哈尔滨工业大学机械设计基础轴系部件设计
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2. 低速轴上联轴器的计算 A) 计算名义转矩T B) 查表工作情况系数K C) 得出:计算转矩Tc D) 查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速
E) 是否满足Tc<=[T]
n <=[n]
3. 低速轴上键的强度计算 1)查出键的结构尺寸b*h*L 2) 校核键的挤压强度
八、减速器润滑方式和润滑油的选择 1.润滑方式选择
卷筒
D V
运输带
F
联轴器
减速器
带传动Biblioteka F:运输带拉力 V:运输带速度
电机
D:卷筒直径
4.机械设计课程设计阶段
阶 段 工作内容 具体工作任务 工作 量 1.阅读和研究设计任务书,明确设计内容和要求; 分析设计题目,了解原始数据和工作条件。 4% 2.通过参观(模型、实物、生产现场)、看电视 录象及参阅设计资料等途径了解设计对象。 3.阅读教材有关内容,明确并拟订设计过程和进 度计划。 分析和拟定传动系统方案(运动简图) 1.选择电动机; 2.计算传动系统总传动比和分配各级传动比; 3.计算传动系统运动和动力参数。 10%
Ⅰ
设计准备
传动装置的方案设计 Ⅱ 传动装置的总体设计
Ⅲ
减速器传动零件的设计
设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动的 主要参数和结构尺寸。
5%
Ⅳ
减速 器装 配草 图设 计和 绘制
减速器装配草图设计 分析并选定减速器结构方案 和绘制准备 1.设计轴; 减速器传动轴及轴承 2.选择滚动轴承进行轴承组合设计; 装置的设计 3.选择键联接和联轴器。 减 速 器 箱 体 及 附 件 的 1.设计减速器箱体及附件; 设计 2.绘制减速器装配草图。 减速器装配草图检查 审查和修正装配草图
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
哈工大机械设计-轴系部件设计
一、概述ﻩ11、任务来源ﻩ错误!未定义书签。
2、技术要求ﻩ错误!未定义书签。
二、结构参数设计ﻩ错误!未定义书签。
1、受力分析及轴尺寸设计ﻩ错误!未定义书签。
2、轴承选型设计、寿命计算..............................................错误!未定义书签。
3、轴承结构设计...................................................................错误!未定义书签。
三、精度设计ﻩ错误!未定义书签。
轴颈轴承配合ﻩ错误!未定义书签。
四、总结.........................................................................................错误!未定义书签。
Harbin Instituteof Technology课程设计说明书课程名称:机械设计ﻩ设计题目:轴系部件设计院系:航天学院自动化班级:ﻩ11104104 ﻩ设计者:学号: 1110410420ﻩ指导教师:ﻩﻩ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。
哈工大机械设计大作业资料
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目: 轴系部件设计系别: 英才学院班号: 1436005姓名: 刘璐日期: 2016.11.12哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:轴系部件设计设计原始数据:图1表 1 带式运输机中V带传动的已知数据方案dP(KW)(/min)mn r(/min)wn r1i轴承座中心高H(mm)最短工作年限L工作环境5.1.2496010021803年3班室外有尘机器工作平稳、单向回转、成批生产目录一、带轮及齿轮数据 (1)二、选择轴的材料 (1)三、初算轴径d min (1)四、结构设计 (2)1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2)2. 确定轴的轴向固定方式 ................................................................................ 错误!未定义书签。
3. 选择滚动轴承类型,并确定润滑、密封方式 ....................................... 错误!未定义书签。
4. 轴的结构设计 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
五、轴的受力分析 (4)1. 画轴的受力简图 (4)2. 计算支承反力 (4)3. 画弯矩图 (5)4. 画扭矩图 (5)六、校核轴的强度 (5)七、校核键连接的强度 (7)八、校核轴承寿命 (8)1. 计算轴承的轴向力 (8)2. 计算当量动载荷 (8)3. 校核轴承寿命 (8)九、绘制轴系部件装配图(图纸) (9)十、参考文献 (9)一、带轮及齿轮数据已知带传动输出轴功率 P = 3.84 kW ,转矩 T = 97333.33 N·mm ,转速 n = 480 r/min ,轴上压力Q = 705.23 N ,因为原本圆柱直齿轮的尺寸不满足强度校核,故修改齿轮尺寸为分度圆直径d 1 =96.000 mm ,其余尺寸齿宽b 1 = 35 mm ,螺旋角β = 0°,圆周力 F t = 2433.33 N ,径向力 F r = 885.66 N ,法向力 F n = 2589.50 N ,载荷变动小,单向转动。
哈尔滨工业大学机械设计大作业
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目: 轴系部件设计系别: 英才学院班号: 1436005姓名: 刘璐日期: 2016.11.12哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:轴系部件设计设计原始数据:图1表 1 带式运输机中V带传动的已知数据方案dP(KW)(/min)mn r(/min)wn r1i轴承座中心高H(mm)最短工作年限L工作环境5.1.2496010021803年3班室外有尘机器工作平稳、单向回转、成批生产目录一、带轮及齿轮数据 (1)二、选择轴的材料 (1)三、初算轴径d min (1)四、结构设计 (2)1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2)2. 确定轴的轴向固定方式 ................................................................................ 错误!未定义书签。
3. 选择滚动轴承类型,并确定润滑、密封方式 ....................................... 错误!未定义书签。
4. 轴的结构设计 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
五、轴的受力分析 (4)1. 画轴的受力简图 (4)2. 计算支承反力 (4)3. 画弯矩图 (5)4. 画扭矩图 (5)六、校核轴的强度 (5)七、校核键连接的强度 (7)八、校核轴承寿命 (8)1. 计算轴承的轴向力 (8)2. 计算当量动载荷 (8)3. 校核轴承寿命 (8)九、绘制轴系部件装配图(图纸) (9)十、参考文献 (9)一、带轮及齿轮数据已知带传动输出轴功率 P = 3.84 kW ,转矩 T = 97333.33 N·mm ,转速 n = 480 r/min ,轴上压力Q = 705.23 N ,因为原本圆柱直齿轮的尺寸不满足强度校核,故修改齿轮尺寸为分度圆直径d 1 =96.000 mm ,其余尺寸齿宽b 1 = 35 mm ,螺旋角β = 0°,圆周力 F t = 2433.33 N ,径向力 F r = 885.66 N ,法向力 F n = 2589.50 N ,载荷变动小,单向转动。
哈工大机械设计基础总结
2 )受预紧力 F及受轴向工作 载荷F 作用的紧螺栓联接
设:缸内总压力为Q, 螺栓数为z,则每个 螺栓所受的工作载荷 为:
FQ z
F0 F F F0 F Fb
设:螺栓的刚度为Cb,被 联接件的刚度为Cm。因 为
Fb Cb Fm Cm
Fb Fm F
所以 Fb F [Cb /(Cb Cm )]
F0 F F [Cb /(Cb Cm )]
式中Cb /(Cb 称C为m ) 相对刚度系数,它与螺栓 和被联接件的材料、结构、尺寸以及工作载 荷作用位置、垫片等因素有关。
强度条件式: e 4 1.3F0 / d12 [ ]
或: d1 41.3F0 /[ ]
式中:F0—螺栓的总拉力 N d1—螺栓的小径 mm
核计算;平键剖面尺寸及长度确定。
• 重点与难点:
• 1)各类轴的受力与应力分析。
• 2)转轴的强度计算。
• 轴的结构设计(轴上零件的定位固定方法、 与轴的配合、结构工艺性、确定各段轴的
直径d和长度l等)。
第十二章 滚动轴承
• 内容及基本要求: • 1)了解各类轴承的结构和特点,能正确选
择轴承的类型。 • 2)熟悉滚动轴承代号的组成及常用滚动轴
寿命计算公式为:
L10h
106 60n
(
fTC ) fpP
或
• ε—寿命指数。
C
fpP fT
(
60nLh 106
)1/
• 球轴承ε=3;滚动轴承ε=10/3。
当量动载荷P的计算式为: P XFr YFa
角接触轴承的轴向载荷计算
• 内部轴向力的方 向:
外圈的大端指向小 端。
结论:放松端轴承的轴向载荷等于它本身的内 部轴向力,压紧端轴承的轴向载荷等于除本身 内部轴向力外其余轴向力的代数和。
哈工大机械设计大作业轴系部件
Harbin Institute of Technology轴系部件设计说明书课程名称:机械设计题目:轴系部件设计5.2.2院系:机电工程学院班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:轴系部件设计5.2.2设计原始数据:液体搅拌机的传动装置如图1所示,机器工作平稳、单向回转、成批生产,其他数据见表1。
图1 液体搅拌机传动装置表1 液体搅拌机V带传动的已知数据目录一、选择轴的材料 (4)二、初算轴颈 (4)三、结构设计 (4)四、轴的受力分析 (6)五、校核轴的强度 (8)六、校核键连接的强度 (8)七、校核轴承寿命 (8)八、轴承端盖设计 (9)九、轴承座结构设计 (9)十、参考文献 (9)一、选择轴的材料因传递的功率不大,且对质量和尺寸无特殊要求,故选择常用材料45钢,调质处理。
二、初算轴颈按照扭转强度条件初算轴的最小直径,式中d——轴的直径;τ——轴剖面中最大扭转剪应力,MPa;P——轴传递的功率,kW;n——轴的转速,r/min;[]τ——许用扭转剪应力,MPa;C——由许用扭转剪应力确定的系数;轴的材料初定为45号钢,根据参考文献[1]表9.4查得C=118~106,考虑轴端弯矩比转矩小,取C=106。
根据参考文献[2]表9.1,取,,代入上式,得所以本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大5%,即按照GB2822-81的系列圆整,取d=25mm 。
三、结构设计(一)确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的拆卸,轴件机体采用整体式结构,轴的草图如图一,取机体的铸造壁厚,机体上轴承旁连接螺栓直径连接螺栓直径,装拆螺栓所需要的扳手空间,故轴承座内壁至座孔外端面距离,取。
1243567图一轴的草图(二)确定轴的轴向固定方式因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,输出轴的跨距不大,故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。
(三)选择滚动轴承类型,并确定润滑与密封方式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,采用油脂对轴承润滑。
哈尔滨工业大学机械设计基础轴系部件设计
机械设计基础大作业计算说明书题目:朱自发学院:航天学院班号:1418201班姓名:朱自发日期:2016.12.05哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书题目:轴系部件设计设计原始数据及要求:目录1.设计题目 (4)2.设计原始数据 (4)3.设计计算说明书 (5)3.1 轴的结构设计 (5)3.1.1 轴材料的选取 (5)3.1.2初步计算轴径 (5)3.1.3结构设计 (6)3.2 校核计算 (8)3.2.1轴的受力分析 (8)3.2.2校核轴的强度 (10)3.2.3校核键的强度 (11)3.2.4校核轴承的寿命 (11)4. 参考文献 (12)1.设计题目斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计2.设计原始数据3.设计计算说明书3.1 轴的结构设计3.1.1 轴材料的选取大、小齿轮均选用45号钢,调制处理,采用软齿面,大小齿面硬度为241~286HBW,平均硬度264HBW;齿轮为8级精度。
因轴传递功率不大,对重量及结构尺寸无特殊要求,故选用常用材料45钢,调质处理。
3.1.2初步计算轴径按照扭矩初算轴径:d≥=式中: d ——轴的直径,mm ; τ——轴剖面中最大扭转剪应力,MPa ; P ——轴传递的功率,kW ; n ——轴的转速,r /min ; []τ——许用扭转剪应力,MPa ;C ——由许用扭转剪应力确定的系数;根据参考文献查得106~97C =,取106C =故10635.0mm d ≥== 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大5%,即35(15%)36.75mm d ≥⨯+=取圆整,38d mm =。
3.1.3结构设计(1)轴承部件的支承结构形式减速器的机体采用剖分式结构。
轴承部件采用两端固定方式。
(2)轴承润滑方式螺旋角:12()arccos=162n m z z aβ+= 齿轮线速度:-338310175 2.37/6060cos 60cos16n m zn dnv m sπππβ⨯⨯⨯====因3/v m s <, 故轴承用油润滑。
哈工大考研机械设计基础辅导
8)螺纹参数的定义,如公称直径、螺旋升角, 自锁条件,效率公式及计算。 9)紧螺纹连接的受力状态,危险截面的载荷, 应力及强度条件,计算特点。 10)螺纹牙型受力不均的原因,改善螺纹牙 型受力的常用措施。 11)螺纹连接种类、适用场合及其选用。 12)螺旋传动的主要失效形式。 13)螺栓连接的预紧作用是什么,防松的目 的是什么?常用的防松方法和控制预紧力 的办法有几种.
采用销结构
C 与其他零件连接
联轴器连接 型钢连接 用斜垫片 有标准
轴承端盖连接
强度公式要熟记 画图 (1)普通平键连接结构 改错 附带强度计算 绘制出利用A型普通平键实现轴毂连接的径向和 轴向结构图,并说明其工作原理和结构特点。8f
2 轴毂连接
圆头平键A型 方头平键C
单圆头平键B
楔键连接 上下面工作,对中性差 可传递单向轴向力 用于不要对中,低速, 平稳载荷
例8 如图a)、b)所示,分别为锥齿圆柱齿轮的 悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2) 分别为一对圆锥滚子轴承背对背、面对面 安装支承形式。
(1)在锥齿轮不同布置形式下,请合理选 择一对圆锥滚子轴承的支承形式。 (2)根据合理的选择结果,计算图a)所示 情况下,轴承的轴向力Fa1、Fa2。已知: 轴承径向载荷Fr1、Fr2、齿轮的轴向力A方 向如图所示,大小分别为:Fr1=4000N、 Fr2=2000N,A=2000N。轴承内部轴向力 S=0.4Fr。 (3)若该对轴承的寿命为4000小时,现将 当量动载荷加大一倍,将转速减小一半, 试计算确定该对轴承能否满足载荷及转速 改变后寿命至少2000小时的工作要求?
止口垫片,轴瓦,油孔,螺栓连接,固定螺孔
(04年) 如图所示为剖分 式滑动轴承的局部结构图, 请指出图中结构错误并加以 改正。(3分) 止口问题:安装定位,工作不错动,磨损可 补偿间隙;润滑问题;固定问题;连接问题 2)了解推力轴承结构
哈工大机械设计大作业-轴系部件-5.1.3
一、设计题目设计带式运输机中的齿轮传动:带式运输机的传动方案如以下图所示,机器运行平稳、单向回转、成批生产,其他数据参见下方表格。
方案电动机工作功率P d/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5.1.3 3 960 110 2 180 5年2班室外、有尘二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械,且仅有一级齿轮减速传动,故大、小齿轮均选用40Cr 合金钢,调质处理,采用软齿面。
大小齿面硬度为241~286HBW,平均硬度264HBW。
由要求,该齿轮传动按8级精度设计。
三、初步计算传动主要尺寸本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动,齿面磨损是其主要失效形式。
其设计准则按齿根疲劳强度进行设计,并考虑磨损的影响将模数增大10%~15%。
齿根弯曲疲劳强度设计公式;式中——齿形系数,反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响。
——应力修正系数,用以考虑齿根过度圆角处的应力集中和除弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。
——重合度系数,是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数。
——许用齿根弯曲应力。
1.小齿轮传递的转矩根据参考文献[2]表9.1,取。
由此2.齿数Z的初步确定为了避免根切,选小齿轮,设计要求中齿轮传动比,故,取。
此时的传动比误差为满足误差要求,故可用。
3.载荷系数K的确定由于v值未知,不能确定,故可初选载荷系数。
4.齿宽系数的确定根据参考文献[1]表8.6,齿轮在轴承上为悬臂布置,软齿面,选取齿宽系数。
5.齿形系数和应力修正系数的确定根据参考文献[1]图8.19,。
根据参考文献[2]图8.20,。
6.重合度系数的确定对于标准外啮合直齿圆柱齿轮传动,端面重合度7.许用弯曲应力的确定式中——计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力,根据参考文献[1]图8.28,取。
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哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目: 轴系部件设计系别: 英才学院班号: 1436005姓名: 刘璐日期: 2016.11.12哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书题目: 轴系部件设计设计原始数据:图1表 1 带式运输机中V 带传动的已知数据方案 d P (KW ) (/min)m n r(/min)w n r1i轴承座中心高H (mm )最短工作 年限L 工作环境 5.1.2496010021803年3班室外 有尘机器工作平稳、单向回转、成批生产目录一、带轮及齿轮数据 (1)二、选择轴的材料 (1)三、初算轴径d min (1)四、结构设计 (2)1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2)2. 确定轴的轴向固定方式....................................... 错误!未定义书签。
3. 选择滚动轴承类型,并确定润滑、密封方式 .................. 错误!未定义书签。
4. 轴的结构设计................................................ 错误!未定义书签。
五、轴的受力分析 (4)1. 画轴的受力简图 (4)2. 计算支承反力 (4)3. 画弯矩图 (5)4. 画扭矩图 (5)六、校核轴的强度 (5)七、校核键连接的强度 (7)八、校核轴承寿命 (8)1. 计算轴承的轴向力 (8)2. 计算当量动载荷 (8)3. 校核轴承寿命 (8)九、绘制轴系部件装配图(图纸) (9)十、参考文献 (9)一、带轮及齿轮数据已知带传动输出轴功率P= 3.84 kW,转矩T= 97333.33 N·mm,转速n= 480 r/min,轴上压力Q = 705.23 N,因为原本圆柱直齿轮的尺寸不满足强度校核,故修改齿轮尺寸为分度圆直径d1 =96.000 mm,其余尺寸齿宽b1 = 35 mm,螺旋角β = 0°,圆周力F t = 2433.33 N,径向力F r = 885.66 N,法向力F n = 2589.50 N,载荷变动小,单向转动。
哈尔滨工业大学精密机械学基础课程设计报告:滚动轴承、轴系的组合结构设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书(论文)课程名称:精密机械学基础设计题目:滚动轴承、轴系的组合结构设计院系:航天学院控制科学与工程系班级:0904102班设计者:呵呵呵学号:1090410200指导教师:蒋秀珍设计时间:2011年12月哈尔滨工业大学滚动轴承、轴系的组合结构设计1 设计任务一钢制圆轴,装有两胶带轮A 和B ,两轮有相同的直径360D mm =,重量为1P kN =,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 1所示。
设圆轴的许用应力[]80Mpa σ=,轴的转速960/min n r =,带轮宽52b mm =,寿命:5000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)。
图 1设计内容如下:轴的受力分析;强度条件、最小直径的确定;支承的选择和寿命校核;轴上零件的定位和固定;联接;键的选择;密封和调整;2 计算说明书2.1 按强度条件确定轴的直径① 绘出轴的受力图(图 1)。
如图所示坐标系下,轴在三个方向上受力分别为 0x F =20.5 2.5y F kN =--=-20.5 2.5z F kN =--=-② 作水平平面内的弯矩图(图 2)。
在水平面内有0zF=∑Az Cz Dz F F F =+对A 点取矩0A M =∑,有0Cz Dz F AC F AD -⋅-⋅=解得, 4.17 1.67Cz Dz F kN F kN ==-,。
求距A 端x 处截面1-1上的内力,取E F 向下,E M 逆时针,则0,0,0,0,0z AzE E AzEE AzF F F F F M MF x x AC ⎫=-+==⎪⎬=-=≤≤⎪⎭∑∑解得, 2.5, 2.5E E F kN M x ==。
哈工大机械学基础08第8章16春bk
传递的扭矩已知,轴上零件位置已知(弯矩已知)
强度条件:
设计公式:
d min
14
3.轴的结构设计
与轴的设计计算交替进行
任务: 合理确定轴的各部分的结构形状和尺寸
要求 : ①轴上零件要有准确的工作位置(定位) ②各零件要牢固而可靠地相对固定(固定)
使用要求
提高轴的强度和 刚度的措施
③改善受力情况,减小应力集中
洛氏硬度 HR 布氏硬度 HB 疲劳极限 1
7
三、普通热处理
退火 加热
炉冷
保温
冷却
正火 加热
保温
空气中
冷却
淬火 加热
保温
回火 加热
保温
淬火件
调质=淬火+高温回火
水、油
炉冷、水 空气中
冷却 冷却
1.选择轴的材料 依据:强度、刚度、振动稳定性,热处理方式及机加工艺的
要求,轴的材料来源和经济性
目标:性能价格比最优
32
Notes2:
螺纹退刀槽、砂轮越程槽、 键槽、销孔、中心孔等
轴是非标准件,必须自行设计。但轴上许多工艺结构 其结构型式和规格尺寸等均已标准化,设计时必须 严格遵守
尽量使轴上:过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、 退刀槽、中心孔一致
33
4. 轴的强度校核和刚度计算
强度校核
表8-3
刚度计算
表8-4
34
•紧定螺钉
•销钉
•过盈配合(连接)
图纸上的表达方法
23
(4) 改善受力情况,减少应力集中 •圆角过渡
在截面尺寸过渡处应采用圆角过渡 (尺寸相近各处的圆角尽量统一)
圆角尺寸:课本P176 表8-1
哈工大机械设大作业-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题目:行车驱动装置的传动方案如下图所示。
室内工作、工作平稳、机器成批生产,其他数据见下表。
方案电动机工作功率P d/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5.4.4 2.2 940 60 3.2 200 5年2班一选择轴的材料因为传递功率不大,轴所承受的扭矩不大,故选择45号钢,调质处理。
二初算轴径d min对于转轴,按扭转强度初算直径d min≥C√P n m3式中 P——轴传递的功率;C——由许用扭转剪应力确定的系数;n——轴的转速,r/min。
由参考文献[1] 表10.2查得C=106~118,考虑轴端弯矩比转矩小,故取C=106。
输出轴所传递的功率:P3=P d·ηV带·η轴承=2.2×0.96×0.99=2.09088 kW高速轴的转速:n m=n wi1=940315100=298.413 r/min代入数据,得d≥C√P n m3=106√2.09088 298.4133=20.284 mm考虑键的影响,将轴径扩大5%, d min≥20.284×(1+5%)=21.30 mm。
三结构设计1.轴承部件机体结构形式及主要尺寸为了方便轴承部件的装拆,减速器的机体采用剖分式结构。
取机体的铸造壁厚δ=8mm,机体上的轴承旁连接螺栓直径d2=12 mm,C1=18 mm,C2=16 mm,为保证装拆螺栓所需要的扳手空间,轴承座内壁至坐孔外端面距离L=δ+C1+C2+(5~8)mm=47~50 mm取L=48 mm。
2.轴的结构设计本设计方案是有6个轴段的阶梯轴,轴的径向尺寸(直径)确定,以外伸轴径d1为基础,考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔的配合、轴的表面结构及加工精度等要求,逐一确定其余各轴段的直径;而轴的轴向尺寸(长度)确定,则考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素,通常从与传动件的轴段开始,向两边展开。
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。
23年哈工大839机械设计基础大纲
23年哈工大839机械设计基础大纲【最新版】目录1.23 年哈工大 839 机械设计基础大纲概述2.机械设计基础课程的重要性3.课程的主要内容4.课程的学习方法和建议5.总结正文【23 年哈工大 839 机械设计基础大纲概述】23 年哈工大 839 机械设计基础大纲是一份详细规划了机械设计基础课程的学习内容和目标的文档。
这份大纲旨在为学生提供一个系统的、全面的学习指导,帮助学生更好地理解和掌握机械设计基础知识。
【机械设计基础课程的重要性】机械设计基础课程是机械工程专业的核心课程之一,也是学生未来从事机械设计相关工作的重要基础。
通过学习这门课程,学生可以了解和掌握机械设计的基本理论、方法和技巧,提高自己的设计能力和创新能力。
【课程的主要内容】机械设计基础课程主要包括以下内容:1.机械设计基本理论:包括机械设计原理、设计方法和设计程序等。
2.机械零部件设计:包括轴系零部件设计、齿轮设计、轴承设计等。
3.机械结构设计:包括机械结构类型、结构设计原则和设计方法等。
4.机械传动设计:包括机械传动原理、传动方式和传动装置设计等。
5.机械制造及材料选择:包括机械制造工艺、材料性能及选择等。
【课程的学习方法和建议】学习机械设计基础课程,需要学生具备一定的数学、物理和材料力学等基础知识。
在学习过程中,学生应注重理论学习和实践操作相结合,多做设计练习,提高自己的设计能力和创新能力。
此外,学生还可以通过以下方式提高学习效果:1.参加课堂讨论,积极提问,加深对课程内容的理解。
2.利用网络资源和图书馆资源,查阅相关书籍和资料,拓宽知识面。
3.参加实习和实践活动,将所学知识应用到实际工作中,提高自己的实践能力。
【总结】总的来说,23 年哈工大 839 机械设计基础大纲是一份重要的学习指导,为学生提供了全面、系统的学习内容和目标。
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机械设计基础大作业计算说明书题目:朱自发学院:航天学院班号:1418201班:朱自发日期:2016.12.05工业大学机械设计基础大作业任务书题目:轴系部件设计设计原始数据及要求:目录1.设计题目 (4)2.设计原始数据 (4)3.设计计算说明书 (5)3.1 轴的结构设计 (5)3.1.1 轴材料的选取 (5)3.1.2初步计算轴径 (5)3.1.3结构设计 (6)3.2 校核计算 (8)3.2.1轴的受力分析 (8)3.2.2校核轴的强度 (11)3.2.3校核键的强度 (11)3.2.4校核轴承的寿命 (11)4. 参考文献 (12)1.设计题目斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计2.设计原始数据3.设计计算说明书3.1 轴的结构设计3.1.1 轴材料的选取大、小齿轮均选用45号钢,调制处理,采用软齿面,大小齿面硬度为241~286HBW,平均硬度264HBW;齿轮为8级精度。
因轴传递功率不大,对重量及结构尺寸无特殊要求,故选用常用材料45钢,调质处理。
3.1.2初步计算轴径按照扭矩初算轴径:式中:d——轴的直径,mm;τ——轴剖面中最大扭转剪应力,MPa ;P ——轴传递的功率,kW ; n ——轴的转速,r /min ;[]τ——许用扭转剪应力,MPa ;C ——由许用扭转剪应力确定的系数;根据参考文献查得106~97C =,取106C =故10635.0mm d ≥== 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大5%,即 35(15%)36.75mm d ≥⨯+= 取圆整,38d mm =。
3.1.3结构设计(1)轴承部件的支承结构形式减速器的机体采用剖分式结构。
轴承部件采用两端固定方式。
(2)轴承润滑方式螺旋角:12()arccos=162n m z z aβ+=o 齿轮线速度:-338310175 2.37/6060cos 60cos16n m zn dnv m s πππβ⨯⨯⨯====o因3/v m s <, 故轴承用油润滑。
(3)联轴器及轴段1选定联轴器的类型和型号,从而确定联轴器的轮毂宽度L 和 孔的直径,设计任务书中已给出了联轴器的轮毂宽L 和联轴器孔直径系列:末位数为:0、2、5、8。
设本例中给定的联轴器的轮毂宽60L mm =,故取1138,?58d mm l mm ==。
(4)轴的结构设计 ①橡胶密封圈与轴段2轴肩高()0.07~0.1 2.66~3.8h d ==,相应240~42d mm mm =。
选橡胶密封轴径为40mm ,则240d mm =。
②轴承与轴段3及轴段6考虑齿轮有轴向力,轴承类型选角接触球轴承。
取轴承径45d mm =,现暂取轴承型号为7209C,查表[2]轴承外径85D mm =,宽度19b mm =, 故轴段3的直径345d mm =,轴段7的直径745d mm =。
③与齿轮配合的轴段4取448,?4280278d mm l B mm ==-=-= ④轴环-轴段5齿轮左端轴肩高()0.07~0.1 3.36~4.8h d mm ==,取555d mm =,轴环长度为()()1.4 1.454/2 1.45548/2 4.9l h d d x mm ==-=-=,可取轴段5的长度58l mm =。
⑤轴段6右端轴肩高()0.07~0.17 3.36~4.8h d mm ==,取650d mm =,可取轴段6的长度610l mm =⑤轴承座设计以及轴段2,3,7的长度齿轮端面与机体间留有足够的间距(≥箱体壁厚),取15H mm =.轴承采用油润滑,取轴承上靠近机体壁的端面与机体壁间的距离10mm ∆=,壁厚002518a δ=+>,轴承座应有足够的宽度125~1081816850 L C C mm δ=+++=+++=(壁厚)(扳手空间)(连接边距)()。
调整垫片的厚度取为2mm 。
轴承端盖凸缘厚度1.2 31020e d e mm K mm =⨯==端盖螺栓直径,取。
联轴器轮毂端面与轴承盖应有间隙,轴段236,,的长度236,,l l l 画图确定。
量取:()32721910152465210191020531(9)l b H mml L b e K mm l b mm=+∆++=+++==-∆-++=--++===()() 端盖外圈直径35*390D D d mm =+=(5)键联接设计联轴器及齿轮与轴的周向联接均采用A 型普通平键联接,分别为键10x50 GB1096-90及键14x50 GB1096-903.2 校核计算3.2.1轴的受力分析为简化计算,取轴承宽度的中间为支点。
取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得跨矩12387.5,75.5,91.5L mm L mm L mm ===.(1) 画轴的受力简图并计算齿轮上的作用力齿轮分度圆直径:383259.03 cos cos16n m z d mm β⨯===o轴上所受转矩66 6.39.55109.5510343800 175p T N mm n =⨯=⨯⨯=⋅ 齿轮所受圆周力223438002654.52259.03t T F N d ⨯=== 齿轮所受径向力t r tan 2654.52tan 201005.1N cos cos16F F αβ===oo齿轮所受轴向力a t tan 2815.3tan16288.2N F F β===o(2) 计算支承反力在水平面31H 232H 11005.191.5288.2259.03/22744.2N75.591.51005.1744.2260.9Nr ar H dF L F R L L R F R +⨯+⨯===++=-=-= 在垂直面12/22654.2/2=1327.1V V t R R F ===轴承1 的总支反力222211110661407.71521.5r H V F R R N =+=+= 轴承2的总支反力2222222260.91327.11352.5r H V F R R N =+=+= (3)画弯矩图在水平面上,a-a 剖面左侧:12.744.275.556187.1.aH H M R L N mm ==⨯=a-a 剖面右侧:23.260.991.523872.35.aH H M R L N mm '==⨯=在垂直面:12.1327.175.5100196.05.aV V M R L N mm ==⨯=合成弯矩,a-a 剖面左侧:222256187.1100196.05114874.88.a aH aV M M M N mm=+=+=a-a 剖面右侧:2222()()23872.35100196.05103000.7.a aHaV M M M N mm '''=+=+= (4)画转矩图343800 T N mm =⋅(5)画当量弯矩图 最大当量弯矩2222() 114874.88(0.6343800) 2336109.46e a M M T Nmmα=+=+⨯=3.2.2校核轴的强度332336109.4621.35MPa 0.10.148e e e M M W d σ====⨯ 查资料得:600 MPa B σ=,[]155 MPa b σ-=因此:1[]e b σσ-<满足要求3.2.3校核键的强度联轴器处键的挤压应力44343800113.1388(5010)p T MPa dhl σ⨯===⨯⨯- 取键、轴及联轴器的材料均为钢,查得[1]120150,]~[p MPa MPa σ= 故][p p σσ<,强度足够齿轮处键的挤压应力4434380088.4489(5014)p T MPa dhl σ⨯===⨯⨯- 取键、轴及联轴器的材料均为钢,查表得120150,]~[p MPa MPa σ= 故][p p σσ<,强度足够3.2.4校核轴承的寿命查表[2]得7209C 轴承C=29800N, C 0r =23800N(1) 计算轴承的轴向力部轴向力的方向如图部轴向力的大小为: S=0.4F r11220.40.41521.5608.60.40.41352.5541r r S F NS F N==⨯===⨯=S 2与F a 同向,则 21563.1630.8829.2608.6a S F N S N+=+=>=1端被压紧,2端放松1222829.2N541N a a a F S F F S =+===比较两轴承的受力,因2121,a a r r F F F F >>,故只需校核轴承1(2)计算当量动载荷10829.20.034823800a r F C ==,查表[1]得 e=0.42 因为11829.20.5451521.5a r F e F ==>所以X=0.44,Y=1.33 载荷平稳,p =1f当量动载荷11 ()1(0.441521.5 1.33829.2)1772.3P r a P f XF YF N =+=⨯⨯+⨯=(3) 校核轴承寿命温度系数t =1f ,轴承1的寿命3663101010129800()759569760601751772.3t h f C L h n p ⨯⎛⎫=== ⎪⨯⎝⎭已知减速器使用三年,三班制工作,则最大预期寿命83360543200h L h '=⨯⨯⨯=显然»h h L L ',故轴承寿命很充裕 4. 参考文献1.宋宝玉. 机械设计基础(第4版). :工业大学,20102.王连明,宋宝玉. 机械设计课程设计(修订版). :工业大学,20053. 王瑜. 机械设计基础大作业指导书. 工业大学,2014。