机械设计课程设计

发布 2022-10-01 14:16:28 阅读 4933

1、 选择轴的材料。

由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理。

2、 初步计算轴的最小直径。

当轴的支承距离为定时,无法有强度确定轴径,要用初步估算的方法,即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d,计算公式:,选用45号调质钢,查机设书表15-3,得

在第一部分中已经选用的电机y132m2-6,d=38。查指导书p128,选用联轴器lh3,故。

3、轴的结构设计。

(1)拟定轴上零件的装配方案,经分析比较,选用如下方案:

(2)各轴的直径和长度。

1)、联轴器采用轴肩定位,半联轴器与轴的配合的毂孔长度l=82mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故;

2)、初步确定滚动轴承。

因轴承受径向力和轴向力作用,高速转速较高,载荷大,故选用深沟球轴承6008,,故,;

3)、当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或承受轴向力时,则直径变化值要大些,一般可取6-8mm,还考虑到轴承定位直径,故, ;

4)、当轴径变化仅为了装配方便或区别加工表面时,不承受轴向力也不固定轴上零件的,则相邻直径变化较小,稍有偏差即可,其变化应为1-3,第二段轴上要加密封圈,所以按密封圈标准选择,即,,

(3)轴上零件的轴向定位。

半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接,,查表选用键为滚动轴承与轴的轴向定位采用过度配合保证,选用直径尺寸公差m6。

4)确定轴向圆角和倒角尺寸。

参照表,去轴端倒角,各轴肩出圆角半径为0.6mm。

5)求轴上的载荷。

1)、求轴上的力。

(6)按弯矩合成应力校核轴的强度。

进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度,根据式(15-5)及商标所给数据,并取a=0.6

其中。前面以选定轴的材料为45(调质),查15-1得,因此。

安全。7)轴承寿命的计算。

1)已知轴承的预计寿命 l=2×8×300×5=24000h

由所选轴承系列6008,可查表知额定动载荷c=17kn

2)当量动载荷p

查表得=1.1

3)演算轴承寿命。

所以该轴承寿命符合要求,确定深沟球轴承6008

8)键的校核。

1)选用键的系列 t=36.49n*mm

2)键、轴和轮毂的材料都是钢,轴和轮毂的材料是钢,由教材查得许用应力,取,键的工作长度l=l-b=60mm,键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=4

由下式 ,所以合适。

1、 选择轴的材料。

该轴同样选取45号钢、调质处理。查表得:许用弯曲应力,屈服极限。

2、 初步计算轴的最小直径。

根据表15-3,取,于是有。

根据轴承的尺寸选定。

3、轴的结构设计。

(1)拟定轴上零件的装配方案,经分析比较,选用如下方案:

(2)各轴的直径和长度。

1)根据,选用深沟球轴承6009,尺寸参数。

得mm,为了使齿轮3便于安装,故取,轴承第三段启轴向定位作用,故,第四段装齿轮2,直径;

2)第二段和第四段是装齿轮的,为了便于安装,l2和l4都要比齿轮三和齿轮二的尺宽略小,所以,根据结构需要。

3)轴上零件的轴向定位。

齿轮的轴向定位都采用普通平键连接,根据,,查表6-1得第二段键的尺寸为,第四段键尺寸为,滚动轴承与轴采用过度配合来保证,选用直径尺寸公差m6;

(4)轴上零件的轴向定位。

轴上轴承轴向定位采用凸缘式端盖与套筒定位,齿轮用套筒与轴肩定位;

5)确定轴向圆角和倒角尺寸。

参照表,去轴端倒角,各轴肩出圆角半径为0.6mm。

6)按弯矩合成应力校核轴的强度。

综上所述,校核危险截面,根据式(15-5)及商标所给数据,并取a=0.6

其中。前面以选定轴的材料为45(调质),查15-1得,因此安全。

7)轴承寿命的计算。

1)已知轴承的预计寿命 l=2×8×300×5=24000

由所选轴承系列6209,可查表知额定动载荷c=31.5

2)当量动载荷p

查表得=1.1

3)演算轴承寿命。

所以该轴承寿命符合要求,确定深沟球轴承6009

8)键的校核。

齿轮3上的键。

1)选用键的系列

2)键、轴和轮毂的材料都是钢,轴和轮毂的材料是钢,由教材查得许用应力,取,键的工作长度l=l-b=46mm,键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=4.5

有式 ,所以合适。

齿轮2上的键。

3)选用键的系列

4)键、轴和轮毂的材料都是钢,轴和轮毂的材料是钢,由教材查得许用应力,取,键的工作长度l=l-b=26mm,键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=4.5

有式 ,所以合适。

2) 进行精确校核。

截面iii、iv受扭矩作用、虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度,但由于轴的最小径是按扭转强度较为宽裕的确定的,所以截面iii、iv均无需校核。

从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面ii和iii处过盈配合引起的应力集中最为严重;从受载的情况来看,截面ii、iii之间虽然应力最大,截面iii和iv应力情况相近,v、vi截面不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核。截面ii、iii之间虽然应力大,但是应力集中不大,而这里轴径也较大,故不必校核。所以只需校核ii截面左右两侧即可。

截面ii左侧。

抗扭截面系数。

截面ii右侧的弯矩m=80093.9n

截面ii上的扭矩

截面ii上的弯曲应力为。

截面上的扭转切应力。

轴的材料为45#钢,调质处理。由表15-1查得。

截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数。

及按附表3-2查取。因。

经插值后可查得。

又由附图3-1可得轴的材料敏性系数为。

故有效应力集中系数按式(机械设计书附3-4)为。

由附图3-2得尺寸系数。

由附图3-3得扭转尺寸系数。

轴按磨削加工,由附图3-2得表面质量系数为。

轴未经表面强化处理,即,则按式(3-12)及。

3-12a)得综合系数值为。

又由3-1及3-2得碳钢的特性系数。取。取。

所以轴在截面ii右侧的安全系数为。

可知其安全。

截面ii右侧。

抗弯截面系数。

抗扭截面系数。

截面ii右侧的弯矩m=80093.9n

截面ii上的扭矩

截面ii上的弯曲应力为。

截面上的扭转切应力。

轴的材料为45#钢,调质处理。由表15-1查得。

截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数。

及按附表3-2查取。因。

过盈配合处的值,由附表3-8用插入法求出。

并取,于是得。

轴按磨削加工,由附图3-4的表面质量系数为。

故得综合系数为。

所以轴在截面ii右侧的安全系数为。

故该轴在截面ii左右侧的强度也是足够的。

因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称。

性,故可略去静强度校核。至此,该轴的设计计算。

结束。1、选择轴的材料。

该轴同样选取45号钢、调质处理。查表得:许用弯曲应力,屈服极限。

2、初步确定轴的最小直径。

当轴的支承距离为定时,无法有强度确定轴径,要用初步估算的方法,即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d,计算公式:,选用45号调质钢,查机设书表15-3,得

初选联轴器lh4,初定轴的最小直径。

3、轴的结构设计。

(1)拟定轴上零件的装配方案,经分析比较,选用如下方案:

(2)各轴的直径和长度。

1)联轴器采用轴肩定位,半联轴器与轴的配合的毂孔长度l=112mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故。

2)初步确定滚动轴承。

因轴承受径向力和轴向力作用,高速转速较小,载荷大,故选用深沟球轴承6010,,故,为了便于齿轮安装,为了使齿轮有较好的轴向定位,取,,;

轴承b=16mm,为了便于安装,,其他长度由轴2的计算方法求得,3)轴上零件的轴向定位。

齿轮的轴向定位采用普通平键连接,根据,选择轴上的键为,根据,选择与轴段7的键为,滚动轴承与轴采用过度配合来保证,直径公差m6;

4)轴上零件的轴向定位。

轴承采用凸缘式端盖和套筒、轴肩来定位,齿轮轴向定位则采用轴肩与套筒定位;

5)确定轴向圆角和倒角尺寸。

参照表,去轴端倒角,各轴肩出圆角半径为0.6mm。

(6)求轴上的载荷。

计算结果如下表。

(6)按弯矩合成应力校核轴的强度。

进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度,根据式(15-5)及商标所给数据,并取a=0.6

其中。前面以选定轴的材料为45(调质),查15-1得,因此。

安全。7)轴承寿命的计算。

1)已知轴承的预计寿命 l=2×8×300×5=24000

由所选轴承系列6012,可查表知额定动载荷c=31.5kn

2)当量动载荷p

查表得=1.1

3)演算轴承寿命。

所以该轴承寿命符合要求,确定深沟球轴承6010

8)键的校核。

齿轮4上的键。

1)选用键的系列

2)键、轴和轮毂的材料都是钢,轴和轮毂的材料是钢,由教材查得许用应力,取,键的工作长度l=l-b=44mm,键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=5

有式 ,所以合适。

与联轴器相连的键。

3)选用键的系列。

4)键的工作长度l=l-b=86mm,键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=4.5

所以合适。箱体尺寸:

机座壁厚。机盖壁厚。

机座凸缘厚度b=12mm

机盖凸缘厚度b1=12mm

机座底凸缘厚度b2=20mm

地脚螺钉直径df=m16

地脚螺钉数目n=6

轴承旁联接螺栓直径d1=m8

机盖与机座连接螺栓直径d2=m12

轴承端盖螺钉直径d3=m8

窥视孔螺钉直径 d4=m6

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