【正文】 5 .4 9 0 .0 5 18950aFC ??，由參考文獻 [1]表 查得 ? 。 因為 224 5 5 . 4 9 0 . 5 3 5 0 . 4 28 5 1 . 2 5arF eF ? ? ? ?，所以查表插值可得： , ??。 當量動載荷為 22 4 851 .25 2 455 .49 975 .80 ( )r r rP X F Y F N? ? ? ? ? ? ? （ 3） 校核軸承壽命 軸承在 100C? 以下工作，由參考文獻 [1]表 查得 1Tf ? 。載荷平穩(wěn)，由參考文獻 [1]表 查得 1 .0 1 .5 , 1 .2ppff??取。 軸承 I的壽命為 66331 0 1 0 1 . 0 1 2 8 0 0L ( ) ( ) 2 3 1 5 9 . 2 6 ( )6 0 6 0 9 4 0 1 . 2 9 7 5 . 8 0Trh prfC hn f P ?? ? ??? 已知減速器使用 5 年兩班，則預期壽命為 8 1 25 0 5 2 20 00 0hL h h? ? ? ? ? ? ? hL hL? ，故軸承壽命充裕。 (二 )中間軸 (軸 Ⅱ )的設計計算 1. 軸的基本參數 Ⅱ軸： 940 2 2 8 . 1 6 / m in4 . 1 2nnri ?ⅠⅡ Ⅰ= = 4423 2 10 9 7 2 10T N m m N m m?? ? ? ? ? ?Ⅱ Ⅰ Ⅰ=T i = = 7 .99 計算得作用在齒輪 2上的力： 2 422102 2 7 . 9 9 1 1 0 3 . 3 81 4 4 . 8 2 8t TFNd ??? ? ? 176。22 176。ta n ta n 2 01 1 0 3 . 3 8 4 1 5 . 4 4c o s c o s 1 4 . 8 3 5nrt aF F N?? ? ? ? 176。22 ta n 11 03 .3 8 ta n 14 .8 35 = 29 2. 25 NatFF ?? ? ? 計算得作用在齒輪 3上的力： 2 43312 2 7 . 9 9 2 9 8 2 . 9 65 03 . 5 7 1t TFNd ?? ? ?? 176。33 176。ta n ta n 2 02 9 8 2 . 9 6 1 1 4 0 . 4 5c o s c o s 1 7 . 8 2 4nrt aF F N?? ? ? ? 176。33 ta n 29 82 .9 6 ta n 17 .8 24 = 95 9. 10 NatFF ?? ? ? 考慮結構尺寸以及可能出現的特殊要求（ 3 號小齒輪 1= ， 有可能需要使用齒輪軸，而齒輪所選材料為 40Cr，故軸的材料可能用到 40Cr），第二級軸是速度較高同時傳遞更大力矩，選用 40Cr 材料，熱處理方式為表面淬火，以獲得良好的綜合機械性能。 按彎扭強度計算： 2 33m i n2P 1 . 9 1C 9 7 1 9 . 7 0n 2 2 8 . 1 6d m m? ? ? ? 考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑， m i nd 0 8 mm? ? ?。 式中 ： C—— 由許用扭轉剪應力確定的系數。由參考文獻 [1]表 C值 ， 合金鋼 40Cr 的值為 106 97 考慮扭矩大于彎矩，取小值 C=97。 P2—— 軸 Ⅱ 傳遞的功率 （單位 kW） 。 n—— 軸 Ⅱ 的轉速。 (1)軸承部件的結構形式 軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設計的軸承部件的結構形式如圖：中間軸的草圖如下圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設計。 (2)軸段 1 初選角接觸球軸承 7206C,查得 d=30mm,D=62mm,B=16mm。故取軸段 1 的直徑為 1 30mmd ? 。 (3)軸段 2與軸段 4 由參考文獻 [1]圖 中的公式計算得，軸段 1 和軸段 5 的軸肩應為1( 7 ) ( 7 ) 30 ( )d m mh ? ? ? ?，取軸肩 mm? ，則算得直徑為 2 35mmd ? 。 考慮可能出現的齒輪軸問題，進行校核計算，分度圓直徑為 ，其中鍵的尺寸為： b h=10 8mm，則 e=,99mm m=，所以齒輪 3需要做成齒輪軸。 (4)軸段 3 軸段 3 的軸肩也為 1( 7 ) ( 7 ) 35 ( 5 )d m mh ? ? ? ?，軸肩取 ? ,則直徑為 3 40d mm? 。 (5)軸段長度確定 軸段 4長度略短于齒輪 2輪轂長度，齒輪 2輪轂長度為 42mm，則取 4 40l mm? ，軸段 3 長度取 10mm（考慮軸向力很大，所取長度比計算值大），即 3 10l mm? 軸段 2 的長度等于齒輪 3 寬度，則 2 40l mm? ， 軸段 5 長度等于軸承寬度、擋油板寬度（擋油板寬度等于齒輪 2 輪轂與箱體內壁距離與軸承至箱體內壁距離之和，取 19mm）以及輪轂寬度與軸段 4 長度差值之和，則 5 (16 19 2) 37l mm mm? ? ? ?，軸段 1長度等于軸承寬度、軸承端面至箱體內壁距離與齒輪 3端面至箱體內壁的距離之和，取 1 (16 10 15 ) 41l mm mm? ? ? ?。 中間軸軸段 4 上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。 連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用 45 號鋼，查參考文獻 [1]表 可得： ? ? 125 150p M Pa? ? ，取 ? ? 130p MPa? ? 。 由 參考文獻 [1]式 需滿足擠壓強度條件： ? ?2ppTdkl???? 其中由軸的直徑 35mm，查參 考文獻 [2]表 ，可取鍵的尺寸 b h=10 8mm。 則可解得 : 422 2 7 . 9 9 1 0 8 . 7 81 3 0 3 5 8 / 2pTl m mdk? ??? ? ??? 查表得安全工作的最小鍵長為 22mm。 此軸上兩個齒輪： 3 號齒輪，其中 2號（高速軸上的大齒輪）齒寬為 22mm， 3號齒輪（低速軸上的小齒輪）齒寬為 40mm。 2 號齒輪輪轂寬度為 42mm，則取 2號齒輪處鍵長 36mm， 3 號齒輪為齒輪軸形式，不需要鍵連接。 6．軸的受力分析 (1)畫軸的受力簡圖 中間軸受力： 2 ? ， 2 ? ， 2 ? 3 ? ， 3 ? ， 3 ? (2)計算支承反力 在水平面上 2 2 3 3 2 31 1 231 2 3/ 2 / 2 ( ) 3 0 3 . 3 6a a r rH F d F d F L F L LFNL L L? ? ? ?? ? ??? 4 2 3 3 ( 41 5. 44 30 3. 36 11 40 .4 5 ) 42 1. 65 ( )H r r HF F F F N N? ? ? ? ? ? ? ? 在垂直平面上 322 1 131 2 3() 2 9 8 2 . 9 6 9 9 1 1 0 3 . 3 8 4 8 1 5 9 4 . 4 1152ttV F L L F LL L L?? ? ? ?? ? ??? 4 3 2 3 ( 29 82 .9 6 11 03 .3 8 15 94 .4 1 ) 28 5. 17 ( )V t t VF F F F N N? ? ? ? ? ? ? 軸承 3的總支承反力： 2 2 2 23 3 3 ( 3 0 3 .3 6 ) 1 5 9 4 .4 1 1 6 2 3 .0 1R H VF F F N? ? ? ? ? ? 軸承 4的總支承反力： 2 2 2 24 4 4 ( 4 1 2 .6 5 ) 2 8 5 .1 7 5 0 9 .0 3R H VF F F N? ? ? ? ? ? （ 4） 計算彎矩 設齒輪 3 中心平面為 aa剖面，齒輪 2中心平面為 bb 剖面。 在水平面上， aa 剖面左側： 3 3 303 .36 53 160 ( )aH HM F L N m m? ? ? ? ? ? aa 剖面右側： 33 3 3 3 0 3 . 3 6 5 3 9 5 9 . 1 0 5 3 . 5 7 1 / 2 4 1 7 6 8 . 0 5 ( )2a H H a dM F L F N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? bb 剖面左側： 24 1 2 3 6 8 . 7 0 4 8 2 9 2 . 2 5 1 4 4 . 8 2 8 / 2 9 2 3 . 7 9 ( )2b H H a dM F L F N m m? ? ? ? ? ? ? ? bb 剖面右側： 4 1 421 .65 48 202 39. 2( )bH HM F L N m m? ? ? ? ? ? ? 在垂直平面上 aa 剖面左右側彎矩相同 3 3 159 1 53 845 03. 73 ( )aV aV VM M F L N m m?? ? ? ? ? bb 剖面左右側彎矩相同 41 48 ( )bV bV VM M F L N m m?? ? ? ? ? 合成彎矩， aa剖面左側： 2 2 2 2( 1 6 0 7 8 .2 8 ) 8 4 5 0 3 .7 3 8 6 0 1 9 .7 2 ( )a a H a VM M M N m m? ? ? ? ? ? a a 剖面右側： 2 2 2 2( 4 1 7 6 8 .0 5 ) ( 8 4 5 0 3 .7 3 ) 9 4 2 6 2 .6 7 ( )a a H a VM M M N m m? ? ?? ? ? ? ? ? bb 剖面左側： 2 2 2 29 2 3 .7 9 1 3 6 8 8 .1 6 1 3 7 1 9 .3 0 ( )b b H b VM M M N m m? ? ? ? ? bb 剖面右側： 39。 39。 2 39。 2 2 2( 2 0 2 3 9 .2 ) 1 3 6 8 8 .1 6 2 4 4 3 3 .4 0 ( )b b H b VM M M N m m? ? ? ? ? ? (4)計算轉矩 423 10T N m m?? ?Ⅱ Ⅰ Ⅰ=T i = 7 .99 (5)校核軸的強度 畫出彎矩轉矩圖，如下圖所示，分析得： aa剖面右側，因彎矩大，有轉矩，故aa 剖面右側為危險剖面。 由參考文獻 [1]表 ，抗彎截面模量為 3 3 32 35 4 2 0 9 .2 4 ( )3 2 3 2dW m m? ? ?? ? ? 抗扭截面模量為 3 3 32 35 8 4 1 8 . 4 9 ( )1 6 1 6T dW m m? ? ?? ? ? 彎曲應力： 9 4 2 6 2 .6 7 2 2 .3 9 ( )4 2 0 9 .2 4b M M P aW? ? ? ? 2 2 .3 9ab MP a???? 0m?? 扭剪應力： 47 . 9 9 1 0 9 . 4 9 ( )8 4 1 8 . 4 9TTT M P aW? ?? ? ? 9 . 4 9 4 . 7 5 ( )22Tam M P a???? ? ? ? 由參考文獻 [1]表 可以查得 11= 75 0 , 35 0 , 20 0b M Pa M Pa M Pa? ? ?????；材料的等效系數 0 .2 0 .3 , 0 .3 0 .1 0 .1 5 0 .1 5? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?取 ， ， 取。 由參考文獻 [1]表 查得 2. 13 , 1. 70KK????。 由參考文獻 [1]表 查得絕對尺寸系數 = 0. 70 = 0. 76????， 。 由參考文獻 [1]表 =? 。 由此，安全系數計算如下： 1 350 9 S K? ?????????? ? ?? ? ? ? ?? 1 200 S K? ?????????? ? ?? ? ? ? ?? 2 2 2 24 .7 3 1 6 .3 1 4 .5 44 .7 3 1 6 .3 1SSS SS?????? ? ??? 由參考文獻 [1]表 查得許用安全系數 ? ? ,S ? 顯然 S ??S ，故 aa剖面安全。 由參考文獻 [2]表 查得 7206C 軸承的 017800 , 12800rC N C N??。 （ 1） 計算軸承的軸向力 軸承 I、 II內部軸向力分別為 3 3 16 23 .01 64 0S r RF F F N N? ? ? ? ? 4 4 r RF F F N N? ? ? ? ? 軸承如果面對面安裝： 34( 649 .20 666 .85 ) 131 5SSF A N N F? ? ? ? ?， 則 346 4 9 .2 0 , 1 3 1 6 .0 5aaF N F N?? 軸承如果背對背安裝： 43( 203 .61 666 .85 ) 870 .46SSF A N N F? ? ? ? ? 34870 .46 , 203 .61aaF N F N?? 比較兩種安裝情況受力大小，選擇背對背安裝更