组合结构设计规范 滚动轴承轴系的组合结构设计

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1、组合结构设计规范滚动轴承轴系的组合结构设计HarbinInstituteofTechnology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：6090410429班级：0936104院系：英才学院自动化一钢制圆轴，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[σ]=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).9选择轴承型号（按受力条件及寿命要求）3

2、).按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，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）一、1、先计算C、D支点处的受力MC水平=0PA´AC-(BP+F+DFA0D=)´CBBy´FDy=根据强度条件计算轴所需的最小直径(1+2.5)´90-1´12013www.wenku1.comkN=kN18012MC竖直=0-FA´AC+F0=Dx´CDFDx=2.5´1205kN=kN91803从而可得D点所受轴向力Fr2==1987.8NåFx0=0-FA+FCx-FDx=FCx=2.5+525=kN36åFy=0-PA+FCy-FB-PB+FD

3、0y=FCy=1+1+2.5-1341=kN1212从而可得D点所受轴向力Fr1==5388.4N2、计算弯矩，求得最小直径水平方向上：0£x£120时M1-F0M1=2.5xA×x=120

4、得：C点为危险点，故可得：MC323.11N×mT=(2-0.5)´103´360´10-3=270N×m2s==[s]9解得d³=37.7mm所以，最小直径为37.7mm。二、轴材料的确定根据已知条件的[σ]=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[σ]=80MPa的合金钢情况下，d³37.3mm，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。Fa=0,e=0,X=1,Y=0，Fr1=5388.4N，Fr2=1987.8N，分

5、析：若选择深沟球轴承，fd=1.4，所以：P1=fd×(XFr1+YFa1)=7543.8NP2=fd×(XFr2+YFa2)=2782.9N根据题意L10h9106Cr3=×()³[L10h]60nPCr³107.42kN经查GB/T276-1994，选择6412型深沟球轴承，d=60mm，Cr=109kN。带入验证：L10h106Cr3106109´1033=×()=×()=52370.5h60nP60´9607543.8所以，L10h³[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：四、设计轴承与轴的组合装配结构1、确定轴上零件

6、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、9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1.6mm；左

7、、右两端轴承的轴直径均取为60mm，轴肩轴肩半径2.0mm；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2.0mm；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2.0mm。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71.5mm，左端轴承