哈工大机械设计大作业 轴承部件的设计

《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：航天学院

班号：0918401班

学号：1091840118

姓名：胡凯

日期：2011年11月20日

《机械设计基础》

设计实践任务书

题目：直齿圆柱齿轮减速器设计

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4年2班（18000h）

斜齿轮减速器额外增加的数据

中心距a（mm）150

小齿轮的齿数18

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目录

设计实践任务书 (2)

目录 (3)

设计过程 (4)

（1）估算轴的基本直径 (4)

（2）确定轴承的润滑方式 (4)

（3）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） (4)

3)传动零件的周向定位 (5)

4)其他尺寸 (5)

（4）轴的受力分析 (5)

1)求轴传动的转矩 (5)

2)求轴上传动件作用力 (5)

3)确定轴的跨距 (5)

（5）按当量弯矩校核轴的强度 (6)

（6）校核轴承寿命 (7)

（7）校核键的连接强度 (7)

参考文献 (7)

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设计过程

（1）估算轴的基本直径

选用45钢，正火处理，估计直径d<100mm，由表查得σb=600MPa。查表取C=106

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d=1.03×34.25=35.28mm，所以查表可知，d取38mm。

（2）确定轴承的润滑方式和密封方式

大齿轮d2=mZ=3×81=243m，取d2=243mm转速n=80r/min，圆周速度

故采用脂润滑。

多尘环境下，采用橡胶圈密封

（3）初定各轴段直径

1)轴的结构设计

2)确定各轴段长度（由中间至两边）

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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7210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°。

（4）轴的受力分析

1)求轴传动的转矩

2)求轴上传动件作用力

齿轮上的圆周力

齿轮上的径向力

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：

0.5×80+10+15+20／2+=75mm

联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为

57

67

10+45+0.5×70=90mm

按当量弯矩校核轴的强度

做轴的空间受力简图

F AH

作水平面受力图及弯矩图（b ），F AH =F BH =F r2/2=482.3N

作垂直面受力图及弯矩图（d ）,F A V =F BV =F t2/2=1325N

F BH

F t2

F BV F A V

（b ）

（c ）

（d ）

（e ）

99375

M H

M V

36172.5

105736.

M

T

322300

（a ）

F r2

作合成弯矩图（e）

作扭矩图（f）

按当量弯矩校核轴的强度

（5）校核轴承寿命

查表得C r=35000N=C，P=F r=964.5N

满足要求，故可选用7210AC型号轴承

（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/mm=L－b=40－12=28，k/mm=h/2=8/2=4。

可知键连接的挤压强度足够。

参考文献

[1]宋宝玉主编.机械设计基础（第4版）.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2010.1

[2]张锋王瑜编.《机械设计基础》设计实践指导书.哈尔滨:哈尔滨工业大学，2003.11

[3]王连明主编.机械设计课程设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1996.2

[4]张龙主编.机械设计课程设计手册.北京：国防工业出版社，2006.5

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