B胶带轮放在箱体内部中央，深沟球轴承对称的分布在B胶带轮两边，轴的左侧外延伸端安装A胶带轮。具体设计为：B胶带轮靠轴环和双螺母实现轴向的定位与固定，靠平键和过盈配合实现周向固定；两端轴承均靠轴颈和轴承套实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定；A胶带轮通过轴肩、轴端挡圈、平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。2、 确定轴的各段直径 根据前面的计算与
5、选择，获得如下数据：深沟球轴6412， 左侧外伸端直径为48mm；与透盖毡圈接触的轴直径取58mm，在轴的外伸端做一个轴肩，轴肩圆角半径1.6mm；左、右两端轴承的轴直径均取为60mm，轴肩轴肩半径2.0mm；与双螺母接触的轴的螺纹公称直径取72mm；中间B胶带轮的轴直径取78mm，轴肩圆角半径2.0mm；轴环直径取90mm；右端轴承与轴环之间的轴直径取72mm，轴肩圆角半径2.0mm。以上设计数据满足轴承拆装的合理性与方便性。3、 确定轴的各段长度 根据前面的计算与选择，获得如下数据： 深沟球轴6412， 胶带轮：轴的外伸端长度取58mm，与透盖毡圈接触的轴长度取71.5mm，左端轴承处轴长
6、度取36mm，螺纹段取42.5mm，退刀槽2mm，B胶带轮处轴长度取58mm，轴环长度取10mm，右端轴承与轴环之间的轴长度取32.5mm，右端轴承的轴取34mm垫圈槽取4mm，轴头6mm。4、键以及键槽的尺寸 A胶带轮处，键尺寸为，。 B胶带轮处，键尺寸为，。 4、 双圆螺母的尺寸根据GB/T812-1998，确定以下参数：，。5、 装配图如图1所示。五、绘制轴的零件图 轴的零件图如图2所示。图1图2六、设计心得 为了完成这份设计报告，我花了将近两周的时间准备、查手册、设计、绘图，之后又经过了两三次的修改而获得了最终成果，其中光机械设计资料就下载了将近10G。设计初稿时，完全没有参考任何图纸，在完全独立思考的情况下，严格遵循2008版机械设计手册上的要求，完成了设计报告和图纸初样，一些细节上存在不少问题。之后在修改作业时，花了不少时间阅读别人的图纸，从中吸取精华，也在对比中修改了不少错误。 通过这次设计，我觉得自己有很多的收获。一是重新学习了AutoCAD软件，同时也掌握了之前不会一些东西，如设置页面及如何打印等；二是初步掌握的做机械设计的步骤与方法，养成了勤差机械设计手册的习惯，对于一些经验性的东西会阅读别人的图纸而从中获取灵感；三是为课程设计打下了良好的基础。 同时必须感谢蒋秀珍老师和刘永猛老师的帮助与指点，让我更顺利的完成了这份设计。
