【文章內容簡介】 ⅣⅤ的直徑dⅣⅤ=50mm。齒輪左端與左軸承間采用軸套定位。已知齒輪輪轂寬度92mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此段軸應略短于輪轂的寬度，故取lⅣⅤ=88mm。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h，故取h=6mm，則軸環(huán)處直徑dⅤⅥ=62mm。軸環(huán)寬度b≥，取lⅤⅥ=10mm。（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定），根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與V帶輪右端面間的距離l=30mm，故取lⅡⅢ=50mm。?=16mm，兩個圓柱齒輪之間的距離c=20mm。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內壁一段距離S，取S=8mm。已知滾動軸承寬度T=，則lⅢ Ⅳ=S+?+9288+T=8+16+4+=至此，已初步確定軸的各段長度和直徑。③ 軸上零件的周向定位齒輪、V帶輪與軸的周向定位均采用平鍵鏈接。按dⅣⅤ=70mm，由《機械設計》表61查得平鍵截面bh=1610mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為70mm。同時為保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7n6。同樣，V帶輪與軸的聯(lián)接選用平鍵為10mm8mm63mm，V帶輪與軸的配合為H7k6,滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。④ 確定軸上圓角和倒角尺寸參考《機械設計》表152，45176。，450。各軸肩處圓角半徑：Ⅱ。軸段編號長度（mm）直徑（mm）配合說明ⅠⅡ7535與V帶輪鍵聯(lián)接配合ⅡⅢ5040定位軸肩ⅢⅣ45與滾動軸承30309配合，套筒定位ⅣⅤ8850與小齒輪鍵聯(lián)接配合ⅤⅥ1062定位軸環(huán)ⅥⅦ45與滾動軸承30309配合總長度⑤ 求軸上載荷首先根據(jù)軸的結構圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，從手冊中查取a的值。對于圓錐滾子軸承30309，由手冊中查得a=。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距L2= ，L3=。根據(jù)軸的計算簡圖做出彎矩圖和扭矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出，截面C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算出的截面C處的MH、MV、M值列于下表。由圖知：C是危險截面。載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=FNH2=FNV1=FNV2=彎矩MMH=?mmMV1=?mmMV2=?mm總彎矩MM1=+= N?mmM2=+= N?mm扭矩TT3=Ft1d12=?mm⑥按彎扭合成力校核軸的強度進行校核時，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)式（155）及表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取α=，軸的計算應力σca=M12+(αT1)2W=+()503= MPa前已選定軸的材料為45鋼，調制處理，由《機械設計》表151查得σ1=60 MPa。∴σca≤σ1，故安全。⑦精確校核軸的疲勞強度a. 判斷危險截面b. 截面Ⅳ左側抗彎截面系數(shù)W==453=抗扭截面系數(shù)WT==453mm3=18225mm3截面Ⅳ左側的彎矩M=?mm=?mm截面Ⅳ上的扭矩T=?mm截面上的彎曲應力σb=MW==截面上的扭轉切應力τT=TWT==軸的材料為45鋼，調制處理。由表151查得σB=640MPa，σ1=275MPa，τ1=155MPa。截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)ασ及ατ查取。因按附表32查取。因rd==，Dd=5045=，經(jīng)插值后可查得ασ=，ατ=又由附圖31可得軸的材料的敏性系數(shù)為qσ=，qτ=，故有效應力集中系數(shù)按式（附34）為kσ=1+qσασ1=1+=kτ=1+qτατ1=1+=由附圖32得尺寸系數(shù)εσ=；由附圖33得扭轉尺寸系數(shù)ετ=。軸按磨削加工，由附圖34得表面質量系數(shù)為βσ=βτ=軸未經(jīng)表面強化處理，即βq=1，則按式（312）及式（314b）得綜合系數(shù)為Kσ=kσεσ+1βσ1=+=Kτ=kτετ+1βτ1=+=又由31及32得碳鋼的特性系數(shù)為：φσ=~，取φσ=φτ=~，取φτ=于是，計算安全系數(shù)Sca值，按式（156）~（158）則得：Sσ=σ1Kσσa+φσσm=+0=Sτ=τ1Kττa+φττm=+=Sca=SσSτSσ2+Sτ2=+=?故可知其安全Ⅳ右側抗彎截面系數(shù)W==503mm3=12500mm3抗扭截面系數(shù)WT==503mm3=25000mm3彎矩M及彎曲應力為：M=?mmσb=MW==扭矩T1及扭轉切應力為：T1=?mmτT=TWT==過盈配合處的kσεσ，有附表38用插值法求出，并取kτετ=，于是得kσεσ=，kτετ==軸按磨削加工，由附圖34得表面質量系數(shù)為βσ=βτ=故得綜合系數(shù)為：Kσ=kσεσ+1βσ1=+=Kτ=kτετ+1βτ1=+=所以軸在截面Ⅳ右側的安全系數(shù)為：Sσ=σ1Kσσa+φσσm=+0=Sτ=τ1Kττa+φττm=+=Sca=SσSτSσ2+Sτ2=+=?故該軸在截面Ⅳ右側的強度也是足夠的。本軸因無大的過載及嚴重的應力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。至此，高速軸的設計計算即告結束。（1）已知條件輸入軸上的功率P3=、轉速n3=、轉矩T1=?mm（2）求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪分度圓直徑 d3=。Ft3=2T3d3=2103N=17279NFr3=Ft3tanαcosβ=17279tan20176。176。=Fa3=Ft3tanβ=17279176。=（3）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料45鋼，調制處理，由《機械設計》表153，取A0=112，得dmin≥A03P3n3=112=（4）軸的結構設計①擬定軸上零件的裝配方案（如圖）②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度輸出軸的最小直徑顯然是安裝在聯(lián)軸器處的直徑dⅥⅦ。為使所選軸的直徑dⅥⅦ與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉矩為Tca=KAT3，查《機械設計》表141，考慮到轉矩變化很小，故取KA=，則Tca=KAT3==?m。按照計算轉矩Tca應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準50142003，選用LX5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為3150N?m。半聯(lián)軸器的孔徑d3=70mm，故取dⅥⅦ=70mm，半聯(lián)軸器長度L=142mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=107mm。，ⅥⅦ段左端制出一軸肩，軸肩h=~，故?、颌蠖沃睆絛Ⅴ Ⅵ=80mm； 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=107mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故ⅥⅦ段長度應比L1略短一些，現(xiàn)取lⅥⅦ=105mm。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅤ Ⅵ=80mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30217。其尺寸為dDT=85150。故dⅠ Ⅱ=dⅣⅤ=85mm，lⅠⅡ=。左端圓錐滾子軸承采用軸環(huán)進行定位，h=6mm，故取dⅡⅢ=97mm。，ⅣⅤ的直徑dⅣⅤ=90mm。齒輪右端與右軸承間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為75mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此段軸應略短于輪轂的寬度，故取lⅢⅣ=71mm。軸環(huán)寬度b≥，取lⅡⅢ=10mm。（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定），根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取lⅤⅥ=60mm。至此，已初步確定軸的各段長度和直徑。 ③軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵鏈接。按dⅣⅤ=90mm，由《機械設計》表61查得平鍵截面bh=2514mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm。同時為保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7n6。同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為20mm12mm90mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7k6,滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。④確定軸上圓角和倒角尺寸參考《機械設計》表152，取軸右端倒角為245176。，450各軸肩處的圓角半徑為