哈爾濱工業(yè)大學機械設計基礎軸系部件設計.doc
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哈爾濱工業(yè)大學機械設計基礎軸系部件設計.doc
機械設計基礎大作業(yè)計算說明書題目:朱自發(fā)學院:航天學院班號:1418201班姓名:朱自發(fā)日期:2016.12.05哈爾濱工業(yè)大學機械設計基礎大作業(yè)任務書題目:軸系部件設計設計原始數(shù)據(jù)及要求:方案序號5輸出軸功率(KW)6.3輸出軸轉速175大齒輪齒數(shù)83齒輪模數(shù)(mm)3大齒輪寬度80半聯(lián)軸器輪轂寬(mm)70機器工作環(huán)境清潔機器載荷特性平穩(wěn)機器工作年限班次3年3班中心距(mm)160小齒輪的齒數(shù)20目錄1.設計題目42.設計原始數(shù)據(jù)43.設計計算說明書53.1 軸的結構設計53.1.1 軸材料的選取53.1.2初步計算軸徑53.1.3結構設計63.2 校核計算83.2.1軸的受力分析83.2.2校核軸的強度103.2.3校核鍵的強度113.2.4校核軸承的壽命114. 參考文獻121.設計題目斜齒圓柱齒輪減速器軸系部件設計2.設計原始數(shù)據(jù)方案序號5輸出軸功率(KW)6.3輸出軸轉速175大齒輪齒數(shù)83齒輪模數(shù)(mm)3大齒輪寬度80半聯(lián)軸器輪轂寬(mm)70機器工作環(huán)境清潔機器載荷特性平穩(wěn)機器工作年限班次3年3班中心距(mm)160小齒輪的齒數(shù)203.設計計算說明書 3.1 軸的結構設計3.1.1 軸材料的選取大、小齒輪均選用45號鋼,調制處理,采用軟齒面,大小齒面硬度為,平均硬度;齒輪為8級精度。因軸傳遞功率不大,對重量及結構尺寸無特殊要求,故選用常用材料45鋼,調質處理。3.1.2初步計算軸徑按照扭矩初算軸徑:式中: d軸的直徑,mm; 軸剖面中最大扭轉剪應力,; P軸傳遞的功率,; n軸的轉速,; 許用扭轉剪應力,; C由許用扭轉剪應力確定的系數(shù);根據(jù)參考文獻查得,取 故本方案中,軸頸上有一個鍵槽,應將軸徑增大5%,即取圓整,。3.1.3結構設計(1)軸承部件的支承結構形式減速器的機體采用剖分式結構。軸承部件采用兩端固定方式。(2)軸承潤滑方式螺旋角:齒輪線速度:因, 故軸承用油潤滑。(3)聯(lián)軸器及軸段1選定聯(lián)軸器的類型和型號,從而確定聯(lián)軸器的輪轂寬度和孔的直徑,設計任務書中已給出了聯(lián)軸器的輪轂寬和聯(lián)軸器孔直徑系列:末位數(shù)為:0、2、5、8。設本例中給定的聯(lián)軸器的輪轂寬,故取。(4)軸的結構設計 橡膠密封圈與軸段2軸肩高,相應。選橡膠密封軸徑為,則。 軸承與軸段3及軸段6考慮齒輪有軸向力,軸承類型選角接觸球軸承。取軸承內徑,現(xiàn)暫取軸承型號為7209C,查表2軸承外徑,寬度 , 故軸段3的直徑,軸段7的直徑。 與齒輪配合的軸段4取 軸環(huán)-軸段5齒輪左端軸肩高,取,軸環(huán)長度為,可取軸段5的長度。 軸段6右端軸肩高,取,可取軸段6的長度 軸承座設計以及軸段2,3,7的長度齒輪端面與機體間留有足夠的間距( 箱體壁厚),取.軸承采用油潤滑,取軸承上靠近機體內壁的端面與機體內壁間的距離,壁厚,軸承座應有足夠的寬度。調整墊片的厚度取為。軸承端蓋凸緣厚度, 軸段的長度畫圖確定。量?。?端蓋外圈直徑 (5)鍵聯(lián)接設計聯(lián)軸器及齒輪與軸的周向聯(lián)接均采用A型普通平鍵聯(lián)接,分別為鍵10x50 GB1096-90及鍵14x50 GB1096-903.2 校核計算3.2.1軸的受力分析為簡化計算,取軸承寬度的中間為支點。取齒輪齒寬中間為力作用點,則可得跨矩.(1) 畫軸的受力簡圖并計算齒輪上的作用力齒輪分度圓直徑:軸上所受轉矩 齒輪所受圓周力 齒輪所受徑向力 齒輪所受軸向力 (2) 計算支承反力在水平面在垂直面軸承1 的總支反力 軸承2的總支反力 (3)畫彎矩圖在水平面上,a-a剖面左側: a-a剖面右側:在垂直面:合成彎矩,a-a剖面左側:a-a剖面右側:(4)畫轉矩圖(5)畫當量彎矩圖最大當量彎矩3.2.2校核軸的強度查資料得:,因此: 滿足要求 3.2.3校核鍵的強度聯(lián)軸器處鍵的擠壓應力 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料均為鋼,查得1 故 ,強度足夠齒輪處鍵的擠壓應力取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料均為鋼,查表得 故 ,強度足夠3.2.4校核軸承的壽命查表2得 7209C軸承C=29800N, C0r=23800N(1) 計算軸承的軸向力內部軸向力的方向如圖內部軸向力的大小為: S=0.4FrS2與Fa同向,則1端被壓緊,2端放松比較兩軸承的受力,因,故只需校核軸承1(2)計算當量動載荷,查表1得 e=0.42因為所以X=0.44,Y=1.33載荷平穩(wěn),當量動載荷 (3) 校核軸承壽命溫度系數(shù) ,軸承1的壽命 已知減速器使用三年,三班制工作,則最大預期壽命顯然 ,故軸承壽命很充裕4. 參考文獻1.宋寶玉. 機械設計基礎(第4版). 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,20102.王連明,宋寶玉. 機械設計課程設計(修訂版). 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,20053. 王瑜. 機械設計基礎大作業(yè)指導書. 哈爾濱工業(yè)大學,201412