哈工大機械設計大作業(yè)

1、哈爾濱工業(yè)大學機械設計作業(yè)設計計算說明書題目:軸系部件設計系別:英才學院班號:1436005姓名:劉璐日期:哈爾濱工業(yè)大學機械設計作業(yè)任務書題目軸系部件設計設計原始數據:表1 帶式運輸機中V帶傳動的已知數據方案Pd(KWnm(r / min)n w(r/mi n)ii軸承座中心高H(mm最短工作年限L工作環(huán)境年3班室外有塵機器工作平穩(wěn)、單向回轉、成批生產目錄、帶輪及齒輪數據已知帶傳動輸出軸功率P= kW，轉矩 T = N mm轉速 n二480 r/min ,軸上壓力Q= N，因為原本圓柱直齒輪的尺寸不滿足強度校核，故修改齒輪尺寸 為分度圓直徑di = mm，其余尺寸齒寬bi = 35 mm，螺

2、旋角B = 0 ,圓周力 Ft =N，徑向力 F = N，法向力 Fn = N，載荷變動小，單向轉動。二、選擇軸的材料因傳遞功率不大，且對質量及結構尺寸無特殊要求，故選用常用材料45鋼,調質處理。二、初算軸徑dmin對于轉軸，按扭轉強度初算，由參考文獻1式估算最小直徑3 9.55 x 106? ? = ?3/0.2?遼？式中：P 軸傳遞的功率，kWn 軸的轉速，r/min ；t 許用扭轉應力，MPaC 由許用扭轉切應力確定的系數。查參考文獻1表，得對于45鋼，C取值范圍126103，取C = 118。 軸輸入功率為? = ?d?1?2式中：n 1 V帶傳動的效率，查參考文獻2表，V帶傳動效率n

3、1=;n2 滾動軸承傳動效率，查參考文獻2表，一對滾動球軸承傳動效率故:?= ?d?1?2 = 4 X 0.98 X 0.98 = 3.8416 kW軸轉速為：?=?m9602=480 r/ min并考慮軸上有一個鍵槽，將軸徑加大 5%于是初算軸徑最小值得:? 1.05 X ?需=!.05 X118 X皆=24.78mm按照GB/T 2822 2005的艮10系列圓整，初取 d = 25mm四、結構設計1. 確定軸承部件機體的結構形式及主要尺寸為方便軸承部件的裝拆，軸承座的機體采用剖分式結構，取軸承座的鑄造壁厚為 3 = 8mm機體上軸承旁連接螺栓直徑 d2 = 12mm,裝拆螺栓所需要的扳手

4、空間C = 18mm， G = 16mm，故軸承座內壁至座孔外端面距離：L =3 + G + G + （58） mm = 4750mm取 L = 50mm。由此，設計的軸承部件的結構如圖2所示。然后可按軸上零件的安裝順序，從dmin處幵始設計。234567圖2軸的結構草圖（不帶尺寸）2. 確定軸的軸向固定方式由于軸跨距不大，且傳遞功率中等，齒輪減速器效率高、發(fā)熱小，軸不會太長, 故軸承部件的固定方式可米用兩端固定的方式。3. 選擇滾動軸承類型，并確定潤滑、密封方式軸上所安裝齒輪為直齒輪， 不產生軸向載荷，且徑向載荷較小、轉速不高，故 選用深溝球軸承。軸承內圈直徑約為25 mm量級，根據參考文獻

5、1，其速度因數值:?= 25 X960二 24000?（1.5 2） xi05mr?r/min其速度因數較小，宜選用脂潤滑。密封段軸徑約為30mr量級，其軸頸圓周速度為:?=n ?n ?30?960=1.51 m s ?S?2 + ?2查參考文獻1表得軸的許用安全系數S=，取S=則:?=?2+ ?21.99 X 15.08=1.97 1.5= ?.992 + 15.082故軸的強度校核通過對于一般用途的轉軸，通常轉矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數a=，則當量應力：?e = V?b2+ 4( a ?T)2 = V57.672 + 4(0.6 X11.56)2 二 59.31 MPa由參考文獻1表，

6、查得? -ib = 65 MPa，顯然，？?e ? -ib,故軸的此剖面 的強度滿足要求。七、校核鍵連接的強度鍵連接強度校核條件為2?p = ?仝?P式中：T 傳遞的轉矩，mmd 軸的直徑，mml 鍵的工作長度，mm對A型丨二L - b，L、b為鍵的公稱長度和鍵寬，mmk 鍵與轂槽的接觸高度，mm通常取k = h/2 ;(T p 許用擠壓應力，由參考文獻 1表查得鍵連接的許用擠壓應力為(T p = 120 150 MPa ，取 (T p = 120 MPa。對于軸段1上大帶輪與軸的鍵連接：4?4 X 9733333-p1 = ?(?- ?)?1 = 7 X(70- 8) X25 = 32-54

7、MPa 120?= ?p對于軸段7上小齒輪與軸的鍵連接：4?4 X 9733333?p1 = ?(?- ?)?1 = 7 X(56- 8) X25 = 42-65MPa ?1r軸承2載荷較大，將先于軸承1失效，因此對軸承2進行壽命校核2. 計算當量動載荷軸承2當量動載荷計算公式為?2 = ?2r + ?2a式中：X、Y動載荷徑向系數和動載荷軸向系數。?=?1a19.2 kN= 0因此查參考文獻1表得:X=1、 Y=0因此軸承1當量動載荷:?1 = ?2r = 532356 N3. 校核軸承壽命機器運轉平穩(wěn)，無需考慮沖擊，則軸承基本額定壽命計算公式為:?h =106 、?60?（?；）式中：n 軸承轉速，r/min ； 壽命指數，對于球軸承， =333400 3106故軸承2基本額定壽命?卄蘭（冬）？= （）= 9575 1 h1h 60?（?1）60 X480（ 532356丿1 h該機器最短工作年限為 3年，扣住節(jié)假日后每年工作 250天，每天工作3班(24h)，故軸承2預期壽命為?ih = 3 X250 X24= 18000h顯然?1h ?1h/2所以在一年半時更換軸承。九、繪制軸系部件裝配圖(圖紙)