Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算
说明书
课程名称： 机械设计 设计题目： 带式运输机中的
齿轮传动高速轴的轴系部件
院 系： 能源科学与工程学院 班 级： 1602404班 设 计 者： 钟 学 号： 11602004 指导教师： 王黎钦 设计时间： 2024.4.15
哈尔滨工业大学
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哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书
题目：带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件 题号：5.1.5 设计原始数据：
机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据如下表所示 。
电动第一机工方案 作功率Pd/kW 5.1.5 3 710 80 2 电动机满载转速工作机的级传转速动比nm/(r/min) nw/(r/min) i1 轴承座中心高度H/mm 3年室内170 3班 清洁 最短工作工作环境 年限
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目录
一、 选择轴的材料 ................................ 4 二、 初算轴径 .................................... 4 三、 轴承的结构设计 .............................. 4 四、 键连接的设计 ................................ 8 五、 轴的受力分析 ................................ 8 六、 轴的强度校核 ............................... 10 七、 键的强度校核 ............................... 11 八、 校核轴承寿命 ............................... 11 九、 轴承端盖的设计 ............................. 12 十、 轴承座的设计 ............................... 12 十一、 轴端部止推垫片设计 ........................ 12 十二、 参考文献 .................................. 13
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一、 选择轴的材料
因传递的功率不大，且对质量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料45钢，调质处理。
二、 初算轴径
??1=??1????
因为机械为带式运输机工作时间每天24小时，所以取K=1.3 Pm=Pd*K=3.9 KW
??1——带轮的传动效率
由参考文献2，表9.1 取??1=0.96，代入上式，得 P1=3.9*0.96=3.744 KW
3
式中
对于转轴，按扭转强度初算直径：??≥???√?? 其中
p——轴传递的计算功率，3.744 KW n——轴的转速，355r/min
C——由许用扭转剪应力确定的系数。查参考文献1表10.2得C=126～103，考虑轴端弯矩比转矩小，C取较小值103。则得到
dmin = C√n = 103×√355mm= 22.59mm
3
??
P
3
3.744
由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，将会有一个键槽存在，故将其扩大5%，得??≥1.05?22.59=23.72????，按标准GB/T2822-2005的Ra10圆整后取d1?25mm。
三、 轴承的结构设计
为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构。由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同，因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。左端为带轮端，右端为齿轮端。以下是轴段的草图：
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轴段①
轴段②
轴段③ 轴段④ 轴段⑤ 轴段⑥
轴段⑦
3.1轴向固定方式
因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式上图所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从dmin处即带轮端开始设计。
3.2选择滚动轴承类型、润滑及密封方式
因轴承不受轴向力，初选深沟球轴承。因为轴中部为光轴，无法带起润滑油润滑轴承且轴的圆周速度小，故采用脂润滑，由于该减速器的工作环境清洁，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封。
3.3 带轮的设计
由于轴端1的长度及阶梯轴受力分析中均与带轮的设计有关，故先进行带轮的设计。 （1）确定设计功率。由参考文献1表7.6查得工作情况系数K=1.3，则
Pd带=K·Pd=3.9 KW
（2）选取带性。根据Pd带、nm，由参考文献1图7.11查取，选A型带。
（3）确定带轮的基准直径。根据参考文献1表7.7推荐用最小基准直径，选用小带轮直径为dd1=125mm，则大带轮直径为
dd2=i1·dd1=2*125=250mm
据参考文献表7.3，大带轮dd2可取250mm （4）验算带的速度。
??=
故符合要求。
5
??·??d1·??1
=3.718m/s<25m/s=??max
60?1000
哈工大机械设计大作业带式运输机轴系部件
