（2）验算轴承工作能力
压强p的验算：p?Fr?5000?0.16MPa<8MPa=?p?
Bd200?160pv的验算：pv?v的验算：v?Frn5000?300??0.39MPa?m/s<15MPa?m/s=?pv?
19100B19100?200πdn3.14?160?300??2.51m/s<3m/s=?v?
60?100060?1000答：从上面的验算可知所选择的轴承材料合理
10-13解： （1）查许用值
查教材表10-16得ZCuSn10P1的[p]=15Mpa，[pv]=15Mpa·m/s （2）由压强p确定的径向载荷
Fr?Bd?p??100?100?15?150000N
（3）由pv确定的径向载荷
19100B?pv?19100?100?15??23875N
n1200答：轴承的主要承载能力由pv确定，由（2）和（3）可知，该轴承的最大径向载荷为23875N。 Fr?十一、轴
11-1 判断题
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）√ （7）× （8）√ （9）√ （10）√ （11）× （12）× （13）× （14）× （15）√ 11-2 填空题
（1）转轴，心轴，传动轴 （2）心，转 （3）回转 （4）轴径 （5）轴向定位，工作 （6）相对转动，键连接，花键连接 （7）轴端，轴向 （8）d?C3MeP???-1?w （10）应力集中 （9）?e?0.1d3n11-3 选择题
（1）A （2）A （3）A （4）A （5）B （6）A （7）B （8）A （9）A （10）C （11）A （12）A （13）A （14）A （15）A （16）A 11-4解：
材料为40Cr的传动轴，C取小值98，则：
P12?98?3?52.07mm，圆整为标准值取d=56mm n80答：轴的直径可取56mm。 11-5解： d?C30.2??T?nd39.55?106P由d?3得P?，则：
9.55?1060.2??T?n0.2??T?nd30.2?40?800?303P???18.09kW
9.55?1069.55?106答：该轴能传递的最大功率为18.09KW。 11-6解：
（1）计算支反力
n2?z1Pn1?425.5r/min，T2?9.55?106?246886N?mm z2n22T22?246886??2166N d23?76圆周力Ft：Ft?合力Fn：Fn?Ft2166??2305N cos?cos200F支反力：Fr1?Fr2?n?1152.5N
2（2）计算弯矩并绘制弯矩图
MC?Fr1l160?1152.5??92200N?mm 22
（3）求当量弯矩
对载荷变化规律不清楚，一律按脉动循环处理，取??0.6，则
2MCe?Mc?(?T2)2?92200?(0.6?246886)2?150974N?mm
2（4）计算危险截面C处的轴径
对于45钢调质，查表?b?650MPa ???1?w?60MPa
3d?Mce?0.1???1?W3150974?29.3mm
0.1?60考虑键槽影响，轴径增大5﹪，1.05×29.3＝30.8mm，取标准值为32mm。 答：输出轴危险截面处的直径为32mm。 11-7解：
（1）选择轴的材料
选用45钢，并进行正火处理 （2）初估轴的直径
据45钢查表，取C=118，则：d?C3P?118?34.5?23.6mm
n560因最小轴径处安装联轴器，考虑到键槽的影响，将轴径增大5%，即d≥（1+5%）=24.8mm 选择GY5型联轴器，取其标准直径d=30mm。即为输出轴的最小直径。 （3）轴的结构设计
1）轴结构形式的确定，如图所示
2）各轴段直径的确定
位置 联轴器处 油封处 轴径/mm 30 35 由步骤（2）确定 为满足联轴器的轴向固定要求而设一轴肩，由表11-2，轴肩高度说明 a=(0.07~0.1)d=2.1~3mm，兼顾透盖密封的标准尺寸，取a=2.5mm，即该段轴径为35mm 由题意知选用轻系列深沟球轴承；为便于轴承的装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承标准内径，故取该段轴径为40mm，初定轴承型号为6008，两端相同 考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应稍大于轴承处直径，并为标准直径，取为50mm 齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=50mm，由表11-2，轴环高度轴承处 齿轮处 轴环处 左端轴承轴肩处 40 50 60 a=(0.07~0.1)d=3.5~5mm，取a=5mm，即该段轴径为60mm 为了滚动轴承内圈的拆卸方便，轴肩高度不能过高，按6008型滚动轴承安装尺寸查出，取轴肩高度为3mm，即该段轴径为46mm，故轴环做成阶梯形 46 3）各轴段长度的确定
位置 联轴器处 轴径/mm 82 说明 查手册得轴孔直径为30mm的GY5型联轴器的长度为84mm，为了使联轴器右端轴向定位可靠，此轴段长度应略小于联轴器长度，取该轴段长度为82mm 此段长度包括两部分：为便于轴承端盖的装拆和防止联轴器左端面与轴承端盖上的油封处 45 螺钉相碰撞，取轴承端盖外端面与联轴器左端面间的距离为20mm；由减速器及轴承端盖的结构设计确定取轴承端盖总宽度为25mm。故该轴段长度为（25+20）mm=45mm 齿轮处 58 齿轮右端面与右端轴承之间采用套筒定位，已知齿轮轮毂宽度为60mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，取该轴段长度为58mm 此段长度包括四部分：查轴承手册得6008轴承的宽度为15mm；考虑到箱体的铸造右端轴承处（含套筒） 30 误差，装配时留有余地，右端轴承左端面与箱体内壁的间距取为3mm；齿轮对称布置，齿轮左右端面与箱体内壁间的距离均取为10mm；齿轮轮毂宽度与安装齿轮处轴段长度之差为2mm。故该轴段长度为（15+3+10+2）mm=30mm 轴环处 左端轴承 轴肩处 左端轴承处 全轴长 8 5 15 243 轴环宽度b=1.4a=1.4×5mm=7mm，取b=8mm 左端轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差，即〔（10＋3）－8〕mm=5mm 等于6008型轴承宽度15mm （82＋45＋58＋30＋8＋5＋15）mm＝243mm 4）键的选择
齿轮与联轴器处均采用A型普通平键 齿轮处：键14×50GB/T1096-2003 联轴器处：键8×70GB/T1096-2003 （4）校核轴的强度
1）画出轴的受力简图（见图（a）），并确定轴上的作用力 转矩T2：T2?9.55?106P4.5?9.55?106?N?mm?76741N?mm n2560圆周力Ft：F2T2t?d?2T22?767412mnz?23?50N?1012N cos?cos8?30?径向力Fr：FFtr?cos?tan?1012n?cos8?30??tan20?N?372N 轴向力Fa：Fa?Fttan??1012?tan8?30?N?151N
RAH RBH RAV RBV 2）求水平面内的支反力（见图（b））
RAH?RBH?Ft2?10122N?506N 3）作水平面内的弯矩图（见图（c））
MCH?RLAH2?506?1002N?mm?25300N?mm 4）求垂直面内的支反力（见图（d））
a）b）c）d）e）f）g）（ （ （ （ （ （ （
RAV?Fr?Ld?Fa?222?372?50?151?75.8N?300N 100100RBV?Fr－RAV?372－300?72N
5）求垂直面内的弯矩图（见图（e））
MCV1?RAVMCV2?RBVL100?300?N?mm?15000N?mm 22L100?72?N?mm?3600N?mm 226）作合成弯矩图（见图（f））
22MC1?MCH?MCV1?253002?150002N?mm?29412N?mm
2222MC2?MCH?MCV2?25300?3600N?mm?25554N?mm
7）作扭矩图（见图（g）） 8）求危险截面的当量弯矩
从合成弯矩图和扭矩图可以看出截面C是危险截面。因该减速器为单向传动，故转矩可视为按脉动循环变化，取α=0.6。则危险截面上的当量弯矩为：
2MCe?MC1?(?T)2?294122?(0.6?76741)2N?mm?54637N?mm
9）校核轴的强度
对于45钢正火，查表得σb=600Mpa，许用弯曲应力[σ-1]w =55MPa，故得
?Ce?MCe54636?MPa?4.37MPa???-1?W 0.1d30.1?503故强度足够。 11-8解：
由轴的扭转强度条件：?T?TT????T? 3WT0.2d当T变为1.3T，材料和其它条件不变，则：d?3圆整为标准值取为45mm
答：改造后所需轴的直径为45mm。 11-9解：
1.3T?43.65mm
0.2??T?