河北工程大学毕业设计
图3-2受力简图
FNB1=3862.68N
FNB2=1166.268N
MH=168992.25Nmm
FNV1=580.945N
FNV2=1317.235N
MV1=25416.34Nmm MV2=190867.35Nmm
M1=170892.86Nmm M2=254928.86Nmm
3.1.4 按弯扭合成应力校核轴的强度
进行弯钮校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取a=0.6，轴的计算应力为：
?ca?M2?(aT3)2W?16.104MPa
前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[5]表15-1查得 [??1]=60MPa，因此是安全的。
3.1.5 精确校核轴的疲劳强度
(1)判断危险截面
截面A、Ⅱ、Ⅲ、B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合引起的应力集中均将
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削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以这几个截面均不需要校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面Ⅵ和Ⅶ的应力集中的影响相近，但截面Ⅶ不受扭矩作用，故不必作强度校核。截面C上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必校核。截面Ⅴ、Ⅳ更不必校核。由第三章可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面Ⅵ的左右两侧即可。
(2)截面Ⅵ左侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数
W=0.1d3=27463mm3
WT=0.2d3=54925mm3
截面Ⅵ左侧的弯矩M为M=254928.86×（144.9-32.5）/144.9=197750.20Nmm 截面Ⅵ上的扭矩 TⅢ?602.355N?m 截面Ⅵ上的弯曲应力 ?b?截面Ⅵ上的扭转切应力 ?T?M=7.20MPa WT3=10.97MPa WT轴的材料为45钢，调质处理。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a?及a?取。因为r/d=2/65=0.031；D/d=77/65=1.185
以a?=2.56，a?=1.98 又可得轴的材料敏感系数为
q?=0.82，q?=0.85
所以有效应力集中系数为
k??1?q?(a??1)=2.279
k??1?q?(a??1)?1.833
由附文献[5]图3-2得尺寸系数???0.68，得扭转尺寸系数??=0.82。
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轴按磨削加,表面质量系数为??????0.92 轴未经表面强化处理，即?q=1，则综合系数值为
K??k??1?1==3.438
??k???1K????????1=2.322
取碳钢的特性系数 ???0.1，???0.05 求安全系数
S????1K??b????m=16.76
S????1??K?T???T22S?S?S??S?22=11.91
Sca?=9.708 >> S=1.5
故可知其安全 (3)截面Ⅵ右侧
抗弯截面系数W公式计算， W=0.1d3=45653.3mm3
抗扭截面系数WT=0.2d3=91306.6mm3
弯矩M及弯曲应力为M=254928.86X（144.9-32.5）/144.9=197750.20Nmm
?b?M=4.33MPa W截面Ⅵ上的扭矩TⅢ?602.355N?m 截面Ⅵ上的扭转切应力?T?k?k?T3=6.597MPa WT用插入法求出
??=3.20；
??=0.8 X 3.20 = 2.56
轴按磨削加工，表面质量系数 ??????0.92
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故综合系数K??k????k?1????1=3.287 1K???????1=2.647
求安全系数S?? S????1K??b????m=19.32
??1??K?T???T22S?S?S??S?22=17.423
Sca?故可知其安全
=12.94 >> S=1.5
3.2 中间轴的设计与计算
（1） 列出轴上的功率、转速和转矩
PⅡ?PⅠ??12?5.3084?0.98?0.98?5.0982kw
nⅡ=
nⅠ1440??271.70r
5.3mini1TⅡ?179.1969N?m
（2）求作用在齿轮上的力
因已知高速轴小齿轮的分度圆直径为
d1?Z1mn?43.59mm cos???15.52716??15?31'38\ 而圆周力 Ft?2T12X35205.0??1615.288N d143.59径向力 Fr?Fttanan?610.186N cos?轴向力 Fa?Fttan??448.784N
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（3）初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为45钢，调质处理。取A0=120，则
dmin?A03P1?18.54mm n1d 1-1
图3-3中间轴
输入轴的最小直径显然是安装联轴器的直径d1?1处，如图1-5所示。为了使所选轴直径d1?1与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。又因为所选取电动机型号为
0.018Y132S-4，其轴径D=38?所以必须选取轴孔直径系列包括D=38mm的联轴器。查表得，?0.002mm，
考虑到转矩变化较小，所以取KA=1.5，则：
联轴器的计算转矩为 Tca?KAT1?1.5?35.2050?52.8075N?m
所以，查标准GB/T 5014-1985，选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为630 000Nmm。半联轴器长L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=60mm。
3.3 高速轴的设计与计算
（1）列出轴上的功率、转速和转矩
PⅠ?Pd?01?5.3485?0.9925?5.3084kw
nⅠ=nm?1440r/min
TⅠ?9550PⅠ?35.2050N?m nⅠ（2） 求作用在齿轮上的力
因已知高速级小齿轮的分度圆直径为