harbin institute of technology
课程名称： 机械设计
设计题目： 轴系部件设计
院系： 机电学院
班级： 1108110班。
设计者： 崔晓蒙。
学号： 1110811005
设计时间： 2023年11月20日
哈尔滨工业大学。
1已知条件2
4.1阶梯轴各部分直径的确定3
传动方案如图1所示：
图3-1 带式运输机运动方案简图。
原始数据如下：
机器工作平稳，单向回转，成批生产。
电机功率，电动机满载转速=710r/min，工作机转速=80， =2，工作三年，每天三班，工作环境为室内清洁。
根据已知条件可得齿轮传动高速轴设计条件：
转速。功率。
齿轮传递效率，v带轮传递效率
轴传递功率。
转矩。轴上小齿轮：
齿数，模数，齿宽（根据大齿轮设计时齿宽为27mm，则小齿轮可取35mm），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。
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小型功率。因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。
查阅参考文献[1] 表9-3得：、
对于转轴，按扭转强度初算直径：
其中。p——轴传递的功率。
—轴的转速，r/min
c——由许用扭转剪应力确定的系数。查表10.2得c=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取c=106。
由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得，按标准gb2822-81的圆整后取。
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。
齿轮线速度为。
齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，故滚动轴承采用脂润滑。
由于该减速器的工作环境清洁，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用唇形圈密封，并在轴上安置挡油板。
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。
1) 轴段1和轴段7
轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由初算的最小直径得到。所以，。
2) 轴段2和轴段6
轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。由参考文献[1]图10.7计算得到轴肩高度。
毛毡圈油封的轴径，所以。
3) 轴段3和轴段5
轴段3和轴段5安装轴承，尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮，没有轴向力，但考虑到有较大的径向力，选用深沟球轴承。由参考文献[2]表12.
1 gb/t 276—1994，初选轴承6207，外形尺寸d=35mm，d=72mm，b=17mm，轴件安装尺寸。取。
4) 轴段4
轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故。
4.2阶梯轴各轴段长度及跨距的确定。
1)轴段4。轴段4在两轴承座之间，两端支点间无传动件，应该首先确定该段跨距。由经验公式，则轴段4长度。
2)轴段3和轴段5。轴段3和轴段5安装轴承，轴段长度与轴承内圈宽度相同，故。
3)轴段2和轴段6。轴段2和轴段6的长度和轴承盖的选用及大带轮和小齿轮的定位轴肩的位置有关系。取轴承盖凸缘厚度，，箱体外部传动零件的定位轴肩距轴承端盖的距离，用m10螺栓连接轴承盖和箱体。
由于大带轮较大，设计成腹板式结构，故轴段2长度。
可取58mm.
4）轴段1和轴段7。轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故轴段1长度，轴段7长度。
5）总长度可得。
轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起，见图5.2。
传递到轴系部件上的转矩。
齿轮圆周力。
齿轮径向力。
齿轮轴向力。
带轮压轴力。
带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按计算。
在水平面上。
在垂直平面上。
轴承1的总支承反力。
轴承2的总支承反力。
5.3画弯矩图。
在水平面上，剖面处，剖面处，在垂直面上，剖面处。
合成弯矩，剖面。
剖面。5.4画转矩图。
做用在轴上的转矩为大带轮的输入转矩。
单位： 图5.2 轴的受力简图、弯矩图、转矩图。
i-i截面既有弯矩又有转矩，且弯矩最大，为危险截面。
按弯扭合成强度计算。
式中：—截面处弯矩，
—截面处转矩，；
—抗弯剖面模量，由参考文献[1]附表9.6，—抗扭剖面模量，由参考文献[1]附表9.6，—根据转矩性质而定的折合系数，对于不变的转矩，；
—对称循环的许用弯曲应力，由参考文献[1]表10.4，。
因此，校核通过。
由参考文献[1]式4.1 挤压应力。
式中：—工作面的挤压应力，；
—传递的转矩，；
—轴的直径，；
—键的工作长度，，b型，，为键的公称长度；
—键与毂槽的接触高度， ；
—许用挤压应力，，由参考文献[1]表6.1，静连接，材料为钢，静载，,取135mpa。
1） 对于轴段1上的键。
校核通过；2） 对于轴段7上的键。
校核通过。
初选轴承为6207，查文献2表12.1得，。轴承不受轴向力，只有径向力，且，所以只校核轴承2即左轴承即可。
由参考文献[1]式11.2
式中：—当量动载荷，；
—轴承的径向载荷和轴向载荷；
—动载荷径向系数和动载荷轴向系数，由。
由参考文献[1]
式中：—轴承的基本额定寿命，h；
—轴承的预期寿命，3年3班，每年按250天计，；
—轴承的基本额定动载荷，由参考文献[2]表12.1，查轴承6207，；
—寿命指数，对于滚子轴承，；
—温度系数，由参考文献[1]表10.10，工作温度，；
—载荷系数，由参考文献[1]表10.11，冲击，，取；
校核通过。1）轴上键连接的设计。
轴和大带轮和小齿轮的轴向连接均采用b型普通平键连接，为加工方便，两处键连接尺寸相同，根据轴的长度不同选择不同长度的键。根据参考文献[2] 表11.28，选用b型普通平键，为
键gb/t 1096-2003 和 gb/t 1096-2003
2）密封用毛毡圈。
毛毡圈所在轴段的直径为30mm。
取。取132mm。
根据轴、轴承座的设计，应取。
1] 宋宝玉，王黎钦。机械设计。 北京：高等教育出版社，2010.
2] 宋宝玉。 机械设计课程设计指导书。 北京：高等教育出版社，2006.
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