例：設計帶式運輸機減速器的主動軸。已知傳遞功率P1=10kW,轉速n1=200r/min,齒輪齒寬b1=100mm,齒數z1=40,模數mn=5mm,螺旋角b

＝9°22′

，軸端裝有聯軸器。電機軸徑為42mm，電機軸長為80mm

。滾動軸承采用7200C系列（內徑按結構要求自定），軸承采用潤滑油潤滑。12軸結構設計示例注：軸承型號為7300C，此處“00”代表內徑未知，由自己根據結構確定；10/18/20221軸的設計步驟回顧：初算軸的最細處直徑進行強度驗算剛度驗算振動穩定性計算選擇軸的材料對于階梯直軸，一般流程是：有特殊要求時才進行A0結構設計確定軸各段直徑及長度10/18/202221、軸的結構設計需事先簡單了解一下減速器結構10/18/20223下圖為一實拍減速器的軸系結構（僅供參考）：10/18/20224◆假設齒輪和聯軸器分別從軸的兩端裝入：10/18/20225◆假設齒輪和聯軸器同時從軸的一端（右端）裝入：可看到不同的裝配方案，軸的結構完全不同！選此形式10/18/20226軸系裝配草圖完成10/18/20227考慮到與聯軸器相連的軸段開有鍵槽，故應將dmin增大5%由查其機械性能：2、

選擇軸的材料一般用途軸，選擇軸的材料45鋼，調質3、初算軸的最細處直徑查得A0=126~103由于是高速軸，選A0=115[s-1]b=60MPa得dmin=44.5mm最細處直徑到底取多少？是不是44.5mm呢？12×sb=640MPaA010/18/20228因為最細處是安裝聯軸器的，因此其真正直徑需等聯軸器選好后才能確定4、選擇聯軸器聯軸器選擇過程在此略選用：彈性柱銷聯軸器型號為：10/18/20229主動端直徑為42mm，軸孔長度為84mm，A型鍵槽從動端直徑為45mm，軸孔長度為84mm，A型鍵槽軸端最細處直徑現在為45mm，該軸段長度為多少？84-(2~3)=82~81mm軸長略短于轂孔長到目前為止，已確定出外伸軸段的直徑和長度如下：直徑為標準值d①=45mm取軸段長L①=82mm聯軸器型號為：10/18/2022105、選擇滾動軸承由題意定為7類軸承(角接觸球軸承)，型號未完全確定，7200C現根據結構要求需確定出軸承內徑

已知條件：最小軸徑為d①=45mm××××定位軸肩非定位軸肩軸肩高：h=(0.07~0.1)d,一般取2.5~5mm軸肩高：1~2mm，也可以更小軸承內徑一般比最細處直徑大6~10mm左右，并取標準值！定位聯軸器直徑為：d②

=d①+2×(2.5~5)mm=53mm軸承內徑為：d③

=d⑦=d②

+2×(1~2)mm=55mm故可選軸承型號為：7211C10/18/202211已選軸承型號為：7211C并查“滾動軸承”標準，確定如下尺寸：—軸承外徑D—軸承寬度B確定軸承內圈安裝尺寸daBDda查手冊得:D×B =100×21da=64過大，拆卸困難；

過小，定位不好d⑥=6410/18/202212與齒輪輪轂連接處直徑為：d④

=d③+2×(1~2)mm=58mm軸環直徑為：d⑤

=d④

+2×(2.5~5)mm=66mmL①=82mm;其余各段長度如何確定？6、確定其余軸徑10/18/2022135015550155滾動軸承采用潤滑油潤滑不同的裝配方法軸系結構不同！在軸上零件相互距離及箱體尺寸未事先規定的情況下，可按右圖所示的經驗數據確定！若有規定，則按規定值設計！潤滑脂潤滑時，軸承端面至內壁間的軸向距離有所不同，軸系結構也不同！箱體內壁箱體凸緣外側上述軸向經驗數據可在一定范圍內上下變動！10/18/2022141015此軸向距離應保證軸承蓋上的螺栓能取下來L②≈（50-5-21）+10+15=50mm50B55015L③≈15+5+21+2=43mmL④=98mm（比齒輪輪轂略短1-2mm）L⑦=23mm(比齒輪寬度略長)L⑤=8mm（軸環B≥1.4h）L⑥=5+15-8=12mm7、確定其余軸段長度10/18/20221582801601408、確定軸上受力點位置10/18/2022169、校核軸的強度1)計算齒輪受力軸傳遞的扭矩:齒輪的圓周力:齒輪的徑向力：齒輪的軸向力:10/18/2022172）畫受力簡圖并計算支反力及畫出彎矩、扭矩及當量彎矩圖水平面內支反力垂直面內支反力畫出垂直面、水平面及合成彎矩圖計算并畫當量彎矩圖扭矩按脈動循環變化計算,取a=0.6,則畫出當量彎矩圖10/18/202218a-a哪些面是危險截面？b-b3）校核計算—彎扭合成法a-ab-b10/18/202219a-a截面處當量彎矩為：b-b截面處當量彎矩為強度校核:考慮鍵槽的影響，查附表6-8計算顯然故安全10/18/2022204）校核計算—安全系數法a-ab-b確定危險截面：c-cd-de-e截面a-a、b-b、c-c、d-d和e-e都有應力集中源（鍵槽、齒輪和軸的配合、過渡圓角等〕，且當量彎矩均較大，故確定為危險截面10/18/202221以a-a截面為例校核：

a.a-a截面上的應力：彎曲應力幅：扭轉應力幅：彎曲平均應力：扭轉平均應力：a-a彎曲應力視為對稱循環變應力！扭轉應力視為脈動循環變應力！10/18/202222b.材料的等效系數：查表得：

c.a-a截面應力集中系數：

d.表面狀態系數及尺寸系數：查附表查表得，a-a查表6-1中的注釋得：（也可直接計算得到）10/18/202223e.分別考慮彎矩或扭矩作用時的安全系數：因此所設計的軸是安全的10/18/20222411、畫軸的零件圖、裝配圖零件圖（略）

在裝配圖上凡是有配合的地方需要標注注：鍵是標準件，尺寸查表f55k6f58H7/r6f55k6f53f45k6f55F9/k6注：鍵是標準件，尺寸查表10/18/202225結構設計時注意幾點：1)軸沒有統一的、標準的結構形式2)不同的裝配方案，軸系結構不同3)軸段上各段直徑的確定：先定出最細處直徑，再考慮軸上零件是需要軸向定位還是非軸向定位，一步步由最細處直徑累加軸肩高度得出來。盡量取標準直徑和優先數系但滾動軸承定位軸肩的高度需要查軸承手冊確定4)軸的各段長度由各零件與軸配合部分的軸向尺寸或者考慮裝拆零件時需預留出的距離而定10/18/202226◆除軸、箱體外所有零件應剖開（畫剖面線）畫軸系裝配圖時要注意如下細節：◆齒輪、軸承的畫法◆有配合的地方標注徑向尺寸及配合◆零件的結構工藝性等10/18/202227課程設計題目：設計II級圓柱齒輪減速器中間軸系。（圖見課本P210，圖2-10-27）已知該軸材料45鋼調質，其余參數如下：題號傳遞功率kW轉速r/min齒寬b模數m齒數Z螺旋角β116180b2=70b3=100mn2=2.5mn3=3Z2=33Z3=91β2=13.617°β3=13.617°212262b2=40b3=70mn2=2mn3=3Z2=77Z3=22β2=11.479°β3=11.479°一班：XX~30號第一題；31~XX號第二題二班：XX~30號第二題；31~XX號第一題10/1