机械设计大作业轴承部件的设计.docx

机械设计基础设计实践设计计算说明书题目：轴承部件设计学院：班号：学号：姓名：日期： 机械设计基础设计实践任务书题目：轴承部件设计设计原始数据及要求：输出轴功率P（kW）2.7输出轴转速n（r/min）80齿轮模数m（mm）3大齿轮齿数Z81大齿轮宽B（mm）80联轴器轮毂宽L（mm）70机器的工作环境多尘机器的载荷特性平稳机器的工作年限班次3年3班（24000h）目录一、 估算轴的基本直径4二、 确定轴承的润滑方式和密封方式4三、 轴的结构设计41. 初定各轴段直径42. 确定各轴段长度（由中间至两边）53. 传动零件的周向定位54. 其他尺寸5四、 轴的受力分析61. 求轴传动的转矩62. 求轴上传动件作用力63. 确定轴的跨距64. 按当量弯矩校核轴的强度65. 校核轴承寿命86. 校核键的连接强度8参考文献8一、估算轴的基本直径选用45钢，正火处理，估计直径，由参考文献1表11.4查得。查表取C = 110dC3Pn=11032.780=35.55mm所求 d 为受扭部分的最细处，即联轴器处的直径。但因该处有一个键槽，故轴径应增大3%，即，查表可知，d 取38mm。二、 确定轴承的润滑方式和密封方式大齿轮d2=mZ=381=243m，圆周速度故采用脂润滑。多尘环境下，采用橡胶圈密封。三、 轴的结构设计1. 初定各轴段直径位置轴径/mm说明链轮处38按传递转矩估算的基本直径油封处45为满足链轮的轴向固定要求而设一轴肩，轴肩高度，取。该段轴径应满足油封标准轴承处50选用深沟球轴承。为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承标准内径，故取轴径为50mm，初定轴承型号为6010，外径大小为80，两端相同齿轮处53考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应大于轴承处轴径，并为标准直径轴环处60齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=53mm，轴环高度，取（应使直径尽量以0、2、5、8结尾）2. 确定各轴段长度（由中间至两边）位置轴段长度/mm说明齿轮处77 已知齿轮轮毂宽度为80mm，为保证套筒能压紧齿轮，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取77mm右端轴承处（含套筒）46 此轴段包括四部分：轴承内圈宽度为16mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，且要给甩油环留出空间，轴承左端面与箱体内壁的间距取12mm；箱体内壁与齿轮右端面的间距取15mm，齿轮对称布置，齿轮左右两侧上述两值取同值；齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为3mm。故该轴段长度为16+12+15+3=46mm油封处48 此轴段包括两部分：为便于轴承端盖的拆装及对轴承加润滑脂，取轴承盖外端面与联轴器左端面间距为20mm；由减速器及轴承盖的结构设计，取轴承右端面与轴承外端面的间距（即轴承盖的总宽度）为28mm。故该轴段长度为20+28=48mm链轮处68已知联轴器轮毂宽度为70mm，为保证联轴器接触可靠，此轴段长度应略小于联轴器轮毂宽度，故取68mm轴环处13轴环宽度b=1.4a=1.45=7mm，取b=13mm（使左右挡油板尺寸相同）左端轴承处30轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差加上6010型轴承内圈宽度16mm，即14+16=30mm全轴长28277+46+48+68+13+30=282mm3. 传动零件的周向定位齿轮及联轴器处均采用A型普通平键，其中齿轮处为：键1650GB1096-1990；联轴器处为：键1240GB1096-1990。4. 其他尺寸为加工方便，并参照6010型轴承的安装尺寸，轴上的过渡圆角半径全部采用r=1mm；轴端倒角为245。轴承支座宽度查表得，箱体壁厚取，则四、 轴的受力分析1. 求轴传动的转矩T=9.55106Pn=9.551062.780=322103 Nmm2. 求轴上传动件作用力齿轮上的圆周力Ft2=2Td2=2322103243=2650N齿轮上的径向力Fr2=Ft2tann=2650tan20=964.5N3. 确定轴的跨距左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为：联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为4. 按当量弯矩校核轴的强度做轴的空间受力简图(a)34722 (b) (b)(c) 95400(d) 10522(e) 322000T(f)作水平面受力图及弯矩图（b），MH=Fr2272=34722Nmm作垂直面受力图及弯矩图（d）,作合成弯矩图（e）作扭矩图（f）T=322103Nmm按当量弯矩校核轴的强度5. 校核轴承寿命查机械设计手册可知，6010型号轴承，工作条件低于12，查参考文献1表12.6取=1，对于球轴承，代入数据可算得。故选用6010号轴承能满足要求。6. 校核键的连接强度联轴器轮毂材料为钢，由表查得许用挤压应力p=125150MPa；A型普通平键长度L = Lb=4012=28mm，k = h/2 = 8/2 = 4mm。p=2Tdkl=232210340428=144MPap可知键连接的挤压强度足够。参考文献1 宋宝玉，王瑜，张峰主编. 机械设计基础（第4版）.哈尔滨：哈尔滨工业 大学出版社，2010.2修世超，李庆忠，林晨. 机械设计习题与解析. 北京：科学出版社，2008.3王黎钦，陈铁鸣. 机械设计(5版). 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.4宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京：高等教育出版社，2006.