哈工大机械设计大作业5.1.4轴系设计

本方案校核时无需考虑轴向力,校核易通过

Harbin Institute of Technology

机械设计大作业说明书

大作业名称：设计题目： 班 级：设 计 者： 学 号： 指导教师：设计时间：

哈尔滨工业大学

本方案校核时无需考虑轴向力,校核易通过

目录

一、设计任务 ................................................................................................................................... 1 二、轴的材料选择 ........................................................................................................................... 2 三、初算轴径dmin .......................................................................................................................... 2 四、结构设计 ................................................................................................................................... 2

1.轴承部件的结构型式 ............................................................................................................ 2 2. 轴的结构设计 ...................................................................................................................... 2 五、轴的受力分析 ........................................................................................................................... 7

1.轴系部件受力分析 ................................................................................................................ 7 2.计算支反力 ............................................................................................................................ 7 3.绘制弯矩图、扭矩图 ............................................................................................................ 8 六、校核轴的强度 ........................................................................................................................... 9 七、校核键的强度 ......................................................................................................................... 11 八、校核轴承寿命 ......................................................................................................................... 11 九、参考文献 ................................................................................................................................. 13

本方案校核时无需考虑轴向力,校核易通过

一、设计任务

设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件，带式运输机机构简图如图1.1所示。

图1.1 带式运输机机构简图

机器工作平稳，单向回转、成批生产。

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二、轴的材料选择

因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故需选用常用材料45钢，调质处理。

三、初算轴径dmin

对于转轴，按扭转强度初算轴径，由参考文献[1]查表9.4得 C=118~106,取C =118，则

dmin P 1Pd

式中： 1——V带的传动效率。

由参考文献【3】表9.1得，取 1 0.96，代入上式，得

P 1 Pd 0.96 2.2kW

2.11kW dmin 118 19.79mm 考虑有一个键槽的影响，取dmin 19.79 1.05mm 20.78mm。 圆整取dmin 22mm。

四、结构设计 1.轴承部件的结构型式

为方便轴承部件的拆装，传动轴机体采用剖分式结构，因传递功率比较小,输出部分齿轮为直齿轮，没有轴向力，大带轮对轴作用力指向轴心，无轴向力，且装置发热小，轴的变形可以忽略，因此轴承选用深沟球轴承，采用两边固定方式支撑，采用脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，但工作环境有尘,故滚动轴承采用接触式密封。可按轴上零件的安装顺序(附图1)，从dmin 处开始设计。

2. 轴的结构设计

本题中有7个轴段的阶梯轴，以外伸轴颈d1为基础，考虑轴上零件的受力

本方案校核时无需考虑轴向力,校核易通过

情况，轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各段的直径。轴的轴向尺寸要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件的距离要求等要素，通常从与传动件相配的轴段开始。 （1）轴段1

轴段1上安装有大带轮，轴径与带轮轮毂相配。初定轴径dmin为轴段1直径，经圆整后取为22mm。由V带传动设计作业得大带轮基准直径为210mm，故应采用腹板式结构，相关尺寸计算如下：

L (1.5~2)d1 33~44mm。

大带轮左端采用轴端挡圈固定，因此，应使轴段长度比带轮轮毂长度略小，所以取

l1 42mm。

（2）轴段2

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。 带轮右端固定为轴肩固定，轴肩高度h取

L 44mm;

h (0.07~0.1)d1 1.54~2.2mm，

所以得轴段2直径d2 25.08~26.4mm，但考虑到毡圈尺寸要求 选择d2 25mm。 毡圈和槽的尺寸为：

D 39mmd1 24mmB 7mmD0 38mmd0 26mmb 6mm

12mm

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图4.1

（3）轴段3、5

轴段3和轴段5用于轴承的安装，其直径应比d2稍大且满足方便轴承安装并符合轴承内径系列，故取d3 30mm。

由参考文献【3】表12.1得轴承型号为6306，其基本参数如下：

内径d 30mm;外径D 72mm;宽度B 19mm。

由于两轴承之间没有传动件，不需要挡油环，右侧靠轴肩固定，左侧由轴承端盖压紧，轴承的润滑方式根据速度因数来确定

dn 30mm 447.62rpm 13428.6mm rpm<1.5 105mm rpm 故应采用脂润滑，用唇形密封圈进行接触式密封。

通常，同一根轴上的两个轴承采用相同型号，故轴段5的轴径d5 30mm。轴 段3和轴段5的长度与轴承宽度相同，取l3 l5 19mm。（4）轴段4

对于两支点在同一轴承座内而支点间无传动件的情况，应首先确定两轴承间的跨距

L (2~3)d3 60~90mm 79mm

故轴段4的长度l4 L B 60mm。左侧轴承的右端及右侧轴承的左端均靠轴段4

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的轴肩进行固定，轴肩高h (0.07~0.1)d3 2.1~3mm 2.5mm,故d4 35mm。 （5）轴段6

轴段6可取与轴段2相同结构，d6 25mm。 （6）轴段7

由齿轮传动设计大作业知小齿轮宽b1 30mm，

小齿轮右侧用轴端挡圈固定，取轴段7长度l7 28mm。取轴径与轴段1相等，即d7 22mm。其中小齿轮为实心式结构。 （7）轴承端盖

图4.2

选取凸缘式轴承端盖，轴承端盖与机座用M8X20的螺钉固定。轴承端盖其余尺寸如下：

突缘厚度e 1.2d3 1.2 8mm 9.6mm 10mm突缘直径D2 D (5~5.5)d3 112~116mm 112mm;螺钉定位圆直径D0 0.5(D D2) 92mm;轴承盖与机体配合长度m 15mm;

轴承端盖与机体外部零件间隙K取15mm。得到轴段6长度

l6 K e m (15 10 15)mm 40mm。

由于大带轮较大，设 …… 此处隐藏：5137字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……