HａrｂｉｎI n s t i tｕt e o fＴeｃh n o lｏｇy 机械设计大作业说明书大作业名称：轴系设计 设计题目: 5.1.5 班级：１2０８105 设计者: 学号： 指导教师: 张锋 设计时间：２０14．12.03 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＿_＿_ 设计原始数据: 方案电动机 工作功 率P/k Ｗ 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 度 H/mm 最短工 作年限 工作环 境 5.1．５ 3 710 80 2 170 3年３ 班 室内清 洁 目录 一、选择轴的材料 (1) 二、初算轴径 (1) 三、轴承部件结构设计 (1) 3.1轴向固定方式 (2) ３.2选择滚动轴承类型 (2) 3.3键连接设计 (2) ３.4阶梯轴各部分直径确定 (2) 3．5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (2) 四、轴的受力分析 (3) 4.１画轴的受力简图 (3) 4.２计算支反力 (3) 4.３画弯矩图 (3) 4.4画转矩图 (5) 五、校核轴的弯扭合成强度 (5)
六、轴的安全系数校核计算………………………………………………６ 七、键的强度校核 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 九、轴上其他零件设计 (9) 十、轴承座结构设计 (9) 十一、轴承端盖（透盖）.........................................................９参考文献 (10)
一、选择轴的材料 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。 二、初算轴径 对于转轴,按扭转强度初算直径 3min m P d C n ≥ 式中: P ————轴传递的功率,KW ； m n ————轴的转速,r/mi ｎ; Ｃ————由许用扭转剪应力确定的系数，查各种机械设计教材或机械设计手册。 根据参考文献1表9.４查得Ｃ=118~106,取C=118, 所以, mm n P C d 6.23355 85.211833==≥ 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大５%，即 ????d ≥23.6×（1+5％)＝24.675mm 按照ＧB ２８2２-2０05的a R ２0系列圆整，取d=２5ｍｍ。 根据GB/Ｔ10９6—2００３，键的公称尺寸78?=?h b ，轮毂上键槽的尺寸 b=8m ｍ，mm t 2.0013.3+= 三、轴承部件结构设计 由于本设计中的轴需要安装带轮、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，共分为七段。以下是轴段的草图: ３.1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可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从min d 处开始设计。 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,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清 洁,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，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 轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段① L1 L2 L3 图1
轴系结构设计实验报告 一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、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。 试验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）： 直齿圆柱齿轮、圆锥滚子轴承、阶梯轴、载荷变动小、传动平稳 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别：圆锥滚子轴承选择依据：能承受径向和轴向方向的力
（2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； 轴承轴向固定方式：两端固定选择依据：传动平稳 （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； 润滑方式：油润滑选择依据：齿轮圆周速度中低 （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； 密封方式：毡圈、端盖凸缘式选择依据：更好的密封轴肩 （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位：定位的话可以用轴肩、端盖、套筒、挡圈，圆螺母。 选择依据：用外力对零件进行约束，使零件在轴向无法产生相对位移。 （6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。 四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。答：是。
机械设计大作业 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计 内装： 1.设计任务书1份 2.设计计算说明书1份 3.装配工作图1张 学院机电工程及自动化 专业机械工程及自动化 学号 11121112 设计者华爆会 指导教师傅燕鸣 完成日期 2014年2月9日 成绩
机械设计大作业计算说明书 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计 学院机电工程及自动化 专业机械工程及自动化 学号 11121112 设计者华爆会 指导教师傅燕鸣 完成日期 2014年2月9日
一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力 1.1选择齿轮的结构型式 根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。 1.2计算输出轴的转矩T m N 25.1871530 .39550T 2 n P 95502?=?= = 1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力 N 72.1104)113003.0/(25.1872)z m /(T 2d /T 2F 2222t =??=?== N 09.40220tan 72.1104tan F F 2t 2r =?=α?= 二、选择轴的材料 因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为 217~225HBW ，抗拉强度极限MPa 640B =σ，屈 服强度极限 MPa 355s =σ，弯曲疲劳极限 MPa 2751=σ-，剪切疲劳极限MPa 1551=τ-， 许用弯曲应力 MPa 60][1=σ-；查表16-2，得 103~126A 0=。 m N 25.187T 2?= N 72.1104F 2t = N 09.402F 2r = MPa 640B =σ MPa 355s =σ MPa 2751=σ- MPa 1551=τ- MPa 60][1=σ- 103~126A 0=
机械设计基础（A2）实验报告 徐嘉宁 沈阳理工大学 2006.10
目录 一. 皮带传动实验报告 (1) 1.1. 实验目的 (1) 1.2. 实验机构造及测试原理 (1) 1.3. 实验步骤 (1) 1.4. 数据和曲线 (1) 二. 齿轮传动效率实验报告 (3) 2.1. 实验目的 (3) 2.2. 实验机构及测试原理 (3) 2.3. 实验步骤 (3) 2.4. 数据和曲线 (3) 2.5. 思考题 (4) 三. HS-A型液体动压轴承实验报告 (5) 3.1. 实验目的 (5) 3.2. 实验机构及测试原理 (5) 3.3. 实验步骤 (5) 3.4. 数据和曲线 (5) 四. JDI-A型创意组合式轴系结构设计实验报告 (8) 4.1. 实验目的 (8) 4.2. 实验内容 (8) 4.3. 实验结果 (8) 五. JDI—A型创意组合式轴系结构分析实验报告 (10) 5.1. 实验目的 (10) 5.2. 实验内容 (10) 5.3. 实验结果 (10) 六. JCY机械传动性能综合实验报告 (12) 6.1. 实验目的 (12) 6.2. 实验内容 (12) 6.3. 实验步骤 (12) 6.4. 实验结果 (12)
一.皮带传动实验报告 专业班级------------------ 姓名----------------- 指导教师------------------ 日期----------------- 1.1.实验目的 1.2.实验机构造及测试原理 1.3.实验步骤 1.4.数据和曲线
二.齿轮传动效率实验报告 专业班级------------------ 姓名----------------- 指导教师------------------ 日期----------------- 2.1.实验目的 2.2.实验机构及测试原理 2.3.实验步骤 2.4.数据和曲线
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： 6 3 39.55100.2[]P P n d n τ?≥ =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 a β+= 齿轮线速度： -338310175 2.37/6060cos 60cos16n m zn dn v m s πππ β???==== 因3/v m s <, 故轴承用油润滑。
轴系结构设计与搭接实验 一、实验目的 1．了解机械传动装置中滚动轴承支承轴系结构的基本类型和应用场合。 2．根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支承轴系结构设计的基本方法。 3．通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。 二、主要的实验设备 模块化轴系搭接系统：提供可实现多方案组合的基本轴段，以及轴系常用的零件如轴套、轴承、端盖、密封件、机架等。 2．测量与装拆工具 三、实验题目 1．单级齿轮减速器输入轴轴系结构 2．二级齿轮减速器输入轴轴系结构 3. 二级齿轮减速器中间轴轴系结构 4．锥齿轮减速器输入轴轴系结构 5．蜗杆减速器输入轴轴系结构 详见“轴系机构明细表” 四、实验要求 每位同学选择设计题目中一个轴系结构，根据该结构简图和搭接零件明细表设计轴系结构装配图（建议采用M=1：1比例，3#坐标纸，手绘）。 2．分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。 3．分析轴上的零件的用途，定位及固定方式。 4．分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。 5．了解润滑及密封装置的类型，结构和特点。 6．携带所绘制的完整的装配图在实验室进行轴系搭接实验。 7．按照轴系结构模块的可行方案修改原设计，最终完成一个轴系结构的设计与搭接。 8．课后根据实验修改设计画出正确装配图。完成实验报告。 （注：装配图采用1：1比例，符合制图标准，标注主要零件的配合尺寸。） 五、思考题 为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴的轴颈，轴头和轴身各轴段，对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求？ 2．你设计的轴系中轴承采用什么类型？它们的布置和安装方式有何特点？实际当中选择的根据是什么？ 3．该轴系固定方式是用“两端固定”还是“一端固定，一端游动”？如何考虑轴的受热伸长问题？
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 机械设计大作业 题目：轴系部件设计 院系：能源科学与工程学院班级：1002301 姓名：邹云鹏 学号：1100200312
轴系部件设计 一、 设计题目 原始数据如下： 图 1 二、轴的材料选择 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，调质处理。 三、初算轴径min d ，并根据相配联轴器的尺寸确定轴径1d 和长度1L 对于转轴，按扭转强度初算轴径，由参考文献[1]查表10.2得 C =118~106,取C =112，则 d =min 121P P ηη= 式中： 1η——齿轮的传动效率 1P ——为小齿轮传递的功率，有大作业四可知1P =3.0， 由参考文献[2]，取98.0=η ，代入上式，得： 25.2357 .3280.398.011233 1 m in/=??==n P C d mm 考虑有一个键槽的影响，取41.2405.125.23m in/=?=mm d
四、结构设计 1.轴承部件的结构型式及主要尺寸 为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚 8mm =δ，机体上轴承旁连接螺栓直径12mm =d 2，装拆螺栓所需的扳手空间18mm 16mm ==1C C ,2，故轴承座内壁至座孔外端面距离(58)mm 4750mm =+++=::L C C δ12，取50mm =L 。 2.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，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从d min 处开始设计。 3.选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式 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s m s m dn v /2/07.11000 6057.32862100060<=???=?=ππ，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清洁，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，并在轴上安置挡油板。 4. 轴的结构设计 本设计中有7个轴段的阶梯轴，以外伸轴颈d 1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、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各段的直径。轴的轴向尺寸要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件的距离要求等要素，通常从与传动件相配的轴段开始。 根据以上要求，确定各段轴的直径：d 1=24mm ，d 2=26mm ，d 3=30mm ， d 4=35mm ，d 5=40mm ，d 6=30mm 根据轴承的类型和d 3，初选滚动轴承型号为7306C ，d =30mm ，D =72mm ， B =19mm 。mm a 15=因为轴承选用脂润滑，轴上安置挡油板，所以轴承内端面与机体内壁间要有一定距离?，取mm 10=?。 为避免齿轮与机体内壁相碰，在齿轮端面与机体内壁间留有足够的间距H ，取H=15mm 。
轴系结构的分析与测绘 一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计 的基本要求和方法。 2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容 1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。 2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，
标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。 3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。合理的
轴系结构应满足下述要求： 1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系结构装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进行编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。
大作业设计说明书 课程名称： 机 械 设 计 设计题目： 设计搅拌机用单级斜齿圆柱 齿轮减速器中的低速轴 院 系： 理 学 院 专业班级： 机械电子工程0211411班 设 计 者： 学 号： 设计时间： 2013年12月20日 湖 北 民 族 学 院 HUBEI MINZU UNIVERSITY
目录(宋体，三号，加粗，居中) 1、设计任务书 (1) 2、…………………………………………………………… 3、轴结构设计………………………………………………… 3.1轴向固定方式……………………………………………………… 3.2选择滚动轴承类型……………………………………………………… 3.3键连接设计………………………………………………… 3.4阶梯轴各部分直径确定…………………………………………………… 3.5阶梯轴各部段长度及跨距的确定……………………………………… 4、轴的受力分析…………………………………………………………… 4.1画轴的受力简图……………………………………………………… 4.2计算支反力……………………………………………………… 4.3画弯矩图……………………………………………………… 4.4画扭矩图……………………………………………………… 5、校核轴的弯扭合成强度…………………………………………………… 6、轴的安全系数校核计算……………………………………………… 7、参考文献…………………………………………… 注：其余小四，宋体。自己按照所需标题编号，排整齐。
设计任务书 1.已知条件 某搅拌机用单级斜齿圆柱减速器简图如上所示。已知：电动机额定功率P=4kW，转速n1=750r/min，低速轴转速n2=130r/min，大齿轮节圆直径d2=300mm，宽度B2=90mm，轮齿螺旋角β=12°，法向压力角αn=20°。 2．设计任务 设计搅拌机用单级斜齿圆柱减速器中的高速级/低速轴（包括选择两端的轴承及外伸端的联轴器）。 要求：（1）完成轴的全部结构设计； （2）根据弯扭合成理论验算轴的强度； （3）精确校核轴的危险截面是否安全。 - 1 -
Harbin Institute of Technology 大作业设计说明书 课程名称：机械设计 设计题目：轴系部件设计 设计时间：2017.12 哈尔滨工业大学
设计任务 原始数据如下： 有冲击，室内工作，机器成批生产 一．选择轴的材料、热处理方式 因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用45号钢，调制处理。 二.按扭转强度估算轴径 由大作业四P=3.84KW ，n =480r/min ，对于转轴，扭转强度初算轴径，查参考文献[1]表10.2得C =106~118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取 C =106，则 mm n P c d 2.21480 84 .310633 min =?== 其中 P ——轴的传递功率 n ——轴的转速 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mm d 26.222.2105.11=?≥，按标准GB2822-81的R10圆整后取d=25mm 。 三．设计轴的结构 3.1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。由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，故选用深沟球轴承。由
于传递功率小，转速不高，发热小，故轴承采用两端固定式。由于轴转速较低，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1 确定轴的草图 3.1．阶梯轴各部分直径的确定 1) 轴段1和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，mm d d 2571==。 2) 轴段2和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[3]图10.9计算得到轴肩高度 mm h d d d )30~5.28(21162=?+== 由参考文献[3]表14.4取毡圈油封直径mm d 29=，取轴径mm d d 3062==。 3) 轴段3和5 轴段3和轴段5安装轴承，最终尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮，没有轴向力，但考虑到有较大的径向力，故选用深沟球轴承。 初算轴径mm mm mm mm d d 32230223=+=+= 由参考文献[3]表12.1选轴承6307，外形尺寸d =35mm ，D =80mm ，B =21mm ，安装尺寸d a =44mm ，D a =71mm 。故确定轴径 mm d d d 3553===。 mm mm d h )5.2~75.1(25)1.0~07.0()1.0~07.0(11=?==
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4 1. 选择轴的材料4 2. 按扭转强度估算轴径4 3. 轴的结构设计5 3.1轴承机构及轴向固定方式5 3.2选择滚动轴承类型5 3.3键连接设计5 3.4各轴段直径设计5 3.5各轴段长度设计6 4．轴的受力分析6 4.1轴的受力简图7 4.2计算支撑反力7 4.3轴的弯矩图8 4.4轴的转矩图9 5．校核轴的强度9 6. 轴的安全系数校核计算10 7. 校核键连接的强度11
8. 校核轴承寿命11 8.1计算当量动载荷11 8.2轴承寿命校核12 9. 轴上其他零件设计12 9.1轴上键连接的设计12 9.2轴承座结构设计12 9.3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
组合式轴系结构设计与分析实验 一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识； 2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。 该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。2. 测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。 三、实验内容与要求 1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）
2. 进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定、轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3. 绘制轴系结构装配图。 4. 每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1．明确实验内容，理解设计要求； 2．复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3．构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑或油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4. 组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5. 绘制轴系结构草图。 6. 测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7. 将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：l比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9．写出实验报告。 组合式轴系结构设计实验报告（样式） 专业__________班级__________姓名___________座号__________成绩________ 一、实验目的 二、实验内容 实验题号 已知条件 三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）
轴系部件设计计算说明书 学院（系）：机械工程与自动化学院 专业：机械工程及自动化学院 班：机械1209 设计者：鲍涛（20123067） 指导老师：闫玉涛 2014 年 12 月13日 东北大学
目录 一、设计任务书及原始数据 (1) 二、根据已知条件计算传动件的作用力 (2) 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力Ft及径向力Fr (2) 2.2计算支座反力 (2) 三、初选轴的材料，确定材料的机械性能 (3) 四、进行轴的结构设计 (3) 4.1确定最小直径 (4) 4.2设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号 (4) 4.3选择连接形式与设计细部结构 (5) 五、轴的疲劳强度校核 (5) 5.1轴的受力图 (5) 5.2绘制弯矩图 (6) 5.3绘制转矩图 (7) 5.4确定危险截面 (8) 5.5计算安全系数，校核轴的疲劳强度 (8) 六、选择轴承型号，计算轴承寿命 (13) 6.1计算轴承所受支反力 (13) 6.2计算轴承寿命 (14) 七、键连接的计算 (14) 八、轴系部件的结构装配图 (14)
一、设计任务书及原始数据 题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合结构设计 轴系结构简图 带轮受力分析简图 原始数据见表1
传动件计算结果T=36836N F t=1169.4N F r=425.6N
理（ΣM z=0）得出求解b点垂直面支反力R bz的计算公式： R bz=F r/2 代入圆周力F t的值，得： R bz=425.6/2=212.8N 根据垂直面受力平衡原理（ΣF z=0），得出d点垂直面支反力R dz的计算公式： R dz=F r－R bz 带入以求得的b点垂直面支反力的值R bz，得： R dz=425.6－212.8=212.8N 2、计算水平面（XOY）支反力 根据受力分析图，我们可以利用水平面力矩平衡原理（ΣM y=0）得出求解d点水平面支反力R dy的计算公式： R dy=(Q?s＋F t?l/2)/l 代入径向力F r与a点带传动轴压力Q的值，得：R dy=(900×100＋1169.4×160/2)/160 =1147.2N 根据水平面受力平衡原理（ΣF y=0），得出求解b点水平面支反力R by的计算公式： R by=F t－Q－R dy 带入d点水平力支反力R dy的值，得： R by=1169.4－900－1147.2=－877.8N 三、初选轴的材料，确定材料的机械性能 支座反力计算结果 R bz=212.8N R dz=212.8N R dy=1147.2N R by=－877.8N
轴系结构设计实验报告 实验者：同组者： 班级：日期： 一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、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。 试验箱提供能进行减速器援助齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）： 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章 节）； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别选择依据 （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； 轴承轴向固定方式选择依据 （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； 润滑方式选择依据 （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； 密封方式选择依据 （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位 选择依据
（6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查 所设计组装的轴系结构是否正确。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关 系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合 尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。 四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。 2、轴上各零件（如齿轮、轴承）能否装到指定位置。 3、轴上零件的轴向、周向固定是否可靠。 4、轴承能否拆下。
一、设计任务书及原始数据 题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合结构设计 轴系结构简图 带轮受力分析简图 原始数据见表1
项目设计方案名称字母表示及单位 1 轴输入功率P/kW 2.7 轴转速n/(r/min) 700 齿轮齿数z321 齿轮模数m/mm 3 齿轮宽度B/mm 80 大带轮直径D/mm 160 带型号 A 带根数z 3 l/mm 160 s/mm 100 带传动轴压力Q/N 900 轴承旁螺栓直径d/mm 12 表1 设计方案及原始数据 二、根据已知条件计算传动件的作用力 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t及径向力F r 已知：轴输入功率P=2.7kW，转速n=700r/(min)。 转矩计算公式： T=9.550×106P/n 将数据代入公式中，得： T=9.550×106×2.7/700 =36836N 圆周力计算公式： F t=2T/d 将转矩T带入其中，得： F t=2×36836/63=1169.4N 径向力计算公式： F r=F t×tanα 将圆周力F t带入其中，得： F r=1169.4×tan200=425.6N 轴受力分析简图 2.2计算支座反力 1、计算垂直面（XOZ）支反力 根据受力分析图，我们可以利用垂直面力矩平衡原传动件计算结果T=36836N F t=1169.4N F r=425.6N
理（ΣM z=0）得出求解b点垂直面支反力R bz的计算公式： R bz=F r/2 代入圆周力F t的值，得： R bz=425.6/2=212.8N 根据垂直面受力平衡原理（ΣF z=0），得出d点垂直面支反力R dz的计算公式： R dz=F r－R bz 带入以求得的b点垂直面支反力的值R bz，得： R dz=425.6－212.8=212.8N 2、计算水平面（XOY）支反力 根据受力分析图，我们可以利用水平面力矩平衡原理（ΣM y=0）得出求解d点水平面支反力R dy的计算公式： R dy=(Q?s＋F t?l/2)/l 代入径向力F r与a点带传动轴压力Q的值，得：R dy=(900×100＋1169.4×160/2)/160 =1147.2N 根据水平面受力平衡原理（ΣF y=0），得出求解b点水平面支反力R by的计算公式： R by=F t－Q－R dy 带入d点水平力支反力R dy的值，得： R by=1169.4－900－1147.2=－877.8N 三、初选轴的材料，确定材料的机械性能 四、进行轴的结构设计 4.1确定最小直径 按照扭转强度条件计算轴的最小值d min。支座反力计算结果 R bz=212.8N R dz=212.8N R dy=1147.2N R by=－877.8N
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 : 璐 日期: 2016.11.12
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 r 1i 轴承座中 心高H （mm ） 最短工作 年限L 工作环境 5.1. 2 4 960 100 2 180 3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 (2) 3. 选择滚动轴承类型，并确定润滑、密封方式 (2) 4. 轴的结构设计 (2) 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。 二、选择轴的材料 因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。 三、初算轴径d min 对于转轴，按扭转强度初算，由参考文献[1]式10.2估算最小直径 d≥√9.55×106 d d 0.2[d] 3 =d√d d 3 式中：P —轴传递的功率，kW； n —轴的转速，r/min； [τ] —许用扭转应力，MPa； C —由许用扭转切应力确定的系数。 查参考文献[1]表10.2，得对于45钢，C取值围126 ~ 103，取C = 118。 轴输入功率为 d=d d d1d2 式中：η1 — V带传动的效率，查参考文献[2]表9.1，V带传动效率η1= 0.98；
目录 一、设计任务书及原始数据 (2) 二、根据已知条件计算传动件的作用力 (3) 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t 、径向力F r及轴向力F a .. 3 2.2计算链轮作用在轴上的压力 (3) 2.3计算支座反力 (4) 三、初选轴的材料，确定材料的机械性能 (4) 四、进行轴的结构设计 (5) 4.1确定最小直径 (5) 4.2设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号 (5) 4.3选择连接形式与设计细部结构 (6) 五．轴的疲劳强度校核 (6) 5.1轴的受力图 (6) 5.2绘制弯矩图 (7) 5.3绘制转矩图 (8) 5.4确定危险截面 (9) 5.5计算当量应力，校核轴的疲劳强度 (9) 六、选择轴承型号，计算轴承寿命 (10)
6.1计算轴承所受支反力 (10) 6.2计算轴承寿命 (11) 七、键连接的计算 (11) 八、轴系部件的结构装配图 (12) 一、设计任务书及原始数据 题目二：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴组合结构设计
表1 设计方案及原始数据 二、根据已知条件计算传动件的作用力 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r及轴向力F a 已知：轴输入功率P=4.3kW，转速n=130r/(min)。 (1)齿轮上的力 转矩计算公式：T=9.550×106P/n 将数据代入公式中，得：T=315885(N·mm) 圆周力计算公式： F t =2T/，==416(mm) (认为是法面模数) 将转矩T带入其中，得：F t =1519(N) 径向力计算公式：F r =F t ×tanα/cos，= 将圆周力F t 带入其中，得：F r =558(N) 轴向力计算公式：F a = F t ×tan 将圆周力F t 带入其中，得：F a =216(N) 2.2计算链轮作用在轴上的压力 链轮的分度园直径 链速v= 链的圆周力F= 链轮作用在轴上的压力
机械设计大作业齿轮及轴系零件设计 学院：机械学院 设计者：郝承志 学号： 021400809 指导老师：陈亮 完成时间：2016.12.01
一．目的 1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法 2、培养独立设计能力 3、学会查阅有关手册及设计资料 二．题目及方案 1、题目：齿轮及轴系零件设计 2、设计方案： 项目 输出轴转 速（r/min）输出轴功 率（kW） 大齿轮齿 数Z2 大齿轮模 数m n 大齿轮螺 旋角β （左旋） 大齿轮宽 度B 小齿轮齿 数Z1 设计方案170 6 113 3 9°22 80 26 三．结构简图：
（五）初步设计轴的结构 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II 轴段右端需制出一轴肩，由密封圈 处轴径标准值系列：25,28,30,32,35,38,40,42,45,48,50,55,60??????可得： 取 d 45mm II III -= 2）II-III 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑， 取50mm III IV d -= 由于两个轴承成对，故尺寸相同， 所以d 50III IV VII VIII d mm --== 因为轴承宽度B=20mm, 所以，VII-VIII L =20mm 3）半联轴器与轴配合的毂孔长度1L 112mm =，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II L 长度应比1L 略短一些， 取I-II L 110mm = 各轴段长度和半径： d 45mm II III -= 50mm III IV d -= d 50III IV VII VIII d mm --== VII-VIII L =20mm I-II L 110mm =