機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)-軸系設(shè)計(jì)-說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)大作業(yè)計(jì)算說明書 題目 軸系部件設(shè)計(jì) 學(xué)院 材料學(xué)院 班號(hào) 1429201 學(xué)號(hào) 1142920102 姓名 胡佳偉 日期 2016年12月13日哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)大作業(yè)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目直齒圓柱齒輪減速器軸系部件設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)輸出軸功率P（kw）輸出軸轉(zhuǎn)速n（r/min）大齒輪齒數(shù)Z2齒輪模數(shù)m（mm）大齒輪寬度B（mm）半聯(lián)軸器輪轂寬L（mm）機(jī)器工作年限班次工作環(huán)境載荷特性412585380704年2班多塵平穩(wěn)1.3設(shè)計(jì)要求1. 軸系部件裝配圖一張。2. 計(jì)算說明書一份，包括輸出軸，輸出軸上的軸承及鍵的校核計(jì)算。2設(shè)計(jì)過程（1）估算軸的基本直徑。選用45號(hào)鋼

2、，正火處理，b=600MPa，估計(jì)直徑100mm。查表可得C = 118，由公式得dC3pn=11834125=37.46mm所求的d為受扭部分的最細(xì)處，即裝聯(lián)軸器處的軸徑處。但因?yàn)樵撎幱幸粋€(gè)鍵槽，故軸徑應(yīng)該增大3%，d=37.46 x 1.03=38.58mm取d=40mm。（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（齒輪圓周速度2m/s,采用脂潤(rùn)滑）初定各個(gè)軸段直徑位置軸徑/mm說明聯(lián)軸器處40按傳遞轉(zhuǎn)矩估算的基本直徑油封處42該段軸徑應(yīng)滿足油封標(biāo)準(zhǔn)軸承處45選用6209深溝球軸承，為便于軸承從右端裝拆，軸承內(nèi)徑應(yīng)稍大于油封處軸徑，并符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取軸徑為45mm，初定軸承型號(hào)為6209，兩端相同齒輪處

3、48考慮齒輪從右端裝入，故齒輪孔徑應(yīng)大于軸承處軸徑，并為標(biāo)準(zhǔn)直徑。軸環(huán)處56齒輪左端用軸環(huán)定位，按齒輪處軸徑d=48mm，查表知軸環(huán)高度a=（0.07-0.1）d=3.36-4.8mm，取a=4mm確定各軸段長(zhǎng)度位置軸段長(zhǎng)度/mm說明齒輪處78已知齒輪輪轂寬度為80mm，為保證齒輪能被壓緊，此軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪輪轂寬度，故取78mm右端軸承處39此軸段包括4部分，軸承內(nèi)圈寬度19mm；考慮到箱體的鑄造誤差，裝配時(shí)留有余地，軸承左端面與箱體內(nèi)壁的間距取10mm，箱體內(nèi)壁與齒輪右側(cè)端面間距取8mm，齒輪輪轂寬度與齒輪處軸段長(zhǎng)度之差為2mm。最后該軸段長(zhǎng)度為19+10+8+2=39mm油封處30此

4、段長(zhǎng)度由軸承蓋的總寬度加上軸承蓋外端面與聯(lián)軸器左端面的間距構(gòu)成，為20+10=30mm。聯(lián)軸器處68已知聯(lián)軸器輪轂寬度為70mm，為保證軸端擋圈能壓緊聯(lián)軸器，此軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于聯(lián)軸器輪轂寬度，故取68mm軸環(huán)處6軸環(huán)寬度b=1.4a=1.4x4=5.6mm，取b=6mm左端軸承處31此軸段包括4部分，軸承內(nèi)圈寬度19mm；考慮到箱體的鑄造誤差，裝配時(shí)留有余地，軸承右端面與箱體內(nèi)壁的間距取10mm，箱體內(nèi)壁與齒輪左側(cè)端面間距取8mm，軸環(huán)的寬度為6mm需要減去。最后該軸段長(zhǎng)度為19+10+8-6=31mm全軸長(zhǎng)25278+39+30+68+6+31=252mm（3）軸的受力分析求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=

5、9.55106Pn=9.551064125=305600Nmm求軸上傳動(dòng)件作用力齒輪上的圓周力Ft2=2Tmz=2305600385=2397N齒輪上的徑向力Fr2=Ft2tan=2397tan20=872.4N確定軸的跨距。查表可知所選用軸承的B值為19mm，故左軸承的支反力作用點(diǎn)至齒輪力作用點(diǎn)的間距為0.580+10+8+190.5=67.5mm故右軸承的支反力作用點(diǎn)至齒輪力作用點(diǎn)的間距為0.580+8+10+190.5=67.5mm（4）按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度做軸的空間受力簡(jiǎn)圖做水平面受力圖及彎矩MH圖FAH=FBH=0.5Fr2=0.5872.4=436.2NMH=FAH67.5=43

6、6.267.5=29443.5Nmm做垂直面受力簡(jiǎn)圖及彎矩MV圖FAV=FBV=0.5Ft2=0.52397=1198.5NMV=FAV67.5=1198.567.5=80898.75Nmm做合成彎矩M圖M=MH2+MV2=29443.52+80898.752=86090.22Nmm做轉(zhuǎn)矩T圖T=305600Nmm做當(dāng)量彎矩圖Me=M2+(T)2按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度由當(dāng)量彎矩圖可以看出齒輪處當(dāng)量彎矩最大，對(duì)此截面進(jìn)行校核，查表得45號(hào)鋼的-1=55MPa.e=Me0.1d3=202564.60.1483=18.32MPa-1故軸的強(qiáng)度足夠。（5）軸承的校核計(jì)算查表得所用得深溝球軸承的C=31.7kN當(dāng)量動(dòng)載荷為P=436.22+1198.52=1275.4N壽命計(jì)算公式L10=10660n(CP)=10660125(31.710001275.4)3=2.04106h要求的工作時(shí)間為436582=23360h故軸承滿足壽命要求（6）鍵的校核計(jì)算齒輪處所用鍵的類型為14x50x9 GB/T 1096-2003齒輪處鍵的擠壓強(qiáng)度條件為F=2Tdkl=2305600484.5(50-14)=78.6MPap=125MPa故鍵的強(qiáng)度滿足要求。聯(lián)軸器處所用的鍵的類型為12x50x8 GB/T 1096-2003聯(lián)軸器處鍵的擠壓強(qiáng)度條件為F=2Tdkl=2305600404(50