（2）、轴上的零件的周向定位
齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按dⅣ-Ⅴ?80mm由课本P106表6-1查得平键截面b3h=22mm314mm，键槽用键槽铣刀加工，长为125mm，同时为了保证齿轮与轴配
H7；同样，半联轴器与轴的连接，选用n6H7平键为16mm310mm370mm，半联轴器与轴的配合。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡
k6合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴的配合为配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 （3）、确定轴上圆周和倒角尺寸。
参考课本P360表15-2，取轴左端倒角为2345°，右端倒角为2.5345°。各轴肩处的圆角半径为Ⅱ处R2，其余为R2.5。
低速轴结构设计参数 参数 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ 段名 Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ Ⅵ-Ⅶ 直径/mm 长度/mm 键b3h3L/mm C或R/mm 55 H7 k6 63 67.5 70 m6 56 80 H7 n692 12 70 m6 52 82 16310370 140 223143125 Ⅰ处2345° 9.3.5、求轴上的载荷 Ⅱ处R2.5 Ⅲ处R2.5 Ⅳ处R2.5 Ⅵ处R2.5 Ⅶ处2.5345° 在确定轴承支点位置时，应从手册中查取Δ值。对于30314型圆锥滚子轴承，由手册中查得Δ=30.7mm，则L1?108.5mm，L2?93.3mm，L3?105.3mm。 （1）、轴的受力分析简图
D E F G H I （2）、求水平面支反力 切向力Ft?2TⅢ?8173.89N d4
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径向力Fr?Fttan20??2975.05N 则FNHA? FNHB?FtL3?4333.890N
L2?L3FtL2?3839.997NN
L2?L39.3.6、绘制水平面弯矩MH图（图D）
MHC1?FNHAL2?404351.937N?mm MHC2?FNHBL3?404351.684N?mm
则MHC?404351.937N?mm 9.3.7、求垂直面内支反力（图E）
FNVA?FrL3?1577.406N
L2?L3FNVB?Fr?FNVA?1397.644N
9.3.8、绘制垂直面内弯矩MV图（图F）
MVC1?FNVAL2?147171.980N?mm MVC2?FNVBL3?147171.913N?mm
9.3.9、绘制合成弯矩M图（图G） 根据合成弯矩M?C截面左侧弯矩
22MC1?MHC?MVC404351.9372?147171.9802?430302.313N?mm 1?22MH?MVC得
C截面右侧弯矩
22MC2?MHC?MVC404351.9372?147171.9132?430302.290N?mm 2?9.3.10、绘制转矩T图（图H）：T?Ftd48173.89?432??1765560.24N?mm 229.3.11、绘制当量弯矩Me图（图I）
由当量弯矩图和轴的结构图可知，C和D处都有可能是危险截面，应当分别计算其当量弯矩。此处可将轴的扭切应力视为脉动循环，取??0.6。 则C截面左侧当量弯矩McaC?22MC1?(?T)?1143395.446N?mm
C截面右侧当量弯矩M'caC?MC2?430302.290N?mm D截面弯矩McaD???T?1059336.144N?mm
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9.3.12、求危险截面处轴的计算直径
许用应力 轴的材料选用45钢，调制处理，由手册，[σ-1]=200MPa C截面计算直径dC?3McaC?38.523mm
0.1[??1]计入键槽的影响dC?1.03?38.523mm?39.679mm D截面计算直径dD?3McaD?37.555mm
0.1[??1]9.3.13、检查轴的强度
经与结构设计比较，C截面和D截面的计算直径分别小于结构设计确定的直径，故轴的强度足够。
9.4、中间轴以及传动轴承的设计
图9.3
9.4.1、输出轴上的功率PⅡ，转速nⅡ，转矩TⅡ PⅡ=8.30kW，TⅡ=612890N2mm，nⅡ=129.33r/min 9.4.2、求作用在齿轮上的力
因已知高速级大齿轮的分度圆直径为d2?435mm
Ft?2TⅡ2?612890??2817.89N d2435Fr?Fttan?ntan20??2817.89N??1062.257N cos?cos15.09?Fa?Fttan??1062.257?tan15.09??286.42N
低速级小齿轮的分度圆直径d3?144mm
Ft'?2TⅡ2?612890??8512.36N d3144Fr'?Ft'tan?n?8512.36?tan20??3098.246N
9.4.3、初步确定轴的最小直径
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先按课本P366式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据课本P366表15-3，取A0=112，于是得
dmin?A03P8.30Ⅱ?1123?44.84mm nⅡ129.339.4.4、轴的结构设计
（1）、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）、为了保证轴的强度要求，故取dⅠ-Ⅱ?dⅤ-Ⅵ?50mm。
2）、初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dⅠmm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级?Ⅱ＝50 的单列圆锥滚子轴承（GB/T 297—1994）30210型，其尺寸为d3D3T＝50 mm390 mm321.75 mm；左右两端圆锥滚子轴承采用套筒进行轴向定位，取套筒宽为14 mm，则lⅤ-Ⅵ＝35.75 mm。
dⅣ-Ⅴ=60 mm；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。3）、取取安装齿轮处的轴段dⅡ?Ⅲ＝?47已知齿轮毂的宽度为145m，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取lⅡ-Ⅲ＝141mm，则lⅠ-Ⅱ＝39.75mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高h=（2～3）R，由轴径d?60mm查课本P360表15-2，得R=2mm，故取h=6mm，则dⅢ-Ⅳ＝72 mm。轴环宽度
b?1.4h。Ⅳ-Ⅴ段为小齿轮，其宽度为150 mm，故lⅣ-Ⅴ＝150mm，lIII?IV=88.5mm。
至此，已初步确定了中间轴的各段直径和长度。 （2）、轴上零件的周向定位
齿轮、V带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按dⅡ-Ⅲ＝60 mm由课本P106表6-1查得平键截面b3h＝18 mm311 mm，键槽用键槽铣刀加工，长为125 mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴的配合为
H7；dⅣ-Ⅴ?60mm课本P106表6-1n6H7；同样，滚动轴承与轴的周向n6查得平键截面b3h＝18 mm311 mm，键槽用键槽铣刀加工，长为140 mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴的配合为
定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 （3）、确定轴上圆周和倒角尺寸
参考课本P360表15-2，取轴左右两端倒角为2345。各轴肩处的圆角半径为R2。 中间轴结构设计参数 参数 段名 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ ?直径/mm 长度/mm 键b3h3
50 m6 39.75 60 H7 n672 88.5 60 H7 n650 m6 35.75 141 183113125 第 31 页
150 183113140
L/mm C或R/mm Ⅰ处2345° 9.4.5、求轴上的载荷 Ⅱ处R2 Ⅲ处R2 Ⅳ处R2 Ⅵ处R2 在确定轴承支点位置时，应从手册中查取Δ值。对于30210型圆锥滚子轴承，由手册中查得Δ=20mm，则L1?88.25mm，L2?236mm，L3?90.75mm。 （1）、轴的受力分析简图
D E F G H I （2）、水平面支反力 切向力Ft1? Ft2?2TⅡ?2817.89N d22TⅡ?8512.36N d3径向力Fr1?Ft1tan?n?1062.257N cos? Fr2?Ft1tan?n?3098.246N 轴向力Fa1?Ft1tan??286.42N 则FNHA? FNHB?Ft1(L3?L2)?Ft2L3?4080.102N
L1?L2?L3Ft2(L1?L2)?Ft1L1?7250.148N
L1?L2?L39.4.6、绘制水平面弯矩MH图（图D）
MHC1?FNHAL1?360069.0015N?mm
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