哈工大 轴系部件设计542

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1、HarbinInstituteofTechnology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：机电工程学院班级：08108设计者：学号：指导教师：古乐设计时间：2013/11/28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nw/(r/min)第一级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限5.4.23960503.32503年3班一选择轴的材料因为传递功率不大，轴所承受

2、的扭矩不大，故选择45号钢，调质处理。二初算轴径dmin对于转轴，按扭转强度初算直径dmin≥C3Pnm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=Pd·ηV带=3×0.96=2.88kW输出轴的转速：nm=nwi1=960400125=300r/min代入数据，得d≥C3Pnm=10632.88300=22.528mm考虑键的影响，将轴径扩大5%，dmin≥22.528×1+5%=23.655mm。

3、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=12mm，C1=18mm，C2=16mm，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+5~8mm=47~50mm取L=48mm。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、d8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（

4、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。（1）轴段①本设计中，轴段①为轴的最小尺寸dmin。考虑dmin=23.655mm，考虑v带大带轮长度L=60mm取轴孔长度58mm，J型轴孔，A型键。相应地，轴段①的直径为d1=25mm，轴段①的长度应比带轮长度略长，故取l1=58mm。（2）密封圈及轴段②联轴器采用轴段②的轴肩固定，轴肩计算h≈0.07~0.1d1=1.75~2.5mm轴段②直径最终由密封圈确定。由参考文献[2]表14.4，选用毡圈油封FZ/T92010-1991

5、中的轴径为30mm，则轴段②直径d2=30mm。（3）轴承及轴段③和轴段⑥考虑轴系部件几乎呈对称布置，且没有轴向力，轴承类型选择角接触轴承。轴段③和轴段⑥上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又应符合轴承内径系列。初选轴承型号7207C，由参考文献[2]表12.3，内径d=35mm，外径D=72mm，宽度B=17mm，定位轴肩直径damin=42mm。通常同一轴上两轴承取相同型号，故轴段③和轴段⑥直径为d3=d6=35mm。（4）齿轮及轴段④轴段④安装齿轮，为便于齿轮的拆装，且与齿轮轮毂配合，取d4=38mm。齿轮左端用套筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面

6、上，即仅靠，轴段④的长度l4应比齿轮轮毂长略短，由于齿宽L=64mm，取l4=62mm。（5）轴段⑤和轴段⑥齿轮右端采用轴段⑤的轴肩固定，轴肩计算公式h≈0.07~0.1d4=2.66~3.8mm且确定d5还要考虑7207C轴承最小定位轴肩直径，d5≥damin=42mm，由参考文献[2]表9.3中Ra20系列查得标准值，取d5=45mm。轴环宽度计算公式m=1.4h=1.4（d5-d4）2=3.5mm取l5=14mm。（6）机体和轴段②、③的长度机体和轴段②、③、⑥的长度l2、l3、l6除与轴上零件有关外，还与机体及轴承盖等零件有关。通常从齿轮壁面与机

7、体内壁间留有足够间距H，由参考文献[1]表10.3，取H=15mm。为补偿机体的铸造误差，轴承应深入轴承座孔内适当距离，以保证轴承在任何时候都能坐落在轴承座孔上。由参考文献[1]表10.3，取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离Δ=10mm。采用凸缘式轴承盖，由7207C轴承参数及参考文献[2]表12.6，取凸缘厚度e=12mm。为避免带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，带轮轮毂端面与轴承盖间应用足够的间距K，取K=5mm。在确定齿轮、机体、轴承、轴承盖及联轴器的相互位置后，轴段②、③、⑥的长度就随之确定下来，即l2=L-

8、Δ-B+e+K=48-10-17+12+5=38mml3=B+H+Δ+2=17+