哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械設(shè)計基礎(chǔ)軸系部件設(shè)計.doc

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機械設(shè)計基礎(chǔ) 大作業(yè)計算說明書 題目：朱自發(fā) 學(xué)院：航天學(xué)院 班號：1418201班 姓名：朱自發(fā) 日期：2016.12.05 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機械設(shè)計基礎(chǔ) 大作業(yè)任務(wù)書 題目：軸系部件設(shè)計 設(shè)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(zhuǎn)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(shè)計題目 4 2.設(shè)計原始數(shù)據(jù) 4 3.設(shè)計計算說明書 5 3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 3.1.1 軸材料的選取 5 3.1.2初步計算軸徑 5 3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 3.2 校核計算 8 3.2.1軸的受力分析 8 3.2.2校核軸的強度 10 3.2.3校核鍵的強度 11 3.2.4校核軸承的壽命 11 4. 參考文獻 12 1.設(shè)計題目 斜齒圓柱齒輪減速器軸系部件設(shè)計 2.設(shè)計原始數(shù)據(jù) 方案序號 5 輸出軸功率（KW） 6.3 輸出軸轉(zhuǎn)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 3.設(shè)計計算說明書 3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1.1 軸材料的選取 大、小齒輪均選用45號鋼，調(diào)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(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)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(zhuǎn)剪應(yīng)力,； P——軸傳遞的功率，； n——軸的轉(zhuǎn)速，； ——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，； C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)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(yīng)將軸徑增大5%，即 取圓整，。 3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）軸承部件的支承結(jié)構(gòu)形式 減速器的機體采用剖分式結(jié)構(gòu)。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(shè)計任務(wù)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(shè)本例中給定的聯(lián)軸器的輪轂寬,故取。 （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ① 橡膠密封圈與軸段2 軸肩高,相應(yīng)。選橡膠密封軸徑為，則。 ② 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(nèi)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。 ③ 與齒輪配合的軸段4 取 ④ 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。 ⑤ 軸段6 右端軸肩高,取，可取軸段6的長度 ⑤ 軸承座設(shè)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(nèi)壁的端面與機體內(nèi)壁間的距離，壁厚，軸承座應(yīng)有足夠的寬度 。調(diào)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(shè)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 GB1096-90 3.2 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(zhuǎn)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(cè)： a-a剖面右側(cè)： 在垂直面： 合成彎矩，a-a剖面左側(cè)： a-a剖面右側(cè)： （4）畫轉(zhuǎn)矩圖 （5）畫當(dāng)量彎矩圖 最大當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(nèi)部軸向力的方向如圖 內(nèi)部軸向力的大小為: S=0.4Fr S2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(dāng)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(dāng)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(yù)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(shè)計基礎(chǔ)（第4版）. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010 2.王連明，宋寶玉. 機械設(shè)計課程設(shè)計（修訂版）. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005 3. 王瑜. 機械設(shè)計基礎(chǔ)大作業(yè)指導(dǎo)書. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014 12