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2. 按齿根弯曲强度设计：
由【1】式（10-5）得弯曲强度设计公式为
m?32KtT1?YFaYSa?2??dZd???F?? (3-43) ???（1）确定公式内的各计算数值由，
1）弯曲强度，?FE1?550MPa。大齿轮 弯曲强度极限?FE2?400MPa 2）由【1】图10-18取弯曲疲劳寿命系数
KF1?0.92,KF2?0.95` 3) 计算弯曲疲劳许应 取弯曲疲劳安全系数
[?F]2?KFN2?FE20.95?400??271.43MPa 21.44)计算载荷系数
K = KAKvKFαKFβ (3-44) = 1.25×1.02×1×1.34 = 1.709
5） 查齿形系数
由【1】表10-5查得：YFa1= 2.80、YFa2= 2.264 6） 查取应力校正系数
由【1】表10-5查得: YSa1= 1.55、YSa2= 1.738 7) 计算大、小齿轮的YFa YSa／[σF]，并加以比较：
y1 = YFa1 YSa1／[σF]1 (3-45) = 2.8×1.55／361.43 = 0.01201
y2 = YFa2 YSa2／[σF]2 = 2.264×1.738／271.43 = 0.02149 y = 0.01405
1?YFaYSa（2）设计计算：m?32KtT??dZd2????F??=2.475 ???（3-46）
对比结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于
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齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿数直径有关，可取由弯曲强度所得的模数2.47就近圆整为标准值m=2.5, 按接触强度算得的分度圆直径dd?56.865mm 算出小齿轮齿数
Zd?dd/m?56.865/2.5?22.7,取m?23 大齿轮的齿数：Ze?3.2?23?73.6,取Ze?74 3．几何尺寸计算 1) 中心距a
a = (zd＋ze) m／２ = (23＋74)×2.5／2 = 121.25 mm
2) 计算大、小齿轮的分度圆直径d1、d2
dd = zd m = 23×2.5 =57.5 mm de = ze m = 74×2.5=185 mm
3) 计算齿轮宽度b
b = Φddd = 1×57.5= 57.55 mm
圆整后取b2 = 60mm，b1 = 60 mm
表3-3 行星轮系的几何尺寸
名称 太阳轮 行星轮 内齿轮 小齿轮 大齿轮 齿数 19 29 77 23 74 模数 1.25 1.25 1.25 2.5 2.5 分度圆直径 23.75 36.25 96.25 57.5 185 齿顶圆直径 26.25 38.75 98.75 62.5 190 齿根圆直径 33.125 33.125 93.125 51.25 178.75 齿宽 20 20 20 65 60
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3.4 轴上部件的设计计算与校核
3.41 轴的计算 输出轴
1.输出轴上的功率Pe,转速ne,和转矩Te
pe?pd.??2.432?0.98?2.383KW(?为齿轮啮合效率)
Te?9550pe9550?2.383??383125N.mm ne59.42..求齿轮上的力
Ft?2Te2?383125??4213N de181.875tan?n?1533N,Fa?Fttan??0 cos?Fr?Ft2.初步确定轴的最小直径
先按书【1】式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Cr,调质处理 根据表【1】式（15-3），取A0?100,于是得dmin?A0Pe?100?3ne2.383?34.2mm 59.4轴的输出最小直径显然是安装联轴器的直径dⅠ-Ⅱ,为了所选轴直径孔径相适，故需同时选取联轴器型号，联轴器查 【1】表14-1，取KA?1.3，则
Tca?KA.Te?1.3?383125?498062.5N.mm （3-47） 按计算转矩Tca小于联轴器公转转矩条件，查【6】表11-17，ZL3弹性柱销齿式联轴器
dⅠ=38，半联轴器长度L=82,半联轴器与轴配合得毂孔长度L1=60。
3.轴的结构设计
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图3-2 输出轴的简图
(1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）为了满足半联轴器的轴向定位要求Ⅰ-Ⅱ轴端有段需制造出轴肩，故Ⅱ-Ⅲ段，dⅡ-Ⅲ=46mm，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径
D=50。半联轴器与轴配合得毂
孔长度L1?60mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应该L1略短一些，现取LⅠ-Ⅱ=58mm。
2）初选滚动轴承。应为轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承6010，其尺寸d-D-T=50mm-80mm-16mm,故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ=50mm,而LⅦ-Ⅷ=16mm.
端右滚动轴承采用轴肩进行的轴向定位。有手册上查的6010轴间高度，h=3,因此选取
dⅥ-Ⅶ=56。
2） 取安装齿轮出的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ-Ⅴ=54,齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为60mm ,为了使套筒断面可靠的紧压齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取LⅣ-Ⅴ=56mm ,齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h=6mm,则轴环处的直径
dⅤ-Ⅵ=64mm 。轴环宽度取10mm。
3） 轴承端盖的总宽度为21mm (由减速器及轴承端盖的结构设计而定),取LⅢ-Ⅳ=30.5。
4） 取齿轮距箱体的内壁之间的距离a=10.5,. (2)轴上零件的周向定位
齿轮、半联轴器的周向定位均采用平减连接。由书【1】表6-1查的平键截面
b?h?16?10mm,键槽用槽铣刀加工，长度为50mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好
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的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为
H7；同时半联轴器的连接，选用平键为n6H710mm?8mm?50mm，半联轴器的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合
k6来保证的，此处的直径尺寸公差为m6。 4.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。轴承的支点位置为滚动轴承的中点位置。，因此，作为简支梁的轴的支撑跨距为L1+L2=72.5+127.5=200mm。令水平面为 H面，垂直面为
V面。
图3-3 轴的载荷分析图
3Ft?4164.08N,Fr?1515.77N,Te?383125N.mm
FNH1?FNH2?Ft ,FV1?FV2?Ft （3-47）
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