哈尔滨工业大学机械设计基础轴系部件设计
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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。
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。
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。
- --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 (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:6339.55100.2[]PP n d nτ⨯≥=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 s πππβ⨯⨯⨯====因3/v m s <, 故轴承用油润滑。
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. 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≥√9.55×106dd0.2[d]3=d√dd3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。
23年哈工大839机械设计基础大纲一、简介:哈工大839机械设计基础课程概述哈尔滨工业大学(简称哈工大)839机械设计基础课程是一门面向本科生的专业基础课程,旨在培养学生在机械设计、制造等方面的基本理论和实践能力。
该课程涉及的理论知识广泛,包括理论力学、材料力学、机械设计、机械制造基础等多个领域。
二、课程内容1.理论力学:主要包括刚体运动学、动力学、振动理论等。
2.材料力学:主要包括材料力学性能、应力分析、应变分析、破坏理论等。
3.机械设计:主要包括机械零件设计、机械传动设计、轴系设计等。
4.机械制造基础:主要包括金属切削原理、机床与工具、加工工艺等。
三、考试形式839机械设计基础课程的考试形式为笔试,考试时间150分钟。
试题类型包括选择题、填空题、计算题、简答题等,分值分布为:选择题20分,填空题10分,计算题30分,简答题20分,综合分析题20分,满分100分。
四、教学资源1.教材:主要包括《理论力学》、《材料力学》、《机械设计》、《机械制造基础》等。
2.参考书:可根据个人需求选择,如《机械设计手册》、《机械制造工艺学》等。
3.网络资源:可关注相关专业论坛、微信公众号、在线课程等,以便了解行业动态、交流学习经验。
五、学习策略1.时间规划:合理安排学习时间,确保课程内容的系统学习。
2.重点突破:针对难点、重点内容进行深入研究,加强实践应用。
3.实践应用:参加实验、实习等实践活动,提高实际操作能力。
六、备考建议1.复习方法:总结笔记、做题、参加模拟考试等。
2.考试技巧:熟悉考试形式、时间分配、解题方法等。
3.心理调适:保持良好心态,增强信心,调整作息时间。
七、结语哈工大839机械设计基础课程对培养学生的专业素养具有重要意义。
希望大家能充分备考,发挥自己的潜力,取得优异成绩。
祝愿各位考生顺利通过考试,实现自己的目标。
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:6339.55100.2[]PP n d nτ⨯≥=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 s πππβ⨯⨯⨯====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。
取轴承内径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,取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离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⨯=== 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=== 齿轮所受轴向力a t tan 2815.3tan16288.2N F F β===(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) 计算轴承的轴向力内部轴向力的方向如图内部轴向力的大小为: 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). 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20102.王连明,宋宝玉. 机械设计课程设计(修订版). 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20053. 王瑜. 机械设计基础大作业指导书. 哈尔滨工业大学,2014。