滚动轴承轴系的组合结构设计

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1、滚动轴承轴系的组合结Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】Harbin Institute of Technology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o=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命 为

2、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 M - F - x = 0M = 2.5x1 A 1120x300时 M -F -x + F -(x-120) = 0 M =-x + 5002 ACy23竖直方向上：0 x 120 时 M +

3、P - x = 0 M =-x1 A1CO120 x 210 时 M + P - x - F - (x -120) M = 29 x - 4102 ACy212210 x 3；亠323.112 + 2702 = 37.7mm3兀何所以，最小直径为。二、轴材料的确定根据已知条件的o=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o=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

4、承，F = 0 , e二0, X = 1, Y二0， F = 5388.4N，ar 1F = 1987.8N， f = 1.4，所以：r 2d根据题意经查 GB/T 276-1994，选择 6412 型深沟球轴承，d = 60mm，C = 109kN。r带入验证：所以，下为深沟球轴L L = 50000，符合要求，故选择6412。以10h10h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(min)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/min)

5、|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|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

6、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， d = 72mm， r = 2.1mma mina max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 = 3

7、5mm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58mm，轴环长度取 10mm，右端轴承与轴环之间的轴长度取，右端轴承的轴取34mm垫圈槽取 4mm，轴头 6mm。4、键以及键槽的尺寸A胶带轮处，d二48mm，键尺寸为b二14mm，h 二 9mm， t = 5.5 mm，1t = 3.8mm。2B 胶带轮处，d 二 78mm，键尺寸为 b 二 22mm， h 二 14mm， t = 9.0mm，1t = 5.4mm。24、双圆螺母的尺寸根据 GB/T812-1998，确定以下参数：D =

8、72mm， d = 105mm， m = 12mm。k5、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。GB/T93-1987iII56GB/T5781-2000螺栓M16X2125ZX-03毡封油圈1半粗羊毛毡4GB/T1096-2003键 14X1913GB/T5781-2000螺栓M12X2113ZX-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/T812-1988圆螺母M72X22459ZX-04机体1458GB/T276

9、-1994深沟球轴承64122弹性垫圈图1六、设计心得为了完成这份设计报告，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。