機械設(shè)計大作業(yè)5軸系部件設(shè)計

HarbinInstituteofTechnology機械設(shè)計大作業(yè)說明書設(shè)計題目：軸系部件設(shè)計院系：班級：設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：目錄TOC\o"1-3"\h\u17805一、設(shè)計任務(wù)書 15080二、選擇軸的材料 223088三、初算軸徑 23312四、結(jié)構(gòu)設(shè)計 222278五、軸的受力分析 414004六、校核軸的強度 528419七、校核鍵連接的強度 619582八、校核軸承的壽命 715241九、軸上其他零件設(shè)計 818407十、參考文獻(xiàn) 8設(shè)計任務(wù)書任務(wù)書:設(shè)計帶式運輸機中的齒輪傳動高速軸的軸系部件帶式運輸機的傳動方案如圖1所示，機器工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，成批生產(chǎn)，原始數(shù)據(jù)見表1。圖SEQ圖\*ARABIC1帶式運輸機傳動方案表1帶式運輸機原始數(shù)據(jù)方案電動機工作功率（KW）電動機滿載轉(zhuǎn)速工作機的轉(zhuǎn)速第一級傳動比軸承座中心高H（mm）最短工作年限L工作環(huán)境5.1.3396011021805年2班室外，有塵選擇軸的材料因傳遞功率不大，且單向轉(zhuǎn)動、無沖擊，一般機械使用，對質(zhì)量結(jié)構(gòu)無特殊要求，所以選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初算軸徑對于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強度初算軸徑，查參考文獻(xiàn)[1]表9.4得，彎矩較大故取轉(zhuǎn)速功率則考慮到軸端有一個鍵槽，軸徑加大5%，則結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承部件的結(jié)構(gòu)型式箱體內(nèi)無傳動件，不需經(jīng)常拆卸，箱體采用整體式。由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有帶輪、齒輪的安裝段，兩個軸承的安裝段以及兩個軸承對外的密封段，共7段尺寸。由于沒有軸向力的存在，且載荷、轉(zhuǎn)速較低，選用深溝球軸承，傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。軸低速旋轉(zhuǎn)，且兩軸承間無傳動件，所以采用脂潤滑、毛氈圈密封。確定軸的草圖如圖1所示：圖SEQ圖\*ARABIC2軸的草圖軸的伸出端（軸段1、7）由最小直徑得由帶輪和齒輪設(shè)計結(jié)構(gòu)確定周向連接用A型普通平鍵，分別為，，GB/T1096-2003軸段2、6由參考文獻(xiàn)[1]圖9.8得得所以取軸段3、5由參考文獻(xiàn)[1]圖9.8得得取由參考文獻(xiàn)[2]表12.1初選軸承6207，查得、、，所以取箱體與其他尺寸由參考文獻(xiàn)[4]經(jīng)驗公式得跨距取，并取由于箱體內(nèi)無潤滑油（無傳動件），可取小值，；選用整體式箱體，軸承蓋凸緣厚為10mm；用M8螺栓連接軸承蓋和箱體，為使螺栓頭不與齒輪和帶輪相碰，且因箱內(nèi)無傳動件箱體幾乎不拆卸，K取小值，K=5mm。綜合以上可以得到軸承座寬度B為大帶輪輪寬b1為小齒輪齒寬軸的受力分析畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起，如圖3計算支反力轉(zhuǎn)矩小齒輪圓周力,為小齒輪分度圓直徑小齒輪徑向力小齒輪軸向力大帶輪壓軸力在水平面上在垂直平面上軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力畫彎矩圖垂直面上，軸承2處彎矩最大，水平面上，軸承1處，軸承2處，合成彎矩，軸承1處，軸承2處如圖3所示畫轉(zhuǎn)矩圖如圖3所示圖SEQ圖\*ARABIC3軸的受力分析圖校核軸的強度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，軸承2處為危險截面軸的安全系數(shù)校核計算由參考文獻(xiàn)[1]表9.6，抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力：,扭剪應(yīng)力：對于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)[1]表9.3查得由參考文獻(xiàn)[1]查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]表9.11查得軸與滾動軸承配合應(yīng)力系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]表9.12查得絕對尺寸系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]表9.9查得軸磨削時表面質(zhì)量系數(shù)安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]表9.13查得許用安全系數(shù)，，安全。對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，通常按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[1]表9.7查得，，強度滿足要求校核鍵連接的強度由參考文獻(xiàn)[1]式4.1知式中：——工作面的擠壓應(yīng)力，；——傳遞的轉(zhuǎn)矩，；——軸的直徑，；——鍵的工作長度，，A型，，為鍵的公稱長度和鍵寬；——鍵與轂槽的接觸高度，；——許用擠壓應(yīng)力，，由參考文獻(xiàn)[1]表4.1，靜連接，材料為鋼，靜載，。對于大帶輪軸段上的鍵；校核通過；對于軸段7上的鍵;校核通過。校核軸承的壽命軸承不受軸向力，只有徑向力，且，所以只校核軸承2。計算當(dāng)量動載荷；校核壽命由參考文獻(xiàn)[1]表10.10，工作溫度，；由參考文獻(xiàn)[1]表10.11，無沖擊，，??；由參考文獻(xiàn)[2]表12.1，查軸承6307，；——壽命指數(shù)，對于球軸承，；——軸承的預(yù)期壽命，五年兩班，每年按250天計；，校核通過。軸上其他零件設(shè)計軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計本次設(shè)計中選用整體式軸承座。按照設(shè)計方案的要求，軸承座孔中心高H=180mm，直徑等于滾動軸承外徑72mm，長32mm，軸承座腹板壁厚。軸承端蓋（透蓋）箱內(nèi)無傳動件，選用凸緣式軸承端蓋，工作環(huán)境室外有塵，毛氈油密封。凸緣厚，旋入端長，旋入端外徑為軸承外徑，內(nèi)徑配合軸承安裝尺寸取65mm，拔模斜度1:10。凸緣外徑，為螺栓直徑，取112mm。螺栓孔中心距。由毛氈圈30萬／ZQ4606-86確定=44mm,=3lmm,b=6mm,=15mm;軸段2與軸段6長度軸端擋圈查閱參考文獻(xiàn)[2]表11.24，選用螺栓緊固軸端擋圈（GB/T892-1986），B型