4.轴的结构设计图
5.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要求，I-II轴段右端需制出一轴肩，故取II-III段的直径d23 = 50 mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D = 55 mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L = 84 mm，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I-II段的长度应比L略短一些，现取l12 = 82 mm。
2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据d23 = 50 mm，由轴承产品目录中选取角接触球轴承7211C，其尺寸为d×D×T = 55mm×100mm×21mm，故d34 = d78 = 55 mm，取挡油环的宽度为15，则l34 = 21+15 = 36 mm
左端滚动轴承采用挡油环进行轴向定位。由手册上查得7211C型轴承的定位轴肩高度h = 4.5 mm，因此，取d45 = 64 mm。
3）取安装齿轮处的轴段VI-VII段的直径d67 = 60 mm；齿轮的右端与右轴承之间采用挡油环定位。已知低速大齿轮轮毂的宽度为B = 78 mm，为了使挡油环端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取l67 = 76 mm。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h = (2~3)R，由轴径d67 = 60 mm查表，得R = 2 mm，故取h = 6 mm，则轴环处的直径d56 = 72 mm。轴环宽度b≥1.4h，取l56 = 12 mm。 4）根据轴承端盖便于装拆，保证轴承端盖的外端面与半联轴器右端面有一定距离，取l23 = 50 mm。
5）取齿轮距箱体内壁之距离Δ = 16 mm，低速小齿轮和高速小齿轮之间的距离c = 12 mm。考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s = 8 mm，已知滚动轴承的宽度T = 21 mm高速大齿轮轮毂宽度B2 = 50 mm，则
l45 = B2+c+5+2.5+Δ+s-l56-15 = 50+12+5+2.5+16+8-12-15 = 66.5 mm
l78 = T+s+Δ+2.5+2 = 21+8+16+2.5+2 = 49.5 mm
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 6.轴的受力分析和校核: 1）作轴的计算简图（见图a）:
根据7211C轴承查手册得a = 20.9 mm
齿宽中点距左支点距离L2 = (78/2+12+66.5+36-20.9)mm = 132.6 mm 齿宽中点距右支点距离L3 = (78/2-2+49.5-20.9)mm = 65.6 mm 2）计算轴的支反力： 水平面支反力（见图b）：
3111.1×65.6FtL3
FNH1 = L2+L3 = 132.6+65.6 = 1029.7 N
3111.1×132.6FtL2
FNH2 = L2+L3 = 132.6+65.6 = 2081.4 N
垂直面支反力（见图d）：
1166.1×65.6+765.3×302.765/2FrL3+Fad2/2
= = 970.5 N L2+L3132.6+65.6
765.3×302.765/2-1166.1×132.6Fad2/2-FrL2
FNV2 = L2+L3 = = -195.6 N
132.6+65.6FNV1 =
3）计算轴的弯矩，并做弯矩图： 截面C处的水平弯矩：
MH = FNH1L2 = 1029.7×132.6 Nmm = 136538 Nmm
截面C处的垂直弯矩：
MV1 = FNV1L2 = 970.5×132.6 Nmm = 128688 Nmm MV2 = FNV2L3 = -195.6×65.6 Nmm = -12831 Nmm
分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。 截面C处的合成弯矩：
M1 = M2 =
作合成弯矩图（图f）。 4）作转矩图（图g）。
5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：
通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取? = 0.6，则有：
2
M1+(αT3)2
W
1876252+(0.6×470.96×1000)2
MPa 30.1×64
22
MH+MV1 = 187625 Nmm 22
MH+MV2 = 137140 Nmm
Mca?ca = W =
=
= 12.9 MPa≤[???] = 60 MPa
故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：
第八部分 键联接的选择及校核计算
8.1 输入轴键选择与校核
校核大带轮处的键连接：
该处选用普通平键尺寸为：b×h×l = 5mm×5mm×45mm，接触长度:l' = 45-5 = 40 mm，则键联接所能传递的转矩为:
T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×5×40×16×120/1000 = 96 Nm
T≥T1，故键满足强度要求。
8.2 中间轴键选择与校核
1）中间轴与高速大齿轮处键
该处选用普通平键尺寸为：b×h×l = 10mm×8mm×45mm，接触长度:l' = 45-10 = 35 mm，则键联接所能传递的转矩为:
T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×8×35×35×120/1000 = 294 Nm
T≥T2，故键满足强度要求。 2）中间轴与低速小齿轮处键
该处选用普通平键尺寸为：b×h×l = 10mm×8mm×70mm，接触长度:l' = 70-10 = 60 mm，则键联接所能传递的转矩为:
T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×8×60×35×120/1000 = 504 Nm
T≥T2，故键满足强度要求。
8.3 输出轴键选择与校核
1）输出轴与低速大齿轮处的键
该处选用普通平键尺寸为：b×h×l = 18mm×11mm×70mm，接触长度:l' =