可得右起第四段剖面C处的当量弯矩： MeC2?MC2?(αT)2?100.825N?m 2 （9）判断危险截面并验算强度 1右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相○ 邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。 已知MeC2=100.825 N·m ,由课本表13-1有: ［σ-1］=60Mpa 则： σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D4) =100825/(0.1×48)=9.11 Mpa <［σ-1］ 2右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面○33［σ -1］=60Mpa MD=83371 N·m m 也为危险截面： 2MD?（αT）?0.6?138952?83.371N?m σe=13 Nm σe= MD/W= MD/(0.1·D1) =83.371/(0.1×40)=13 Nm<［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 受力图如下： 33 16
2.输出轴的设计计算 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） (2)按扭转强度估算轴的直径 (1) 由前面计算得，传动功率P2=4.207kw, n2=76.19r/min工作单向，采用深沟球轴承支撑。由已知条件知减速器
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传递的功率属于中小功率故选用45刚并经调质处理， 硬度217~255HBS 根据课本（14.2）式，并查表14.1，得 3d≥C·P4.207?(107~118)?3?(40.75~44.93)mm nⅠ76.19(3)确定轴各段直径和长度 1从联轴器开始右起第一段，○由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取Φ（41.97~47.18），根据计算转矩T= 9.55×10·P/n=527.324 N·m 6 D1=Φ45mm Tc=RA×T=1.3×527324=685.49N·m查标准GB/T 5014L1=84mm —2003，选用HL4型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为 l1=112mm,轴段长L1=84mm D2=Φ52mm 2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直L2=74mm ○径取Φ52mm,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左端面的距离 为30mm，故取该段长为L2=74mm 3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，D3=Φ55mm ○则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6011型轴承，L3=32mm 其尺寸为d×D×B=55×90×18，那么该段的直径为Φ 55mm，长度为L3=32 D4=Φ60mm 4右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联L4=62mm ○接，直径要增加5%，则第四段的直径取Φ60mm,齿轮宽
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为b=65mm，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为D5=Φ66mm L4=62mm L5=11.5mm 5右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，D6=Φ55mm ○取轴肩的直径为D5=Φ66mm ,长度取L5=11.5mm 6右起第六段，○该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=L6=18mm Φ55mm，长度L6=18mm (4) 按弯扭合成强度校核轴径 按设计结果画出轴的结构草图（图a） 1） 画出轴的受力图（图b）
2） 作水平面内的弯矩图（图c支点反力为） Ⅰ—Ⅰ截面处的弯矩为MHI=2003.3×97/2=97160N·mm Ⅱ—Ⅱ截面处的弯矩为MHII=2003.3×23=46076N·mm 3） 作垂直面内的弯矩图（图d）支点反力为 FVB=FVA=Fr2/2=1458.29/2=729.145
Ⅰ—Ⅰ截面处的弯矩为 MrI左=FVA·L/2=729.145×97/2=35363.5N·mm Ⅱ—Ⅱ截面处的弯矩为
MrII =FVB·23=729.145×23=16770.3N·mm 4)合成弯矩图（图e）
MI=（35363.5+97160）=103396 N·mm
MII=（16770.3+46076）=49033 N·mm
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2
2
1/2
2
2
1/2
5） 求转矩图（图f） T=9.55×10×P/n=9.55×10×
66
4.207/76.19=527324 N·mm
求当量弯矩
6） 因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数
α为0.6
Ⅰ—Ⅰ截面: MeI=( 60925+(0.6×527324）=322200 N·mm
Ⅱ—Ⅱ截面：MeII=( 49033+(0.6×527324）=320181 N·mm 8)确定危险截面及校核强度
由图可以看出，截面Ⅰ—Ⅰ可能是危险截面。但轴径d3> d2，故也应对截面Ⅱ—Ⅱ进行校核。 Ⅰ—Ⅰ截面：σ
Ⅱ—Ⅱ截面：σ
查表得［σ
-1b
eII=MeII/W=320181/(0.1eI=MeI/W=322200/(0.1
2
2
1/2
2
2
1/2
×60)=14.9Mpa
3
×55)=19.2Mpa
3
］=60Mpa,满足σe≤［σ
-1b
］的条件，故设计的轴
有足够强度，并有一定余量。 其受力图如下
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