d2?Z2mn72?3.0??210.08mm 0cos?cos14.07 (4) 计算齿轮宽度
b??dd1?1?70.03?70.03mm 圆整后取 B2=70mm, B1=75mm 5 验算
2?1.4673?1052T1?4190.49Nm Ft? ?70.03d1 合适
KAFt1?4190.49??59.86Nm?100Nm b90六、轴的计算
1、第III轴的计算
轴的输入功率为P3?2.80Kw，轴的转速为n3?63.79r/mm，
轴的输入转矩为T3?419.22? 2、求作用在齿轮上的力
由前面齿轮计算所得：低速大齿轮的分度圆直径d2?210.08mm ，则：
10N3mm 。
Ft?2T3d22?419.22?10??3991N
210.083Fr?Fttan?ncos??3991?tan20??1497.5N 0cos14.07F?Fattan??3991?tan14.07??1000.25N
3、初步确定轴的最小直径
按式（5-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3
A0?112,于是有：
dmin?A0? 取最小直径为40mm.
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3P32.80?112?3?39.6mm n363.794轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案
选用图15-22a所示的装配方案
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
a．为了满足轴向定位要求，1-2轴段要制出一轴肩，故取2-3段的直径
d2?3=46mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=50mm。先取
L1?2=82mm。
b．初步选择滚动轴承。因轴承同时受径向力和轴向力的作用，故选用但列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d2?3=46mm，查手册P72由轴承产品目录中初步选取03尺寸系列，0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为d?D?T?50mm?110mm?29.25mm，故d3?4和d7?8均取50mm，所以
L3?4=29.25 L7?8=T+a+s+(70-66)=29.25+12.25+8+4=53.5mm。 右端滚动轴承采用轴肩进行定位。则定位高度h=（0.7~0.1）d，取h=5mm，则d6?7=55mm。
c．取安装齿轮处的轴段6-7的直径d6?7=55mm；而d4?5＝d6?7＝55mm;齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为70mm。为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取L6?7=66mm，齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h=（0.07~0.1）d，取h=5mm，则轴环的直径d5?6=60mm。轴环宽度1.4h?b，取L5?6=12mm。L4?5=79.75
d．轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与一轴的距离l=30mm（参考图15-21），故L2?3=50mm。
5、求轴上的载荷
在确轴承的支点位置时，从手册中查得30310型圆锥滚子轴承a=21mm.由图可知作为支梁的轴的支承跨距：0L2?L3?63.5?131?194.5mm。所得轴的弯矩图和扭矩图如下所示：
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（1）计算支反力 FNH1?FtL33991?131??2688N
L2?L363.5?131FtL23991?63.5??1303N
L2?L363.5?131 FNH2? 又 FNv1?FNv2?Fr ?FrL2?(1)
(2)
1Fad2?FNv2(L2?L3)?02 将各已知数代入解得
FNv1=1548.79 N ， FNv2??51.29N （2）计算弯矩M MH?FtL2L33991?63.5?131??170690Nmm
L2?L363.5?131 Mv1?FNv1L2?1548.79?63.5?98348Nmm Mv2?FNv2L3?(?51.29)?131??6719Nmm （3）计算总弯矩 M1? M2? （4）计算扭矩T
T?T3?419220Nmm
5、按弯矩合成应力校核轴的强度
校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据（15-5），取??0.6 ，则：
2MH?Mv21?1706902?983482?196996Nmm 2MH?Mv22?1706902?67192?170822Nmm
M12?(?T3)31969962?(0.6?419220)2 ?c???21.73MPa 3W0.1?60 根据选定材料为45钢，调质处理，由表15-1查得
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???1??60MPa
因此
?c?????1?， 所以安全。
6、精确校核轴的疲劳强度 （1）判断危险截面
由轴的简图加以受力分析可知只需校核第IV个截面两侧即可 （2）截面VII左侧
抗弯截面系数 W?0.1d?0.1?55?16637.5mm 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?553?33275mm3 截面IV左侧的弯矩 M?384145?33363.5?33?166362Nmm
63.5 截面上的扭矩为 T3?419220Nmm 截面上的弯曲应力 ?b? 截面上的扭转切应力 ?t?M166362??10MPa W16637.5T3419220??12.60MPa WT33275 由轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得
?B?640MPa,??1?275MPa,??1?155MPa.
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 ??及??按附表3-2查取。由
r2.0D54??0.04,??1.08，经插值后可查得 d50d50 ??=1.0 ??=1.31 又由附图3-1可查得轴的材料的敏性系数为 q??0.82 q??0.85 故有效应力集中系数按式（附3-4）为
k??1?q?????1??1?0.82?(2.0?1)?1.82 k??1?q?????1??1?0.85(1.31?1)?1.26
查附图3-2得
???0.69，???0.83；
轴按磨削加工，查附图3-4得
??????0.92，则：
K???k???1??1??1.821??1?2.72 0.690.92 20