滾動(dòng)軸承軸系地組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、標(biāo)準(zhǔn)文檔H arbin Insti tute of Technol ogy設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)課題：滾動(dòng)軸承，軸系的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程名稱：機(jī)械學(xué)基礎(chǔ)姓名： 潘瑞學(xué)號(hào)： 6090410429班級(jí)： 0936104院系： 英才學(xué)院自動(dòng)化實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔設(shè)計(jì)要求：一鋼制圓軸，裝有兩膠帶輪A 和 B ，兩輪有相同的直徑D=360mm ，重量為 P=1kN ，A輪上膠帶的張力是水平方向的，B 輪膠帶的張力是垂直方向的，它們的大小如下圖所示。設(shè)圓軸的許用應(yīng)力 =80MPa ，軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min ，帶輪寬b=60mm ，壽命為50000 小時(shí)。1). 按強(qiáng)度條件求軸所需的最小直徑2). 選擇軸承型號(hào)（按

2、受力條件及壽命要求）3). 按雙支點(diǎn)單向固定的方法，設(shè)計(jì)軸承與軸的組合裝配結(jié)構(gòu)，畫出裝配圖 （ 3 號(hào)圖紙）4). 從裝配圖中拆出軸，并畫出軸的零件圖（3 號(hào)圖紙）2kNCDAB0.5kN0.5kN2kN1209090實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔設(shè)計(jì)步驟：一、根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算軸所需的最小直徑1、 先計(jì)算 C、D 支點(diǎn)處的受力M C水平0PAA CBPBFCBD FyA0DFDy(12.5)kN13180kN12M C豎直0FAA CFxC D0DFDx2.5120 kN5 kN1803從而可得 D 點(diǎn)所受軸向力Fr 2FDx2FDy2( 5)2(13) 2 kN 1987.8N312Fx0FAFC xF

3、D x 0FCx2.55253kN6Fy0PAFC yF BPBF D 0yFCy1 12.5134112kN12從而可得D 點(diǎn)所受軸向力Fr 12225 241 2FCxFCy( )( ) kN 5388.4N6122、計(jì)算彎矩，求得最小直徑水平方向上：0 x120 時(shí)M 1FAx 0M 12. 5x120x 300M 2FAxC y( x1 2 0 ) 05時(shí)Fx 500M 23豎直方向上：0 x120 時(shí)M1Px 0M1xA實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔120x210時(shí)M 2PxF(x1 2 0 )M 229410xAC y12210x300時(shí)M 3PxF(x1 2 0 )( FP )(x 1 2 0

4、 ) 0AC yBBM 313325x122kNCDAB0.5kN0.5kN2kNFcyFdyFaFdxFbFcxPa300 NmPb水平方向：97.5 Nm豎直方向:120 Nm由彎矩圖判斷可得：C 點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)，故可得：M C30021202323.11NmT(20.5)33603270Nm10210實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔M C2T2323.1122702 M32d 33222解得d3323.1127037.7mm所以，最小直徑為37.7mm。二、軸材料的確定根據(jù)已知條件的 =80MPa ，為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲力，確定材料為合金鋼。以上最小直徑是按彎曲扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度計(jì)算而得來(lái)的，即在=80

5、MPa的合金鋼情況下，d 37.3mm，強(qiáng)度足以達(dá)到要求。三、受力條件及壽命要求選擇軸承型號(hào)由前面的受力分析可知：所要設(shè)計(jì)的軸僅受徑向作用力，故優(yōu)先考慮選擇深溝球軸承。分析：若選擇深溝球軸承，F(xiàn)0, e 0,X1,Y0F5388.4N F1987.8N，a， r 1， r 2fd1.4 ，所以：P1fd( XFr 1YFa1 )7543.8NP2fd( XFr 2YFa2 )2782.9N根據(jù)題意6CrL10 h103 L10h 60n(P)360nP3 L10 h 3 60960 7.55 350000Cr106106107.42kN經(jīng)查 GB/T 276-1994 ，選擇6412 型深溝球

6、軸承，d 60mm ， Cr 109kN 。帶入驗(yàn)證：L10h106( Cr)3106(109 103)352370.5h60nP60 9607543.8實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔所以， L10 h L10h 50000 ，符合要求，故選擇6412。以下為深溝球軸承6412 的相關(guān)參數(shù)如下表所示：基本尺寸 /mm|d:60其他尺寸 /mm|r(min) 2.1基本尺寸 /mm| :150基本額定載荷 /kN|Cr:109基本尺寸 /mm|B:35基本額定載荷 /kN|C0r70.0安裝尺寸 /mm|da(min) 72極限轉(zhuǎn)速 /(r/min)| 脂 :4500安裝尺寸 /mm|Da(max) 138極

7、限轉(zhuǎn)速 /(r/min)| 油 :5600安裝尺寸 /mm|ra(max) 2.1重量 /kg|W 2.811其他尺寸 /mm|d2 87.9軸承代號(hào) |60000 型:6412其他尺寸 /mm|D2 122.2四、設(shè)計(jì)軸承與軸的組合裝配結(jié)構(gòu)1、確定軸上零件的位置及軸上零件的固定方式首先確定將B 膠帶輪放在箱體內(nèi)部中央，深溝球軸承對(duì)稱的分布在B 膠帶輪兩邊，軸的左側(cè)外延伸端安裝A 膠帶輪。具體設(shè)計(jì)為：B 膠帶輪靠軸環(huán)和雙螺母實(shí)現(xiàn)軸向的定位與固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定；兩端軸承均靠軸頸和軸承套實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定；A 膠帶輪通過(guò)軸肩、軸端擋圈、平鍵和過(guò)盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定

8、位和周向固定。2、 確定軸的各段直徑根據(jù)前面的計(jì)算與選擇，獲得如下數(shù)據(jù)：深溝球軸6412， d60mm， da min72mm ， ra max2.1mm實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔左側(cè)外伸端直徑為48mm；與透蓋氈圈接觸的軸直徑取58mm，在軸的外伸端做一個(gè)軸肩，軸肩圓角半徑1.6mm；左、右兩端軸承的軸直徑均取為60mm，軸肩軸肩半徑2.0mm；與雙螺母接觸的軸的螺紋公稱直徑取72mm；中間 B 膠帶輪的軸直徑取 78mm，軸肩圓角半徑 2.0mm；軸環(huán)直徑取 90mm；右端軸承與軸環(huán)之間的軸直徑取 72mm，軸肩圓角半徑 2.0mm。以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)滿足軸承拆裝的合理性與方便性。3、 確定軸的各段長(zhǎng)度根

9、據(jù)前面的計(jì)算與選擇，獲得如下數(shù)據(jù)：深溝球軸6412， b35mm膠帶輪： b60mm軸的外伸端長(zhǎng)度取 58mm ，與透蓋氈圈接觸的軸長(zhǎng)度取 71.5mm ，左端軸承處軸長(zhǎng)度取 36mm，螺紋段取 42.5mm ，退刀槽 2mm，B 膠帶輪處軸長(zhǎng)度取 58mm，軸環(huán)長(zhǎng)度取 10mm，右端軸承與軸環(huán)之間的軸長(zhǎng)度取 32.5mm ，右端軸承的軸取 34mm 墊圈槽取 4mm ，軸頭 6mm 。4、鍵以及鍵槽的尺寸A 膠帶輪處， d48mm ，鍵尺寸為 b14mm， h9mm， t15.5mm ， t23.8mm 。B 膠帶輪處， d78mm，鍵尺寸為 b22mm，h14mm，t19.0mm ，t25

10、.4mm 。4、 雙圓螺母的尺寸根據(jù) GB/T812-1998 ，確定以下參數(shù)：D72mm， d k105mm ， m12mm。5、 裝配圖如圖1 所示。五、繪制軸的零件圖軸的零件圖如圖2 所示。實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔67891011A-AA51243138667fh62/pS077k/JHH07060062H53557811411M76n/72H48200250A1405.56GB/T5781-2000螺栓M162125ZX-03氈封油圈1半粗羊毛氈4GB/T1096-2003鍵141913GB/T5781-2000螺栓M1221技術(shù)要求13ZX-01圓軸1合金鋼2ZX-02軸端擋圈1351.全部

11、零件在裝配前，皆應(yīng)清除污垢、毛刺、尖棱和不平坦處；12GB/T893.1-1986彈性擋圈165Mn1ZX-01帶輪1HT2002.裝配好后，帶輪須保證相互平行，可正常平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。11GB/T1096-2003鍵22141序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料備注10GB/T812-1988圓螺母 M7222459ZX-04機(jī)體1458GB/T276-1994深溝球軸承 641227GB/T93-1987彈性墊圈1265Mn圖 1355Ra 0.8Ra 0.80.0025GB0.0025AR1.6C840DE840Ra 0.88 92 68 227 58 20 04 21 0. .021 00 080 00 00

12、 0. . .+ +. .0 00 02.0 0850970+ + +9+ +46776M7Ra 1.6M13125孔31E0.008C4 6583643GRa 1.616658104426820.008 DG-G0.012A BE-E000.015B22-0.052Ra 1.6Ra 1.614-0,0430.015ARa 3.2技術(shù)要求Ra 3.2Ra 6.3( )20.025-00.9.-2461. 調(diào)制處理，硬度為 220-250 HBS2. 未注圓角半徑為 R2.0；3. 未注倒角為 2.0 45；4. 未注尺寸公差按 GB/T 1804-m；5. 未注幾何公差按 GB/T 11840-k.鋼制圓軸材料圖號(hào)PR-002合金鋼比例1 ：1制圖潘瑞6.1哈爾濱工業(yè)大學(xué)審核0936104圖 2實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔六、設(shè)計(jì)心得為了完成這份設(shè)計(jì)報(bào)告，我花了將近兩周的時(shí)間準(zhǔn)備、查手冊(cè)、設(shè)計(jì)、繪圖，之后又經(jīng)過(guò)了兩三次的修改而獲得了最終成果，其中光機(jī)械設(shè)計(jì)資料就下載了將近10G。設(shè)計(jì)初稿時(shí)，完全沒(méi)有參考任何圖紙，在完全獨(dú)立思考的情況下，嚴(yán)格遵循2008 版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上的要求，完成了設(shè)計(jì)報(bào)告和圖紙初樣，一些細(xì)節(jié)上存在不少問(wèn)題。之后在修改作業(yè)時(shí)，花了不少時(shí)間閱讀別人的圖紙，