机械设计轴系设计方案.docx

题 目 轴系设计方案 ___ 姓 名_____ ________ _余楠__________ ___ _____学 号________3120000110_________________授课教师________ 顾大强________________ 专 业_____机械电子专业(混合班)___________目录1.设计题目及要求------------------------------------------------22.设计效果图及说明----------------------------------------------23.主轴设计与校核------------------------------------------------33.1.轴材料选择----------------------------------------------33.2. 按转矩估算轴的最小直径---------------------------------33.3.轴的结构设计--------------------------------------------33.4.轴的受力分析--------------------------------------------43.4.1.计算齿轮受力---------------------------------------43.4.2.绘制轴受力图---------------------------------------53.4.3.校核薄弱截面---------------------------------------63.5. 轴的安全系数校核计算-----------------------------------64. 轴承的选型与校核---------------------------------------------74.1.轴承选型----------------------------------------------------74.2.轴承寿命计算------------------------------------------------85.主轴零件图----------------------------------------------------86.轴系装配图----------------------------------------------------87.参考文献------------------------------------------------------81.设计题目及要求图示二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知中间轴Ⅱ的输入功率P＝40kW ，转速nⅠ＝100r/min ，齿轮2 的分度圆直径d２＝688mm ，螺旋角β２＝12°50′ ，齿轮3 的分度圆直径d３＝170mm ，螺旋角β３＝10°29′。本设计报告要求完成：1.中间轴Ⅱ的结构设计和强度校核。2.选择轴Ⅱ所用轴承类型和型号，并计算轴承的寿命3.绘出轴系Ⅱ的装配结构草图（轴、轴承、齿轮、套筒、轴肩、键）2.设计效果图及说明本设计效果图如下图所示，设计渲染图由SolidWorks2014与PhotoView360软件制作，在下图中，从左到右依次分别为32917X2圆锥滚子轴承，主轴，28x16普通平键，688mm圆柱斜齿，2mm套筒，170mm圆柱斜齿，4mm套筒以及32917X2圆锥滚子轴承。[图] 1设计效果图3. 主轴设计与校核3.1. 轴材料选择通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中型功率，主要承受扭矩，故选择45号钢，并进行调质处理。由于45号钢成本适中，是轴的常用材料，且经过调质处理后，可提高其综合性能，所以选为本轴的制作材料。3.2. 估算轴的最小直径对于转轴，按扭转强度初算直径公式为：在公式中，P为轴传递的功率，此例中P=40KW，n为轴的转速，C为常数，查机械设计教程中表12-2可知C的范围是118-107，由于此例中轴主要作用是传递扭矩，扭矩小于弯矩，C取110。求得：考虑到有键槽等应力集中源，将直径加大5%后得到：3.3轴的结构设计由于本设计中的轴需要安装齿轮、轴承等零件，并且各处受力不同，因此，设计成阶梯轴形式，如右图所示。在本图中，轴从上到下依次固定齿轮3，套筒，齿轮2最终两端由轴承固定，实现传动轴的目的。本例中轴键主要用于在扭转方向固定齿轮与轴，考虑到减速器需要良好的对中性，并且应该能够适应变载荷受力情况，普通型平键可以满足设计需求。参阅GB/T 1096-2003