又取碳钢的特性系数 ???0.1,???0.05 计算安全系数Sca值
??1275??4.23K???????m2.547?5.29?0.1?0??1155S????78.8 故可知安全。
6.696.69k???????m1.51??0.05?S??22Sc??5.2中间轴设计
5.2.1、求输入轴上的功率P2、转速n2和转矩T2
P2?5.23kw,n2?360r/min,T2?138.74N?m 5.2.2、求作用在齿轮上的力
已知圆柱斜齿轮的分度圆直径为 d1?mz1?3?23?69mm 而
S?S?S??S?22?4.19??S?1.52T12?138.74?103Ft1???4021Ndm169tan?ntan20??4021??1508.79N Fr1?Ft1cos?cos14?F?1?Ft1tan??4021?tan14??1002.55N已知圆锥齿轮的平均分度圆直径为
dm2?d2(1?0.5?R)?mz2(1?0.5?0.33)?275.55mm
2T22?138.74?103Ft2???1007Ndm2275.55而 Fr2?Ft2tan?cos?2?74N
F?2?Ft2tan?sin?2?358.81N圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图所示
5.2.3.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40cr（调质），根据《机械设计（第八版）》表15-3，取A0?108，得dmin?A03直径d1?2和d5?6 5.2.4.轴的结构设计
（1）. 拟定轴上零件的装配方案如下
5.23?26mm，2轴的最小直径显然是安装滚动轴承的360
(2). 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）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d1?2?d5?6?26mm，由《机械设计课程设计》初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为d?D?T?30mm?70mm?20.75mm，
d1?2?d5?6?30mm,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
30306型轴承的定位轴肩高度h?3.5mm，因此取套筒直径37mm。
2）取安装齿轮处的轴段d2?3?d4?5?35mm；锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮毂长L=55mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取
l2?3?50mm，齿轮的右端面采用轴间定位，轴间高度h?0.07d，故取h?4mm，则轴
环处的直径为d3?4?43mm。
3）已知圆柱斜齿轮齿宽B1?76mm，为使套筒端面可靠地压紧端面，此轴应略短于轮毂
长，故取l4?5?72mm。
4）箱体—小圆锥齿轮中心线为对称轴，则取l1?2?56mm，l3-4?10.mm，l5?6?53mm。 （3）.轴上的周向定位
圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按d2?3由表6-1查得平键截面
b?h?10mm?8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好
的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为
H7；圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按d4?5m6由表6-1查得平键截面b?h?10mm?8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为56mm，同时为保
证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为
H7；滚动轴承与轴的周向m6定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。 （4）. 确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2?45? 5.2.5.求轴上的载荷
载荷 水平面H 垂直面V
扭矩T FNH1?1402N 支反力F FNV1?270N FNV2?1084N FNH2?1974N MV1?24.48N?mm弯矩M MH1?120N?mmMH2?420N?mm MV2?62.25N?mmMV3?153N?mmMV4?89.1N?mm总弯矩 Mmax?MH1?MV2?122.47N?mm 22T?138.74N?m
5.2.6.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
的计算应力 ?ca?Mmax?(?T2)2W2?38.64MPa
前已选定轴的材料为40cr（调质），由《机械设计（第八版）》表15-1查得
???1??70MPa，?ca????1?，故安全。
5.2.7，精确校核轴的疲劳强度 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?98582N?mm 截面5上的扭矩T3为 T3?138740N?mm 截面上的弯曲应力 ?b?333M95852??18.26MPa W5400截面上的扭转切应力 ?T?T213874??5.14MPa WT2700轴的材料为45钢，调质处理。由《机械设计（第八版）》表15-1查得。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系?B?73MP5a,??1?35M5P,a?1??20M0P.a数?b及??按附表3-2查取。因
r2.0D35??0.067，??1.67，经插值后查得 d30d30?b?2.00,?t?1.32
又由附图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
k??1?q?(?b?1)?1?0.82?(1.9?1)?1.74k??1?q?(?T?1)?1?0.85?(1.46?1)?1.39
由附图3-2查得尺寸系数???0.71，由附图3-3查得扭转尺寸系数???0.87