齿顶圆直径da 齿宽b 轮 41.64 70 轮 208.14 65 六、轴的设计计算 1、低速轴的设计 （1）低速轴运动参数 功率P3?3.76kw 转速n3?102r/min 转矩T3?353.03N?m （2）、作用在齿轮上的力 低速级大齿轮的分度圆直径为d4?204.14mm P3?3.76kw n3?102r/min T3?353.03N?m Ft?3458.7N Fr?1297.9N 2T32?353.03?103 圆周力Ft???3458.7N d4204.14 径向力Fr?Fttanantan20??3458.7??1297.9N cos?cos14.09?Fa?868.12N （3）、初步确定轴的最小直径 输出轴的最小直径是安装联轴器处得直径，故需同时选 取联轴器型号，查表14-1，取KA?1.5 先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处 理，查表15-3的A0?112 P33.76 dmin?A03?112?3?37.27mm n3102 联轴器的计算转矩Tca?KAT3?1.5?354.03?531.045N?m 按照计算转矩Tca应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准 轴向力Fa?Fttan??3458.7?tan14.09??868.12N - 16 -
GB/T5014-2003，选用LX3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250N·m，半联轴器的孔径d=40mm，故取d=40mm，半联轴器的长度L=112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L=84mm (4）、轴的结构设计 （1）拟定轴上零件的装配方案 （2）确定轴的各段直径和长度 ① 1-2段 d1?40mm L联?84mm ②1-2轴段右端需制出一轴肩，根据密封圈的尺寸，故取2-3段轴的直径d2?45mm d1?40mm d2?45mm 半联轴器与轴配合的毂孔长度L=84mm，为了保证轴端 挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的断面上，故L2 L1?82mm ③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，故选用单列圆锥滚子轴承。根据d2?45mm，根据d3?50mm （GB/T297-1994）的使用30210轴承，其尺寸： d?D?T?50mm?90mm?21.75mm d7?50mm 故取d3?50mm d7?50mm L7?21.75mm L7?21.75mm da?57mm 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，由 比L略短些，取L1?82mm （GB/T297-1994）查得30209型轴承的定位轴肩直径da?57mm d6?57mm 故取d6?57mm ④d4?d3?1~3mm取d4?53mm，齿轮的左端与左d4?53mm 端轴承之间采用套筒定位，已知齿轮轮毂的宽度为65mm，为了 使套筒断面可靠地压紧齿轮，此端轴应略短于轮毂宽度，取 L4?62mm.齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h?0.07d， - 17 -
故取h=4mm,则轴环处直径d5?61mm，轴环宽度b?1.4h，取L5?6mm L5?6mm 2、高速轴的设计 （1）高速轴运动参数 功率P1?4.06kw P1?4.06kw n1?1440r/minT1?26.90N?m r/min 转速n1?1440 转矩T1?26.90N?m （2）、作用在齿轮上的力 高速级小齿轮的分度圆直径为d1?38.64mm Ft?1878.49N Fr?704.43N 2T12?26.9?103 圆周力Ft???1878.49N d138.64 径向力Fr?Fttanantan20??1878.49??704.43N cos?cos13.93?Fa?465.92N 轴向力Fa?Fttan??1878.49?tan13.93??465.92N （3）、初步确定轴的最小直径 小直径是安装联轴器处得直径，故需同时选取联轴器型号，查表14-1，取KA?1.3 先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理，查表15-3的A0?112 dmin?A03P14.06?112?3?15.82mm n11440联轴器的计算转矩 Tca?KAT1?1.3?26.9?1000?34970N?mm 按照计算转矩Tca应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003，选用LT4型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为63N·m，半联轴器的孔径d=20mm，故取d=20mm，半联轴器的长度L=52mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L=38mm 4）轴的结构设计 - 18 -
（1）拟定轴上零件的装配方案 （2）确定轴的各段直径和长度 ① 1-2段 d1?20mm L1?50mm ②1-2轴段右端需制出一轴肩，根据密封圈的尺寸，故取2-3段轴的直径d2?25mm ③初步选择滚动轴承，根据d2?25mm，根据（GB/T297-1994）的使用30206轴承，其尺寸： d?D?T?30mm?62mm?17.25mm 故取d3?30mm d7?30mm L3?21.75mm da?36mm Da?53mm ④左端轴承的右端面采用轴肩进行定位 由手册查得，30206型轴承定位轴肩高度为3，故d1?20mm L1?50mm d2?25mm d3?30mm d7?30mm L3?21.75mm ⑤d6?d7?1~3mm取d6?32mm，齿宽45mm，故取 L6?43mm L6?43mm ⑥齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h?0.07d，故 取h=3mm,则轴环处直径d5?38mm，轴环宽度 b?1.4h，取b=5mm ⑦检验 d5?df1，故设计不合理，所以考虑将齿轮设计成齿 轮轴 ⑧df1?34.65mm，所以取d4?32mm，d6?32mm d4?32mm d4?36mm 3、中间轴的设计 1）中间轴运动参数 功率P2?3.91kw - 19 -
d6?32mm 转速n2?336r/min 转矩T2?111.11N?m 2）、作用在齿轮上的力 ①高速级大齿轮的分度圆直径为d2?165.36mm P2?3.91kw n2?336r/minT2?111.11N?m 2T 圆周力Ft?2?1343.86N d2 径向力Fr?Fttanantan20??1343.86??503.95N cos?cos13.93?Ft?1343.86N Fr?503.95N 轴向力Fa?Fttan??1343.86?tan13.93??333.32N ②低速级小齿轮的分度圆直径为d3?61.86mm 圆周力Ft?2T2?5388.46N d3tanantan20??5388.46??2022.07N cos?cos14.09?Fa?333.32N 径向力Fr?FtFt?5388.46N Fr?2022.07N 轴向力Fa?Fttan??5388.46?tan14.09??1352.49N 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调质处理，5-3的A0?105 Fa?1352.49N dmin?A03P23.91?105?3?23.79mm n2336 4）中间轴的结构设计 （1）拟定轴上零件的装配方案 - 20 -