机械设计大作业轴承部件的设计doc

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

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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：

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 (4)

1. 初定各轴段直径 (4)

2. 确定各轴段长度（由中间至两边） (5)

3. 传动零件的周向定位 (5)

4. 其他尺寸 (5)

四、轴的受力分析 (6)

1. 求轴传动的转矩 (6)

2. 求轴上传动件作用力 (6)

3. 确定轴的跨距 (6)

4. 按当量弯矩校核轴的强度 (6)

5. 校核轴承寿命 (8)

6. 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100d mm <，由参考文献[1]表11.4查得

600b Mpa σ=。查表取C = 110

d ≥C √P

n 3

=110×√2.780

3=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35.55 1.0336.62d mm =⨯=，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d 2=mZ =3×81=243m ，圆周速度

222 1.02/2/60260

d d n n v m s m s ππ=⨯==<

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

2. 确定各轴段长度（由中间至两边）

3. 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16×50GB1096-1990；联轴器处为：键12×40GB1096-1990。

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2×45°。

轴承支座宽度12(5~10)L C C mm δ=+++

查表得120C =，218C =，箱体壁厚取8mm δ=，则20188854L mm

=+++=

四、 轴的受力分析

1. 求轴传动的转矩

T =9.55×106

P n =9.55×106×2.780

=322×103 N ∙mm 2. 求轴上传动件作用力

齿轮上的圆周力

F t2=2T d 2=2×322×103243

=2650N

齿轮上的径向力

F r2=F t2tanαn =2650×tan20°=964.5N

3. 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： 8020

12157222

mm ++++= 联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为 2070489322

mm ++= 4. 按当量弯矩校核轴的强度

(a) (b) (b)

BH F AH F 2r F H

M 34722

(c) 95400

V M

(d)

10522

M

(e)

322000

T (f)

作水平面受力图及弯矩图（b ），

M H =F r2

2

×72=34722N ∙mm

作垂直面受力图及弯矩图（d ）,

2265072728540022

t V F M N mm =⨯=⨯=⋅

作合成弯矩图（e ）

223472285400101522M N mm =+=⋅

作扭矩图（f ）

T =322×103N ∙mm

按当量弯矩校核轴的强度

BV F AV F

2t F

218200e M N mm ==⋅

133

218200

14.66[]550.10.153

eB eB M MPa MPa d σσ-=

==<=⨯ 5. 校核轴承寿命

61010()60t h

f C L n P

ε

= 查机械设计手册可知，6010型号轴承 2.2r C kN C ==，工作条件低于12℃，查参考文献[1]表12.6取t f =1，80/min n r =，964.5r P F N ==，对于球轴承3ε=，代入数据可算得610 2.4721024000h L h h =⨯>。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[σp ]=125~150MPa ；A 型普通平键长度

L = L －b=40－12=28mm ，k = h /2 = 8/2 = 4mm 。

σp =2T =2×322×103

=144MPa <[σp ]

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.

（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）