哈工大机械设计大作业 轴承部件的设计

Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目：轴系部件设计院系：材料科学与工程学院班级：电子封装设计者：姚明山学号：1132920112指导教师：张峰设计时间：2015.12.19目录目录 (1)任务书 (1)1选择轴的材料 (2)2初算轴径 (2)3 结构设计 (2)4轴的受力分析 (5)5校核轴的强度 (7)6校核键连接的强度 (7)7校核轴承的寿命 (8)参考文献 (9)任务书试设计齿轮减速器的输出部件。

已知输出轴功率P=2.7kW，转速n=80r/min，大齿轮齿数z2=81，齿轮模数m=3mm，齿宽B=80mm，小齿轮齿数z1=17，中心距a=150mm，半联轴器轮毂宽L=70mm，载荷平稳，工作环境多尘，三班工作制，使用3年，大批量生产。

12设计要求1. 轴系部件装配图一张（样图见图7.1和图7.2）2. 设计说明书一份，包括输出轴、输出轴上的轴承及键的校核计算1选择轴的材料因传递功率不大，并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。

MPa 650=B δ，MPa 360=s δ。

2初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表11.4得C=106~118；考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则mm n P C d 26.34807.210633min =⨯==，考虑键槽的影响， 5.29mm 31.0334.26min =⨯=d 。

3 结构设计（1）轴承部件的结构形式为了方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式机构。

因传递的功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件可采用两端固定方式。

（2）联轴器及轴段1轴段1的设计与联轴器的设计同时进行。

考虑成本因素，选用凸缘联轴器。

查表取5.1=A K ，则计算传递转矩m N T K T A ⋅=⨯⨯⨯==483.5807.21055.95.16，查《机械设计课程设计》p159，取3GY5弹性柱销联轴器，公称转矩为m 500N ⋅，许用转速为8000r/min,轴孔直径范围30mm~42mm ，考虑 5.29mm 3min =d ，取d1=38mm 。

机械设计课程设计-轴系部件设计说明书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机械设计大作业课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：能源学院班级：0802105设计者：就是不告诉你学号：10802105XX指导教师：曲建俊设计时间：2010/11/21哈尔滨工业大学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Pd/kW电动机满载转速nm/(r/min)工作机得转速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. 1 2.2 940 60 3.2 20010年1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·η齿轮=2.2×0.96×0.99×0.96=2.00724 kW输出轴的转速：nm=n wi1·i2=940355 112×9920=59.912 r/min代入数据，得d≥C√Pn m3=106√2.0072459.9123=34.172 mm考虑键的影响，将轴径扩大5%， d min≥34.172×(1+ 5%)=35.88 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。

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哈尔滨工业大学机械设计作业设计说明书设计题目：设计液体搅拌机中的齿轮传动高速轴的轴系部件院系：英才学院班级：0936105班设计者：王天啸设计时间：2011年11月20日哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：设计液体搅拌机中的齿轮传动高速轴的轴系部件原始数据：由前两个大作业可知以下数据：n=7102.2r/min=322.73r/min T=65101N∙mmd=68mmb=31.68mmF t=2188.3NF r=765.8NF a=218.8NF Q=1149N目录一、选择轴的材料 (1)二、初算轴径 (1)三、轴承部件的结构设计 (1)1.各轴段直径的确定 (1)2.各轴段长的确定 (2)四、轴的受力分析 (2)1.轴的受力简图及各点力的计算 (2)2.弯矩图 (3)3.扭矩图 (3)五、轴的强度校核 (3)1.弯扭合成强度 (3)2.安全系数 (4)六、键的强度校核 (5)七、校核轴承寿命 (5)八、轴承端盖的设计 (5)九、轴承座的设计 (6)十、轴系部件装配图 (6)参考文献 (7)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、 初算轴径查[1]表9.4得C =106~118，C 取较小值106。

则得到 d min = C√Pn 3= 106×√ 2.2322.733mm = 20.10mm考虑到键槽对轴的影响，取d min = 20.10×1.05 mm = 21.10mm三、 轴承部件的结构设计为方便轴承部件的拆装，机体采用剖分式结构，因传递功率较小，齿轮减速的效率高，发热小，估计轴承不会长，故轴承结构设计草图如图 ⅠⅠ因为轴承转动线速度小于2000mm/min ，所以采用脂润滑。

1. 各轴段直径的确定（1） d 1和d 7的确定由于dmin = 21.10，即要求d1、d7≥d min ,取d 1=d 7 = 25mm 。

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：班号：学号：姓名：日期：机械设计基础设计实践任务书题目：轴承部件设计设计原始数据及要求：目录一、估算轴的基本直径 (4)二、确定轴承的润滑方式和密封方式 (4)三、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） (5)3. 传动零件的周向定位 (5)4. 其他尺寸 (5)四、轴的受力分析 (6)1. 求轴传动的转矩 (6)2. 求轴上传动件作用力 (6)3. 确定轴的跨距 (6)4. 按当量弯矩校核轴的强度 (6)5. 校核轴承寿命 (8)6. 校核键的连接强度 (8)参考文献 (8)一、估算轴的基本直径选用45钢，正火处理，估计直径100d mm <，由参考文献[1]表11.4查得600b Mpa σ=。

查表取C = 110d ≥C √Pn 3=110×√2.7803=35.55mm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35.55 1.0336.62d mm =⨯=，查表可知，d 取38mm 。

二、 确定轴承的润滑方式和密封方式大齿轮d 2=mZ =3×81=243m ，圆周速度222 1.02/2/60260d d n n v m s m s ππ=⨯==<故采用脂润滑。

多尘环境下，采用橡胶圈密封。

三、 轴的结构设计1. 初定各轴段直径2. 确定各轴段长度（由中间至两边）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6010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°。

轴承支座宽度12(5~10)L C C mm δ=+++查表得120C =，218C =，箱体壁厚取8mm δ=，则20188854L mm=+++=四、 轴的受力分析1. 求轴传动的转矩T =9.55×106P n =9.55×106×2.780=322×103 N ∙mm 2. 求轴上传动件作用力齿轮上的圆周力F t2=2T d 2=2×322×103243=2650N齿轮上的径向力F r2=F t2tanαn =2650×tan20°=964.5N3. 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： 802012157222mm ++++= 联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为 2070489322mm ++= 4. 按当量弯矩校核轴的强度(a) (b) (b)BH F AH F 2r F HM 34722(c) 95400V M(d)10522M(e)322000T (f)作水平面受力图及弯矩图（b ），M H =F r22×72=34722N ∙mm作垂直面受力图及弯矩图（d ）,2265072728540022t V F M N mm =⨯=⨯=⋅作合成弯矩图（e ）223472285400101522M N mm =+=⋅作扭矩图（f ）T =322×103N ∙mm按当量弯矩校核轴的强度BV F AV F2t F218200e M N mm ==⋅13321820014.66[]550.10.153eB eB M MPa MPa d σσ-===<=⨯ 5. 校核轴承寿命61010()60t hf C L n Pε= 查机械设计手册可知，6010型号轴承 2.2r C kN C ==，工作条件低于12℃，查参考文献[1]表12.6取t f =1，80/min n r =，964.5r P F N ==，对于球轴承3ε=，代入数据可算得610 2.4721024000h L h h =⨯>。

Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书大作业名称: 机械设计大作业设计题目: 轴系部件设计班级:设计者:学号:指导老师:设计时间:哈尔滨工业大学目录一、设计任务................................................................................................. 错误!未定义书签。

二、轴材料选择............................................................................................. 错误!未定义书签。

d ........................................................................................ 错误!未定义书签。

三、初算轴径min四、结构设计................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.轴承部件结构型式................................................................................ 错误!未定义书签。

2. 轴结构设计.......................................................................................... 错误!未定义书签。

五、轴受力分析............................................................................................. 错误!未定义书签。

Harbin Institute of Technology机械设计大作业设计题目： 院 班 姓 学 时 系： 级： 名： 号： 间：轴系部件设计 英才学院2012.12.05哈尔滨工业大学方案 5.2.2 3nm (r / min)710nw (r / min)80i12.4轴承座中 心高 H/mm 200最短工作 年限 5年2班工作环境 室内潮湿一、选择轴的材料因传递功率小，扭矩小，机器工作平稳，单向回转，可选择 45 号钢并调质处理。

二初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径式中P——轴传递的功率； C——由许用扭转切应力确定的系数； n——轴的转速，r/min。

， 因弯矩比转矩小， 且齿轮装在悬伸端， 应取较小值， C由[1] 中表 9.4 查得 可取。

输出轴所传递的功率：输出轴的转速：代入数据，得考虑键的影响，将轴径扩大 5%，。

三结构设计1. 确定轴承部件机体结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的装拆，机体采用剖分式结构。

取机体的铸造壁厚 δ=9mm，机体上轴 承旁连接螺栓直径 ，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 L=49 mm。

2．确定轴的轴向固定方式因为轴的跨度不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。

3．选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因为轴受轴向力作用，故选用角接触球轴承支承。

因为齿轮在机体外侧，无油滴飞溅， 故滚动轴承采用脂润滑。

因采用脂润滑，故选用毛毡圈密封。

4．轴的结构设计本方案有 7 个轴段的阶梯轴。

由最小直径得 带轮、齿轮倒角为 1.5mm，所以 因此 ，取要 和 轴 承 配 合 ， 查 [2] 中 表 12.2 ， 初 选 轴 承 7208C ， 其 基 本 尺 寸 是 ：。

因此采用凸缘式轴承盖，其凸缘厚度,。

为避免齿轮轮毂端面与轴承盖连接螺栓头相碰，并便于轴承盖上螺栓的装拆，齿轮轮毂端面与轴承盖间应有足够的 间距 K，取轴段①的长度。

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：机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据如表所示。

传动方案如图5.1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min d ≥ 式中：P ————轴传递的功率，KW ； m n ————轴的转速，r/min;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 6.2335585.211833==≥ 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GB2822-2005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=8mm ，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。