轴系部件设计
高速轴轴系部件设计
机械设计作业设计计算说明书题目：设计齿轮传动高速轴的轴系部件系别：班号：姓名：日期：2014.11.29机械设计作业任务书题目：设计带式运输机中的齿轮传动设计原始数据：带式运输机传动方案如图1所示。
原始数据见表1表1 带式运输机设计中的已知数据电动机工作功率Pd （kW）电动机满载转速(/min)mn r工作机的转速(/min)wn r第一级传动比1i轴承中心高H（mm）最短工作年工作环境3 960 90 1.8 1501班室外、有尘图1 带式运输机运动方案及各轴名称目录1 轴材料的选择 (3)2 初算轴径 (3)3 结构设计 (3)3.1 确定轴的轴向固定方式 (4)3.2 确定轴承类型及其润滑和密封方式 (4)3.3 确定各段轴的径向尺寸 (4)3.4 确定轴承端盖的尺寸 (5)3.5 确定各段轴的轴向尺寸 (5)3.6 确定各段轴的跨距 (6)3.7 确定箱体的尺寸 (6)3.8 确定键的尺寸 (7)4 轴的受力分析 (7)4.1 画出轴的受力简图 (7)4.2 计算轴承的支承反力 (7)4.3 画出轴的弯矩图 (7)4.4 画出轴的转矩图 (9)5 校核轴的强度 (9)5.1 按弯扭合成强度计算 (9)5.2 轴的安全系数校核计算 (9)6 校核键连接的强度 (11)7 轴承寿命计算 (11)8 绘制高速轴装配图 (12)9参考文献 (12)1 轴材料的选择因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故需选用常用材料45钢，并调质处理。
2 初算轴径由V 带传动的设计计算和齿轮传动的设计计算可得各轴的运动参数和动力参数见表2。
表2 各轴的运动及动力参数高速轴作为转轴，这里按照扭转强度初算轴径 3nP C d •≥ 式中：P ——高速轴（即I 轴）传递的功率，kW ，由表2可知，kW P 88.2=； n ——高速轴的转速，min /r ，由表2可知，min /533r n =； C ——由许用扭转剪应力确定的系数，查参考文献[1]表10.2得106~118=C ，取112=C 。
哈工大机械设计-轴系部件设计
一、概述 (2)1、任务来源 (3)2、技术要求 (3)二、结构参数设计 (3)1、受力分析及轴尺寸设计 (11)2、轴承选型设计、寿命计算 (11)3、轴承结构设计 (12)三、精度设计 (12)轴颈轴承配合 (12)四、总结 (13)Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：航天学院自动化班级：11104104设计者：学号：1110410420指导教师：设计时间：2013年12月10日哈尔滨工业大学机械设计作业任务书一、概述1、任务来源：老师布置的大作业课题：轴系的组合结构设计。
2、题目技术要求：一钢制圆轴,装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1KN，A轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如图所示。
设圆轴的许用应力[]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。
设计要求：1.按强度条件求轴所需要的最小直径；2.选择轴承的型号（按受力条件及寿命要求）；3.按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸）4.从装配图中拆出轴，并画出轴的零件图（3号图纸）5.设计说明书1份二、结构参数设计1选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
因此轴所承受的扭矩不大。
故选45号钢，并进行调质处理。
2按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：3min d mP Cn ≥ 其中2P ——轴传递的功率，η=⨯=⨯=3.70.96 3.55m P P kW m n ——轴的转速，r/min912285/min 3.2m n r == C ——由许用扭转剪应力确定的系数。
查表10.2得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。
≥=⨯=33min 3.55d 10624.57285mPCmm n 由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得 min d 1.0525.8k d mm ≥⨯=，按标准GB2822-81的10R 圆整后取130d mm =。
哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版
（4）轴段1和轴段7：
轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故根据大作业3、4可知轴段1长度 ，轴段7长度 。
（5）计算
， ，
， ，
4、轴的受力分析
4.1画轴的受力简图
轴的受力简图见图3。
4.2计算支承反力
传递到轴系部压轴力
带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按 计算。
图2
3.2选择滚动轴承类型
因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度小于2m/s，齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境有尘，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用唇形圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。
3.3键连接设计
齿轮及带轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，齿轮、带轮所在轴径相等，两处键的型号均为12 8GB/T 1096—1990。
4.4画转矩图……………………………………………………………6
五、校核轴的弯扭合成强度……………………………………………………8
六、轴的安全系数校核计算……………………………………………………9七、键的强度校核………………………………………………………………10
八、校核轴承寿命………………………………………………………………11
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
4.3画弯矩图
竖直面上，II-II截面处弯矩最大， ；
水平面上，I-I截面处弯矩最大， ；
合成弯矩，I-I截面：
II-II截面： ；
竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图5.4所示
4.4画转矩图
轴系部件结构设计
轴系部件结构设计本文介绍了轴系部件结构设计的重要性，以及本文的目的和结构安排。
轴系部件结构设计是机械工程领域中重要的设计任务之一。
轴系部件是指连接和传递动力的轴、轴承、联轴器等部件。
它们的结构设计直接影响到机械设备的性能、寿命和可靠性。
良好的轴系部件结构设计能够保证机械设备的正常运转。
首先，合理设计的轴可以实现传递动力和承载负荷的功能；其次，优化设计的轴承能够减少能量损失和机械设备的故障率；还有，恰当选择的联轴器可以实现动力传递的可靠性和高效性。
本文的目的在于深入探讨轴系部件结构设计的关键要素和原则，并提供相关的设计指导。
首先，我们将介绍轴系部件结构设计的基本原则和考虑因素；然后，我们将详细讨论轴的设计要点和注意事项；接着，我们将重点介绍轴承的选择和安装方法；最后，我们将讨论联轴器的选型和安装步骤。
通过阅读本文，读者将了解到轴系部件结构设计的重要性，并可以获得实用的设计指导，以提升机械设备的性能和可靠性。
参考文献请注意，本文引言部分未引用任何内容，其信息为创造性生成）本部分将介绍轴系部件的不同分类和各自的功能。
轴系部件包括轴承、齿轮、连接件等，它们在机械系统中起着重要的作用。
1.轴承轴承是轴系部件中的重要组成部分，它用于支撑轴的旋转运动并减少摩擦。
根据结构和用途的不同，轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承采用滚动体（如球、柱体、圆锥体）和轴承座的结构，适用于高速转动、小摩擦、高精度要求的场景。
滑动轴承则采用润滑剂在轴和轴承之间形成薄膜，减少摩擦力，适用于低速大负荷的场景。
2.齿轮齿轮是一种通过齿的啮合传递力和运动的机构，常用于机械传动系统中。
齿轮根据齿的形状和用途可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
直齿轮是最常见的齿轮形式，它的齿面与轴线平行，适用于传递旋转运动和转矩的工况。
斜齿轮的齿面与轴线倾斜，可以传递更大的力和转矩。
蜗杆齿轮用于角度传动，具有较高的传动比和安全性。
3.连接件连接件用于连接轴系部件和其他机械部件，保证它们协同工作。
组合轴系结构设计实验
组合轴系结构设计实验（设计性实验）一、实验目的：1.了解轴和轴承部件结构。
2.掌握不同转速、载荷、的传动零件轴系结构的设计方法。
3.加深理解轴上零件的安装固定润滑密封的各种方法。
二、实验设备：组合式轴系结构设计实验箱本实验箱内共有传动零件、连接零件、密封件、润滑零件、轴承等8类40 种100多件零件。
具体见下表：三、实验步骤：1.根据实验指导书上提供的原始条件（如齿轮类型、载荷、转速、结构要求等）、自行选择合适的传动零件。
2.根据轴系结构设计的思路进行模拟设计及装配。
①确定传动零件的轴上固定方法、支撑方式、润滑方式。
②根据设计思路选择合适的零件组装成轴系结构。
50③将组装好的轴系结构交指导老师检查。
3.在装配好的基础上绘制出轴系部件装配图。
(至少完成五种组合轴系结构图)四、实验内容、原始条件：* 该实验为考核性实验，要求学生在规定的时间内自行完成实验内容要求，方法步骤自定。
五、实验结果分析讨论1.轴作成阶梯形状的目的主要是和。
2.轴外伸端轴承内圈的轴向定位方法有、外圈轴向定位方法有，他与轴采用配合。
3.轴承型号7204属于类型，轴承周向定位方法是，它采用作润滑剂，其密封方式是，轴承轴向间隙用调整。
4.齿轮与其配合的轴采用配合，周向用固定。
5.齿轮的轴向定位方法是，而周向的定位方法是，他的轮毂宽度B与配合的轴的长度L要满足条件，齿轮内孔倒角C1与配合轴肩处的圆角R1要满足的条件。
6.轴系部件在箱体上采用定位，用和固定，其位置调整用。
51。
轴系设计实验报告
实验者：[姓名]同组者：[姓名]班级：[班级名称]日期：[日期]一、实验目的1. 熟悉并掌握轴系结构设计中轴的结构设计方法。
2. 熟悉并掌握滚动轴承组合设计的基本方法。
3. 了解轴、轴上零件的结构形状及功用。
4. 掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。
5. 了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。
二、实验设备1. 组合式轴系结构设计分析试验箱。
2. 测量工具：300mm钢直尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。
3. 绘图工具：绘图仪器、A3白纸若干。
三、实验原理轴系结构设计是机械设计中重要的一环，它关系到整个机械设备的性能和寿命。
轴系设计主要包括轴的结构设计、轴承组合设计、轴上零件的定位与固定、轴承的安装与调整、润滑与密封等方面。
四、实验步骤1. 明确实验内容，理解设计要求首先，根据实验指导书，明确实验内容，包括已知条件、设计要求等。
绘制传动零件支撑原理简图，了解传动系统的基本参数。
2. 复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法复习《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容，了解轴的结构设计原则、轴承组合设计方法、轴上零件的定位与固定方法等。
3. 构思轴系结构方案根据齿轮类型选择滚动轴承型号，确定支承轴向固定方式，根据齿轮圆周速度确定轴承润滑方式，确定密封方式，解决轴承间隙调整等问题。
4. 绘制轴系结构方案示意图根据构思的轴系结构方案，绘制轴系结构方案示意图，包括轴、轴承、轴上零件等。
5. 组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适的零件，组装成轴系部件。
6. 检查所设计组装的轴系结构检查所设计组装的轴系结构是否满足设计要求，包括轴的结构、轴承的安装、轴上零件的定位与固定等。
五、实验结果与分析1. 轴的结构设计根据实验要求，设计了满足传动系统要求的轴结构，包括轴的材料、直径、长度等。
2. 轴承组合设计根据齿轮类型和转速，选择了合适的轴承型号，确定了轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。
轴系部件的选择与设计
目录轴系部件的选择与设计 (1)1. 轴系设计的基本要求 (1)（1）旋转精度、刚度、抗振性、热变形 (1)（2）机床主轴传动齿轮空间布置比较 (1)2. 轴系(主轴)用轴承的类型与选择 (2)（1）标准滚动轴承； (2)（2）深沟球轴承； (2)（3）双列向心短圆柱滚子轴承； (2)（4）圆锥滚子轴承； (2)（5）推力轴承。
(2)3. 提高轴系性能的措施 (5)（1）提高轴系的旋转精度 (5)（2）提高轴系组件的抗振性 (5)轴系部件的选择与设计1.轴系设计的基本要求轴系由轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传动部件组成，有主轴轴系和中间传动轴轴系。
轴系的主要作用是传递转矩及精确的回转运动，它直接承受外力(力矩)。
对于中间传动轴系一般要求不高。
而对于完成主要作用的主轴轴系的旋转精度、刚度、热变形及抗振性等的要求较高。
（1）旋转精度、刚度、抗振性、热变形旋转精度是指在装配之后，在无负载、低速旋转的条件下轴前端的径向跳动和轴向窜动量。
轴系的刚度反映了轴系组件抵抗静、动载荷变形的能力。
轴系的振动表现为受迫振动和自激振动两种形式。
其振动原因有轴系组件质量不匀引起的动不平衡、轴的刚度及单向受力等；它们直接影响旋转精度和轴承寿命。
轴系的受热会使轴伸长或使轴系零件间隙发生变化，影响整个传动系统的传动精度、旋转精度及位置精度。
又由于温度的上升会使润滑油的粘度发生变化，使滑动或滚动轴承的承载能力降低。
（2）机床主轴传动齿轮空间布置比较机床主轴传动齿轮空间布置比较2.轴系(主轴)用轴承的类型与选择（1）标准滚动轴承；（2）深沟球轴承；（3）双列向心短圆柱滚子轴承；（4）圆锥滚子轴承；（5）推力轴承。
双列向心短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、双列推力球轴承图1）配套应用例上图为其配套应用实例，双列向心短圆柱滚子轴承的径向间隙调整，是先将螺母6松开、转动螺母1,拉主轴7向左推动轴承内圈，利用内圈胀大以消除间隙或预紧。
这种轴承只能承受径向载荷。
哈工大机械设计大作业5轴系部件设计
哈工大机械设计大作业5轴系部件设计哈工大机械设计大作业5轴系部件设计Harbin Institute of Technology 机械设计大作业说明书设计题目：轴系部件设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：目录一、设计任务书1 二、选择轴的材料2 三、初算轴径2 四、结构设计2 五、轴的受力分析4 六、校核轴的强度5 七、校核键连接的强度6 八、校核轴承的寿命7 九、轴上其他零件设计8 十、参考文献8 1、设计任务书任务书: 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 带式运输机原始数据方案电动机工作功率（KW）电动机满载转速工作机的转速第一级传动比轴承座中心高H（mm）最短工作年限L 工作环境5.1.3 3 960 110 2 180 5年2班室外，有尘2、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。
3、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4、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1、7）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2、6 由参考文献[1]图9.8得得所以取 4. 轴段3、5 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。
滚动轴承轴系结构设计
9—3 滚动轴承轴系结构设计滚动轴承轴系的结构设计，主要是解决轴承在机器中的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑与密封等问题。
一、支承部分的刚度和同轴度轴承在载荷的作用下应具有一定的旋转精度和寿命，这就要求轴承以及与轴承相配的轴、轴承座或箱体都应具有足够的刚度。
一般外壳及轴承座孔壁均应有足够的厚度，壁板上的轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并用加强筋来增强支承部位的刚度 ( 图 9 － 12) 。
如果外壳是用轻合金或非金属制成的，安装轴承处应采用钢或铸铁制的套杯 ( 图 9 － 13) 。
对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。
最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出。
如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。
当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。
图 9—12 用加强筋增强轴承座孔刚度图 9—13 利用套杯安装轴承二、滚动轴承的轴向固定滚动轴承的轴向固定，包括轴承外圈与机座的固定和轴承内圈与轴的固定。
对这两种固定的要求取决于轴系 ( 轴、轴上零件、轴承与机座的组合 ) 的使用和布置情况。
一方面，轴和轴承相对于机座应有确定的位置，以保证轴上零件能正常地传递力和运动；另一方面，由于工作中轴和机座的温度不相等 ( 通常轴的温度高于机座的温度 ) ，而温差可能产生较大的温度应力。
为保证轴系中不致产生过大的温度应力，应在适当的部位设置足够大的间隙，使轴可以自由伸缩。
常见的滚动轴承的轴向固定形式有如下几种。
1 . 两端固定支承如图 9 － 14 所示，轴两端的轴承各限制轴在一个方向的轴向移动，合起来就限制轴的双向移动。
为补偿轴的受热伸长，轴承盖与外圈端面之间应留有 0.25 ～0.4mm 的补偿间隙 c （图 9 — 14b ）。
间隙值可用改变轴承盖和箱体之间的垫片厚度进行调整。
哈工大轴系部件设计说明书
机械设计大作业轴系部件设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：机电工程学院班级：1508104姓名：关宇珩学号：1150810423指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学目录任务说明及设计要求一．轴的选材、热处理方式及力学性能 (2)二．初步估算轴径 (2)三．结构设计 (2)四．轴的受力分析 (5)五．轴的强度校核 (7)六．键连接强度校核 (8)七．轴承寿命校核 (8)八．轴上其它零件设计 (9)任务说明及设计要求表一已知数据方案电动机工作功率P/kW电动机满载转速()minr/nm工作机的转速()minr/nw第一级传动比1i轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境5.1.2 4 960 100 2 180 3年3班室外、有尘设计题目：设计带式运输机的齿轮传动高速轴的轴系部件。
设计要求：确定轴上传动零件的结构及尺寸；按要求确定轴的最小直径，圆整时要符合相配标准件的孔径；确定轴和轴承的结构和尺寸，布置各零件间的相对位置，定出跨距，确定整个轴系部件的定位与固定、配合、调整、润滑及密封等。
一．轴的选材、热处理方式及力学性能由于碳素钢价格较低，对应力集中的敏感性较小，本设计对质量和结构尺寸无特殊要求，且传递功率不大，故选用45钢。
二．初步估算轴径按扭矩确定轴径的公式为：31n PC d ≥其中： P ——轴传递的功率，可计算kW 425.4P P d ==齿轮带轴承ηηη；1n ——输入轴转速为min r 480i n n 1m 1==；C ——由许用扭剪切应力确定的系数，由于小齿轮在悬伸端，取110C =。
计算结果为mm 06.23d ≥，考虑键槽影响，所以轴径应该相应增大5%，即mm 22.24d ≥，根据标准20052822 T /GB —的R10系列选取mm 25d =。
三．结构设计1.确定机体和轴的结构形式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。
由轴的功能可知，该轴应具有带轮、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。
轴系零部件【优质PPT】
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• 研究对象：主要是机器内部传动的各种零部件： 轴、轴承、联轴器、离合器及各种联接件；
• 研究内容： 1.轴的类型、结构和强度计算
2.滚动轴承的类型选择、尺寸选择和组合设计
3.联轴器和离合器制动器的类型及选择.各种联接件 的种类、结构特点及应用；
• 重点：轴、轴承
• 根据轴上零件的轴向尺寸、各零件的相互位置关 系以及零件装配所需的装配和调整空间，确定轴 的各段长度。
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需要注意的问题：
• 1）轴上与标准零件相配合的直径应取为标准值， 非配合轴段允许为非标准值，但最好取为整数；
• 2）与滚动轴承相配合的直径，必须符合滚动轴 承的内径标准；
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轴的材料及选择
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三、轴的结构设计
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轴的结构设计
➢轴的结构组成； ➢轴结构决定因素； ➢结构设计的几个方面。
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结构要求： ①轴和轴上零件要有准确、牢固的
工作位置 ②轴上零件装拆、调整方便 ③轴应具有良好的制造工艺性等 ④尽量避免应力集中
➢ 为了便于切削加工，一根轴上的圆角应尽可能取 相同的半径；
➢ 退刀槽取相同的宽度； ➢ 倒角尺寸相同； ➢ 若需开键槽的轴段直径相差不大时，应尽可能采
用相同宽度的键槽，一根轴上各键槽应开在同一 母线上，以减少换刀次数。
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①
②
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③
④
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3.轴的结构工艺性
支点情况，无法确定轴的受力情况，只有待轴的 结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及 强度计算；
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机械设计大作业说明书题目：轴系部件设计学院：机电工程与自动化学院专业：机械类班级：姓名：学号：目录一．大作业任务书4二．设计内容41. 选择轴的材料42. 按扭转强度估算轴径43. 轴的结构设计53.1轴承机构及轴向固定方式53.2选择滚动轴承类型53.3键连接设计53.4各轴段直径设计53.5各轴段长度设计64．轴的受力分析64.1轴的受力简图74.2计算支撑反力74.3轴的弯矩图84.4轴的转矩图95．校核轴的强度96. 轴的安全系数校核计算107. 校核键连接的强度118. 校核轴承寿命118.1计算当量动载荷118.2轴承寿命校核129. 轴上其他零件设计129.1轴上键连接的设计129.2轴承座结构设计129.3轴承端盖设计12三、参考文献13一、大作业任务书带式运输机的传动方案如图1所示，机械工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。
图1方案电动机工作功率P/kW电动机满载转速n m/(r/min)工作机的转速n w/(r/min)第一级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境5.1.4 2.2 940 80 2.1 160 5年2班室内、清洁二、设计内容1.选择轴的材料通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中型功率。
因此轴所承受的扭矩不大，对质量及结构尺寸无特殊要求。
故选用常用材料45号钢，并进行调质处理。
2.按扭转强度估算轴径对于转轴，扭转强度初算轴径，查参考文献[2]表10.2得C=103～126，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则18.6mm式中：P——轴的传递功率，由已知得P=2.42KW；n——轴的转速，由已知得n=470r/min；C——由许用扭转剪应力确定的系数由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮或小齿轮有键槽存在，故将其扩大为1.05倍，得d1≥×1.05=18.6×1.05=19.53mm，按标准GB/T 2822-2005的R a20圆整后取d1=22mm。
3.轴的结构设计3.1轴承机构及轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式采用两端固定方式。
同时为了方便轴承部件的拆装，机体采用部分式结构。
又由于本设计中的轴需要安装联轴器、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同。
因此，设计成阶梯轴形式。
轴段的草图见图2：图23.2选择滚动轴承类型因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度小于2m/s，齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境无尘，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毛毡圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。
3.3键连接设计齿轮及带轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，齿轮、带轮所在轴径相等，两处键的型号均为10 8GB/T 1096—2003。
3.4各轴段直径设计（1）轴段1和轴段7轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由初算的最小直径得到。
所以，d1=d7=22mm。
（2）轴段2和轴段6轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。
由参考文献[2] 表10.3计算得到轴肩高度查国标JB/ZQ4606-1997，毛毡圈密封的轴径d=26mm，所以取d2=d6=26mm。
（3）轴段3和轴段5轴段3和轴段5安装轴承，尺寸由轴承确定。
标准直齿圆柱齿轮，没有轴向力，但考虑到有较大的径向力，选用深沟球轴承。
初选轴承6307，d=35mm，外形尺寸D=80mm，B=21mm，轴件安装尺寸d=46mm。
因为带式运a输机为开式结构，所以采用脂润滑。
d3=d5=35mm。
（4）轴段4轴段4在两轴承座之间，其功能为定位固定轴承的轴肩，故取d4=d a=42mm。
3.5各轴段长度设计（1）轴段4：轴段4在两轴承座之间，两端支点间无传动件，应该首先确定该段跨距L。
一般L=（2～3）d=（2～3）×35=（70～105）mm3取L=88mm则轴段4长度l4=L-B=88-21=67mm（2）轴段3和轴段5：轴段3和轴段5安装轴承，轴段长度与轴承内圈宽度相同，故l3=l5=B=21mm（3)轴段2和轴段6：轴段2和轴段6的长度和轴承盖的选用及大带轮和小齿轮的定位轴肩的位置有关系。
选用嵌入式轴承端盖，取轴承盖凸缘厚度，，箱体外部传动零件的定位轴肩距轴承端盖的距离，则轴段6长度同时取（4）轴段1和轴段7：轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故根据大作业3、4可知轴段1长度l1=50mm，轴段7长度l7=28mm。
（5）计算L1、L2、L3L1=75.5，L2=88mm，L3=64.5mm4．轴的受力分析4.1轴的受力简图轴的受力简图见图3。
4.2计算支撑反力传递到轴系部件上的转矩齿轮圆周力齿轮径向力齿轮轴向力带轮压轴力F Q=866.08N带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按计算F Q=1299.12。
在水平面上R1H===1873.88NR2H=- R1H+ F Q+=-1873.88+1299.12+736.5=161.74N在垂直平面上R1V===1483.2NR2V=F t+R1V=2023.6+1483.2=3506.8N轴承1的总支承反力R1===2389.8N轴承2的总支承反力R2===3510.5N4.3轴的弯矩图竖直面上，II-II截面处弯矩最大M IIV=R1V·L2=1483.2×88×10-3=130.5N·m水平面上，I-I截面处弯矩最大M IH=Q·L1=1299.12×75.5×10-3=98.1N·mII-II截面处的弯矩为M IIH=F r·L3=736.5×64.5×10-3=47.5N·m合成弯矩，I-I截面：M I==M IIH=98.1N·mII-II截面：M II===138.9N·m 竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图3所示。
4.4轴的转矩图作用在轴上的转矩为大带轮的输入转矩T1=9.55×106×=9.55×106×=51.63N·m 转矩图如图3所示。
图35．校核轴的强度Ⅱ-Ⅱ截面既有弯矩又有转矩，且弯矩最大，为危险截面。
按弯扭合成强度计算。
根据参考文献[2]式10.3，有式中：——2-2截面处弯矩，；——2-2截面处转矩，；W——抗弯剖面模量，由参考文献[1]附表10.1，；——抗扭剖面模量，由参考文献[1]附表9.6，；——根据转矩性质而定的折合系数，对于不变的转矩，；故——对称循环的许用弯曲应力，由参考文献[1]表10.4，。
校核通过。
6. 轴的安全系数校核计算弯曲应力：,扭剪应力：由参考文献[2]式10.5、10.6，式中：——只考虑弯矩时的安全系数；——只考虑转矩时的安全系数；、——材料对称循环的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限，由参考文献[2]表10.1，45号钢调质处理，，；——弯曲时和扭转时轴的有效应力集中系数，由参考文献[2]附表10.3～10.4，，；——零件的绝对尺寸系数，由参考文献[2]附图10.1，；——表面质量系数，，由参考文献[2]附图10.2和附表10.2得；——把弯曲时和扭转时轴的平均应力折算为应力幅的等效系数，由参考文献[2] 得；——弯曲应力的应力幅和平均应力，，； ——扭转剪应力的应力幅和平均应力，； ——许用疲劳强度安全系数，由参考文献[2]表10.5，故由参考文献[2]表10.5得许用安全系数，显然，校核通过。
7. 校核键连接的强度由参考文献[2]式6.1[]p p kld T σσ≤=12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，，型，，为键的公称长度；——键与毂槽的接触高度，，，根据标准取h =6mm ；——许用挤压应力，，由参考文献[2]表6.1，静连接，材料为钢，有轻微冲击，，取。
故对于轴段1上的键：，校核通过；对于轴段7上的键。
校核通过。
8. 校核轴承寿命8.1计算当量动载荷由参考文献[2]式11.2.式中：——当量动载荷，；、——轴承的径向载荷和轴向载荷，，；、——动载荷径向系数和动载荷轴向系数，由。
8.2轴承寿命校核由参考文献[2]式11.1b式中：——轴承的基本额定寿命，h；——轴承的预期寿命，5年2班，每年按250天计，；——轴承的基本额定动载荷，由轴承，；——温度系数，由参考文献[2]表11.9，工作温度，；——载荷系数，由参考文献[2]表11.10，；故校核通过。
9. 轴上其他零件设计9.1轴上键连接的设计轴段1的，考虑到，故参考键的长度系列，为其选取键长。
同理，轴段7的，而，为其选择键长为。
9.2轴承座结构设计本次设计中选用剖分式轴承座。
按照设计方案的要求，轴承座孔中心高H=180mm，轴承座腹板壁厚，筋厚，底座凸缘厚度b=15mm。
轴承座地脚螺栓直径d f=12mm,轴承盖连接螺栓直径d1=6mm。
查看参考文献[1]表4.2，地脚螺栓的扳手空间C1=22mm，C2=20mm，螺栓直径d2=16mm。
9.3轴承端盖设计轴承端盖的结构如图4轴承盖的厚度，为螺钉直径，取螺钉，则，于是得，取。
轴承盖直径取。
螺钉所在圆的直径。
其他尺寸：图4三、参考文献[1] 宋宝玉.张锋.机械设计大作业指导书.北京：高等教育出版社，2014.[2] 宋宝玉、王黎钦.机械设计.北京：高等教育出版社，2010[3] 宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2006.（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配合和支持）。