轴按磨削加工，由《机械设计（第八版）》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?2.53
?????1?1.70又取碳钢的特性系数 ???0.1,???0.05 计算安全系数Sca值
??1355??7.68K???????m2.53?18.26?0.1?0??1200S????14.31
5.145.14k???????m5.39??0.05?S??22Sc??故可知安全。 （3）. 截面5左侧
S?S?S??S?22?6.77??S?1.5.5mm 抗弯截面系数 W?0.1d?0.1?35?4287抗扭截面系数 WT?0.2d?8575mm 截面5左侧弯矩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?33333M95852??18.26MPa W136740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《机械设计（第八版）》附图3-2查得尺寸系数???0.71，由《机械设计（第八版）》附图3-3查得扭转尺寸系数???0.87
轴按磨削加工，由《机械设计（第八版）》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?2.2
?????1?1.8又取碳钢的特性系数 ???0.1,???0.05 计算安全系数Sca值
??1355??8.84K???????m2.2?18.26?0.1?0??1200S????13.37 故可知安全。
16.1716.67k???????m1.8??0.05?S??22Sc??5.3输出轴设计
5.3.1、求输入轴上的功率P4、转速n4和转矩T4 5.3.2、求作用在齿轮上的力
已知圆柱斜齿轮的分度圆直径为 d2?mz2?3?110?330mm
S?S?S??S?22?7.37??S?1.52T42?641.27?103Ft1???3886Nd2222tan?n而 Fr?Ft ?1458.1Ncos?F??Fttan??968N 圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图所示
5.3.3.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?A035.01?46mm，输出轴的最小直径为安装联轴器的直74.6径d12，为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取连轴器型号。 联轴器的计算转矩Tca?KAT3，查表14-1，由于转矩变化很小，故取KA?1.3，则 Tca?KAT3?1.3?641270?833651N?mm
查《机械设计课程设计》选HL4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000N?mm，半联轴器的孔径d1?48mm，故取d1?2?48mm，半联轴器长度L?112mm，半联轴器与轴
配合的毂孔长度为84mm。 5.3.4.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?55mm，左端用轴端挡圈定位，按轴端挡圈直径D?56mm，半联轴器与轴配合的
毂孔长度L1?84mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故取1-2段的长度应比L1略短些，现取l1?2?82mm。
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?55mm，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30312，其尺寸为d?D?T?60mm?130mm?33.5mm，
d3?4?d7?8?60mm,而l3?4?33.5mm。
3）左端轴承采用轴肩进行轴向定位，由《机械设计课程设计手册》查得30311型轴承的
定位轴肩高度h?5mm，因此取d4?5?70mm，齿轮右端和右轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮
齿宽为85mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度故取
l6?7?67mm,d6?7?67mm。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h?0.07d，故取h?5mm，
则轴环处的直径为d5?6?74mm。轴环宽度b?1.4h，故取l5?6?8mm
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l?30mm，故取l2?3?50mm
5）箱体—小圆锥齿轮中心线为对称轴，则取l4?5（3）.轴上的周向定位
?74.5mm,l7?8?64mm。
齿轮、半联轴器的周向定位采用平键连接，按d6?7由《机械设计（第八版）》表6-1查得平键截面
b?h?20mm?12mm，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
H7m6；同样半联轴器与轴连接，选用平键14mm×9mm×70mm,半联轴器与轴的
配合为
H7m6；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?
5.3.5.求轴上的载荷
载荷 水平面H 垂直面V
FNH1?1408N 支反力F FNV1?794N FNV2?1874N FNH2?2162N 弯矩M MH?212.63N?m 22MV1?28.74N?mMV2?108.64N?m
总弯矩 M1?MH?MV1?214.46N?mM2?MH?MV2?239.7N?m22
扭矩T T1?641.27N?m