機械設(shè)計大作業(yè)說明書設(shè)計題目：軸系組件設(shè)計機械學(xué)院（系）機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：2015 年 12 月 18日1 任務(wù)書 11.1 原始數(shù)據(jù) 11.2 工作量 12 傳動軸的設(shè)計 12.1 選擇軸的材料 12.2 輸出軸上的數(shù)據(jù) 12.3 初步確定軸的最小直徑dmin 13 聯(lián)軸器設(shè)計 23.1 類型選擇 23.2 載荷計算 23.3 選取聯(lián)軸器 24 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 24.1 確定 II 軸的各段直徑和長度 24.2 軸上零件的周向定位 34.3 確定軸上圓角和倒角尺寸 34.4 危險截面的強度校核 35 鍵的設(shè)計和計算 55.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 55.2 校核鍵聯(lián)接的強度 56 軸承的選擇及壽命驗算 57 設(shè)計小節(jié) 6參考文獻 61任務(wù)書1.1 原始數(shù)據(jù)輸出轉(zhuǎn)速n2=153(r/min);輸出軸功率P=3.0kW 齒輪齒數(shù)z=113;齒輪模數(shù)mn=3mm齒輪齒寬b=80mm齒輪的螺旋角14.25 (右旋)。滾動軸承壽命為10000h,工作溫度小于120C,有輕微沖擊。1.2 工作量(1)輸出軸的軸系組件裝配圖一張。(2)設(shè)計計算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸出軸的設(shè)計計算，軸承類型選擇 和壽命計算，以及其他必要的計算。2傳動軸的設(shè)計2.1 選擇軸的材料選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由表13 11查得b 650MPa,1 270MPa2.2 輸出軸上的數(shù)據(jù)已知 P=3.0KW , n 2=153r/min于是 T=187.25 N m2.3 初步確定軸的最小直徑dmin先按式13 2 2初步估算軸的最小直徑。(根據(jù)表11 22選C=11029.66 mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸與聯(lián)軸器的 孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號3聯(lián)軸器設(shè)計3.1 類型選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題， 為了隔離振動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。3.2 載荷計算計算轉(zhuǎn)矩Ta KaT2,查表16 21 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取Ka 1.5,則:Ta KAT 1.5 187.25 280.88N m3.3 選取聯(lián)軸器按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表17 31 ,選取LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 500Nm半聯(lián)軸器的孔徑d 40mm ，半聯(lián)軸器長 度L=112mm半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L1 84 mm4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 確定II軸的各段直徑和長度1234561段：與聯(lián)軸器配合，已知聯(lián)軸器為LT7,故d1=40mm為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取 L1=82mm2段:選用氈圈油封，由表7 121,選用氈圈45,故d2=45mm為了拆卸 方便，軸從軸承蓋端面伸出15-20mm,由1表1 31確定軸承蓋的總寬度取45mm 故取L2=60mm根據(jù)軸肩高度h=(0.07 0.1)d,又3段與軸承配合，可以初選圓 錐滾子軸承，其代號為3210,尺寸dXDXT=50mm 90m佛21.75mm,故彳# d3=50mm 3段與軸承，套筒配合，考慮制造安裝誤差，取L3=43mm.4段：根據(jù)軸肩高度h=(0.07 0.1)d取d4=60mm, 4段與大齒輪配合，故 大齒輪內(nèi)徑為60mm又大齒輪輪轂寬度為80mm故取L4=77mm5段：根據(jù)軸肩高度 h=(0.07 0.1)d ,取 d5=72mm,L=1.4h=9mm6段：和3段都要與軸承配合，軸承型號為3210,可以得到 L7=36mm,d=d3=50mm至此，已初步確定了軸的各端直徑和長度。4.2 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。因為d產(chǎn)40mm由表4 11查得平鍵為bXh=12mrH8mm鍵槽用鍵槽銃刀加工，取長度為50mm同樣，齒輪 與軸的聯(lián)接，根據(jù) d4=60mm選用平鍵為bxh=18mrH 11mm取長度為50mm 4.3確定軸上圓角和倒角尺寸根據(jù)表1 27 1取軸端倒角為2X45°。4.4 危險截面的強度校核因已知大齒輪的分度圓直徑為 d=mz=339mm軸的轉(zhuǎn)矩T =187.25 N m圓周力 Ft=2000T /d=2000X187.25/339=1104.72N徑向力 f=e tan=1104.72 xtan20O=402.1N由于為斜齒輪，軸向力 Fa = Ft tan =280.6N其受力方向如下圖所示L=134mm RHa=RHb=R/2=1104.72/2=552.36N ;MHc= RhaL/2=552.36 X 134/(2 X 1000)=37.01 N mRa=Rb=F/2=402.1/2=201.05 N mMVc= RvaL/2=201.05 X 134/(2 乂 1000)=13.47 N m；扭矩 T=187.25 N m其受力方向(暫時不考慮其軸向力)如下圖所示M c = Mhc2 M vc2 = 37.012 13.472 =39.4 N mMe = Mc2 (aT)2 = . 39.42 (0.6 187.25)2 =119.1 N m由表 13 3 2 查得,6-1 b =60MPad> 103,-Me/(0.1 -1b) =10X 3/119.1/(0.1 60) =27.08mm考慮鍵槽，d=27.08 x 1.1=29.78mm< 50mm, 強度足夠。5鍵的設(shè)計和計算5.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，已經(jīng)選擇了所用到的鍵，現(xiàn)列表如下:在舁 廳PbhL工作長度l1 （聯(lián)軸器）12850382 （齒輪）181150325.2 校核鍵聯(lián)接的強度根據(jù)表9 11 2,由軸和齒輪材料，選取許用擠壓應(yīng)力p=125MPa鍵 1 （聯(lián)軸器）：4000L = 4000 187-25 =61.6MPap dhl 40 8 38鍵 2 （齒輪）：p =義處=4000 回25 =35.5 MPa dhl 60 11 32故滿足擠壓強度條件，所以所有鍵均符合設(shè)計要求，可用。6軸承的選擇及壽命驗算考慮軸受力是徑向力，還有少量軸向力，所以選用圓錐滾子軸承，其代）t 、， . .ri' t i1、，. _ _ _ 1.方為 3210,基本尺寸為 dXDX T=50mrH 90mme 21.75mm15 38"32 .又已知徑向力Fr=402.1N,軸向力Fa=280.6N。由 2 表 15 71 得到 er =72.2KN; e=1.5tan=0.416 ；FaFr0.698 >e,Pr 0.4Fr 0.4ctg Fa 9848.1n由表13 42得溫度系數(shù)f =1.0,滾子軸承 =o t310106f tCr1061 72.2 103 74.Lht8.3 10 h60 n2Pr60 1539848.1要求滾動軸承預(yù)期壽命Lh=10000hvL,故所選軸承可滿足壽命要求。7 設(shè)計小節(jié)通過課程設(shè)計讓我更為系統(tǒng)地認(rèn)識了解了機械設(shè)計的全過程，增強了我對機械行業(yè)的深入了解。 通過借鑒前人的經(jīng)驗， 和查閱設(shè)計手冊， 從全局考慮設(shè)計很重要。 課程設(shè)計的優(yōu)點： 可以讓我提前了解設(shè)計的全過程， 及時了解我們的不足，可以及時改進。參考文獻1 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) . 機械設(shè)計課程設(shè)計. 北京：高等教育出版社 , 1995.761642 陳國定 , 吳立言 . 機械設(shè)計 . 北京：高等教育出版社, 1995.303321