西安石油大学本科毕业设计（论文）
模数 螺旋角 齿数 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 端面压力角 mn mm 8 ? z d (?) — mm mm mm mm 22 180.99 195.39 163.39 250 20 '''13?2933 119 979.2 993.6 961.6 247 da df b ?t (?) 3.4 轴的设计
3.4.1 Ⅰ轴的设计及相关键的设计
① 高速轴的材料选用40Cr表面淬火，硬部度48?55HRC 查表得A0?100,p?43.2,n?245
由公式d?A3取d1?60mm
由此依次设计Ⅰ轴的轴径为（由带轮端向箱体内）
p43.2?1003?56mm （3—11） n24560?65?齿轮轴?70?65?60
② 装带轮的轮毂设计 取毂长 L1'??1.5?2?d1
L1'?2?60?120mm
查表取键长L1'?90mm 采用圆头普通平键A型。 查表得键的尺寸为：b?h?18?11
?0.1?0.4轴槽深度t?70，轮毂深度t1?40
21
西安石油大学本科毕业设计（论文）
由于齿轮轴的直径与齿轮的分度圆直径相差不大，所以将齿轮与轴作成一体，称之为齿轮轴。
图3.1 高速轴
3.4.2 Ⅱ轴的设计及相关键的设计： ① 选择材料
40Cr表面淬火，硬部度48?55HRC
PⅡ?41.1KW,nⅡ?34.03r/min
查表得A=100 由公式dmin?A0?3p得 nd2min?100?341.10?106mm 34.03取d2?110mm
则Ⅱ轴的轴径依次为：110?120?轴肩?齿轮轴?120 ② 轴上键的设计
键的型号：A型圆头平键，键长为L1?110mm,L2?100mm 查表得键的尺寸为：b?h?32?18 其他参数都为：
?0.2轮槽的深度t?110 ?0.4轮毂的深度t1?7.00
图3.2 传动轴
22
西安石油大学本科毕业设计（论文）
3.4.3 Ⅲ轴的设计及相关键的设计 ① 材料及最小直径的确定
Ⅲ轴选用40Cr表面淬火，硬部度48?55HRC
PⅢ?39KW,nⅢ?6.37r/minTⅢ?56192Nm
查表得A=100 由公式d?A?3p得， ndmin?100?3d3?180mm39?180mm 6.37其轴径依次为：190?轴肩?190?180 ② 轴上键的设计
为了使所选用的轴径与联轴器的孔径相适应，故需要同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转距Tca?KaTⅢ，考虑到转距变化很大，故取
Ka?1.则5T?1.7?5619?2 Tca?KaⅢ销联轴器”，其公称转距为100000Nm 半联轴器与轴配合毂孔长度L1'?200mm 故键长L1?180mm
轴与齿轮相联接的键长为L2?200mm
（3—12）
95N5m26按照计算转距Tca应小于联轴器公称转距的条件，查手册得选用HL12型“弹性柱
?0.4其他参数都为b?h?45?25,t?15.0,t1?10.00
23
西安石油大学本科毕业设计（论文）
图3.3 输出轴
3.5 轴的校核
在确定轴承的支点时，从手册中查取a值。因此，简支梁一端支点到一段齿轮的距离为359mm。第二轴承到另齿轮的距离为189mm。 3.5.1 求低速级大齿轮上的力
因已知大齿轮分度圆直径为d4?979.2mm
Ft?
2?T3 ?117KN （3—13）
d4tanαn?43.79KN cosβ
（3—14）
Fr?FtFa?Ftg??28.1KN （3—15） t3.5.2 求轴上的载荷
求水平面支座反力 ：作水平面里的轴的受力简图
24
西安石油大学本科毕业设计（论文）
图3.4水平受力分析
RH1?(L2?L3)?Ft?L3?0 ?RH1?Ft?L3114?189??40.0KN
L2?L3349?189RH2?(L2?L3)?Ft?L2?0?RH2? Ft?L2114?349??73.9KNL2?L3189?349垂直面的支反力：作垂直面里的轴的受力简图
图3.5垂直受力分析
MA?Fa?d428.1?979.2??13749KNmm22RV1?(L2?L3)?Ma?Fr?L3?0?RV1??10.2KNRV2?(L2?L3)?Ma?Fr?L2?0?RV2?54.7KN
3.5.3 弯距的计算
水平面：
MH?13960000Nmm垂直MV1??3661800Nmm,MV2?10338300Nmm3.5.4 作水平和垂直面的弯矩图
(1) 水平弯矩图
25