1、轉軸設計實例例11.6.1 試設計圖11.5.7所示單級斜齒圓柱齒輪減速器的從動軸。已知傳遞的功率P=10kW，從動齒輪的轉速，分度圓直徑，齒輪上所受的力，齒輪輪轂的長度，齒輪單向轉動，采用輕窄系列深溝球軸承。解:（1）選擇軸的材料，確定許用應力選45鋼，正火處理，查表11.1.1得到其硬度為170217HBS，抗拉強度，查表11.5.4得到許用彎曲應力為。（2）估算該軸最細段的直徑查表11.5.1得到C=115，因此有圖 11.5.7 減速器 由表11.6.2確定取 。（3）對軸進行結構設計考慮軸上零件的位置和固定方式，以及結構工藝性，按比例繪制出軸及軸系零件的結構草圖（圖11.5.8）。軸

2、的具體結構設計過程及結果如下：圖11.5.8 軸的結構草圖1) 確定軸上零件的位置和定位、固定方式由于是單級齒輪減速器，應把齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中間，軸承對稱布置在齒輪的兩邊，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。 齒輪靠軸環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定。兩端軸承分別靠軸肩、套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定。軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位。聯(lián)軸器靠軸肩、平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向固定。2）確定各軸段的直徑外伸端直徑為45。為了使聯(lián)軸器能軸向定位，在軸的外伸端應設計出一個軸肩。因軸承也要安裝在這一軸段上，所以，通過右端軸承蓋的這一軸段應取直徑55mm ?？紤]到便于

3、軸承裝拆，與透蓋氈圈接觸的軸段（公差帶取f7）比安裝軸承的軸段直徑（該處直徑的公差帶是按軸承的標準選取的，為k6）略小，取為52。按要求，查軸承的標準手冊選用兩個6211型的深溝球軸承，故安裝左端軸承的軸段直徑也是55。為了便于齒輪的裝配，齒輪處的軸頭直徑為60。用于齒輪定位的軸環(huán)直徑為70。查軸承標準得，左端軸承處的軸肩所在軸段的直徑為64，軸肩圓角半徑取1，齒輪與聯(lián)軸器處的軸環(huán)、軸肩的圓角半徑取1.5。3）確定軸的各段長度 齒輪輪轂的寬度為80，故取齒輪處軸頭的長度為78。由軸承的標準手冊查得6211型軸承的寬度為21，因此左端軸頸的長度為21。齒輪兩端面、軸承端面應與箱體內(nèi)壁保持一定的距

4、離，分別取為15，和5,右側穿過透蓋的軸段的長度取為68。聯(lián)軸器處的軸頭長度按聯(lián)軸器的標準長度取70。由圖11.5.8可知，軸的支跨距為L=141。4）校核的強度（1）繪制軸的計算簡圖（圖11.5.9a）（2）繪制水平面內(nèi)彎矩圖（圖11.5.9b）兩支承端的約束力為 截面C處的彎矩為 3）繪制垂直面內(nèi)彎矩（圖11.5.9c）兩支承端的約束反力為截面C左側的彎矩為 圖11.5.9 軸的計算簡圖4）繪制合成彎矩圖（11.5.9d）截面C左側的合成彎矩為截面C右側的合成彎矩為5）繪制扭矩圖（圖11.5.9e）齒輪與聯(lián)軸器之間的扭矩為 6）繪制當量彎矩圖（圖11.5.9f）因為軸為單向轉動，所以扭矩為脈動循環(huán)，折合系數(shù)為，危險截面C處的彎矩為7）計算危險截面C處滿足強度要求的軸徑由式11.5.3得由于C處有鍵槽，故將軸徑加大5%，即38.321