公式d?A?3P1中：A?由查表15-3得，初步选定为120，代入上式可得： n1dmin?120?37.28?19.7mm； 1440轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d1-2直径与联轴器的孔径，以及电动机的输出轴相适应，故需先确定联轴器的型号。 联轴器的计算转矩：Tca?KAT；
由于提升机的工作效率不大，工作转矩变化小，原动机为电动机。查表14-1，考虑到转矩变化很小，故选KA?1.3；
则：Tca?KAT=1.3?48260?62738N?mm
按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查《机械设计手册》选用LT6型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为2050N?m。半联轴器的孔径d1=38mm，故取d1?2=38mm；半联轴器长度Ｌ＝82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1?60mm。 3．轴的结构设计
图4—1 输出轴的结构与装配
（1）根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度
1、为使1—2轴段满足半联轴器的配合要求，需制出一轴肩，取1—2段直径
d2?3?42mm。
2、初步选择滚动轴承 因所选用的齿轮为斜齿轮，则轴承同时承受有径向和轴向力的作用，鼓选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d2?3=42mm，查手册，初步选取0基本游隙组标准精度级的单列圆锥滚子轴承30209，其尺寸为d?D?T?45mm?75mm?20.75mm,故3—4轴的直径d3?4?d5?6?52mm,而l5?6?26mm。
3；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为125mm，为了使套
筒的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取l4?5?56mm。
4、轴承端盖的总宽度20mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm
5、取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm，蜗轮与圆柱大齿轮之间的距离为c=20mm。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=80mm。 至此，已知初步确定了轴的各段直径和长度。 （2） 轴上零件的周向定位
半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按d4?5由手册选用平键为
b?h?32mm?18mm，键槽用键槽铣刀加工，长为108mm，同时为了保证齿轮与轴的配合
有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7n6。同样，半联轴器与轴的连接，选
用平键为28mm?16mm?90mm，半联轴器与轴的配合为H7/k6，滚动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 （3） 确定轴上圆角和倒角尺寸
参考表15-2，取左轴端倒角为2?45?，右轴端倒角2.5?45?，2出处倒圆R=2.0mm，其它处倒圆R=2.5mm。 4．求轴上的载荷
根据轴的结构图4—5，在确定轴承的支点位置时，应根据手册查取a值。对于32217型的滚动轴承，由手册查得a=34mm。又滚动轴承如图5-3正装，则作为简支梁的轴承跨距L=L2?L3?44.4?33.4?77.8mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图4—6。
图4—6 输出轴的弯矩图和扭矩图
从轴的机构图以及扭矩图中可以看出，C截面是轴的危险截面。 （1） 求轴上轴承的支座反力FNH和FNV，截面C上的MH、MV、M 1、求轴承的支反力FNH和FNV
FNH1?FNH2?FNV1?FNV2
FtL333.4??1730?724.7NL2?L377.8FtL244.4??1730?987.3NL2?L377.8
Fr?L3?Fa?D/2?279NL2?L3F?L?Fa?D/2?r2??370.9NL2?L3
2、截面C上的MH、MV、M
MH?FNH1?L2?32176.68N?mm
MV1?FNV1?L2?279?44.4?12387.6N?mmMV2?FNV2?L3??843.6N?mm则：总弯矩M为：
M1?MH2?MV12?32176.682?12387.62?34478.9N?mmM2?MH2?MV22?32776.682?843.62?32187.7N?mm
T?48260N?mm；
5．扭矩合成应力校核轴的强度：
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，根据以上所算得的数据，并取a=0.6，轴的计算应力为：
?ca?M12??aT1?W2?34478.92??0.6?48.26?13556.462MPa?2.5MPa＜???1?
前已选定轴的材料为45钢，由表15-1查得???1?=60MPa，故轴工作安全。 （6） 危险截面4校核： 截面4左侧：
抗弯截面系数：W?0.1d?0.1?49?11764.9mm； 抗扭截面系数：WT?0.2?d?0.2?49?23529.8mm；
33333344.4?26N?mm?14288.5N?mm;
44.4M14288.5截面上的弯曲应力：?b???1.2MPa；
W11764.9截面左侧的弯矩M为：M?34478.9?截面上的扭转切应力：?T?T148260??2.05MPa； WT23529.8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a?及a?按附表3-2查取。 因为
r2.0D52??0.040；??1.06，经插值后可查得： d49d49a??1.90；a??1.30
又由附图3-1可得轴的材料的敏感系数为：
q??0.82；q??0.85；
有效集中系数：
k??1?q?a??1??1?0.82??1.9?1??1.738； k??1?q??a??1??1?0.85??1.30?1??1.255；
由附图3-2得尺寸系数???0.72； 由附图3-3得扭转尺寸系数：???0.85；
轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数??????0.94； 轴未经表面强化，即?q?1,则得综合系数值为：
K??k???k??1??1?1?1.7381??1?2.48； 0.720.94K????????1?1.2551??1?1.74； 0.720.94碳钢的特性系数：
???0.1~0.2，取???0.1；
???0.05~0.1，取???0.05；
计算安全系数Sca值：
S????1275??92.4；
K??a????m2.48?1.12?0.1?0S????1155??84.2；
2.52.05K??a????m1.74??0.05?22S?S?S??S?22Sca??92.4?84.292.4?84.222?62.2＞S=1.5；
故可知其安全。
4.2 中间轴的设计与计算
1.轴的材料的选择
轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳度，故采用碳钢制造尤为广泛。
材料选择：45#钢，采用热处理（调质）和表面未强化处理，由机械手册查得，45号钢采用调质处理硬度为217~255HB。 2.轴的初步计算
（1） 初步确定输入轴的受力计算：
已知：输入轴上的输入功率
'P??6.92KW；
转速n1?600r/min； 转矩T??110.09N?mm；
前面已经算出轴上蜗杆分度圆直径: d1?140mm； 求作用在蜗杆上的力
'2T?'2?110090Ft1?Fa1???1639.5N；
d1140Fa1?Ft2?2T22?110090??387N； d2568Fr1?Fr2?387?tg20??140.9N
(2) 估算轴径选取轴的型号