取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.94，KFN2?0.96 计算弯曲疲劳使用应力：
取弯曲疲劳安全系数S?1.4，得
??F?1?KFN1?FE1?335.71 MPa
S??F?2?KFN2?FE2?260.57 MPa
S 计算齿轮的
YFaYSa
??F?并加以比较
YFa1YSa1??F?1?0.0127
YFa2YSa2??F?2?0.0151
齿轮4的数值大 则有：
2KT1Y?cos2?YFaYSamn?3????F?2.80 mm ?dz12??对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取模数mn?3mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算的分度圆直径d1?93.88 mm来计算应有的齿数。
则有：
z1?d1cos??30.29 ?30 mn取z1?30，则z2?85.86 ?86 几何尺寸计算
计算中心距：
a??z1?z2?mn=179.33
2cos?mm
将中心距圆整为180mm。
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按圆整后的中心距修正螺旋角：
?z?z?m??arccos12n=14.84
2a因?值改变不多，故参数??、K?、ZH等不必修正。
计算齿轮分度圆直径：
d1?z1mn?93.10 mm cos?d2?z2mn?266.90 mm cos?计算齿轮3宽度：
b1??dd1?93.10 mm
圆整后取B1?95mm。 齿轮4宽度B2?90mm。
表4.1 各齿轮主要参数
名称 中心距 传动比 模数 螺旋角 代号 a i mn β 单位 mm mm ° ° 高速级 小齿轮 155 4.01 2 14.59 20 20 30 62.00 66.00 57.00 65 左旋 120 248.00 252.00 243.00 60 右旋 大齿轮 低速级 小齿轮 180 2.86 3 14.84 20 20 30 93.10 99.10 85.60 95 右旋 86 266.90 272.90 259.40 90 左旋 大齿轮 端面压力角 a 啮合角 齿数 a’ ° z mm mm mm mm HBS 分度圆直径 d 齿顶圆直径 da 齿根圆直径 df 齿宽 b 螺旋角方向 材料 齿面硬度
40Cr（调质） 45钢（调质） 40Cr（调质） 45钢（调质） 280 18
240 280 240 第五章 轴的结构设计及校核
5.1 轴的材料选择及最小直径的估算
根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理。按照扭转强度法进行最小直径估算，即：
dmin?A3Pmm。算出轴径时，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对n轴强度的影响。当该轴段界面上有一个键槽时，d增大5%-7%，当该轴段界面上有两个键槽时，d增大10%-15%。查得A=103—126，则取A=110。
Ⅰ轴d1?A3P1?24.11 mm n1P2?37.77 mm n2P3?52.91 mm n3Ⅱ轴d2?A3Ⅲ轴d3?A3考虑键槽对各轴的影响，则各轴的最小直径分别为： Ⅰ轴d1min?d1?(1?7%)?25.79 mm Ⅱ轴d2min?d2?(1?10%)?43.44 mm Ⅲ轴d3min?d3?(1?10%)?60.85 mm
将各轴的最小直径分别圆整为：d1=30 mm，d2=45 mm，d3=60 mm。 减速器装配草图的设计
根据轴的零件的结构、定位、装配关系、轴向宽度及零件间的相对位置等要求，初步设计减速器装配草图。
5.2 高速轴的结构设计与计算
5.2.1 高速轴的结构设计
高速轴的轴系零件如图所示
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图5.1 高速轴的结构
（1）各轴段直径的确定
d11：轴1的最小直径，d11=d1min=30mm。
d12：密封处轴段，根据大带轮的轴向定位要求，以及密封圈的标准（毡圈密封），d12=33mm。
d13：滚动轴承处轴段，d13=35mm，选取轴承型号为角接触球轴承7007C。 d14：过渡轴段，考虑轴承安装的要求，根据轴承安装选择d14=41。 d15：齿轮处轴段，由于小齿轮的直径较小，采用齿轮轴结构。所以轴和齿轮的热处理工艺相同，均为45钢，调质处理。
d16：过渡轴段，要求与d14轴段相同，d16=d14=41mm。 d17：滚动轴承轴段，d17=35mm。 各轴段长度的确定
l11：根据大带轮或者联轴器的尺寸规格确定，取l11=44mm。 l12：由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定，取l12=55.6mm l13：由滚动轴承的型号和外形尺寸确定，取l13=12mm l14：根据箱体的结构和小齿轮的宽度确定，取l14=122.5mm l15：由小齿轮的宽度确定，取l15=65mm
l16：根据箱体的结构和小齿轮的宽度确定，取l16=20mm l17：由滚动轴承的型号和外形尺寸确定，取l17=14mm
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图5.2高速轴的尺寸图 表5.1高速轴各段尺寸
直径 mm 长度 mm
d11 30 l11 44 d12 33 l12 55.6 d13 35 l13 12 d14 41 l14 122.5 d15 d16 d17 35 l17 14 62.00 41 l15 65 l16 20 5.2.2轴强度的校核计算 5.2.2.1轴的计算简图
轴所受的载荷是从轴上零件传来的，计算时通常将轴上的分布载荷简化为集中力，其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度的中点算起。通常把轴当做置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和不知方式有关。其中L1=83.6mm，L2=161mm，L3=59.5。 5.2.2.2弯矩图
根据上述简图，按垂直面计算各力产生的弯矩，做出垂直面上的弯矩 MV 图
?=99.50 N?m≈T???，齿轮分度圆直径d=93.10 已知T???=100.51 N?m，T???mm，
则
Fr?T????1000?1621.10 N d 21