至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。
3）轴上零件的轴向定位
大小齿轮与轴的周向定位都选用A型普通平键连接，查表选其型号为16x70GB/T 1096-1990，尺寸为16mm×10mm×70mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6； 滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
4）确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角1.2?45?，各圆角半径见图
总结： 轴段编号 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ 总长度
（5） 求轴上的载荷
轴上力作用点间距。 轴承反力的作用点与轴承外圈大断面距离a3=20mm，则可得轴的支点及受力点间的距离为：
长度（mm） 直径（mm） 46.5 88 62.5 93 42 50 55 63 55 50 配合说明 与滚动轴承30210配合，套筒定位 与大齿轮键联接配合 定位轴环 与小齿轮键联接配合 与滚动轴承30210配合 332mm
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图：
- 20 -
- 21 -
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。
载荷 支反力F 水平面H 垂直面V FNH1?68N FNH2?6186N MH?FNH2?L3?460875N?mm FNV1?1382N FNV2?2682N MV?FNV2?L3?Ma2?353536N?mm C截面弯矩M 总弯矩 扭矩 22Mmax?MH?MV?4608752?3535362?580856N?mm T?422360N?mm （6） 按弯扭合成应力校核轴的强度
根据公式及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取??0.6，轴的计算应力
2M2?(?T)2?580856??0.6?422360?ca＝?Mpa?50.70Mpa
W0.1?5032已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得[?-1]?70MPa。因此?ca?[?-1]，故安全。
3. 低速轴的设计
(1) 低速轴上的功率、转速和转矩
转速（r/min） 中速轴功率（kw） 转矩T（N?m） 40.96 6.57 1532.24 (2) 作用在轴上的力
已知低速级齿轮的分度圆直径为d4?327mm，根据公式得
2T42?1532.24??9371.5Nd4327?10?3Ftan?ntan20?Fr4?t4?9371.5??3509.79Ncos?cos13.63?Fa4?Ft4tan??9371.5?tan20??3410.95N Ft4?(3) 初步确定轴的最小直径
先按公式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表取A0?112，于是得
dmin?A03P36.57?112?3?60.85mmn340.96
- 22 -
轴与联轴器连接，有一个键槽，轴径应增大3%~5%，所以轴端最细处直径为：
(4) 轴的结构设计
1） 拟订轴上零件的装配方案
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
① 联轴器及轴段Ⅰ-Ⅱ的设计。 为补偿联轴器所连接两周的安装误差、隔离振动，选用弹性柱销联
轴器。查表取KA=1.5，则计算转矩为Tc=KAT3=1.5x1532240N·mm=2298360N·mm。查表得GB/T 5014-2003中的LX4型联轴器符合要求：公称转矩为2500N·mm，许用转速为3870r/min，轴孔范围为40~75mm。考虑d>（62.68~63.89）mm，取联轴器毂孔直径为63mm，轴孔长度107mm，J型轴孔，A型键。相应轴段Ⅰ-Ⅱ的直径d1=63mm，其长度略小于毂孔宽度，取L1=105mm
② 密封圈与轴段Ⅱ-Ⅲ的设计。 联轴器用轴肩定位，轴肩高度h=（0.07~0.1）d1=（0.07~0.1）
x63mm=4.41~6.3mm。轴段Ⅱ-Ⅲ的轴径d2=d1+2xh=（71.82~75.6）mm，最终由密封圈确定。查表选取毡圈70JB/2Q4606-1997，则取d2=70mm
③ 轴承与轴段Ⅲ-Ⅳ和Ⅵ-Ⅶ的设计。 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子
轴承。现暂取轴承为30215，由表得其尺寸为d×D×T=75mm×130mm×27.25mm，B=25mm，通
常一根轴上的两个轴承取相同的型号，故d3=d6=75mm。该减速器齿轮的圆周速度小于2m/s，故左端轴承采用脂润滑，需要挡油环。为补偿箱体铸造误差和安装挡油环，轴承靠近箱体内壁的端面与箱体内壁距离取△=12mm。因为是同轴式减速器，该轴上右端轴承的轴承座完全处于箱体内部，该处轴承采用油润滑，润滑油由低速级大齿轮轮缘上刮取，可使轴承内圈端面与轴承座端面共面，故可取L6=B=25mm。该处轴承与高速轴右端轴承共用一个轴承座，两轴承相邻端面间距离取为6.5mm，满足安防拆卸轴承工具的空间要求，则轴承座宽度等于两轴承的总宽度与其端面间距的和，即l5=(19.75++27.75+6.5)mm=53.5mm
④ 齿轮与轴段Ⅳ-Ⅴ的设计。 为便于齿轮的安装，d4应略大于d3，可初定d4=77mm。齿轮4轮毂的
宽度范围为
，取其轮毂宽度为l4=91.5mm，其左端面与齿轮左侧
轮缘处于同一平面内，采用轴肩定位，有段采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段Ⅳ-Ⅴ的长度应比齿轮4的轮毂宽度略短，故取L4=88mm
⑤ 轴段Ⅴ-Ⅵ的设计。 齿轮左侧采用轴肩定位，定位轴肩高度为h=（0.07~0.1）d4=（0.07~0.1）x76mm=
- 23 -
（5.32~7.6）mm，取h=5.5mm，则轴肩直径d5=87mm，齿轮左端面与轮毂右端面距箱体内壁距离均取为△1=10mm，则箱体内壁与低速轴左侧轴承座端面的距离
，取L5=△1=10mm，该轴段也可提供轴承的轴向
定位。
⑥ 轴段Ⅱ-Ⅲ与Ⅲ-Ⅳ的长度。 轴段Ⅱ-Ⅲ的长度除了与轴上的零件有关外，还与轴承座宽度及轴承
端盖等零件有关。为在不拆联轴器的条件下可以装拆轴承端盖带连接螺栓，取联轴器毂端面与轴承
端盖表面距离K=35mm，则有
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 3） 轴上零件的轴向定位
半联轴器与轴的联接，选用A型普通平键连接，查表选其型号为18x100GB/T 1096-1990,尺寸为18mm×11mm×100mm，半联轴器与轴的配合为H7/k6。
齿轮与轴的联接，选用A型普通平键连接，查表选其型号为22x80GB/T 1096-1990，尺寸20x80GB/T1096-1990，尺寸为22mm×14mm×80mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6。 4） 确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角2.0?45?，各圆角半径见图
总结： 轴段编号 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ Ⅵ-Ⅶ 总长度 （5） 求轴上的载荷
轴上力作用点间距。 轴承反力的作用点与轴承外圈大断面距离a3=27.4mm，则可得轴的支点及受力点间的距离为：
- 24 -
长度（mm） 直径（mm） 105 60 50.5 88 10 25 63 70 75 77 87 75 配合说明 与联轴器键联接配合 与端盖配合，做滚动轴承的轴向定位 与滚动轴承30215配合 与大齿轮以键联接配合，套筒定位 轴环 与滚动轴承30215配合 338.5mm