哈尔滨工业大学。
机械设计作业设计计算说明书。
题目： 轴系部件设计
院系： 机电学院
班号。姓名。
日期： 题目：设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件。
带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳，单向回转，成批生产，原始数据见表1。
图 1 带式运输机传动方案。
表 1 带式运输机中v带传动的已知数据。
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9.4得，弯矩较大故取。
转速。功率。
则 考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则。
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、毛毡圈密封。确定轴的草图如图1所示：
图 2 轴的草图。
2. 轴的伸出端（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，分别为，，gb/t 1096-2003
3. 轴段
由参考文献[1]图9.8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6207，查得、、，所以取。
5. 箱体与其他尺寸。
由参考文献[4]经验公式得跨距。
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，且因箱内无传动件箱体几乎不拆卸，k取小值，k=5mm。综合以上可以得到轴承座宽度。
b为大带轮轮宽。
b1为小齿轮齿宽。
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。
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，
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9.3查得
由参考文献[1]查得碳素钢等效系数。
由参考文献[1]表9.11查得轴与滚动轴承配合应力系数
由参考文献[1]表9.12查得绝对尺寸系数
由参考文献[1]表9.9查得轴磨削时表面质量系数
安全系数。由参考文献[1]表9.13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9.7查得，，强度满足要求。
六、 校核键连接的强度。
由参考文献[1]式4.1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4.1，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。
2. 校核寿命。
由参考文献[1]表10.10，工作温度，；
由参考文献[1]表10.11，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72mm，长32mm，轴承座腹板壁厚。
2. 轴承端盖（透盖）
箱内无传动件，选用凸缘式轴承端盖，工作环境室外有尘，橡胶圈密封。
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65mm，拔模斜度1:10。
凸缘外径，为螺栓直径，取112mm。
螺栓孔中心距。
橡胶圈所在轴段的直径为30mm，查参考文献[3]，可得橡胶圈有关尺寸参数外径42mm，宽7mm。
图 4 轴承端盖。
3. 轴端挡圈。
查阅参考文献[2]表11.24，选用螺栓紧固轴端挡圈（gb/t 892-1986），b型，公称直径32mm。
2]. 宋宝玉。 机械设计课程设计指导书。 北京： 高等教育出版社。
3]. 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。
4]. 张锋，宋宝玉。机械设计大作业指导书。 北京： 高等教育出版社。
机械设计大作业轴系设计5
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