截面上的转切应力为 
由于轴选用40cr,调质处理,所以 
([2]P355表15-1) 
a) 综合系数的计算 
由 , 经直线插入,知道因轴肩而形成的理论应力集中为 , , 
([2]P38附表3-2经直线插入) 
轴的材料敏感系数为 , , 
([2]P37附图3-1) 
故有效应力集中系数为 
查得尺寸系数为 ,扭转尺寸系数为 , 
([2]P37附图3-2)([2]P39附图3-3) 
轴采用磨削加工,表面质量系数为 , 
([2]P40附图3-4) 
轴表面未经强化处理,即 ,则综合系数值为 
b) 碳钢系数的确定 
碳钢的特性系数取为 , 
c) 安全系数的计算 
轴的疲劳安全系数为 
故轴的选用安全。 
I轴: 
1.作用在齿轮上的力 
FH1=FH2=337/2=168.5 
Fv1=Fv2=889/2=444.5 
2.初步确定轴的最小直径 
3.轴的结构设计 
1) 确定轴上零件的装配方案 
2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 
d) 由于联轴器一端连接电动机,另一端连接输入轴,所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制,选为25mm。 
e) 考虑到联轴器的轴向定位可靠,定位轴肩高度应达2.5mm,所以该段直径选为30。 
f) 该段轴要安装轴承,考虑到轴肩要有2mm的圆角,则轴承选用30207型,即该段直径定为35mm。 
g) 该段轴要安装齿轮,考虑到轴肩要有2mm的圆角,经标准化,定为40mm。 
h) 为了齿轮轴向定位可靠,定位轴肩高度应达5mm,所以该段直径选为46mm。 
i) 轴肩固定轴承,直径为42mm。 
j) 该段轴要安装轴承,直径定为35mm。 
2) 各段长度的确定 
各段长度的确定从左到右分述如下: 
a) 该段轴安装轴承和挡油盘,轴承宽18.25mm,该段长度定为18.25mm。 
b) 该段为轴环,宽度不小于7mm,定为11mm。 
c) 该段安装齿轮,要求长度要比轮毂短2mm,齿轮宽为90mm,定为88mm。 
d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm(采用油润滑),轴承宽18.25mm,定为41.25mm。 
e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸,定为57mm。 
f) 该段由联轴器孔长决定为42mm 
4.按弯扭合成应力校核轴的强度 
W=62748N.mm 
T=39400N.mm 
45钢的强度极限为 ,又由于轴受的载荷为脉动的,所以 。 
III轴 
1.作用在齿轮上的力 
FH1=FH2=4494/2=2247N 
Fv1=Fv2=1685/2=842.5N 
2.初步确定轴的最小直径 
3.轴的结构设计 
1) 轴上零件的装配方案 
2) 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 
I-II II-IV IV-V V-VI VI-VII VII-VIII 
直径 60 70 75 87 79 70 
长度 105 113.75 83 9 9.5 33.25 
5.求轴上的载荷 
Mm=316767N.mm 
T=925200N.mm 
6. 弯扭校合 
滚动轴承的选择及计算 
I轴: 
1.求两轴承受到的径向载荷 
5、 轴承30206的校核 
1) 径向力 
2) 派生力 
3) 轴向力 
由于 , 
所以轴向力为 , 
4) 当量载荷 
由于 , , 
所以 , , , 。 
由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为 
5) 轴承寿命的校核 
II轴: 
6、 轴承30307的校核 
1) 径向力 
2) 派生力 
, 
3) 轴向力 
由于 , 
所以轴向力为 , 
4) 当量载荷 
由于 , , 
所以 , , , 。 
由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为 
5) 轴承寿命的校核 
III轴: 
7、 轴承32214的校核 
1) 径向力 
2) 派生力 
3) 轴向力 
由于 , 
所以轴向力为 , 
4) 当量载荷 
由于 , , 
所以 , , , 。 
由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为 
5) 轴承寿命的校核 
键连接的选择及校核计算 
代号 直径 
(mm) 工作长度 
(mm) 工作高度 
(mm) 转矩 
(N•m) 极限应力 
(MPa) 
高速轴 8×7×60(单头) 25 35 3.5 39.8 26.0 
12×8×80(单头) 40 68 4 39.8 7.32 
中间轴 12×8×70(单头) 40 58 4 191 41.2 
低速轴 20×12×80(单头) 75 60 6 925.2 68.5 
18×11×110(单头) 60 107 5.5 925.2 52.4 
由于键采用静联接,冲击轻微,所以许用挤压应力为 ,所以上述键皆安全。 
连轴器的选择 
由于弹性联轴器的诸多优点,所以考虑选用它。 
二、高速轴用联轴器的设计计算 
由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情况系数为 , 
计算转矩为 
所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4(GB4323-84),但由于联轴器一端与电动机相连,其孔径受电动机外伸轴径限制,所以选用TL5(GB4323-84) 
其主要参数如下: 
材料HT200 
公称转矩 
轴孔直径 , 
轴孔长 , 
装配尺寸 
半联轴器厚 
([1]P163表17-3)(GB4323-84