齿形系数YFa和应力修正系数YSa： 查表得：
??????1=2.506，??????2=2.148 ??????1=1.625，??????2=1.822
查图得重合度系数Yε=0.676
查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为:
??????????1=500??????、??????????2=380??????
由图查取弯曲疲劳系数：
??????1=0.867，??????2=0.979
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得许用弯曲应力
???? 1= ???? 2=
????1=
??????1×??????????10.867×500
==309.643??????
??1.4??????2×??????????20.979×380
==265.729??????
??1.42×??×??
×??????1×??????1×????=79.173??????< ???? 1=309.643??????
??×??×??1????2=????1×
??????2×??????2
=76.09??????< ???? 2=265.729??????
??????1×??????1
故弯曲强度足够。
6.5计算齿轮传动其它几何尺寸
（1）计算齿顶高、齿根高和全齿高
?
???=??×?????=3???? ?? ???=??× ?????+????=3.75????
?? ?= ???+??? =??× 2?????+????=6.75????
（2）计算小、大齿轮的齿顶圆直径
? ????1=??1+2×???=??× ??1+2?????=96???? ? ????2=??2+2×???=??× ??2+2?????=351????
（3）计算小、大齿轮的齿根圆直径
?? ????1=??1?2×???=??× ??1?2??????2????=82.5???? ?? ????2=??2?2×???=??× ??2?2??????2????=337.5????
?注：??????=1.0，????=0.25
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6.6齿轮参数和几何尺寸总结
参数或几何尺寸 法面模数 法面压力角 法面齿顶高系数 法面顶隙系数 齿数 齿顶高 齿根高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 中心距 符号 mn αn ha* c* z ha hf d da df B a 小齿轮 3 20 1.0 0.25 30 3 3.75 90 96 82.5 95 218 大齿轮 3 20 1.0 0.25 115 3 3.75 345 351 337.5 90 218 第七章轴的设计
7.1高速轴设计计算
（1）已经确定的运动学和动力学参数
转速n=1440r/min；功率P=7.15kW；轴所传递的转矩T=47418.4N?mm （2）轴的材料选择并确定许用弯曲应力
由表选用40Cr（调质），齿面硬度280HBS，许用弯曲应力为[ζ]=60MPa （3）按扭转强度概略计算轴的最小直径
由于高速轴受到的弯矩较大而受到的扭矩较小，故取A0=112。
37.153??
??≥??0× =112× =19.11????
??1440由于最小轴段截面上要开1个键槽，故将轴径增大5%
????????= 1+0.05 ×19.11=20.07????
查表可知标准轴孔直径为30mm故取dmin=30 （4）设计轴的结构并绘制轴的结构草图 a.轴的结构分析
由于齿轮1的尺寸较小，故高速轴设计成齿轮轴。显然，轴承只能从轴的两端分别装入和拆
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卸，轴伸出端安装联轴器，选用普通平键，A型，b×h=8×7mm(GB/T 1096-2003)，长L=63mm；定位轴肩直径为35mm；联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别和轴承端盖定位，采用过渡配合固定。
b.确定各轴段的直径和长度。
外传动件到轴承透盖端面距离K=20mm 轴承端盖厚度e=10mm 调整垫片厚度△t=2mm
箱体内壁到轴承端面距离△=10mm 各轴段直径的确定
d1：用于连接联轴器，直径大小为联轴器的内孔径，d1=30mm。
d2：密封处轴段，左端用于固定联轴器轴向定位，根据联轴器的轴向定位要求，轴的直径大小较d1增大5mm，d2=35mm
d3：滚动轴承处轴段，应与轴承内圈尺寸一致，且较d2尺寸大1-5mm，选取d3=40mm，选取轴承型号为深沟球轴承6208 d4：轴肩段，选择d4=45mm。
d5：齿轮处轴段，由于小齿轮的直径较小，采用齿轮轴结构。 d6：过渡轴段，要求与d4轴段相同，故选取d6=d4=45mm。 d7：滚动轴承轴段，要求与d3轴段相同，故选取d7=d3=40mm。 各轴段长度的确定
L1：根据联轴器的尺寸规格确定，选取L1=80mm。
L2：由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定，取L2=65mm。 L3：由滚动轴承宽度和齿轮端面到箱体内壁距离确定，选取L3=30mm。 L4：根据箱体的结构和小齿轮的宽度确定，选取L4=115.5mm。 L5：由小齿轮的宽度确定，取L5=65mm。
L6：根据箱体的结构和小齿轮的宽度确定，取L6=8mm。
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L7：由滚动轴承宽度和齿轮端面到箱体内壁距离确定，选取L7=30mm。 轴段 1 2 35 65 3 40 30 4 45 115.5 5 64 65 6 45 8 7 40 30 直径30 (mm) 长度80 (mm) （5）弯曲-扭转组合强度校核 a.画高速轴的受力图
如图所示为高速轴受力图以及水平平面和垂直平面受力图 b.计算作用在轴上的力（d1为齿轮1的分度圆直径） 齿轮1所受的圆周力（d1为齿轮1的分度圆直径）
????1=2×
齿轮1所受的径向力
????1=????1×????????=1581×??????20°=575??
第一段轴中点到轴承中点距离La=114mm，轴承中点到齿轮中点距离Lb=169mm，齿轮中点到轴承中点距离Lc=61.5mm
轴所受的载荷是从轴上零件传来的，计算时通常将轴上的分布载荷简化为集中力，其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度的中点算起。通常把轴当做置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关 在水平面内
轴承A处水平支承力：
??????=
轴承B处水平支承力：
??????=????1???????=575? 422 =153??
在垂直面内
轴承A处垂直支承力：
??????=????1×
轴承B处垂直支承力：
??????=????1×
轴承A的总支承反力为：
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??147418.4=2×=1581?? ??160????1×????575×169
== 422??
????+????169+61.5????169
=1581×= 1159??
????+????169+61.5????61.5
=1581×= 422??
????+????169+61.5
22
????= ??????+??????= 422 2+ 1159 2=1233.44??
轴承B的总支承反力为：
22????= ??????+??????= 153 2+ 422 2=448.88??
d.绘制水平面弯矩图 截面A在水平面上弯矩：
??????=0???????
截面B在水平面上弯矩：
??????=0???????
截面C在水平面上的弯矩：
??????=??????×????=422×61.5=25953???????
截面D在水平面上的弯矩：
??????=0???????
e.在垂直平面上： 截面A在垂直面上弯矩：
??????=0???????
截面B在垂直面上弯矩：
??????=0???????
截面C在垂直面上的弯矩：
??????=??????×????=1159×61.5=71278???????
截面D在垂直面上弯矩：
??????=0???????
合成弯矩，有： 截面A处合成弯矩：
????=0???????
截面B处合成弯矩：
????=0???????
截面C处合成弯矩：
22
????= ??????+??????= 25953 2+ 71278 2=75856???????
截面D处合成弯矩：
????=0???????
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