2024年5月20日发(作者：顾怡乐)

轴的设计计算

一．

一、

低速轴的设计

轴的尺寸设计

低速轴

P

2

=8.95 kw

n

2

=183 r/min

T

2

=467300 Nmm

1. 作用在齿轮上的力

齿轮节圆直径

d

2

=270 mm

圆周力

F

t



2T

2

2467300

3462

d

2

270

N

径向力

F

r

=F

t

tanα=3462×tan20=1260 N

2. 初定轴的最小直径

d

min

dA

0

3

P

2

（ 《机械设计》P370式（15-2） ）

n

2

轴材料选45钢，调质处理

查表确定

A

0

110

（ 《机械设计》P370表15-3 ）

则

dA

0

3

P

2

8.95

110

3

40.2mm

n

2

183

单键槽轴径应增大

5%~7%

即增大至

42.2~43.0mm

所以

d

min

42.2~43.0mm

3. 选择低速轴的联轴器

计算联轴器的转矩

T

ca

T

ca

K

A

T

查表得工作情况系数

K

A

1.5

（

《机械设计》P351表14-1）

T

ca

K

A

T1.5467300700950Nmm

选择弹性柱销联轴器，按



T



T

ca

700950Nmm

，



n



183rmin

,

dd

min

查表GB/T5014-1985（《机械设计课程设计指导手册》P133表15-5）

选用HL4型弹性联轴器



T



1250000Nmm

，



n



4000rmin

。

半联轴器长度

L

L112mm

与轴配合毂孔长度

L

1

L

1

84mm

半联轴器孔径

d

2

d

2

45mm

4. 轴的结构设计

（1） 设计I段轴的结构

I段轴直径应与联轴器孔径相同，所以I段轴直径选取

d

I

45mm

因为联轴器左端由轴端挡圈固定，为保证挡圈只压在半联轴器上而不压在轴上，所以使I

段轴长度略小于联轴器与轴配合毂孔长度

L

1

，则选

L

I

82mm

（2） 设计II段轴的结构

因为小链轮右端通过轴肩固定，而轴肩的高度应满足

h(0.07~0.1)d

（《机械设计课程设

计手册》 P17 表1-31）所以

h3.2~4.5mm

，则

d

II

d

I

2h51.4~54mm

,所以II

轴直径应选

d

II

52mm

（3） 初选滚动轴承

因为齿轮无轴向力，所以轴承不受轴向力，可选深沟球轴承。查表得

f

p

1.0~1.2

（

《机

械设计》P321表13-6）取

f

p

1.2

代入式子（ 《机械设计》P320式（13-9a） ）

得当量动载荷

Pf

p

F

r

1.21260N1512N

基本额定动载荷

CP





60nL

h

（ 《机械设计》P319式（13-6））

10

6

查书得球轴承



3

（ 《机械设计》P319），



30000h

（

《机械设计》P318表13-3） 查表得

L

h

则

CP

3



60nL

h

6018330000

3

1512N10.442KN

10

6

10

6

2024年5月20日发(作者：顾怡乐)

轴的设计计算

一．

一、

低速轴的设计

轴的尺寸设计

低速轴

P

2

=8.95 kw

n

2

=183 r/min

T

2

=467300 Nmm

1. 作用在齿轮上的力

齿轮节圆直径

d

2

=270 mm

圆周力

F

t



2T

2

2467300

3462

d

2

270

N

径向力

F

r

=F

t

tanα=3462×tan20=1260 N

2. 初定轴的最小直径

d

min

dA

0

3

P

2

（ 《机械设计》P370式（15-2） ）

n

2

轴材料选45钢，调质处理

查表确定

A

0

110

（ 《机械设计》P370表15-3 ）

则

dA

0

3

P

2

8.95

110

3

40.2mm

n

2

183

单键槽轴径应增大

5%~7%

即增大至

42.2~43.0mm

所以

d

min

42.2~43.0mm

3. 选择低速轴的联轴器

计算联轴器的转矩

T

ca

T

ca

K

A

T

查表得工作情况系数

K

A

1.5

（

《机械设计》P351表14-1）

T

ca

K

A

T1.5467300700950Nmm

选择弹性柱销联轴器，按



T



T

ca

700950Nmm

，



n



183rmin

,

dd

min

查表GB/T5014-1985（《机械设计课程设计指导手册》P133表15-5）

选用HL4型弹性联轴器



T



1250000Nmm

，



n



4000rmin

。

半联轴器长度

L

L112mm

与轴配合毂孔长度

L

1

L

1

84mm

半联轴器孔径

d

2

d

2

45mm

4. 轴的结构设计

（1） 设计I段轴的结构

I段轴直径应与联轴器孔径相同，所以I段轴直径选取

d

I

45mm

因为联轴器左端由轴端挡圈固定，为保证挡圈只压在半联轴器上而不压在轴上，所以使I

段轴长度略小于联轴器与轴配合毂孔长度

L

1

，则选

L

I

82mm

（2） 设计II段轴的结构

因为小链轮右端通过轴肩固定，而轴肩的高度应满足

h(0.07~0.1)d

（《机械设计课程设

计手册》 P17 表1-31）所以

h3.2~4.5mm

，则

d

II

d

I

2h51.4~54mm

,所以II

轴直径应选

d

II

52mm

（3） 初选滚动轴承

因为齿轮无轴向力，所以轴承不受轴向力，可选深沟球轴承。查表得

f

p

1.0~1.2

（

《机

械设计》P321表13-6）取

f

p

1.2

代入式子（ 《机械设计》P320式（13-9a） ）

得当量动载荷

Pf

p

F

r

1.21260N1512N

基本额定动载荷

CP





60nL

h

（ 《机械设计》P319式（13-6））

10

6

查书得球轴承



3

（ 《机械设计》P319），



30000h

（

《机械设计》P318表13-3） 查表得

L

h

则

CP

3



60nL

h

6018330000

3

1512N10.442KN

10

6

10

6