哈工大机械设计轴系大作业.docx

设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件1、已知条件电机功率Pd=4kW，电动机满载转速nm=960r/min，工作机转速nw=90，i1=1.8，工作三年，每天三班，工作环境为室外有尘。根据已知条件可得齿轮传动高速轴设计条件：转速功率转矩轴上小齿轮：齿数，模数，齿宽，分度圆直径，压力角，圆周力径向力轴上大带轮：轮毂宽压轴力2、选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，并为一般机械使用，所以选45钢，调制。查表9-3得：、。3、初算轴径查表9.4得C=118~106，故取C=112，则考虑到轴端各有一个键槽，轴径加大5%，则4、结构设计由轴的功能决定，该轴至少应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共6段尺寸。（1）初选轴承由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，考虑到经济因素选用深沟球轴承。轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、毛毡垫密封。由于轴承间无传动件，轴承跨距不可能很长，故采用两端固定。（2）轴的结构由以上轴承类型、润滑和密封方式以及固定方式得轴的结构草图为：（3）确定结构参数由最小直径得带轮、齿轮倒角为1.5mm，所以由得所以取、查轴承手册初选轴承6207，查得、、，所以取由经验公式得为加大跨距，取，并取由于箱体内无润滑油（无传动件），可取小值，；取箱体厚度为10mm，轴承盖凸缘厚为10mm；用M10螺栓连接上下箱体，查机械手册得扳手空间为26mm；用M8螺栓连接轴承盖和箱体，为使螺栓头不与齿轮和带轮相碰，且因箱内无传动件——即箱体几乎不拆卸，所以取K=8mm。综合以上可以得到有齿轮和带轮的宽度得、5、强度校核由于该机械单向平稳轻载低速转动，故只校核动强度，不进行静强度和刚度校核，轴承也只进行寿命校核。（1）受力分析如上图。（2）确定危险截面从图中可以看出，共有三个危险截面，如下：其中轴为车制，轴上圆角为1mm，齿轮带轮处使用平键连接。所以查表9.8、9.9得应力幅的等效系数为，截面一：d7~d6截面，，，，，截面二：d6~d5截面，，，，，截面三：d5~d4截面，，，，，（3）计算应力由公式，得：，，，因机械单向转动，故将弯矩看作对称循环应力，将扭矩看作脉动应力，由公式：，，，得：，，，，，，，，，（4）计算安全系数安全系数公式使用如下：计算得：，，，，，，查表9.13得，显然轴满足强度要求。6、轴承寿命校核初选轴承为6207，查机械手册得Cr=25.5KN。（1）计算径向载荷由之前的受力分析知：，由于轴承为向心轴承，有：对于6207轴承，为正常载荷，与轴承配合轴段应选用k5精度，应使用金刚石车或磨削加工。为节约成本将轴承选为6407，验算后为轻负荷，此时与轴承配合轴段应选用j6精度，使用精车加工即可，轴承宽度的增加向内侧延伸，同时座孔处厚度作相应增加。基本不改变轴的受力，鉴于上一步中安全系数裕量很大这里将轴的强度校核省略。（2）计算额定寿命由于为一般机械，可信度取90%，有查表10.10有（按温度小于105度）查表10.11有（按冲击很小）对于球轴承寿命指数，所以有由于要求按3年3班工作，按每班工作8h，每年工作365天计算，寿命要求为所以寿命校核通过。7、键槽设计查机械手册得：带轮端使用8*7*40A型平键，齿轮端使用8*7*25A型平键。使用45钢。（1）计算挤压应力因两处使用平键仅键长不同，所以只校核键长较短处。查手册得显然键的强度足够。8、绘制轴系装配图参考文献：【1】宋宝玉，王黎钦.机械设计.高等教育出版社设计说明书——轴系部件设计0940002班高力扬 1090811003