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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： 6090410429 班 级： 0936104 院 系： 英才学院自动化
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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[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). 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）
2kNCABD0.5kN2kN120900.5kN90
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设计步骤：
一、
1、 先计算C、D支点处的受力
MC水平?0 PA?AC??B P?F?DFA0D? ??CBBy?根据强度条件计算轴所需的最小直径
FDy?(1?2.5)?????????13kN?kN
180120? MC竖直?0 ?FA?AC?FDx?CDFDx?2.5?1205kN?kN 1803从而可得D点所受轴向力
513Fr2?FDx2?FDy2?()2?()2kN?1987.8N
312
?Fx?0 ?FA?FCx?FDx?0
FCx?2.5?525?kN 36?Fy?0 ?PA?FCy?FB?PB?FD0 y?FCy?1?1?2.5?1341?kN 1212 从而可得D点所受轴向力
Fr1?FCx2?FCy2?(252412)?()kN?5388.4N 612
2、计算弯矩，求得最小直径 水平方向上：
0 M1?2.5x 0?x?120时 M1?FA?x?5?x?F(?x1?20)?0 120?x?300时 M2?FM??x?500 ACy23竖直方向上：
0 M1??x 0?x?120时 M1?PA?x?实用文案
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?20 ) M2?120?x?210时 M2?PA?x?FCy(?x129x?410 12?20)?(F?BP)?(x?12 0)?0210?x?300时 M3?PA?x?FCy(?x1B M3??2kN13x?325 12CABD0.5kN2kNFcyFaFbFcxPaPb0.5kNFdyFdx300 Nm水平方向：97.5 Nm竖直方向:120 Nm
由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得： MC?3002?1202?323.11N?m
T?(2?0.5)?103?360?10?3?270N?m 2实用文案
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??MC2?T2M?32323.112?2702?[?] 3??d解得 d?332323.112?2702?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，
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，Fr2?1987.8N，
fd?1.4，所以：
P1?fd?(XFr1?YFa1)?7543.8N P2?fd?(XFr2?YFa2)?2782.9N
根据题意 L10h106Cr3??()?[L10h]60nP
360n?P[L10h]360?960?7.553?500003Cr???107.42kN
106106经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，d?60mm，Cr?109kN。 带入验证：
L10h106Cr3106109?1033??()??()?52370.5h 60nP60?9607543.8实用文案
滚动轴承轴系地组合结构设计
