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1、Har bi n Institute of Technol ogy设计说明书设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计课程名称：机械学基础姓名：潘瑞学号：班级：0936104院系：英才学院自动化设计要求：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 大小如下图所示。设圆轴的许用应力（T=80MPa轴的转速n=960r/min，带轮 宽 b=60mm 寿命为 50000小时。1）. 按强度条件求轴所需的最小直径2）. 选择轴承型号（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
2、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） 设计步骤：一、根据强度条件计算轴所需的最小直径1、先计算C、D支点处的受力从而可得D点所受轴向力从而可得D点所受轴向力2、计算弯矩，求得最小直径水平方向上:0 x 120 时 M1 Fa X 0M12.5x120 x 300 时 M2 Fa x 15乙(x 120)0 M2x 5003竖直方向上：0 x 120 时 M1 Pa x 0M1x120 x 210时 M2 Pa x F29：Cy (x 120)M2x 41012210 x 300时 M3 Pa x 抵(x 120) (Fb FB) (x
3、 120) 0由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得：解得 d -3<323.112270237.7mm所以，最小直径为。二、轴材料的确定根据已知条件的(7 =80MPa为对称循环应力状态下的许用弯曲力， 确定材料为 合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在 7 =80MPa 的合金钢情况下，d 37.3mm，强度足以达到要求。三、受力条件及寿命要求选择轴承型号由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深 沟球轴承。分析：若选择深沟球轴承，Fa 0, e 0, X 1, Y 0， Fr1 5388.4N，F21987.8N， fd 1.4，所以：根
4、据题意经查 GB/T 276-1994，选择 6412 型深沟球轴承，d 60mm，Cr 109kN。带入验证：所以，L10h L10h 50000，符合要求，故选择6412。以下为深沟球轴承6412 的相关参数如下表所示：基本尺寸/mm|d:60其他尺寸/mm|r(mi n)基本尺寸/mm|D :150基本额定载荷/kN|Cr:109基本尺寸/mm|B:35基本额定载荷/kN|C0r安装尺寸/mm|da(min) 72极限转速/(r/mi n)|脂：4500安装尺寸/mm|Da(max) 138极限转速/(r/min)|油：5600安装尺寸/mm|ra(max)重量/kg|W其他尺寸/mm|
5、d2轴承代号|60000型：6412其他尺寸/mm|D2四、设计轴承与轴的组合装配结构1、确定轴上零件的位置及轴上零件的固定方式首先确定将B胶带轮放在箱体内部中央，深沟球轴承对称的分布在 B胶带轮两边，轴的左侧外延伸端安装 A胶带轮。具体设计为：B胶带轮 靠轴环和双螺母实现轴向的定位与固定，靠平键和过盈配合实现周向固 定；两端轴承均靠轴颈和轴承套实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固 定；A胶带轮通过轴肩、轴端挡圈、平键和过盈配合分别实现轴向定位 和周向固定。2、确定轴的各段直径根据前面的计算与选择，获得如下数据：深沟球轴 6412， d 60mm， damin 72mm， ramax 2.1mm
6、左侧外伸端直径为48mm与透盖毡圈接触的轴直径取 58mm在轴 的外伸端做一个轴肩，轴肩圆角半径；左、右两端轴承的轴直径均取为 60mm轴肩轴肩半径；与双螺母接触的轴的螺纹公称直径取72mm中间B胶带轮的轴直径取78mm轴肩圆角半径；轴环直径取 90mm右端轴承 与轴环之间的轴直径取72mm轴肩圆角半径。以上设计数据满足轴承拆 装的合理性与方便性。3、确定轴的各段长度根据前面的计算与选择，获得如下数据:深沟球轴6412，b 35mm胶带轮： b 60mm轴的外伸端长度取58mm与透盖毡圈接触的轴长度取，左端轴承 处轴长度取36mm螺纹段取，退刀槽2mm B胶带轮处轴长度取58mn, 轴环长度取
7、10mm右端轴承与轴环之间的轴长度取，右端轴承的轴取 34mn垫圈槽取4mm轴头6mm4、键以及键槽的尺寸A胶带轮处，d 48mm，键尺寸为 b 14mm， h 9mm， ti 5.5mm，t2 3.8mm 。B胶带轮处，d 78mm，键尺寸为 b 22mm， h 14mm， t1 9.0mm，t2 5.4mm 。4、双圆螺母的尺寸根据 GB/T812-1998,确定以下参数：D 72mm， dk 105mm， m 12mm。5、装配图如图 1 所示。五、绘制轴的零件图轴的零件图如图 2所示。-L -Jo-13n©250z405.5技术要求1.2.146GB/T5781-2000螺栓
8、M16X2125ZX-03毡封油圈1半粗羊毛毡4GB/T1096-2003键 14X1913GB/T5/81-2000螺栓MI1X2113ZX-01圆轴1合金钢2ZX-02轴端挡圈13512GB/T893.1-1986弹性挡圈165Mn1ZX-01带轮1HT20011GB/T1096-2003键22X141序号代号名称数量材料备注10GB/I812-1988圆螺母IVI/X22459ZX-04机体1458GB/T276-1994深沟球轴承641227GB/T93-1987弹性垫圈1265Mn355CnR1.6IRa 0.8822M©©I4344166268G-GRa 1.6
9、7©Ra 1.61090M1X1孔0.012 A BRa 0.80.0025A8820+©6©Ra 1.6国a。15 A .f *Ra 3.2Ra 3.214-0,04322。六、设计心得J|(gNOLZ40Ra 6.3( V)123450.00252©0.0082X技术要求调制处理，硬度为220-250 HBS 未注圆角半径为R2.0;未注倒角为2.0 X45°未注尺寸公差按GB/T 1804-m; 未注几何公差按GB/T 11840-k.钢制圆轴材料图号PR-002合金钢比例1 : 1制图潘瑞6.1哈尔滨工业大学审核0936104为了完成这
10、份设计报告，我花了将近两周的时间准备、查手册、设计、绘 图，之后又经过了两三次的修改而获得了最终成果， 其中光机械设计资料就下载 了将近10G设计初稿时，完全没有参考任何图纸，在完全独立思考的情况下， 严格遵循2008版机械设计手册上的要求，完成了设计报告和图纸初样，一些细 节上存在不少问题。之后在修改作业时，花了不少时间阅读别人的图纸， 从中吸 取精华，也在对比中修改了不少错误。通过这次设计，我觉得自己有很多的收获。一是重新学习了 AutoCAD软件， 同时也掌握了之前不会一些东西，如设置页面及如何打印等；二是初步掌握的做 机械设计的步骤与方法，养成了勤差机械设计手册的习惯，对于一些经验性的东 西会阅读别人的图纸而从中获取灵感；三是为课程设计打下了良好的基础。同时必须感谢蒋秀珍老师和刘永猛老师的帮助与指点，让我更顺利的完成了这份设计。精心搜集整理，请按实际需求再行修改编辑，因文档各种差异排版需调整字体属性及大小