2022年机械设计课程设计轴的设计过程 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计课程设计轴的设计学院：机电学院 姓名：学号：指导老师： 轴的设计运算 一）高速轴的设计运算 1. 确定轴的最小直径先按教材式 15-2 ）初步估算轴的最小直径；选轴的材料为40Cr 调质处理；依据教材表15-3 ,取,于是得,由于开了一个键槽,所以1 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴的最小直径明显是安装联轴器处轴的直径；为了使轴的直径和联轴器的孔径相适应,故需同时选联轴器的型号；联轴器的运算转矩,查教材表14-1 取,又代入数据得查机械设计课程

2、设计表9-21GB/T4323-1984 ）,选用TL4 型弹性柱销联轴器；联轴器的孔径 d=22mm,所以2. 轴的机构设计1）依据轴向定位的要求确定轴上各段直径和长度1 ） 为 了 满 足 联 轴 器 的 轴 向 定 位 要 求 , 在12段 的 右 边 加 了 一 个 轴 套 , 所 以2）初步选取轴承,因同时受到径向力和轴向力,应选用圆锥滚子轴承,依据轴的结构和最小轴的直径大小 查机械设计课程设计表 9-16GB/T297-1994 ）选用 30205 型轴承所以,依据轴承的右端采纳轴肩定 位 , 从 表 中 可 知, 45 断 的 直 径 为 齿 轮 的 齿 顶 圆 直 径 , 所

3、以,；半联轴器与轴协作的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,所以长度应取短些,先取；轴承的端盖的总宽为 25mm,取端盖的外端面与半联轴器的距离为 25mm,所以 12 段上的轴套长,所以在确定轴承的位置时应距离箱体内壁 S=8mm,取齿轮距离箱体内壁 a=12mm；所以,2 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - mm取24mm ,可由中间轴算出来环 的 宽 度, 所 以 取,段1,轴肩的高度,轴56的 长 度 为, 所 以,取 26mm；二）中间轴的设计运算1. 确定轴的最小直径先

4、按教材式 15-2 ）初步估算轴的最小直径；选轴的材料为40Cr 调质处理；依据教材表15-3 ,取,于是得,由于开了一个键槽,所以2. 轴的机构设计1）各段的直径：由于轴的最小轴与轴承相协作,所以应当先确定轴承的型号从而确定轴的最小值,因同时受到径向力和轴向力,应选用圆锥滚子轴承；查机械设计课程设计表 9-16GB/T297-1994 ）,依据上面运算的,选择轴承的型号为 30206,其尺寸为所 以 ,轴 肩 高 度 所 以 23 段 的 直 径, 34 段的直 接即为齿 轮的齿顶 圆直径,45 段 的 轴 肩 高,所 以；输出轴的设计运算1. 确定轴的最小直径先按教材式 15-2 ）初步估

5、算轴的最小直径；选轴的材料为45 钢,调质处理；依据教材表15-3 ,取105,于是得,由于开了两个键槽,所以轴的最小直径明显是安装联轴器处轴的直径；为了使轴的直径和联轴器的孔径相适应,故需同时选联轴器的型号；联 轴 器 的 计 算 转 矩, 查 教 材 表14-1取, 又代入数据得查机械设计课程设计表9-21GB/T4323-1984 ）,选用HL4 型弹性柱销联轴器；联轴器的孔径 d=45mm,所以2. 轴的机构设计4 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1）依据轴向定位的要求确定轴上各段直径和长度1

6、） 为 了 满 足 联 轴 器 的 轴 向 定 位 要 求 , 在67段 的 左 边 加 了 一 个 轴 套 , 所 以2）初步选取轴承,因同时受到径向力和轴向力,应选用圆锥滚子轴承,依据轴的结构和最小轴的直径大小 查机械设计课程设计表 9-16GB/T297-1994 ）选用 30210 型轴承所以,依据轴承的右端采纳轴肩定 位 , 从 表 中 可 知, 轴 肩 的 高 度 取 4mm, 所 以,；半联轴器与轴协作的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,所以长度应取短些,先取；轴承的端盖的总宽为 20mm,取端盖的外端面与半联轴器的距离为 30mm,所以 12 段上的

7、轴套长,所以在确定轴承的位置时应距离箱体内壁 S=8mm,取齿轮距离箱体内壁 a=16mm；23 段 的 长 度 原 本 等 于 齿 轮 的 宽 , 但 为 了 齿 轮 能 够 轴 向 定 位 应 短 一 些 , 所 以,所以取轴环的宽 取 b=11mm即可由中间轴确定5 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取八 轴的校核 一）输入轴的校核1画轴的空间受力图 将齿轮所受载荷简化为集中力,并通过轮毂中截面作用于轴上；轴的支点反力也简化为 集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用

8、于轴上的载荷；并确定可能的危急截面；将运算出的危急截面处的 的值列入下表：载荷水平面 H 垂直面 V 支反力 F 6 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 玩矩 M 总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为40Cr 钢调质,由教材表151 查得,由已知条件,对轴上承担最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核；依据教材式 15-5 以上表中的数据,并取轴的运算应力结论：按弯矩合成应力校核轴的强度,轴的强度足够；二）中间轴的校核1画轴的空间受力图 将齿轮所受载荷简化为集中力,并通过轮毂中截面作用于轴上；轴的支点

9、反力也简化为 集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷；并确定可能的危急截面；7 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 将运算出的危急截面处的 的值列入下表：载荷水平面 H 垂直面 V 支反力 F 玩矩 M 总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为40Cr 钢调质,由教材表151 查得,由已知条件,对轴上承担最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核；依据教材式 15-5 以上表中的数据,并取8 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16

10、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结论：按弯矩合成应力校核轴的强度,轴的强度足够三）输出轴的校核1画轴的空间受力图将齿轮所受载荷简化为集中力,并通过轮毂中截面作用于轴上；轴的支点反力也简化为集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷；并确定可能的危急截面；将运算出的危急截面处的 的值列入下表：9 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 载荷水平面 H 垂直面 V 支反力 F 玩矩 M 总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为45 钢调质,由教

11、材表15 1 查得,由已知条件,对轴上承担最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核；依据教材式 15-5 以上表中的数据,并取结论：按弯矩合成应力校核轴的强度,轴的强度足够 九 轴承的校核轴承的预期运算寿命1 输入轴上轴承的校核 1）求两个轴承担到的径向载荷 由轴的校核过程可知所以2）运算轴承的轴向力查 机 械 设 计 课 程 设 计 表9-16GB/T297-1994） 得30205型 号 轴 承10 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所以3）求轴承的动载荷查教材表 13-5 得对轴承 1 对轴承 2 查教

12、材表 13-6 取冲击载荷因数四）运算轴的寿命所以所 以 轴 承 满 足 寿 命 要求；2 中间轴的校核1）求两个轴承担到的径向载荷由轴的校核过程可知所以11 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2）运算轴承的轴向力查 机 械 设 计 课 程 设 计 表9-16GB/T297-1994） 得30206型 号 轴 承所以3）求轴承的动载荷查教材表 13-5 得对轴承 1 对轴承 2 查教材表 13-6 取冲击载荷因数四）运算轴的寿命所以所以轴承满意寿命要求；三）输出轴上轴承的校核 1）求两个轴承担到的径向载

13、荷 由轴的校核过程可知12 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所以2）运算轴承的轴向力查 机 械 设 计 课 程 设 计 表9-16GB/T297-1994） 得30210型 号 轴 承所以3）求轴承的动载荷查教材表 13-5 得 对轴承 1 对轴承 2 查教材表 13-6 取冲击载荷因数所以四）运算轴的寿命所以轴承满意寿命要求；十 键的挑选和校核 1 输入轴上联轴器处的键 1）确定键的类型和尺寸13 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - -

14、- - - - - - 由于是静连接,选用A 型一般平键；由机械设计课程设计表9-14GB/T1095-1979）,查得当轴径 时键取为；参照半联轴器与轴协作的毂长和一般平键的长度系列,取键长；2）强度验算由教材式 6-1 ）式中由教材表 15-1 查取许用挤压应力为,满意强度要求；2 中间轴上键1）确定键的类型和尺寸由于是静连接,选用 A 型一般平键；由机械设计课程设计表 9-14GB/T1095-1979）,查得当轴径 时键取为；参照齿轮与轴的协作长度为和一般平键的长度系列,取键长；2）强度验算由教材式 6-1 ）式中由教材表 15-1 查取许用挤压应力为,满意强度要求；3 输出轴上的键1

15、）齿轮与轴联结处1）确定键的类型和尺寸由于是静连接,选用 A 型一般平键；由机械设计课程设计表 9-14GB/T1095-1979）,查得当轴径 时键取为；参照齿轮与轴的协作长度为和一般平键的长度系列,取键长；2）强度验算由教材式 6-1 ）式中14 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - ,满意强度要求；2） 联轴器处1）确定键的类型和尺寸由于是静连接,选用 A 型一般平键；由机械设计课程设计表 9-14GB/T1095-1979）,查得当轴径 时键取为；参照齿轮与轴的协作长度为和一般平键的长度系列,取键长

16、；2）强度验算由教材式 6-1 ）式中,满意强度要求；十一 减速器箱体的设计由机械设计课程设计表4-17 箱座壁厚：箱盖壁厚：箱座凸缘厚度：箱盖凸缘厚度：箱座底凸缘厚度：地脚螺钉直径：地脚螺钉通孔直径：地脚螺钉数目：沉头座直径：底座凸缘尺寸 =箱体箱盖连接处凸缘尺寸 =15+12=27轴承旁凸台处的半径15 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴承旁联接螺栓直径：机盖与机座联接螺栓直径：定位销直径：大齿顶圆与内机壁距离：齿轮端面与内机壁距离：箱座肋板的尺寸吊耳环直径钓钩半径油塞窥视孔长宽视孔盖通气孔视孔盖上的螺钉直径压配式圆形油标视孔 A 型压配式箱座的高度16 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页