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1、機械設(shè)計大作業(yè)說明書
設(shè)計題目：軸系組件設(shè)計
機械學(xué)院（系）機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
班級：—學(xué)號：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：2015 年 12 月 18日
1 任務(wù)書 1
1.1 原始數(shù)據(jù) 1
1.2 工作量 1
2 傳動軸的設(shè)計 1
2.1 選擇軸的材料 1
2.2 輸出軸上的數(shù)據(jù) 1
2.3 初步確定軸的最小直徑dmin 1
3 聯(lián)軸器設(shè)計 2
3.1 類型選擇 2
3.2 載荷計算 2
3.3 選取聯(lián)軸器 2
4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2
4.1 確定 II 軸的各段直徑和長度 2
4.2 軸上零件的周向定位 3
4.3
2、 確定軸上圓角和倒角尺寸 3
4.4 危險截面的強度校核 3
5 鍵的設(shè)計和計算 5
5.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 5
5.2 校核鍵聯(lián)接的強度 5
6 軸承的選擇及壽命驗算 5
7 設(shè)計小節(jié) 6
參考文獻 6
1任務(wù)書
1.1 原始數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速n2=153(r/min);輸出軸功率P=3.0kW 齒輪齒數(shù)z=113;齒輪模數(shù)
mn=3mm齒輪齒寬b=80mm齒輪的螺旋角14.25 (右旋)。
滾動軸承壽命為10000h,工作溫度小于120C,有輕微沖擊。
1.2 工作量
(1)輸出軸的軸系組件裝配圖一張。
(2)設(shè)計計算說明書一份，主
3、要內(nèi)容包括：輸出軸的設(shè)計計算，軸承類型選擇 和壽命計算，以及其他必要的計算。
2傳動軸的設(shè)計
2.1 選擇軸的材料
選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，
其機械性能由表13 11查得
b 650MPa,1 270MPa
2.2 輸出軸上的數(shù)據(jù)
已知 P=3.0KW , n 2=153r/min
于是 T=187.25 N m
2.3 初步確定軸的最小直徑dmin
先按式13 2 2初步估算軸的最小直徑。(根據(jù)表11 22選C=110
29.66 mm
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸與聯(lián)軸器的 孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號
4、
3聯(lián)軸器設(shè)計
3.1 類型選擇
由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題， 為了隔離振動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。
3.2 載荷計算
計算轉(zhuǎn)矩Ta KaT2,查表16 21 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取Ka 1.5,則:
Ta KAT 1.5 187.25 280.88N m
3.3 選取聯(lián)軸器
按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表17 31 ,選取LT7型彈性
套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 500Nm半聯(lián)軸器的孔徑d 40mm ，半聯(lián)軸器長 度L=112mm半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L1 84 mm
4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 確定II軸的各段
5、直徑和長度
123456
1段：與聯(lián)軸器配合，已知聯(lián)軸器為LT7,故d1=40mm為了保證軸端擋圈只
壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取 L1=82mm
2段:選用氈圈油封，由表7 121,選用氈圈45,故d2=45mm為了拆卸 方便，軸從軸承蓋端面伸出15-20mm,由1表1 31確定軸承蓋的總寬度取45mm 故取L2=60mm根據(jù)軸肩高度h=(0.07 —0.1)d,又3段與軸承配合，可以初選圓 錐滾子軸承，其代號為3210,尺寸dXDXT=50mm 90m佛21.75mm,故彳# d3=50mm 3段與軸承，套筒配合，考慮制造安裝誤差，取L3=43mm.
4段：根據(jù)軸肩
6、高度h=(0.07 —0.1)d取d4=60mm, 4段與大齒輪配合，故 大齒輪內(nèi)徑為60mm又大齒輪輪轂寬度為80mm故取L4=77mm
5段：根據(jù)軸肩高度 h=(0.07 —0.1)d ,取 d5=72mm,L=1.4h=9mm
6段：和3段都要與軸承配合，軸承型號為3210,可以得到 L7=36mm,d=d3=50mm
至此，已初步確定了軸的各端直徑和長度。
4.2 軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。因為d產(chǎn)40mm由表4 11
查得平鍵為bXh=12mrH8mm鍵槽用鍵槽銃刀加工，取長度為50mm同樣，齒輪 與軸的聯(lián)接，根據(jù) d4=60mm選用
7、平鍵為bxh=18mrH 11mm取長度為50mm 4.3確定軸上圓角和倒角尺寸
根據(jù)表1 27 1取軸端倒角為2X45°。
4.4 危險截面的強度校核
因已知大齒輪的分度圓直徑為 d=mz=339mm軸的轉(zhuǎn)矩T =187.25 N m
圓周力 Ft=2000T /d=2000X187.25/339=1104.72N
徑向力 f「=e tan=1104.72 xtan20O=402.1N
由于為斜齒輪，，軸向力 Fa = Ft tan =280.6N
其受力方向如下圖所示
L=134mm RHa=RHb=R/2=1104.72/2=552.36N ;
MHc= RhaL/2=
8、552.36 X 134/(2 X 1000)=37.01 N m
Ra=Rb=F「/2=402.1/2=201.05 N m
MVc= RvaL/2=201.05 X 134/(2 乂 1000)=13.47 N m；
扭矩 T=187.25 N m
其受力方向(暫時不考慮其軸向力)如下圖所示
M c = Mhc2 M vc2 = 37.012 13.472 =39.4 N m
Me = Mc2 (aT)2 = . 39.42 (0.6 187.25)2 =119.1 N m
由表 13 3 2 查得,[6-1 b] =60MPa
d> 103,-Me/(0.1 [ -1]b
9、) =10X 3/119.1/(0.1 60) =27.08mm
考慮鍵槽，d=27.08 x 1.1=29.78mm< 50mm, 強度足夠。
5鍵的設(shè)計和計算
5.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，已經(jīng)選擇了所用到的鍵，現(xiàn)列表如下:
在舁 廳P
b
h
L
工作長度l
1 （聯(lián)軸器）
12
8
50
38
2 （齒輪）
18
11
50
32
5.2 校核鍵聯(lián)接的強度
根據(jù)表9 11 2,由軸和齒輪材料，選取許用擠壓應(yīng)力[p]=125MPa
鍵 1 （聯(lián)軸器）：4000L = 4000 187-25 =61.6MP
10、a
p dhl 40 8 38
鍵 2 （齒輪）：p ==義處=4000 回25 =35.5 MPa dhl 60 11 32
故滿足擠壓強度條件，所以所有鍵均符合設(shè)計要求，可用。
6軸承的選擇及壽命驗算
考慮軸受力是徑向力，還有少量軸向力，所以選用圓錐滾子軸承，其代
）—t 、，— —. — .ri' t i——1、，. _ __ __ 1..
方為 3210,基本尺寸為 dXDX T=50mrH 90mme 21.75mm15 38"32 .又已
知徑向力Fr=402.1N,軸向力Fa=280.6N。
由 2 表 15 71 得到 er =72.2KN; e=1.5ta
11、n =0.416 ；
Fa
Fr
0.698 >e,Pr 0.4Fr 0.4ctg Fa 9848.1n
由表13 42得溫度系數(shù)f =1.0,滾子軸承 =—o t3
10
106f tCr1061 72.2 103 74.
Lht8.3 10 h
60 n2Pr60 1539848.1
要求滾動軸承預(yù)期壽命Lh=10000hvL,故所選軸承可滿足壽命要求。
7 設(shè)計小節(jié)
通過課程設(shè)計讓我更為系統(tǒng)地認識了解了機械設(shè)計的全過程，增強了我對機
械行業(yè)的深入了解。 通過借鑒前人的經(jīng)驗， 和查閱設(shè)計手冊， 從全局考慮設(shè)計很
重要。 課程設(shè)計的優(yōu)點： 可以讓我提前了解設(shè)計的全過程， 及時了解我們的不足，
可以及時改進。
參考文獻
[1] 王昆，何小柏，汪信遠 . 機械設(shè)計課程設(shè)計. 北京：高等教育出版社 , 1995.76~164
[2] 陳國定 , 吳立言 . 機械設(shè)計 . 北京：高等教育出版社, 1995.303~321
單級減速器資料
