武汉理工大学毕业论文（设计）
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即154?a0?220 取a0?208mm即可
4.2.6作用在轴上的压力
FQ?1000PC V试中PC为皮带轮传递功率,单位为KW，V为带速,单位为m/s,FQ的单位为N。代入计算可得FQ?26.97KN.
带轮的材料可根据使用要求和传递功率的大小采用钢、铸铁、粉末冶金或铸铝合金；传递功率小的高速带轮的材料可以采用工程塑料和尼龙。
为了保证带与带轮轮齿的正确啮合，两者的节距和齿形角应相等。工作是为了防止同步带轮侧面脱落，在带轮不同侧面各装单挡圈或者轴肩定位。
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5主轴组件设计
5.1主轴组件的总体布置
对于机器中的一般转轴，主要应满足强度和机构的要求；对于刚度要求高的轴，主要应满足刚度的要求；对于一些高速机械的轴（如高速磨床主轴、汽轮机主轴等），要考虑满足振动稳定性的要求。
在转轴设计中，其特点是不能首先通过精确计算确定轴的截面尺寸。因为转轴工作时，收弯矩和转矩联合作用，而弯矩又与轴上载荷的大小及轴上零件相互位置有关，所以当轴的结构尺寸未确定前，无法求出轴所受的弯矩。因此转轴设计时，开始只能按扭转强度或经验公式估算轴的直径，然后进行轴的结构设计，最后进行轴的强度验算。
主轴组件通常由主轴，箱体，轴承和安装在主轴上的皮带轮及附件组成。经过仔细设计四足步行机器的工作特点和载荷分析，主轴组件的布置及机构形式可初步定为：
图11主轴组件的布置图
5.2主轴的结构设计
四足步行机器的主轴在工作中主要受到的是扭转载荷和弯曲应力，同时受到中等程度得冲击载荷，对材料的要求既要有较高的强度，又要有高的塑性，
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同时还应有相当高的冲击韧性与疲劳强度。轴颈安装轴承和皮带轮处还要有一定的表面硬度，防止更换轴承和带轮是主轴受到磨损。
主轴两端与外面曲柄杆件以固定铰链连接，轴端打出螺纹孔用轴端挡圈固定住曲柄。另外在主轴设计和制造中，应根据工艺条件提高主轴表面粗糙度，这样可以提高主轴的耐磨性，提高尺寸的稳定性，提高主轴的接触刚度，还可以提高主轴的疲劳强度。
5.2.1主轴的材料和热处理
选择轴的材料应该考虑下列因素：1.轴的强度、刚度及耐磨性；2.热处理方法；3.材料来源；4.材料加工工艺性；5.材料价格等。
本次设计的主轴主要是受到扭转载荷，无特殊要求，因而选用调质处理的45刚。主轴的加工工序可设定为：
下料——打中心孔——粗车——调质处理——精车——圆磨
5.2.2初估轴径
零件在轴上的布置方案确定后，可初步估算轴所需的最小直径dmin（通常是轴端段），进而初步确定阶梯轴各段的直径、长度和配合类型。轴径的初步估算常用如下两种方法：
按扭转强度初步估算轴径； 按经验公式估算轴径。
根据我所需要的功率和相关数据，初步的定出轴端段的轴径为?18mm。
5.2.3轴的结构设计
根据图10确定的轴上主要零件的布置图和轴的初步估算定出的轴径，进行轴的机构设计。
(1)轴上零件的轴向定位
同步带轮的一段靠轴肩定位，另一端靠套筒定位，装拆、传力均较方便；两端轴承常用统一尺寸，以便于加工、安装和维修；为便于装拆轴承，轴承处
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轴肩不宜太高（其高度的最大值可从轴承标准中查得）。轴承一端使用套筒定位，另外一端使用套杯进行定位。
（2）轴上零件的周向定位
带轮与轴、轴端与曲柄端的周向定位均采用平键连接。根据轴的直径由有关设计手册查得带轮处键为C型平键b?h?6mm?6mm,轴端和曲柄连接处使用普通平键A型b?h?6mm?6mm，配合均为H7k6；滚动轴承内圈有轴的配合采用基孔制，轴的尺寸公差为k6。
（3）确定各段轴径和长
5661366652φ18++00..004218φ20k686202Xφ22+0.002+0.01840φ20664052φ18+0.028+0.041208
图12主轴的结构设计图
定位轴肩高度按机械设计有关表格选取，非定位轴肩一般取1~2.5mm，所以对于所有的轴径，从轴端向右取
?18mm????20mm????22mm????40mm????22mm????20mm????18mm 对于轴长，取决于零件的宽度及它们的相对位置。
从左端起，平键的长度为20mm,外端曲柄厚度为30mm,并且考虑到箱体厚度33mm以及箱体外垫片等因素，此段轴长定为52mm。
按从左到右的顺序来看，?20mm段的轴上装轴承，角接触球轴承70000型，宽度为14mm,此段轴长为14mm。
第三段轴为?22mm，此段轴装皮带轮。皮带轮宽度为50mm.再皮带轮左侧有挡圈定位，再加上一段套筒的长度为16mm，此段轴长为70mm。
第四段轴为?40mm，主要是考虑到箱体的宽度问题以及强度问题，此段轴的长度为344mm。
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第五段是一段过渡轴，考虑到整个轴的结构设计，定位20mm。
第六段、七段分别于左侧的第二段、第一段相对应，长度分别为14mm和52mm。
（4）考虑轴的结构工艺性
考虑轴的结构工艺性，在轴的左端于右端均制成2?45?倒角；两端装轴承处为磨削加工，留有砂轮越程槽；为便于加工，带轮、两端的键槽布置在同一母线上，并取同一截面尺寸。
5.2.4轴的强度验算
先作出轴的收力计算简图（即力学模型）如图13a示，取集中载荷作用于带轮及轴承的重点。
（1）带轮上作用力的大小
转矩 先计算传递到带轮的功率P1,直流电机的功率为P?0.247KW,而皮带轮传递效率为??0.95，由公式知：
PKW 1?P??0.247?0.95KW?0.235带轮直径为转速为n1?50rmin 由公式计算得 T1?9.55?103Ft?2T1d带轮P0.2351?9.55?103?N?m?44.89N?m n150圆周力
式中T1为上步计算得到的转矩，
d带轮为带轮的节圆直径为110mm。带入得到
Ft?816.19N
带轮传动没有径向力和轴向力。
（2）求轴承的支反力
如图上所示，l1?AC=52 mm,l2?BC=192.7mm.