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
3
2119.8
2/2426.3398.7510
tan tan 202426.33913.89cos cos15tan 2426.33tan15650.13t t n r a t F
T d N F F
N
F F N αββ-⨯==
=⨯︒==⨯=︒
==⨯︒= N F p 1622=
(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
3min 11316.19d C mm === 轴上存在两个键槽，加大10% min 1.117.81d mm ⨯=
标准的轴的直径有20、22、24、25、28等 故
min 20d mm =
第一、首先确定个段直径
A 段：1d =20mm 由最小直径算出）
B 段：2d =25mm ，根据油封标准，选择毡圈孔径为25mm 的
C 、G 段：3d =30mm ，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径
D 段：4d =36mm ， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm
E 段：5d =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：6d =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：1L =1.6*20=32mm,圆整取1L =30mm
B 段：2L =54mm ，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mm
C 、G 段：3L =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）3L =B+△2+2=16+10+2=31mm F 段：mm 86=L ，6L =△2-2=10-2=8mm E 段：m m 505=L ，齿轮的齿宽m m 501=B
D 段：4L =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4L =90mm 轴总长L=30+54+31*2+8+90=244mm
轴段编号长度（mm）直径（mm）配合说明A30 20 与V带轮键联接配合
B54 25 定位轴肩
C、G31 30 与滚动轴承30306配合，套筒定位
D90 36 定位轴，长度未定
E50 45.58 与小齿轮键联接配合
F8 36 定位轴肩
总长度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
mm 78.25352
03
.6100d 33
0min =⨯=⋅≥n p A 因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大10%，min d =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
min d =30mm
首先，确定各段的直径
A 段:1d =30mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合 F 段：6d =30mm ，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合
E 段：5d =38mm ，非定位轴肩
B 、D 段：2d =50mm, 非定位轴肩，与齿轮配合
C 段：3d =75mm, 齿轮轴上齿轮的分度圆直径
然后确定各段距离：
A 段： 1L =28mm, 考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度
B 段：2L =8mm,根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度
C 段：3L =75mm,根据齿轮轴上齿轮的齿宽
E 段：5L =50mm, 根据高速级大齿轮齿宽减去2mm （为了安装固定）
F 段：6L =36mm ，考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离
D 段：4L =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0A =110
所以轴的直径: min d 3
0n
P
A =39.65mm 。
因为轴上有两个键槽，故最小直径加大12%，min d =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1d =45mm 长度L=84mm
轴Ⅲ设计图 如下：
首先，确定各轴段直径
A 段: 1d =55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合
B段:
d=60mm,非定位轴肩,h取2.5mm
2
d=72mm,定位轴肩，取h=6mm
C段:
3
D段:
d=68mm, 非定位轴肩，h=6.5mm
4
d=55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合E段:
5
d=50mm,按照齿轮的安装尺寸确定F段:
6
d=45mm, 联轴器的孔径
G段:
7
然后、确定各段轴的长度
A段:
L=36m,由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸
1
B段:
L=64mm，齿轮齿宽减去2mm，便于安装
2
L=8mm, 轴环宽度，取圆整值
C段:
3
根据轴承（圆锥滚子轴承30212）宽度需要D段:
L=58mm,由两轴承间距减去已知长度确定
4
L=29mm, 由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸E段:
5
L=65mm, 考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到F段:
6
L=84mm,联轴器孔长度
G段:
7
普通平键。