首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（图2－5）
计算力臂L1，L2，L3： 如上图：
1851??65mm2251120L2??12??97.5mm
2218L3?60?24??93mm2L1?48.5?计算各点支反力：
??FNH1?4355.67N?FNH1?FNH2?Ft2?Ft3?? ?F?3551.07NF(L?L?L）?F?L?F?(L?L)?23t21t312?NH2?NV21???FNV1?FNV2?Fr2?Fr3?FNV1?1322.81N ?? ????FNV2?1555.01N?FNV2(L1?L2?L3)?Fr2?L1?Fr3(L1?L2)
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计算极点弯矩：
MH1?FNH1?L1?FNH2(L2?L3)?Ft3?L2?360661.71N?mm MH2?FNH1(L1?L2)?FNH2?L3?Ft2?L2?866074.41N?mm
MV1?FNV1?L1?FNV2(L2?L3)?Fr3?L2?164217.66N?mm MV2?FNV1(L1?L2)?FNV2?L3?Fr2?L2?296979.51N?mm
总的弯矩：
M1?MNH1?MNV1?396288.16N?mm M2?MNH2?MNV2?915577.26N?mm
6. 按弯矩合成应力校核轴的强度：
?ca1?2222M1?(?T2)2396288.162?(0.6?356290)2??46.3MPa
W10.1?463M2?(?T2)2915577.262?(0.6?356290)2??6.02MPa
W20.1?116222 ?ca2?轴的材料40Cr，[??1]?75MPa??ca1和?ca2，故安全。 计算轴的寿命：
P.67?1.32?1322.81?3662.60N r?0.44Fr?YFa?0.44?4355
106C?10636.8?1033()??()?263748.25h?54.95年 Lh?60nP60?138.313662.60107. 精确校核轴的疲劳强度 1） 判断危险截面：
轴2的危险截面为上图所示的截面1和截面2，其中截面2为高危截面。所以校核截面2两侧即可。
2） 截面2左侧：
mm 抗弯截面系数： W?0.1d?0.1?40?6400抗扭截面系数： WT?0.2d?0.2?40?12800mm 截面2左侧的弯矩： M?396288.166?33333339.5?240821.27N?mm 65N?mm 截面2上的扭矩： T2?356290截面上的弯曲应力： ?b?M240821.27??37.6MPa W6400
截面上的扭转切应力：?T?T2?27.84MPa WT轴的材料为40Cr，调质处理。查得：
?B?90M0P，a??1?33M5P，a??1?20M0P。a
r3??0.075， d40截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??，由
D46??1.15，可查得：???1.81，???1.36 d40轴的材料的敏性系数为：q??0.80，q??0.82 故可得有效应力集中系数：
k??1?q?(???1)?1?0.80?(1.81?1)?1.65
k??1?q?(???1)?1?0.82?(1.36?1)?1.30
尺寸系数???0.77，扭转尺寸系数：???0.87。 轴按磨削加工，表面质量系数为：??????0.89 轴未经表面强化处理，即?q?1，得综合系数值为：
K??k???k??1??1?1?1.651??1?2.27 0.770.89K????????1?1.361??1?1.62 0.870.89合金钢的特性系数： ???0.2，???0.1 于是，可计算安全系数Sca值如下：
S?? S????1335??3.92
K??a????m2.27?37.6??1200??4.30
27.84K??a????m1.62?27.84?0.1?2 Sca?故安全。
S?S?S??S?22?3.92?4.303.92?4.3022?2.90?S?1.5
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3） 截面2右侧： 抗弯截面系数
W?0.1d3?0.1?463?9733.6mm3
抗扭截面系数
WT?0.2d3?0.2?463?19467.2mm3
弯矩及弯曲应力为
M?396288.166?
25.5?155466.89N?mm 65M155466.89??15.97MPa ?b?W9733.6扭矩及扭转切应力
T2?356290N?mm
?T?T2 ?18.30MPaWT过盈配合处的
k???值（H7)取为 r6k?kk?4.2，??0.8???3.36
??????轴按磨削加工，得表面质量为：
??????0.92
故可得综合系数：
K??k???k??1??1?1?4.2?1?1?4.29 0.921?1?3.45 0.92
K????????1?3.36?所以轴在截面2右侧的安全系数为：
S????1335??4.89
K??a????m4.29?15.97
S????1200??3.12
K??a????m13.45?18.30?0.1?18.302
故安全。
2.3.3 轴3
Sca?S?S?S??S?22?4.89?3.124.89?3.1222?2.63?S?1.5
轴3的结构简图见图2-6
1. 功率P3=4.87KW，n3?31.75r/min，T3?1476.68?103N?mm 2. 作用在齿轮上的力
已知低速大齿轮的分度圆直径：d4?508mm 压力角：?n?20?。 可得：
2T32?1476.68?103Ft???5813.70N
d4508
Fr?Fttan?n?5813.70?tan20??2116.014N Fa?0N
3. 初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr，调质处理，查得A0=100， 得：
dmin?A03P34.87?100?3?56.21mm n331.75其最小直径显为安装联轴器处轴的直径d1-2。选KA=1.3，联轴器的计算转距： Tca=KAT3=1.3×1476680N·mm=1 919 684N·mm选用HTL5，其公称扭矩为2 000 000N·mm。孔径d1=60mm，取d1-2=60mm；长度L=142mm，与轴配合的毂孔长度L1=107mm。
4. 轴的结构设计 1) 图2－6给该轴分阶。
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1) 为了满足联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段轴径：