大齿轮的数值大。
52?1.293?3.648?10（2）. 设计计算 m?3?0.01475?3.16mm 21?21 圆整 mn?4，可满足齿根弯曲疲劳强度，为满足齿面接触疲劳强度取
d1?116.89mm 故 z1?4.3. 4.几何尺寸计算
d1116.89??29 则z2?uz1?3?29?87 m3 （1）. 计算分度圆直径
d1?mz1?4?29?116mmd2?mz2?4?87?348mm
（2）. 计算中心距 a?d1?d2116?348??232mm 22 （3）. 计算齿轮宽度 b??dd1?1?116?116mm 圆整后取 B2?120m，mB1?125m m5轴的设计计算
5.1输入轴设计
5.1.1、求输入轴上的功率P1、转速n2和转矩T2 P2?5.445kw，n2?1440r/min,T1?36.11N?m 5.1.2、求作用在齿轮上的力
已知高速级小圆锥齿轮的分度圆直径为
dm1?d1(1?0.5?R)?mz1(1?0.5?0.33)?3?23?(1?0.33?0.5)?57.615
而
2T12?36.11?103Ft???1253Ndm157.615 Fr?Fttan?cos?1?1253?tan20?cos20.48?93N
??F??Fttan?sin?1?1253?tan20??sin20.48??446N圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图所示
5.1.3.初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计（第八版）》表15-3，取A0?112，得dmin?A035.445?17.9mm，输入轴的最小直径为安装联轴器1440的直径d12，为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩Tca?KAT1，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取KA?1.3，则 Tca?KAT1?1.3?36110?46943N?mm
查《机械设计课程设计》选HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000N?mm，半联轴器的孔径d1?20mm，故取d1?2?20mm，半联轴器长度L?52mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为38mm。 5.1.4.轴的结构设计
（1）. 拟定轴上零件的装配方案如下
(2). 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）.为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径
d2?3?27mm
2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d2?3?27mm，由《机械设计课程设计手册》初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承303006，其尺寸为d?D?T?30mm?72mm?20.75mm，
d3?4?d5?6?30mm,而l3?4?21mm。这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由《机械设计
课程设计》查得30310型轴承的定位轴肩高度h?3.5mm，因此取d4?5?37mm 3）取安装齿轮处的轴段6-7的直径d6?7?25mm；为使套筒可靠地压紧轴承，5-6段应略短于轴承宽度，故取l5?6?19mm。
4）轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，
求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离l?30mm，故取l2?3?50mm 5）锥齿轮轮毂宽度为64.9mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取l6?7?70mm 6）由于Lb?2La，故取l4?5?117mm （3）.轴上的周向定位
圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按d6?7由表6-1查得平键截面b?h?8mm?7mm，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮
H7轮毂与轴的配合为k6；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺
寸公差为k6。
（4）. 确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2?45? 5).求轴上的载荷
载荷 水平面H 垂直面V
6).按弯扭合成应力校核轴的强度
根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴
FNH1?520N 支反力F FNV1?320N FNV2?108.28N MV?13740N?mm 2FNH2?1584N 弯矩M 总弯矩 扭矩T MH?68140N?mm 2M?MH?Mv?68270N?mm T1?36.11N?m 的计算应力 ?ca?M2?(?T1)2W?26.53MPa
前已选定轴的材料为45钢（调质），由表15-1查得
???1??60MPa,?ca????1?，故安全。
5.1.5. 精确校核轴的疲劳强度
（1）. 判断危险截面 截面5右侧受应力最大 （2）. 截面5右侧
mm 抗弯截面系数 W?0.1d?0.1?30?2700抗扭截面系数 WT?0.2d3?5400mm3 截面5右侧弯矩M为 M?68270N?mm 截面5上的扭矩T1为 T2?36110N?mm 截面上的弯曲应力 ?b?333M68270??25.29MPa W5400截面上的扭转切应力 ?T?T136110??6.69MPa WT5400轴的材料为45钢，调质处理。由《机械设计（第八版）》表15-1查得
?B?640MPa,??1?275MPa,??1?155MPa。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系
数?b及??按《机械设计（第八版）》附表3-2查取。因经插值后查得 ?b?1.92,?t?1.60
又由《机械设计（第八版）》附图3-1可得轴的材料敏感系数为 q??0.82,q??0.85 故有效应力集中系数为
r2.0D37??0.07，??1.23，d3.0d30k??1?q?(?b?1)?1.75k??1?q?(?T?1)?1.51
由《机械设计（第八版）》附图3-2查得尺寸系数???0.72，由《机械设计（第八版）》附图3-3查得扭转尺寸系数???0.85
轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为 ??????0.92
轴未经表面强化处理，即?q?1，则综合系数为
K??K??k???k???1??1?1?2.57
?????1?1.83