【正文】 上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力 σb=M’a/W=截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ=T3/WT=718330/43698MPa=軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表151查得σB=650MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）》附表32查取。因，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖32可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）》附圖32的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第就版）》附圖34得表面質(zhì) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算求輸出軸上的功率P轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 P1=,n1=576r/min T1= Nm求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑d1= Ft= Fr= Fa=Ft圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖45所示　初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）》表153，取較小值A(chǔ)o=120,則得 dmin=Ao(P1/n1)1/3=120()1/3mm= 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案（見圖44）1）2段的 直徑d2=35，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑D=35mm 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=50mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1段的長度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取 。2） 初步軸承。 考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)d2=35mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表157軸承內(nèi)徑d=40mm,外徑D=80mm,寬度B=18mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=47mm,外圈定位直徑Da=73mm,，其尺寸為，d3=35mm d7=40mm，而l3=33mm左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程》 3）表157查得軸承的內(nèi)圈定位軸肩直徑da=47mm,外圈定位直徑Da=73mm,，因此取d4=48mm；軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，已知齒輪輪轂的寬度為82mm，故取L6=。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為d5=。軸環(huán)寬度，取L6=7mm。 4），根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與聯(lián)軸器右端面間的距離L=28mm，故取 L2= 5）箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，則取L4=118mm，L7=33mm。（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按d6由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）》表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 求軸上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力FR1H=R1V=R2H=R2V=彎矩MMaH=mMbH=m=mMaV=m 總彎矩M1=√()2＋()2Nmm=mM2==√＋02Nmm=m扭矩TT1=m中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件 中間軸傳遞的功率P2=,轉(zhuǎn)速n2=,齒輪分度圓直徑d2=,d3=,齒輪寬度b2=66mm,b3=105mm 選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故由表826選用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理 初算軸徑 查表得c=106～135,考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取較小值c=110,則 dmin=c(P2/n2)1/3=110()1/3mm= 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖41 （1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸不長，故軸承采用兩端固定方式，然后，按軸上零件的安裝順序，從dmin開始設(shè)計(jì) （2）軸承的選擇與軸段①及軸段⑤的設(shè)計(jì) 該軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行?？紤]齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段①、⑤上安裝軸承，其直徑既應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。暫取軸承為7207C,經(jīng)過驗(yàn)算，軸承7207C的壽命不滿足減速器的預(yù)期壽命要求，則改變直徑系列，取7210C進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由表119得軸承內(nèi)徑d=50mm,外徑D=90mm,寬度B=20mm，定位軸肩直徑da=57mm,外徑定位直徑Da=83mm,對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=,故d1=50mm,通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同型號(hào)，則d5=50mm軸段②和軸段④的設(shè)計(jì) 軸段②上安裝齒輪3，軸段④上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)分別略大于d1和d5，可初定d2=d4=52mm （3）齒輪2輪轂寬度范圍為（～）d2=～78mm,取其輪轂寬度與齒輪寬度b2=66mm相等，左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度b3=105mm相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸端②和軸端④的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故 L2=102mm，L4=64mm (4)軸端③ 該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（～）d2=～,取其高度為h=5mm,故d3=62mm齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離均取為Δ1=10mm,齒輪2與齒輪3的距離初定為Δ3=10mm,則箱體內(nèi)壁之間的距離為 BX=2Δ1＋Δ3＋b3＋(b1＋b2)/2=[(210＋10＋105＋(75＋66)/2)]mm=,取Δ3=,則箱體內(nèi)壁距離為BX= Δ2=Δ1＋（b1－b2）/2=[10＋(75－66)/2]mm=,則軸段③的長度為L3=Δ3= (5)軸段①及軸段⑤的長度 該減速器齒輪的圓周速度小于2m/s,故軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油漸入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為Δ=12mm,中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，則軸段①的長度為 L1=B＋Δ＋Δ1＋3mm=(20＋12＋10＋3)mm=45mm軸段⑤的長度為 L5=B＋Δ＋Δ2＋2mm=(20＋12＋＋2)mm= （6）軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離a3=,則由圖41可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)距離為 l1=L1＋b3/2－a3－3mm=(45＋105/2－－3)mm= l2=L3＋(b2＋b3)/2=[＋(66＋105)/2]=96mm l3=L5＋b2/2－a3－3mm=(＋66/2－－2)mm= 高速軸軸承選用軸承為7208C,經(jīng)過驗(yàn)算，由表119得軸承內(nèi)徑d=40mm,外徑D=80mm,寬度B=18mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=47mm,外圈定位直徑Da=73mm,在軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=17mm,故軸段的直徑d3=40mm。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同型號(hào)，則d7=40mm,L7=B＋B1=18＋15=33mm 高速軸軸承壽命校核（1）計(jì)算軸承的軸向力 由表119查7208C軸承得C=36800N,Co=，則軸承2的內(nèi)部軸向力分別為 S1=== S2===外部軸向力A=,各軸向力方向如圖46所示 S2＋A=＋=﹤S1則兩軸承的軸向力分別為 Fa1=S2＋A = Fa2=S2=（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由Fa1/ Co=，查表得119得e=,因Fa1/ R1=﹥e,故X=，Y=，則軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷為 P1=XR1＋YFa1=＋=由Fa2/ Co=，查表得119得e=,因Fa2/ R2=,故X=1，Y=0，則軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷為 P2=XR2＋YFa2=1＋0=(3)校核軸承壽命 因P1﹥P2，故只需校核軸承1的壽命，P=，查表得fT==軸承1的壽命為 Lh=[106/(60n1)][ fTC/(fPP)]3=[106/(60576)][136800/()]3h=45931hLh﹥L‘h,故軸承壽命足夠 中間軸軸承選用7210C進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由表119得軸承內(nèi)徑d=50mm,外徑D=90mm,寬度B=20mm，定位軸肩直徑da=57mm,外徑定位直徑Da=83mm,對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=,故d1=50mm,通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同型號(hào)，則d5=50mm 中間軸軸承壽命校核（1）計(jì)算軸承的軸向力 由表119查7210C=42800N,CO=，則軸承2的內(nèi)部軸向力分別為 S1=== S2===外部軸向力A=Fa3－Fa2=－=,各軸向力方向如圖43所示 S2＋A=＋=﹤S1則兩軸承的軸向力分別為 Fa1=S1= Fa2=S1－A=－=因R1﹥R2，F(xiàn)a1﹥Fa2，故只需校核軸承1的壽命（2）計(jì)算