機械設計大作業(yè)軸系設計說明書

1、機械設計基礎大作業(yè)計算說明書 題目 軸系部件設計 學院 材料學院 班號 1429201 學號 1142920102 姓名 胡佳偉 日期 2016年12月13日哈爾濱工業(yè)大學機械設計基礎大作業(yè)任務書1.1設計題目直齒圓柱齒輪減速器軸系部件設計1.2設計原始數(shù)據(jù)輸出軸功率P（kw）輸出軸轉速n（r/min）大齒輪齒數(shù)Z2齒輪模數(shù)m（mm）大齒輪寬度B（mm）半聯(lián)軸器輪轂寬L（mm）機器工作年限班次工作環(huán)境載荷特性412585380704年2班多塵平穩(wěn)1.3設計要求1. 軸系部件裝配圖一張。2. 計算說明書一份，包括輸出軸，輸出軸上的軸承及鍵的校核計算。2設計過程（1）估算軸的基本直徑。選用45號鋼

2、，正火處理，b=600MPa，估計直徑<100mm。查表可得C = 118，由公式得dC3pn=118×34125=37.46mm所求的d為受扭部分的最細處，即裝聯(lián)軸器處的軸徑處。但因為該處有一個鍵槽，故軸徑應該增大3%，d=37.46 x 1.03=38.58mm取d=40mm。（2）軸的結構設計（齒輪圓周速度<2m/s,采用脂潤滑）初定各個軸段直徑位置軸徑/mm說明聯(lián)軸器處40按傳遞轉矩估算的基本直徑油封處42該段軸徑應滿足油封標準軸承處45選用6209深溝球軸承，為便于軸承從右端裝拆，軸承內(nèi)徑應稍大于油封處軸徑，并符合滾動軸承內(nèi)徑標準，故取軸徑為45mm，初定軸承型

3、號為6209，兩端相同齒輪處48考慮齒輪從右端裝入，故齒輪孔徑應大于軸承處軸徑，并為標準直徑。軸環(huán)處56齒輪左端用軸環(huán)定位，按齒輪處軸徑d=48mm，查表知軸環(huán)高度a=（），取a=4mm確定各軸段長度位置軸段長度/mm說明齒輪處78已知齒輪輪轂寬度為80mm，為保證齒輪能被壓緊，此軸段長度應略小于齒輪輪轂寬度，故取78mm右端軸承處39此軸段包括4部分，軸承內(nèi)圈寬度19mm；考慮到箱體的鑄造誤差，裝配時留有余地，軸承左端面與箱體內(nèi)壁的間距取10mm，箱體內(nèi)壁與齒輪右側端面間距取8mm，齒輪輪轂寬度與齒輪處軸段長度之差為2mm。最后該軸段長度為19+10+8+2=39mm油封處30此段長度由軸承

4、蓋的總寬度加上軸承蓋外端面與聯(lián)軸器左端面的間距構成，為20+10=30mm。聯(lián)軸器處68已知聯(lián)軸器輪轂寬度為70mm，為保證軸端擋圈能壓緊聯(lián)軸器，此軸段長度應略小于聯(lián)軸器輪轂寬度，故取68mm軸環(huán)處6軸環(huán)寬度b=1.4a=1.4x4=5.6mm，取b=6mm左端軸承處31此軸段包括4部分，軸承內(nèi)圈寬度19mm；考慮到箱體的鑄造誤差，裝配時留有余地，軸承右端面與箱體內(nèi)壁的間距取10mm，箱體內(nèi)壁與齒輪左側端面間距取8mm，軸環(huán)的寬度為6mm需要減去。最后該軸段長度為19+10+8-6=31mm全軸長25278+39+30+68+6+31=252mm（3）軸的受力分析求軸傳遞的轉矩T=9.55&#

5、215;106Pn=9.55×106×4125=305600Nmm求軸上傳動件作用力齒輪上的圓周力Ft2=2Tmz=2×3056003×85=2397N齒輪上的徑向力Fr2=Ft2tan=2397×tan20°=872.4N確定軸的跨距。查表可知所選用軸承的B值為19mm，故左軸承的支反力作用點至齒輪力作用點的間距為0.5×80+10+8+19×0.5=67.5mm故右軸承的支反力作用點至齒輪力作用點的間距為0.5×80+8+10+19×0.5=67.5mm（4）按當量彎矩校核軸的強度做軸的空間

6、受力簡圖做水平面受力圖及彎矩MH圖FAH=FBH=0.5×Fr2=0.5×872.4=436.2NMH=FAH×67.5=436.2×67.5=29443.5Nmm做垂直面受力簡圖及彎矩MV圖FAV=FBV=0.5×Ft2=0.5×2397=1198.5NMV=FAV×67.5=1198.5×67.5=80898.75Nmm做合成彎矩M圖M=MH2+MV2=29443.52+80898.752=86090.22Nmm做轉矩T圖T=305600Nmm做當量彎矩圖Me=M2+(T)2按當量彎矩校核軸的強度由當量彎矩圖可

7、以看出齒輪處當量彎矩最大，對此截面進行校核，查表得45號鋼的-1=55MPa.e=Me0.1d3=202564.60.1×483=18.32MPa<-1故軸的強度足夠。（5）軸承的校核計算查表得所用得深溝球軸承的C=31.7kN當量動載荷為P=436.22+1198.52=1275.4N壽命計算公式L10=10660n(CP)=10660×125(31.7×10001275.4)3=2.04×106h要求的工作時間為4×365×8×2=23360h故軸承滿足壽命要求（6）鍵的校核計算齒輪處所用鍵的類型為14x50x9 GB/T 1096-2003齒輪處鍵的擠壓強度條件為F=2Tdkl=2×30560048×4.5×(50-14)=78.6MPap=125MPa故鍵的強度滿足要求。聯(lián)軸器處所用的鍵的類型為12x50x8 GB/T 1096-2003聯(lián)軸器處鍵的擠壓強度條件為F=2Tdkl=2×30560040×4