机械设计大作业说明书。
大作业名称：轴系部件设计。
设计题目：设计带式运输机。
班级： 设计者：
学号：指导教师：郑德志。
设计时间：2023年12月5日。
哈尔滨工业大学。
目录。设计任务书1
设计过程2一．选择轴的材料2二．初算轴径2三．结构设计2
1. 轴承部件的结构型式2
2. 轴段
3. 轴段
4. 轴段
5. 箱体与其他尺寸3
四．轴的受力分析4
1. 画轴的受力简图4
2. 计算支反力4
3. 画弯矩图4
五．校核轴的强度5
六．校核键连接的强度7七．校核轴承的寿命7
1. 计算当量动载荷7
2. 校核寿命7
八．校核轴承的寿命8
1. 轴承座结构设计8
2. 轴承端盖8
3. 轴端挡圈8
参考文献8哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书。
设计过程。一、 选择轴的材料。
因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。
二、 初算轴径。
对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献[1]表10.2得，齿轮装在悬伸段。
转速。功率。
则 考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则d19.52×（1+5%）=18.97mm
由gb/t2822-2005圆整，得d=25mm
大带轮直径=200mm，选用腹板轮，l=（1.5~2）d=37.5~50mm，取l=45mm，b=（z-1）e+2f=65mm
小齿轮直径，选用实心式齿轮，由，取。
三、 结构设计。
1. 轴承部件的结构型式。
箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。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7段尺寸。由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，选用深沟球轴承，传递功率小，转速不高，发热小，轴承采用两端固定式。
轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、唇形圈密封。确定轴的草图如图1所示：
图 2 轴的草图。
2. 轴段
由最小直径得。
由带轮和齿轮设计结构确定。
周向连接用a型普通平键，由参考文献[2]表11.28分别为，
3. 轴段
由参考文献[1]表10.3得
得。所以取。
4. 轴段
由参考文献[1]图9.8得。得。取。
由参考文献[2]表12.1初选轴承6307，查得、、，所以取。
取圆角r=2mm
5. 箱体与其他尺寸。
由参考文献[3]经验公式得跨距。
取l=100mm
取，并取。由于箱体内无润滑油（无传动件），可取小值，；选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为e=10mm；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，k取15mm。综合以上可以得到轴承座宽度。
b为大带轮轮宽。
四、 轴的受力分析。
1. 画轴的受力简图。
轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起，如图3
2. 计算支反力。
转矩。小齿轮圆周力，为小齿轮分度圆直径。
小齿轮径向力。
小齿轮轴向力。
由大作业3，大带轮压轴力。
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。
3. 画弯矩图。
垂直面上，轴承2处弯矩最大，
水平面上，轴承1处，
水平面上，轴承2处，
合成弯矩，轴承1处，
轴承2处。图 3 轴的受力分析图。
五、 校核轴的强度。
由弯矩转矩图可知，轴承2处为危险截面。
轴的安全系数校核计算。
由参考文献[1]表9.6，抗弯剖面模量；
抗扭剖面模量；
弯曲应力：扭剪应力：
对于调质45钢，由参考文献[1]表10.1查得
由参考文献[1]表10.1查得碳素钢等效系数。
由参考文献[1]附表10.3查得轴与滚动轴承配合应力系数
由参考文献[1]附图10.1查得绝对尺寸系数
由参考文献[1]表9.9得轴磨削时表面质量系数
安全系数。由参考文献[1]表10.5查得许用安全系数，，安全。
对于单向转动的转轴，通常按脉动循环处理，故取折合系数，则当量应力。
由参考文献[1]表10.4查得，，强度满足要求。
六、 校核键连接的强度。
由参考文献[1]式6.1知。
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，，a型，，为键的公称长度和键宽；
—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，。
对于大带轮轴段上的键。
校核通过；对于轴段7上的键。
校核通过。
七、 校核轴承的寿命。
轴承不受轴向力，只有径向力，且，所以只校核轴承2。
1. 计算当量动载荷。
由表11.12
2. 校核寿命。
由参考文献[1]表11.9，工作温度，；
由参考文献[1]表11.10，无冲击，，取；
由参考文献[2]表12.1，查轴承6307，；
—寿命指数，对于球轴承，；
—轴承的预期寿命，五年两班，每年按250天计；
校核通过。八、 轴上其他零件设计。
1. 轴承座结构设计。
本次设计中选用整体式轴承座。按照设计方案的要求，轴承座孔中心高h=180mm，直径等于滚动轴承外径80mm，轴承座腹板壁厚。
2. 轴承端盖。
箱内无传动件，选用凸缘式轴承端盖，工作环境室外有尘，唇形圈密封。
凸缘厚，旋入端长，旋入端外径为轴承外径，内径配合轴承安装尺寸取71mm，拔模斜度1:10。
凸缘外径，为螺栓直径，取120mm。
螺栓孔中心距，螺栓为，长度为30mm，垫圈厚度2.1mm，外径为8.1~8.6mm，取8.5mm，垫片厚度为0.05mm。
查参考文献[2]表14.5采用b型唇形密封圈，有关尺寸参数外径d=50mm，宽b=8mm。
轴承盖底座螺栓为m12，查参考文献[2]表4.2，得，
则轴承座长度为165mm,宽度为222mm。
3. 轴端挡圈。
查阅参考文献[2]表11.22，选用螺栓紧固轴端挡圈（gb/t 892-1986），b型，公称直径d=45mm，h=5mm，螺栓为，h=6mm， mm。
2]. 王连明，宋宝玉。 机械设计课程设计。 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社。
3]. 张锋，宋宝玉。机械设计大作业指-导书。 北京： 高等教育出版社。
机械设计轴系大作业
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