RVB?1(Fr*l1?Fa*d1/2)l1?l2 ?1(362*56.?280*62.428/2)N 56.5?145.5?58N（5） 计算轴的弯矩，并画弯转矩图 2 按M?MH2?MV进行弯矩合成，并画转矩图。 （6） 计算并画当量弯矩图 转矩按脉动循环变化计算，取??0.6，则 ?T?0.6*29754N.mm?17853N.mm 按Mca?M2?(?T)2计算，并画当量弯矩图。 （7） 校核轴的强度 取当量弯矩最大的地方为危险截面进行校核。 由图可知，该处的当量弯矩为 Wca?48753N.mm 抗弯截面系数： W?0.1d3?0.1*57.5173mm3?19cm3 所以， ?ca?Mca48.753?MPa?2.57MPa W19小于??-1?b=60MPa，故安全。 （4） 按安全系数校核 （1） 判断危险截面 此处仍对当量弯矩最大的地方进行校核。 （2） 疲劳强度校核 a. 危险截面上的应力： 弯曲应力幅： M23.4832?38.8162?a??MPa?2.4MPa W19扭转应力幅： ?a?
T29.754?MPa?1.7MPa 2WT2*9.5 - 20 -
弯曲平均应力：?m?0 扭转平均应力：?m??a?1.7MPa b. 材料的疲劳极限：根据?b?650MPa,?s?360MPa， 查表得 ?a?0.2,???0.1 c. 应力集中系数：查表得 ka?2,k??2 d. 表面状态系数及尺寸系数：查表得 ??0.94,???0.81,???0.76 e. 分别考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数： ??1 S???48.5 k??a????m ??? ??1 S???63 k????? ???a?m S?S? Sca??38.4?[s]?1.4 22S??S? 故安全。 （二） 高速轴的设计及校核 1） 选择轴的材料 轴的材料为45选择轴的材料为45号钢，经调质处理，其机械性能查表号钢，经调质处理 ?b?650MPa,?s?360MPa,??1?300MPa,得:??1?155MPa;查表得??-1?b=60MPa2) 初步计算轴径 选c=110,dmin?c3
P2.872?110?3?35.6mm n201.55 dmin?35.6mm - 21 -
3) 轴的结构设计
按工作要求,轴上所支撑的零件主要有齿轮及滚动轴承。
由于低速级小齿轮满足x?2.5mt，故可以做成齿轮轴；
根据轴的受力选用7210C角接触球轴承，其尺寸选用7210C角
接触球轴承，其
d?D?B为50?90?20。
尺寸
根据轴上零件的定位、加工要求及不同零件的装配方案，d?D?B为50*参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得到如下所示
的轴结构。该结构形式，低速级大齿轮、套筒及左端轴承分别从轴的90*20
坐端装入，右端滚动轴承从轴的右端装入。
4）按弯扭合成校核
规定：1.齿轮旋向：考虑到使中速轴的轴承所受的两个轴向力相互
抵消，取高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋。
2.轴旋转方向：规定高速轴的旋转方向箭头为从上到下。 （1）画受力简图 如图所示
高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋
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（2）轴上受力分析 a.高速轴大齿轮处轴上受力分析 轴传递的转矩：
T?136.083N.m?136083N.mm
一对相啮合的齿轮，主动轮与从动轮上的各力均对应等
值、反向。
所以有， 齿轮上的圆周力：
Ft1?954N
齿轮上的径向力：
F?362N r1
齿轮上的轴向力：
Fa1?280N
b.低速轴小齿轮处轴上受力分析
T?136083N?mm
?136.083N?m
齿轮上的圆周力：
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TI136083F?2?2*N?3361N t2d180.984 齿轮上的径向力： tanantan20Fr2?Ft?3361*N?1271Ncos?cos15.601 齿轮上的轴向力： Fa2?Fttan??3361*tan15.601N?939N （3）计算作用轴上的支反力 水平面内支反力： RHA? =1[(l2?l3)Ft1+l3Ft2]l1?l2?l31[(81?65)*954+65*3361]N 57?81?65=1763NRHB?1[l1Ft1+(l2?l1)Ft2]l1?l2?l3 =1[57*954+(57?81)*3361]N 57?81?65=2553N垂直面内支反力： RVA? ?1(Fr1*(l2?l3)?Fa1*d1/2?Fr2*l3?Fa2*d2/2)l1?l2?l31(362*(81?65)?280*297.572/2?1271*65? 57?81?65939*80.984/2)N?246NRVB?1(Fr1*l1?Fa1*d1/2?Fr2*(l1?l2)?Fa2*d2/2)l1?l2?l3 ?1(362*57?280*297.572/2?1271*(57?81)? 57?81?65939*80.984/2)N??1152N（8） 计算轴的弯矩，并画弯转矩图 2 按M?MH2?MV进行弯矩合成，并画转矩图。 - 24 -