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=112?33.1 1500≈14.3mm
对于d?100mm的轴，最小轴径处有1个键槽时，应将轴径增大5%～7%，为15.0mm～15.3mm。
取DI=20mm。
3）设计轴的结构并绘制机构草图 a.确定各轴段的直径 =（1.4～2.0）mm。
取h1=3mm,则DII=DI+2h1=26mm。
直径为DII处的轴段是一轴环，轴环的宽度L1?1.4h1=2.4mm，取L1=26mm。 再由h2=（0.07～0.1）DII=（1.82~2.6）mm。 取h2=2mm，则DIII=DII+2h2=30mm，这段轴是用来安装轴承的。
查文献[6]中表4.2-57，初步选用型号为6406 GB/T 276-1994的轴承，轴承宽度B=23mm，轴承内圈安装尺寸damin=39mm，轴承内圈端面直径d≈48.6mm轴肩的高度。
取DIV=42mm，
第V段轴也是来安装轴承的，故DV=DIII=30mm。
轴承另一端需要轴肩定位，damin
由于轴承的安装需要和刀片保持一定距离，取第VI段轴的直径为DVI=DII=26mm。
第VII段轴是用来安装刀片的，为了便于加工，取第VII段轴的直径为DVII=DI=22mm。
综上所述: DI=DVII=20mm DII=DVI=26mm DIII=DV=30mm DIV=42mm b.确定各轴段长度
根据汽油机的高度及整机结构，确定轴Ⅰ的总长为400mm。 由上述带轮Ⅰ的设计可知，带轮Ⅰ的宽度B1=37mm。
查阅文献[6]中高强度垫圈表3.2-92（GB/T 3632-1995），垫圈选用钢结构用扭剪
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带轮的另一端需要轴肩定位，由DI=20mm，轴肩高度h1=（0.07～0.1）DI
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型螺栓用垫圈，最大厚度Smax=4.8mm。
直径为DI处的轴段主要是用来安装2个2轮槽的带轮轮槽的带轮，根据带轮宽度、垫圈的厚度以及安装的结构确定此处的轴长LI=140mm。
直径为DII处的轴段长度，可以根据设计经验，确定轴承端面和带轮的距离为LII=24mm。
直径为DIII处的轴段长度是轴承的宽度LIII=B=23mm。
直径为D7处的轴段是用来安装刀片，根据刀片的厚度、螺母的长度以及垫片的厚度确定轴长为LVII=50mm。
直径为D5处的轴段也是用来安装轴承，长度LV=23mm。 直径为D6处的轴段和D2处一样长LVI=24mm。 最后留下的轴长就是第4段轴的长度了，LIV=116mm。 轴Ⅰ的最终尺寸如下图所示：
图3-9轴Ⅰ结构图
（2）轴Ⅰ的校核
图3-10 轴Ⅰ的作用力示意图
基于上述示意图，按照弯扭合成应力公式校核轴的强度。 以B为基点，由∑MB=0得：
FNC×139-Fp1×270+Fp2×208+Fr×84=0
由∑Fy=0得： Fr+FNB+Fp1-FNC-Fp2=0 式中：Fr=100N,Fp1=787N，Fp2=769N
代入数据解得：FNB=199.5N（↑）,FNC=317.5N(↓)
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根据文献[9]中的知识，绘制的弯矩图和扭矩图如下
图3-11 轴Ⅰ力矩图
从弯矩图和扭矩图可以看出C点和D点是危险截面，需要校核。C点在竖直面内：
弯矩： MVC=Fr×223+FNB×139≈50031N.mm 扭矩: TC=9.55×106×P4n≈19737N.mm 2由轴的弯扭合成强度公式得：
M2?VC?(?T)2ca?W 24
(3-12)
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式中：?≈0.6；
代入数据得： ?ca12?50031（0.6?19737）≈19MPa<60MPa ?0.1?3032D点在竖直面内：
弯矩： MVD=Fr×292+FNB×208-FND×69≈48789N.mm 扭矩: TC=9.55×106×
P2≈19737N.mm n2代入数据得： ?ca2故轴Ⅰ的设计满足要求。 (3) 轴承的选择和校核
248789?（0.6?19737） ≈47MPa<60MPa ?30.1?22因FNB 由FNC=317.5N,n2=1500r/min，查文献[6]，初选型号为6406 GB/T 276-1994的轴承，基本额定动载荷C=47500N。 由轴承的基本额定动载荷公式得： 60nLh (3-13) C1?P1?610式中:??3； '查阅文献[8]，取轴承的预期计算寿命Lh’=18000h。 查文献[8]，取载荷系数fp=1.8，则滚动轴承的当量动载荷。 P1?FN2fP?1.8?317.5?572N 代入数据得： C1=6718N 三个轴承的轴向定位方式相同，现只设计轴I上的轴承定位。 首先设计了安装轴和轴承的支架，再根据轴承的外形尺寸而设计出了轴承座， 最终将轴承座通过12个直径为7mm的螺栓固定在轴承支架上，进而就可以固定轴承了。轴承座的结构图如下： 25 西南科技大学本科生毕业论文 图3-12 轴承座结构图 轴承在机架上的定位图如下： 图3-13 轴承座定位图 （5）键的选择 考虑到此处连接需要结构简单、装拆方便、对中性要好，故选用平键连接。查阅文献[6]中普通平键型式尺寸表5.1-32，选用键6×110GB/T 1096-2003的圆头普通A型平键。 3.4.2 轴Ⅱ的设计 （1） 轴Ⅱ的功率计算 P5?P?1?2?3.3?0.942?0.98?2.9kw 1) 选择轴的材料，确定许用应力 因我们设计的轴对材料无特殊的要求，故选用45钢并经调质处理，其抗拉强 2度极限?B?640MPa，许用弯曲应力[?-1]=60MPa 26