哈工大机械设计大作业方案.docx

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1、IIarbinInstituteofTechnology机械设计大作业就明书设计题目：轴系部件设计院系：材料科学与工程学院班级：琢计者：学号：指导教师：张峰这计时间：9目录目录O任务书11选择轴的材料12初算轴径13结构设计14轴的受力分析45校核轴的强度56校核键连接的强度67校核轴承的寿命6参考文献7任务书试设计齿轮减速器的输出部件。输出轴功率P=2.7kW,转速n=80rmin,大齿轮齿数z2=81,齿轮模数m=3mm,齿宽B=80mm,小齿轮齿数zl=17,中心距a=150mm,半联轴器轮毂宽L=70mm,载荷平稳，工作环境多尘，三班工作制，使用3年，大批量生产。设计要求1 .轴系部件

2、装配图一张(样图见图7.1和图7.2)2 .设计说明书一份，包括输出轴、输出轴上的轴承及键的校核计算1选择轴的材料因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，应选用常用材料45钢，调质处理。Jfl=650MPa,J,=360MPao2初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表11.4得C=Io6118；考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106,PJniin=CJ?=106J=34.26三n,考虑键槽的影响，in=34.261.03=35,29n。3结构设计(1)轴承部件的结构形式为了方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式机构。因传递的功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件

3、可采用两端固定方式。(2)联轴器及轴段1轴段1的设计与联轴器的设计同时进行。考虑本钱因素，选用凸缘联轴器。查表取K.=1.5,那么计算传递转矩T=K4T=1.5X9.55X106X|=483.5Z/n,查机械设计课程设计pl59,取GY5弹性柱销联轴器，公称转矩为500Nm,许用转速为8000rmin,轴孔直径范围30mm42mm,fgJmin=35.29ro,取dl=38mm轴孔长度为70mm,JI型轴孔，A型键，联轴器主动段的代号为GY538x60GB/T5843-2003o相应的，di=38mmJj-68mm。(3)密封圈与轴段2在确定轴段2时，应考虑联轴器的固定及密封圈的尺寸两方面。轴

4、肩高力=(0.070.1)d=2.663.8,相应d2=43.32mm45.6mm。轴段2的尺寸最终由密封圈确定。查机械设计课程设计pl65,可选毡圈45FZ/T92023-1991,直径为45mm,那么d2=45mm(4)轴承与轴段3及轴段7考虑齿轮有轴向力，轴承类型选角接触球轴承。轴段3上安装轴承其尺寸应既便于轴承的安装，又应符合轴承的内径系列。现暂取轴承型号为721OC,查表轴承内径d=50mm,轴承外径D=90mm,宽度B=20mm,定位轴肩直径da=57mm,故轴段3的直径d3=50mm通常同一根轴上的两个轴承取相同型号，故轴段7的直径d7=50mm。(5)齿轮与轴段4d应略大于d3

5、,可取ch=52mm,轴段4的长度L应比齿轮毂长略短，假设毂长与齿宽相同，齿宽b=80mm,故取L=78mm(6)轴段5与轴段6齿轮右端轴肩高=(0.070.1)d=3.645.2mm,那么d5=59.2862.4mm,取d5=62mm,轴环宽度为b=1.4h=1.4(d5-d4)2=1.4(62-52)2=7mm,可取轴段5的长度ls=7mmd6=da=5711l11l(7)机体与轴段2,3,6的长度轴段2,3,6的长度12,13,16除与轴上零件有关外，还与机体和轴承盖等零件有关。通常从齿轮端面开始来确定这些尺寸。为了防止转动齿轮与不动的机体相碰，应在齿轮端面与机体间留有足够的间距H=15

6、mm.该角接触球轴承的dn值为dn=5080=4000.l=60MPa,计算弯曲应力强度故轴的a-a剖面左侧的强度满足要求。6校核键连接的强度联轴器处键的挤压应力l,IMPa=-=收河=10dhl38x8x63取键、轴及联轴器的材料均为钢，己查得。/,=12021501,%,匕;,故强度足够。齿轮处键的挤压应力p!MPa=-=4x4X3.5x10：=512pdhl54x10x70取键、轴及齿轮的材料均为钢，己查得Tp=120Mpa150Mpa,显然，p故强度足够。7校核轴承的寿命由表查得721OC轴承得Cr=32800N,Cor=26800NU）计算轴承的轴向力内部轴向力的方向如图内部轴向力的

7、大小查表为s=04E=0.4FrSi及S2的方向如上图。显然，S2+FaSl,因此轴有左移的趋势，但由轴承部件的结构图分析可知轴承1将使轴保持平衡，故两轴承的轴向力分别为比拟两轴承的受力，因FrlFr2及FalFa2,故只需校核轴承1(2)计算当量动载荷查表16-12&=7984=0.029,那么e=0.4C026800因为且L=1571.68=066所以=o44,Y=1.40%2382.7当量动载荷P=X&+YFai=0.44X2382.7+1.41571.68=3248.74N(3)校核轴承寿命工=1，/；=LI轴承1的寿命Lioa3280060x80.1x3248.74= 1610858?减速器使用三年，三班制工作，那么预期寿命显然LiohL1X,故轴承寿命很充裕。参考文献1三瑜.机械设计根底.哈尔滨工业大学,2023：1-14.封底