图4 轴的受力弯矩转矩图
Fig.4 Axis force-moment torque diagram
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2）求作用在轴上的力如表5，并作图如图4-c
表5 作用在轴上的力 Table 5 The role of force in the axis
轴承1 齿轮 轴承2 曲轴
垂直面（Fv） 水平面（Fh）
F3=1627N F1=8362N
FBv=2381N F4=754N
FAH?867N F3=12619N
Fv?0 FBH?21848N
3）计算出弯矩如表6，并作图如图4-d、e
表6 轴上的弯矩 Table 6 Axis bending moment
Ⅰ截面
垂直面（Mv） 水平面（Mh）
Mv1?-Fp?193.5?-314824.5N.mm MH1?Fc?193.5?1618047N.mm
合成弯矩
MⅠ??314824.5?2??1618047?2N.mm?1640000N.mm
MHⅡ?3154675.5N.mm
合成弯矩
Ⅱ截面
MvⅡ?189272N.mmMⅡ??189272?2??3154675.5?2N.mm?3160000N.mm
4）作出转弯矩图如图4-f
5）作出当量弯矩图如图4-g，并确定可能的危险截面Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的弯矩 如表7
表7危险截面的弯矩
Table 7 The moment of the dangerous section
Ⅰ截面 Ⅱ截面
2MeⅠ?MⅠ???T??1640000N.mm
22MeⅡ?MⅡ???T??3160000N.mm
26）确定许用应力
已知轴材料为45钢调质，查表得?b=650MPa。用插入法查表得
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??0b?=102.5MPa，???1b?=60MPa
?????1??60?0.59 ??0?102.5表8 校核轴径
Table 8 Check shaft diameter
7）校核轴径如表8
Ⅰ截面
dⅠ?Ⅱ截面
30.1???1b?MeⅠ?64.89mm?84mm
dⅡ?3MeⅡ?80.58mm?90mm
0.1???1b?
结论：按当量弯矩法校核，轴的强度足够。 8) 轴的刚度计算
7TiLi57.3nTiLi57.3?27 1657TiLi （35） ????19.2???4Gi?1Ipi8.1?10i?1Ipii?1Ipi0?0?0.000?0.5所以轴的刚度足够
4.5 键的校核
4.5.1 键的选择
键的类型应根据键联接的结构使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递转拒的大小，联接的对中性要求，是否要求轴向固定，联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离长短，以及键在轴上的位置等。键的主要尺寸为其横截面尺寸(键宽b 键高h)与长度L。键的横截面尺寸b×h 依轴的直径d由标准中选取。键的长度L一般可按轮毂的长度选定，即键长略短于轮毂长度，并应符合标准规定的长度系列。
故根据以上所提出的以及该机工作时的要求，故选用A型普通平键。 由设计手册查得：
键宽 b=16mm 键高 h=10mm 键长 L=30mm 4.5.2验算挤压强度
平键联接的失效形式有：对普通平键联接而言，其失效形式为键，轴，轮毂三者中较弱的工作表面被压溃。
工程设计中，假定压力沿键长和键高均匀分布，可按平均挤压应力进行挤压强度
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或耐磨性的条件计算，即：
静联接 ?p? 式中
T————
2T?[?]p kld传递的转矩 (N?mm)
d———— 轴的直径 (mm)
k———— 键与轮毂的接触高度(mm)，一般取 k?h
2 l———— 键的接触长度(mm).圆头平键 l?L?b [?]p———— 许用挤压应力(MPa))
键的工作长度 l?L?b?(25?14)mm?11mm
挤压面高度 k?h?10?5mm
22转矩 T?9.55?106p?9.55?106?1.87?1.19?106N?m
15n许用挤压应力，查表， [?]p?60MPa 则 挤压应力
2T2?1.19?106?MPa?43.62MPa?60MPa ?p? （36） ?kl96?5?11 所以 此键是安全的。
附：键的材料：因为压溃和磨损是键联接的主要失效形式，所以键的材料要求有足够的硬度[22]。国家标准规定，键用抗拉强度不低于600MPa的钢制造，如 45钢 Q275 等。
4.6 轴承的校核
滚动轴承是又专业工厂生产的标准件。滚动轴承的类型、尺寸和公差等级均已制订有国家标准，在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等，并进行轴承的组合结构设计。 4.6.1 初选轴承型号
试选10000K轴承，查GB/T281-1994，查得10000K轴承的性能参数为： C=14617N Co=162850N nmin?1900 (脂润滑) 4.6.2寿命计算
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a) 计算轴承内部轴向力.
查表得10000K轴承的内部轴向力 Fs?FR/(2Y) Y?0.67cos??0.67?cos15?38'32''?0.65
F2935922R1?9868?0?1050N23F2?441882
R2?115088?1224N70则：
FS1?FR1(2Y)?90788NF S2?FR1(2Y)?90208N b) 计算外加轴向载荷 FX?0 c) 计算轴承的轴向载荷 因为 FS1?FS2 故
轴承1 FA1??FS1?90208N 轴承2 FA1?FS2?90208N d) 当量动载荷计算
由式 FP?fp(XFR?YFa) 查表得： FAFR的界限值 e?1.5tg??0.42
FA1F?90208R105023?0.90
2 FA2?90208FR2122470?0.77
查表知 FA1/FR1?0.90?e 故 X1?0.4Y1?0.4cos??0.39
FA1F?0.77?e
R1 26
37）38） （
（