【正文】 （1）首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并畫出簡(jiǎn)支梁的支撐跨距。 ⑤軸段5設(shè)計(jì)為定位軸肩，取其尺寸為：=12 mm, =70 mm。 ③軸段3與軸承裝配，根據(jù)軸承尺寸，取=55 mm, =47 mm。 ①軸段1將與齒輪5裝配，已知=85 mm，所以取=82 mm, =45 mm 。 則由以上系數(shù)的綜合系數(shù)值為： 所以軸在截面Ⅲ右側(cè)的安全系數(shù)為 = = ==所以由此可知截面Ⅲ的右側(cè)業(yè)是安全的。mm =7 Mpa 扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： 68990 N軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1，則由以上系數(shù)的綜合系數(shù)值為： 又由【1】中第一章可得材料特性系數(shù) 取 取由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算安全系數(shù)值 = = ==所以由此可知截面Ⅲ的左側(cè)是安全的。mm 截面上的彎曲應(yīng)力： = Mpa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：== Mpa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由【1】圖（）可知，因=，=， ， =，又由【1】圖（）可得軸的敏感性系數(shù)為：= ， = 。 ②截面Ⅲ的左側(cè) 抗彎截面模量按【1】表（）中公式計(jì)算 =3277 =6554 截面Ⅲ左側(cè)彎矩為： =44839 N （8）中速軸的載荷分析圖 圖 4 （9）精確校核高速軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面。通常只校核軸上受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度，在本軸中裝配齒輪的截面為危險(xiǎn)截面，由以上數(shù)據(jù)可得= Mpa=60 Mpa 。mm ==9800 N （6）作出計(jì)算彎矩圖，根據(jù)已作出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計(jì)算彎矩圖，圖4中（h）所示。mm ==63810 N按公式M=計(jì)算總彎矩圖并作出M圖，如圖4（f）。mm。mm ，=3471 N =9165 Nm 所以：==938 N =346 N =158 N ==2820 N =1046 N =558 N 圓周力、徑向力、及軸向力、的方向如圖4中(a)所示。 因已知中速軸上小齒輪的分度圓直徑為= mm，大齒輪的分度圓直徑為= mm。 ++=39+61+49 。 ⑤根據(jù)軸承尺寸確定軸段5的尺寸：=29 mm , =30 mm。 ③根據(jù)齒輪3的尺寸，確定軸段2的尺寸：=53 mm , =34 mm。 ①由于中速軸上的齒輪2與高速軸上的齒輪1嚙合，所以確定軸段4的長(zhǎng)度為齒寬=35 mm，綜上，取軸段4的尺寸為：=32 mm , =33 mm。所以該軸的設(shè)計(jì)是安全的。mm （7）校核軸的強(qiáng)度： 已知軸的計(jì)算彎矩后，即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即計(jì)算彎矩大而直徑可能不足的截面）作出強(qiáng)度校核計(jì)算。的計(jì)算公式為= ,取α= ==31561 Nmm （5）作出彎矩圖，如圖2中（g）所示。 ==30160 N并按計(jì)算結(jié)果分別作出水平面和垂直面上的彎矩圖、如圖2中（c）、（e）所示。mm , =10396 N =28290 N 所以：==941 N =347 N =158 N 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖2中(a)所示。 （2）求作用在齒輪上的力。 圖 1 高速軸的校核 （1）首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并畫出簡(jiǎn)支梁的支撐跨距。 ⑥軸段6功能與軸段4一樣，所以取=43 mm, =8 mm。 ④軸段4主要設(shè)計(jì)用于軸承的軸向定位，取=43 mm, =8 mm。 ③采用深溝球軸承，查【3】表(61)，選用軸承型號(hào)為6007，軸承寬B=14 mm,軸承內(nèi)徑d=35 mm。 ①由【3】表（182）查GY4型凸緣聯(lián)軸器，取軸孔直徑為28 mm，軸孔長(zhǎng)度（型）為44 mm,所以取軸段1直徑為=28 mm，長(zhǎng)度為=44 mm。） 高速軸的設(shè)計(jì) （1）先確定箱體的內(nèi)壁尺寸，以中間軸為依據(jù)，中間軸兩齒輪寬度分別為=35 mm, =55 mm,兩齒輪之間的距離為18 mm，兩側(cè)齒輪各距內(nèi)壁為11 mm，內(nèi)壁長(zhǎng)L=35+55+18+112=130 mm。 （5）低速軸的最小直徑：取C=118 ，得== mm,考慮到該軸上兩個(gè)齒輪處要各開一個(gè)鍵槽，將d增大15%，得到=（1+15%）= mm，取=45 mm。 （3）高速軸的最小直徑：取C=118 ，得== mm，考慮到直徑最小處需要開一個(gè)鍵槽，小齒輪采用齒輪軸，故只需開一個(gè)鍵槽，將d增大10%，但由于高速軸直徑最小端會(huì)與電動(dòng)機(jī)的外伸軸段用聯(lián)軸器連接，且電動(dòng)機(jī)的外伸軸段直徑為φ28mm，鑒于綜上原因?qū)⒏咚佥S的最小直徑取為=28 mm。202020202020分度圓直徑dmm齒頂圓直徑mm齒根圓直徑mm齒寬mm403555508580齒數(shù)Z2611624792679螺旋角方向右旋左旋右旋左旋右旋左旋材料40Cr4540Cr4540Cr45熱處理狀態(tài)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)齒面硬度HBS280240280240280240齒輪結(jié)構(gòu)齒輪軸實(shí)心式實(shí)心式腹板式實(shí)心式腹板式六、軸的設(shè)計(jì)與校核 軸的材料選擇與最小直徑的計(jì)算 （1）高速軸、中間軸、低速軸的材料均選用45鋼，調(diào)質(zhì)，由【1】查得=640 Mpa, =275 Mpa, =155 Mpa,=60 Mpa。端面壓力角176。 （6）齒輪6：因?yàn)?200mm，所以齒輪6采用腹板式結(jié)構(gòu)。 （4）齒輪4：=200mm,但為相比較于其他的齒輪，齒輪4仍采用腹板式結(jié)構(gòu)。 （2）齒輪2：=200mm，因此采用實(shí)心式齒輪結(jié)構(gòu)。滿足要求 （13）計(jì)算齒輪其它參數(shù) 小齒輪 ： 分度圓直徑 == mm 齒頂圓直徑 =+2= mm 齒根圓直徑 =2= mm 大齒輪： 分度圓直徑 == m 齒頂圓直徑 =+2= mm 齒根圓直徑 =2= 齒寬： ==1=，圓整大齒輪寬度=80mm, 則=+（），取=85 mm 按齒根彎曲強(qiáng)度校核開式齒輪 （略） 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）齒輪1：初步估計(jì)高速軸的直徑，由于高速軸與電機(jī)外伸軸端要用軸器連接，考慮到電機(jī)外伸軸端直徑為φ28mm。則==25=, 取=78 == 由【1】表（）可查取=3 （第一系列） +==105 取+=105 ，因?yàn)?，所以==，取=26，則=79 齒數(shù)比=，與=，%，可用。176。