七、轴的设计计算
(1) 高速轴的设计高速轴上的功率、转速和转矩
(2) 作用在轴上的力
已知高速级齿轮的分度圆直径为d =98.75mm ，根据《机械设计》（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则
2⨯119.8
=2426.33N -3
98.75⨯10
F t tan αn tan 20︒F r ==2426.33⨯=913.89N
cos βcos15︒
F a =F t tan β=2426.33⨯tan15︒=650.13N F
t =2T /d =
F p =1622N
(3) 初步确定轴的最小直径
的最小直径。选取轴的材料为45钢。根据表15-3，取C=113,于是得
d min =C =1133=16.19mm 轴上存在两个键槽，加大10% d min ⨯1.1=17.81mm
标准的轴的直径有20、22、24、25、28等 故
d m i n =20mm
第一、首先确定个段直径
A 段：d 1=20mm 由最小直径算出）
B 段：d 2=25mm，根据油封标准，选择毡圈孔径为25mm 的
C 、G 段：d 3=30mm，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径 D 段：d 4=36mm， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm
E 段：d 5=45.58mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据《课程设计指
导书》p116
F 段：d 6=36mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm 第二、确定各段轴的长度
A 段：L 1=1.6*20=32mm,圆整取L 1=30mm
B 段：L 2=54mm，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mm
C 、G 段：L 3=31mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合, 加上挡油盘长度（参
考《减速器装配草图设计》p24）L 3=B+△2+2=16+10+2=31mm F 段：L 6=8mm ，L 6=△2-2=10-2=8mm E 段：L 5=50mm ，齿轮的齿宽B 1=50mm
D 段：L 4=90mm, 考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度减去箱体内已定
长度后圆整得L 4=90mm 轴总长L=30+54+31*2+8+90=244mm
2、轴Ⅱ的设计计算
1）、按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr ，调质处理，查表15-31，取C=113 2）初算轴的最小直径
d min ≥A 0⋅3
p 6. 03
=100⨯3=25. 78mm n 352
因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大10%，d min =27.325mm。根据减速器的结构，轴Ⅱ的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选圆锥滚子轴承30206，故取
d min =30mm
首先，确定各段的直径
A 段:d 1=30mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合 F 段：d 6=30mm，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合
E 段：d 5=38mm，非定位轴肩
B 、D 段：d 2=50mm, 非定位轴肩，与齿轮配合 C 段：d 3=75mm, 齿轮轴上齿轮的分度圆直径
然后确定各段距离：
A 段： L 1=28mm, 考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度
B 段：L 2=8mm,根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度
C 段：L 3=75mm,根据齿轮轴上齿轮的齿宽
E 段：L 5=50mm, 根据高速级大齿轮齿宽减去2mm （为了安装固定） F 段：L 6=36mm，考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离
D 段：L 4=7mm,由轴Ⅰ得出的两轴承间距离（不包括轴承长度）S=174mm减去已
知长度 得出
3、轴Ⅲ的设计计算
输入功率P=5.58KW,转速n =119r/min,T=460300Nmm 轴的材料选用40Cr （调质），可由表15-3查得A 0=110
所以轴的直径: d min A 0P
=39.65mm。因为轴上有两个键槽，故最小直径加大n
12%，d min =45mm。
由表13.1(机械设计课程设计指导书) 选联轴器型号为LH3
轴孔的直径d 1=45mm长度L=84mm
轴Ⅲ设计图 如下：
首先，确定各轴段直径
A 段: d 1=55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合
B 段: d 2=60mm,非定位轴肩,h 取2.5mm C 段: d 3=72mm,定位轴肩，取h=6mm D 段: d 4=68mm, 非定位轴肩，h=6.5mm
E 段: d 5=55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合
F 段: d 6=50mm,按照齿轮的安装尺寸确定
G 段: d 7=45mm, 联轴器的孔径 然后、确定各段轴的长度
A 段: L 1=36m,由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸 B 段: L 2=64mm，齿轮齿宽减去2mm ，便于安装
C 段: L 3=8mm, 轴环宽度，取圆整值 根据轴承（圆锥滚子轴承30212）宽度需要 D 段: L 4=58mm,由两轴承间距减去已知长度确定 E 段: L 5=29mm, 由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸 F 段: L 6=65mm, 考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到
G 段: L 7=84mm,联轴器孔长度
普通平键