第一章 传动装置的总体设计 樊东
传动装置的总体设计
传动装置的总体设计传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。
一、拟定传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。
传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。
课程设计中，学生应根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优缺点。
现考虑有以下几种传动方案如图2-1：传动方案应满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，而且要求结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高，操作维护方便。
设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较最后选择其中较合理的一种。
下面为图1中a、b、c、d几种方案的比较。
a方案宽度和长度尺寸较大，带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。
但若用于链式或板式运输机，有过载保护作用；b方案结构紧凑，若在大功率和长期运转条件下使用，则由于蜗杆传动效率低，功率损耗大，很不经济；c方案宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期连续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难；d方案与b方案相比较,宽度尺寸较大，输入轴线与工作机位置是水平位置。
宜在恶劣环境下长期工作。
故选择方案a，采用V带传动（i=2~4）和一级圆柱齿轮减速器(i=3~5)传动。
传动方案简图如图2：二、选择原动机——电动机电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。
1、选择电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。
交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。
传动装置整体设计
1 传动装置的总体设计1.1设计题目连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为±5％。
带式输送的传动效率为0.95。
工作拉力F=5.2KN ，输送带速度V=0.99m/s ，卷筒直径D=330mm 。
1.2 减速器类型 圆锥-圆柱齿轮减速器 1.3 减速器简图1.4电动机的选择1.4.1选择电动机的类型和结构形式按工作要求和条件，选用三相笼式异步电动机，Y 系列，封闭式结构，电压380V ，频率50HZ 。
1.4.2电动机功率选择输送机的工作功率：KW V F P w 148.599.02.5=⨯=⨯= 传动装置的总效率：5433221ηηηηηη⋅⋅⋅⋅=a （式中1η、2η、3η、4η、5η分别表示联轴器、滚动轴承、圆锥齿轮传动、圆柱齿轮传动和输送机的效率。
）取1η=0.99，2η=0.98（滚子轴承），3η=9.6（齿轮精度为8级），4η=9.7（齿轮精度无8级），5η=0.95（输送机效率）则：816.095.097.096.098.099.0325433221=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=ηηηηηηa电动机所需功率：KW P P awd 31.6816.0148.5===η 1.4.3电动机的转速选择输送机滚筒的工作转速为min /296.5733099.0601000D v 601000r n w =⨯⨯⨯=⨯=ππ查表3.2得圆锥齿轮传动比≤3，圆柱齿轮传动比≤4~6。
因此总传动比i ≤12~18 计算得电动机转速)328.1031~552.687()18296.57~12296.57('=⨯⨯≤=i n n w d 查附录K 选择电动机：电动机型号 额定功率Kw额定转速r/min满载转速r/min最大转矩 Y160M-6 7.51000970 2.0 查附录K.3电动机外形尺寸：中心高 H 外形尺寸HDAD AC L ⨯+⨯)2/(底角安装尺寸 A ×B地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 D ×E装键部位尺寸F ×G160600×418×385254×210 150.018×110 12×371.5传动装置的总传动比和分配各级传动比1.5.1总传动比 总传动比930.16296.57970===w d a n n i 1.5.2分配减速器的各级传动比锥齿圆柱齿轮传动比23.4930.1625.025.0=⨯==a i i 锥。
传动装置的总体设计
机械课程课程设计学校：柳州职业技术学院系、班：机电工程系2010级数控3班姓名：时间：2020年9月27日星期日目录第一章传动装置的总体设计 (1)1总体方案的分析 (1)2选择电动机 (2)电动机类型选择 (2)电动机功率型号的确定 (2)算电动机所需功率 Pd（kw） (2).确定电动机转速 (3)3总传动比的计算及传动比的分配 (3)4计算各轴转速、功率和转矩 (4)第二章传动零件的设计 (4)1．设计V带 (4)2．齿轮设计： (6)第三章轴系设计 (8)1.轴的结构、尺寸及强度设计 (8)输入轴的设计计算: (8)输出轴的设计计算: (11)2．键联接的选择及计算 (12)3、轴承的选择及校核计算 (12)第四章润滑与密封 (12)第五章. 设计小结 (13)第六章参考文献 (13)第一章 传动装置的总体设计1总体方案的分析1.该工作机有轻微振动，由于V 带有缓冲吸振能力，采用V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本，所以可以采用简单的传动结构，由于传动装置的要求不高，所以选择一级圆柱齿轮减速器作为传动装置，原动机采用Y 系列三线交流异步电动机。
2.1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、运输平皮带 3．工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期8年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为%5 4、原始数据1．输送带牵引力 F=1300 N 2．输送带线速度 V=1.60 m/s 3．鼓轮直径 D=260mm2选择电动机电动机类型选择按工作要求和工况条件，选用全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V ，Y 型。
电动机功率型号的确定计算工作及所需功率 ηwd p p =算电动机所需功率 Pd （kw ）ηwd p p =1000FVp w =式中η为传动装置的总功率 n ηηηη......21=式中n ηηη......21分别为传动装置中没对运动副的效率1η－带传动效率：2η－球轴承传动效率：3η－圆柱齿轮的传动效率：（8级精度一般齿轮传动）4η－弹性联轴器的传动效率： 5η—卷筒的传动效率：总功率η=××××=η1000FV p w ==86.010006.11300⨯⨯=从课程设计指导书表19-1中可选额定功率为3kw 的电动机.确定电动机转速卷筒的转速为：min /6.11726014.36.1100060100060r D v n w ≈⨯⨯⨯=⨯=π带传动传动比：带i =2～4 齿轮传动传动比:齿i =3～5总传动比范围：总i =带i ×齿i =6～20 2）初步计算电动机的转速范围d n = 总i ×w n =705~2351 r/min查附表 Y 系列（IP44）电动机的技术数据： 选择Y132S －6 型电动机 电动机技术数据如下： 额定功率（kw ）：3kw 满载转速：=d n 960r/min 额定转矩： N/m 最大转矩： N/m3总传动比的计算及传动比的分配总传动比的计算：16.8≈=wdn n i 总 传动比分配原则：带传动的传动比范围4~2=带i 齿轮传动传动比范围5~3=齿i16.8=⨯=齿带总i i i分配传动比：取减速器的传动比3=齿i ， 则V 带的传动比：72.2=带i4计算各轴转速、功率和转矩1、 各轴转速：高速齿轮轴：r/min 0.353r/min 72.2960≈==I 带i n n d 低俗齿轮轴：min /6.117r/min 3353r i n n I ≈==I I 齿 卷 筒 轴：min /6.117r n n II w ==2、 各轴输入功率：高速齿轮轴：kw kw p p d 88.296.031=⨯=⨯=I η低俗齿轮轴：kw kw p p d 77.297.099.096.03321=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=I I ηηη 3、 各轴转矩：m N n P T mdd ⋅=⨯=84.299550 高速齿轮轴m m n p ⋅N =⋅N ⨯=⨯=T I I I 91.7735388.295509550 低俗齿轮轴m m n p ⋅N =⋅N ⨯=⨯=T I I I I I I 2306.11777.295509550 运动和动力参数计算结果如下表：第二章 传动零件的设计1．设计V 带（1）确定V 带型号电动机额定功率P= kw 3，转速min960r n d =，带传动传动比i=，每天工作8小时。
机械传动装置的总体设计
第2章机械传动装置的总体设计机械传动装置总体设计的任务是选择电动机、确定总传动比并合理分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为下一步各级传动零件设计、装配图设计作准备。
设计任务书一般由指导教师拟定，学生应对传动方案进行分析，对方案是否合理提出自己的见解。
传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影响，因此应当合理地拟定传动方案。
2.1 拟定传动方案1.传动装置的组成机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。
传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可用以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作装置的功能要求。
传动装置的传动方案一般用运动简图来表示。
2.合理的传动方案当采用多级传动时，应合理地选择传动零件和它们之间的传动顺序，扬长避短，力求方案合理。
常需要考虑以下几点：1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级;3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜;4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级;5）锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。
常见机械传动的主要性能见表2-1。
对初步选定的传动方案，在设计过程中还可能要不断地修改和完善。
表2-1常见机械传动的主要性能环境适应性不能接触酸、碱、油类、爆炸性气体好一般一般2.2 减速器的类型、特点及应用减速器是原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置。
由于减速器具有结构紧凑、传动效率高、传动准确可靠、使用维护方便等特点，故在各种机械设备中应用甚广。
减速器的种类很多，用以满足各种机械传动的不同要求。
其主要类型、特点及应用如表2-2所示。
为了便于生产和选用，常用减速器已标准化，由专门工厂成批生产。
标准减速器的有关技术资料，可查阅减速器标准或《机械设计手册》。
因受某些条件限制选不到合适型号的标准减速器时，则需自行设计和制造。
机械传动装置设计
目录课程设计任务总析................................................................................................ 错误！未定义书签。
一、任务目标：................................................................................................ 错误！未定义书签。
二、项目及设计总领：.................................................................................... 错误！未定义书签。
三、相关知识:.................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1 课程设计的目的.................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2 课程设计的内容和任务........................................................................ 错误！未定义书签。
1.3 课程设计的步骤.................................................................................... 错误！未定义书签。
1.4 课程设计的有关注意事项.................................................................... 错误！未定义书签。
传动装置总体设计
传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。
其传动方案如下：一、电动机的选择1)选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y 系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。
2)选择电动机的容量工作机的有效功率为Pw=F•v=3×0.8=2.4 kW i=0从电动机到工作机传送带间的总效率为η。
η=η1•η2•η3•η4•η5=0.96^0×0.99^4×0.97^2×0.99^1×0.96^1=0.859 i=1由《机械设计课程上机与设计》可知：η1：V 带传动效率 0.96η2：滚动轴承效率 0.99(球轴承)η3：齿轮传动效率 0.97 (7 级精度一般齿轮传动)η4：联轴器传动效率 0.99(弹性联轴器)η5：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为：Pd = Pw /η= 2.4/0.859=2.79 kW i=2式中：Pd——工作机实际所需电动机的输出功率，kW；P w——工作机所需输入功率。
kW；η——电动机至工作机之间传动装置的总功率。
3)确定电动机转速按推荐的传动比合理范围，V带传动≤(2～4)，一级圆柱齿轮传动≤5，两级圆柱齿轮传动为(5～40)。
因为 nw=v •60/(π•D)=(0.8×60)/(π×250)=61.12 r/min i=3nd=i•nw=(1～20)•61.12=(61.12～1222.4) r/min i=4所以电动机转速的可选范围为：(61.12～1222.4) r/min i=5综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 750 r/min i=6电动机。
传动装置的设计课程设计
传动装置的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解传动装置的基本概念、种类及工作原理；2. 掌握传动装置在设计过程中的计算方法和步骤；3. 了解传动装置在工程实际中的应用及优缺点分析。
技能目标：1. 培养学生运用传动装置设计知识解决实际问题的能力；2. 提高学生运用计算软件进行传动装置设计计算的能力；3. 培养学生动手制作和调试传动装置模型的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械设计领域的兴趣和热情；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力；3. 增强学生的创新意识，培养勇于尝试、不断改进的精神。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习和实践操作，掌握传动装置设计的基本知识和技能。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有一定的空间想象能力和动手能力，但可能对传动装置设计计算的实际应用相对陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以实例分析、动手实践为主，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 传动装置基本概念：介绍传动装置的定义、分类及用途，分析各类传动装置的工作原理及特点。
教材章节：第二章第一节2. 传动装置设计计算方法：讲解传动装置设计的基本步骤，包括受力分析、计算功率、选择传动装置类型等。
教材章节：第二章第二节3. 传动装置设计实例分析：分析典型传动装置设计案例，引导学生掌握设计方法和技巧。
教材章节：第二章第三节4. 传动装置设计软件应用：介绍常用传动装置设计软件，教授软件操作方法，并进行实际计算演示。
教材章节：第二章第四节5. 传动装置模型制作与调试：指导学生分组制作传动装置模型，并进行调试和优化。
教材章节：第二章第五节6. 传动装置优缺点分析：分析各类传动装置在实际应用中的优缺点，探讨改进措施。
教材章节：第二章第六节教学进度安排：第一周：传动装置基本概念第二周：传动装置设计计算方法第三周：传动装置设计实例分析第四周：传动装置设计软件应用第五周：传动装置模型制作与调试第六周：传动装置优缺点分析教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
机械设计—学做一体化课件：传动装置的总体设计
传动装置的总体设计 (3)各轴输入转矩。
式中:Td 为电动机轴的输出转矩,单位为 N·m。 同理 依次序得
传动装置的总体设计
2.6 总体设计实例
图2-6所示为带式输送机传动方案,已知运输机滚筒轴功 率 P=5kW;运输机滚筒轴 转速n=78r/min;滚筒轮中心高度 H =600mm。工作条件:用于锅炉房运煤,两班制工作, 每班工作 8小时,空载启动,单向、连续运转,载荷平稳。使用期限:工作 期限为10年,每年 工作300天。生产批量及加工条件:小批量 生产,无铸造设备。试完成该方案的总体设计。
图2-5 大齿轮浸油深度
传动装置的总体设计
2.5 各轴的转速、 功率和转矩
为了进行传动零件和轴的设计计算,应将传动装置中各 轴的转速、功率和转矩计算出 来。计算时可先将各轴从高
速轴至低速轴依次编号,如Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴、…,再按顺序
逐步 计算,并设:i0、i1、…为相邻两轴之间的传动比;η01、 η12、…为相邻两轴之间的传动效率; PⅠ 、PⅡ 、…为各轴输 入功率,单位为kW;TⅠ 、TⅡ 、…为各轴输入转矩,单位为 N·m。
传动装置的总体设计
传动装置的总体设计
3.确定电动机的转速 同一类型且相同额定功率的电动机低速的级数多,外部 尺寸较大,重量较重以及价格较 高,但可使传动装置的总传动 比和尺寸减小;高速电动机则与低速电动机相反,设计时应综 合考虑各方面因素,选取适当的电动机转速。 三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min、 1500r/min、1000r/min和750r/min, 实际应用中常选用 1500r/min或1000r/min的电动机。
传动装置的总体设计 (1)各轴的转速。
式中:nⅠ 为电动机Ⅰ轴的转速,单位为r/min;nm 为电动机的满 载转速,单位为r/min;i0 为电动机轴至Ⅰ轴的传动比。
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第一章传动装置的总体设计1.1 总体方案的设计理由依据：一级圆柱齿轮减速器传动比一般小于5,使用直齿、斜齿或人字齿轮，传递功率可达数万千瓦,效率较高。
工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造,应用广泛。
轴线可水平布置、上下布置或铅垂布置。
结果:选择一级圆柱齿轮作减速器。
选择的传动方案图：1.2选择电动机 １. 选择电动机类型： 3相交流电动机2. 选择电动机功率工作机所需的电动机输出功率 ηw dP P =工作机功率 w w FvP η1000=所以 wd FvP ηη1000=由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机效率)为： 654321ηηηηηηηη⋅⋅⋅⋅⋅=w式中: 1η、2η、3η、4η、5η、6η分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的总效率。
取 1η=0.9６、2η＝0.９9、3η＝０.97、4η=0.9８、5η＝0.99、6η=0．9６w ηη=96.099.098.097.099.096.02⨯⨯⨯⨯⨯＝0.85⇒ wd Fv P ηη1000==85.010005.11250⨯⨯ｋw ＝2.2kw ３. 确定电动机转速卷筒轴的工作转速：2405.1100060100060⨯⨯⨯=⨯=ππD v n w ｒ／min ＝119．4r/ｍin 因为带传动的传动比范围:'1i =2～4 ， 齿轮传动的传动比范围：'2i =3~5 ， 则总传动比范围'i ＝６～２0⇒ 电动机转速范围：⨯=⋅=)20~6('1'w dn i n 1１9.4r/mi ｎ=(７16.4~238８）r/ｍin 符合这一范围的同步转速有750 r ／min 、1000 ｒ/min 、1500 r/mi ｎ计算出三种方案的传动装置的传动比 综合考虑电动机及传动装置的传动比,选定方案１,电动机型号Y １12M-6。
1.３ 计算总传动比和分配传动比8.74.119940'===w d n n i 取 '1i ＝２⇒ '2i ='1'i i ＝287.7=3．936 1.4计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速min /4702940'1r i n n m ===I m in /4.119r n n w ==∏2. 各轴的输入功率kw P P d 112.296.02.21=⨯=⋅=I ηkw P P 008.297.099.0112.2232=⨯⨯=⋅⋅=I ∏ηη卷筒轴 kw P P w 87.196.099.098.0008.2654=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=∏ηηη3.各轴输入转矩电动机转矩 m N n P T m d d ⋅=⨯==35.229402.295509550m N n P T ⋅=⨯==I I I 91.42470112.295509550m N n P T ⋅=⨯==∏∏∏61.1604.119008.295509550卷筒轴 m N n P T w w w ⋅=⨯==57.1494.11987.195509550运动和动力参数的计算结果列于下表:第二章传动零件的设计计算2．1带传动的设计2．2齿轮传动设计（1）选择齿轮材料和精度等级（2）按齿面接触疲劳强度设计载荷系数K小齿轮转矩N1Z和齿齿数1φ宽系数d④许用接触应力[]Hσ（3）几何尺寸计算（4）按齿根弯曲疲劳强度校核许用弯曲应力齿形系数及应力修正系数强度校核２.3 轴系结构设计 （一). 低速轴轴的设计1.轴的材料选用４５钢正火处理。
查《机械结构分析与设计》表12-1 得抗拉强度MPa b 600=σ;许用弯曲应力[]MPa b 551=-σ2. 按纯剪切强度估算最小直径[]32232262.01055.9n P C n P d =⨯≥τ而齿轮传动效率（包括轴承效率在内）95.0=η ;低速轴kw P 008.22= ；查《机械结构分析与设计》表12-2 取C=１15 按上计算得：mm n P C d 304.119008.21153322=⨯=≥ 考虑到轴外伸端和联轴器用一个键连接，故将轴经放大５% ,取d=3２m ｍ3. 轴的结构设计（１）.确定轴上零件的布置和固定方式为了满足轴上零件的轴向固定,将该轴设计成阶梯轴。
按扭矩m N n P T M t ⋅===61.160/955022 查《机械设计基础课程设计指导书》附录９,选用H Ｌ3型弹性套栓销联轴器，半联轴器的孔径为32m ｍ,长Ｌ=8２ｍm ，半联轴器与轴头配合部分的长度为6０m ｍ，要满足半联轴器的轴向固定要求，在外延伸轴头左端需要制出轴肩。
由于是单机齿轮减速器，因此可将齿轮布置在箱体的中央,轴承对称的布置在布置在两侧。
齿轮以轴环和套筒实现轴向固定、以平键连接和优先选用过盈配合实现周向固定。
两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向固定,以过渡配合实现周向固定,整个轴系(包括轴承)以两端轴承盖实现轴向固定。
联轴器以轴肩、平键连接实现轴向固定和周向固定。
轴的结构草图如下图ﻫ（2）确定轴的各段直径外伸端直径３２mm,定位轴肩高度h 一般取h=(0．07~0．１)d ，ｄ为轴的直径。
以此确定联轴器定位轴肩高度mm h 24.2min =， 通过联轴器端盖的轴身直径d=３8mm。
非定位轴肩的高度没有严格的规定，一般取为1～2mm,因此这里选用６008型轴承,轴颈直径为４0mm,轴承的定位轴肩的高度必须低于轴承内圈端面的高度，查《机械设计基础课程设计指导书》附录10轴肩高=,所以轴肩和套筒外径取4６mm圆角ｒ=１mｍ；取齿轮轴头直径h8.2mmmin为48ｍm；定位轴环高度h=4mm，于是轴环直径为56mｍ;其余圆角均为1．5m ｍ（3）确定各轴段长度轮毂长为50mm,为保证轴向定位可靠,与齿轮和联轴器等零件配合的轴段长度一般应比轮毂长度短2～３mm，因此取轴头长度为48mm,轴承对称地置于齿轮两侧，查《机械设计基础课程设计指导书》附录10得轴承宽度为１5mｍ,轴颈长度与轴承宽度等为15mｍ。
齿轮端面至箱体内壁的距离一般≥10,所以在这里齿轮两端与箱体内壁间的距离各取1５mm，以便容纳轴环和套筒;若轴承端面至箱体内壁的距离为k，则当轴承用脂润滑时ｋ=15mｍ，轴承用油润滑时ｋ=２～５ｍm,这里采用油润滑，所以轴承端面距箱体内壁2mｍ，这样就可以定跨距为８5ｍｍ。
按箱体结构需要,轴身伸出端的长度为４0mm,为安装联轴器预留空间位置。
半联轴器与轴头配合部分的长度为6０mm。
但为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上,而不是压在轴的端面上，轴头长度应比半联轴器的配合长度略短，取55mm为联轴器的轴头长度。
4.轴的强度校核N N d T F t 9.16381019661.16022322=⨯⨯==- N N F F t r 5.59620tan 9.1638tan =⨯== αN N F F t 1.174420cos 9.1638cos ===αN F F F B A 05.8722=== m N mm N mm F M A AC ⋅=⨯=⨯=062125.375.4205.8725.42m N mm N mm F M B BC ⋅=⨯=⨯=062125.375.4205.8725.42m N M M C ⋅==062125.37maxm N T M t ⋅==∏61.160max利用第四强度理论: []σασ≤=+=ze z t e W M W M M 4224)( 对其进行强度校核。
查《机械结构分析与设计》表1２－4 得3.0=α查《机械结构分析与设计》表８.1 得 31.0D W z = 则有:[]MPa MPa W M M z t e 55081.0101961.0)61.1603.0(062125.37)(3322224=<=⨯⨯⨯++=-σασ可知强度足够。
(二).高速轴的设计1. 轴的材料选用4５钢正火处理。
查《机械结构分析与设计》表12-１ 得抗拉强度MPa b 600=σ;许用弯曲应力[]MPa b 551=-σ２. 按纯剪切强度估算最小直径 []31131162.01055.9n P C n P d =⨯≥τ 而齿轮传动效率（包括轴承效率在内）95.0=η ；低速轴kw P 112.21= ;查《机械结构分析与设计》表１２-２ 取C ＝1１5 按上计算得:mm n P C d 19470112.21153311=⨯=≥ 考虑到轴和带轮用一个键连接,故将轴经放大5% ，取d ＝20ｍm3. 轴的结构设计（1）． 确定轴的各段直径轴的外伸端与带轮配合，设制成锥形起到固定带轮往箱体窜动，锥段小端直径为２０ｍm ，大端与轴承配合，而该轴承与低速轴所用的轴承一致，则得大端直径为40mm 。
中间段齿轮轴的齿部分与齿轮配合，分度圆相切，由上可知:ａ=123mm ，50mm =分d ,m=2mm ⇒齿顶高mm m h h a a 221*=⨯==齿根高()()mm m c h h a f 5.2225.01**=⨯+=+= 齿顶圆直径mm ha d d 5422502=⨯+=+=分顶齿根高直径45m m 22.5-502hf -=⨯==分根d d轴承用轴肩固定,其与低速轴一致 取轴肩高度为3mm 。
（2). 确定各轴段长度齿轮轴的齿部分由齿轮设计中得到其长为55mm 。
按箱体结构需要，轴身伸出端的长度为40m ｍ。
锥部与带轮配合，其长于带轮宽度相致。
其余各部分与低速轴一致。
高速轴的设计草图:2．4 键连接的设计1. 键类型和尺寸设计选择低速轴与轮毂采用平键连接,选A 型键,根据轴直径ｄ=48mm 和轮毂宽度50mm ，从《机械结构分析与设计》表１２-６查得键的截面尺寸b=14mm,h=9mm ，L=4０m ｍ。
此键的标记为:键 14⨯４０ G Ｂ/T １095-19902.强度校核(１). 校核挤压强度[]p p dhlT σσ≤=4 工作长度 mm b L l 261440=-=-=由于m N T ⋅=61.160 查《机械结构分析与设计》表１２-７ 得 []()MPa p 120~100=σ则[]p p MPa MPa σσ≤=⨯⨯⨯⨯=-2.57102694861.16043（2). 校核剪切强度查《机械结构分析与设计》表12-7得 []MPa 90=τ []ττ≤=⨯⨯⨯⨯==-MPa MPa dbl T 4.181026144861.160223故挤压和剪切强度都足够。