例1 已知传递的功率P=3.32kw，从动轮的转速n=76.4r/min,直齿圆柱齿轮分度圆直
径d2=250mm,传递的转矩T=415.82Nm
（1）选择轴的材料确定许用应力
由已知条件知减速器传递的功率属于中小功率，材料无特殊要求，故选用45#钢调质处理，由表6-1查得强度极限σB=650Mpa，许用弯曲应力【σ-1b】=60Mpa
（2）按扭矩强度估算直径
根据表6-2得C=118～107，又由式（6-5）得d≥c(p/n)1/3
=(107～118)×(3.32/76.4)1/3=37.6～41.5mm
考虑到轴的最小直径处要求安装联轴器，会有键槽存在，故将计算直径加3%～5%取38.73～41.5mm,由设计手册取标准直径d1=42mm
（3）设计轴的结构并绘制草图
由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两
侧轴的外伸端安装半联轴器。

1）、确定轴上零件的位置和固定方式，要确定轴的结构形状，必须确定轴上零件的装
拆顺序和固定方式，确定齿轮从右端装入，齿轮的左端用轴肩（或轴环）定位，右端
用套筒固定，这样齿轮在轴上的轴向位置完全被确定，齿轮的周向固定采用平键联接，
轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向固定采用过盈配合。

2）、确定各轴段的直径，如图所示，轴段a（外伸端）直径最小，d1=42mm,考虑到要对
安装在轴段a上的联轴器进行定位，轴段b上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段c、
f 上安装轴承，轴段c、f必须满足轴承的内径的标准，故取轴段c、f的直径分别为
d3=55mm d6=55mm,用相同的方法确定轴段b、d、e的直径d2=50mm d4 =60mm d5=68mm,选用6211轴承。

3）、确定各轴段的长度，齿轮的轮毂宽为72mm，为保证齿轮固定可靠，轴段d的长度
应略短于齿轮轮毂宽，取L4=70mm。

为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱
体内壁间应留有一定的间距取该间距为13mm。

为保证轴承安装在轴承座孔中（轴承宽
度为21mm）并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm。

所以轴段e的
长度L5=18mm, 轴段f的长度L6=20mm。

轴段c由轴承安装的对称性知，L3=40mm,轴段
b的长度L2=66mm,轴段 a的长度由联轴器的长度确定得L1=83mm(由轴颈d1=42mm知联
轴器和轴配合部分的长度为84mm),在轴段a 、d 上分别加工出键槽，使两键槽处于轴
的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约5—10mm,键槽的宽度按轴段直
径查手册得到，a处选用平键12×8×70，d处选用平键18×11×60。

4）、选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。

（4）按弯扭合成强度校核轴径：
Ft2=2T2/d2=2×415.82/250N=3326.56N
Fr2=Ft2 tgα’=3326.56×tg200N=1210.77N 如图在水平面内：
FHA=FHB= Ft2/2=3326.56/2N=1663.28N
I—I截面处的弯矩为：
MHI=MHC=1663.28×128/2 Nm=106.45Nm
II—II 截面处的弯矩为：
MHII=1663.28×28 Nm=46.57Nm
在垂直面内：
FVA=FVB=Fr2/2=1210.77/2N=605.39N
I—I截面处的弯矩为
MVI=MVC=605.39×128/2 Nm=38.74Nm
II—II截面处的弯矩为
MVII=605.39×28 Nm=16.95Nm
I—I截面：
MI=(MVI2+MHI2)1/2=(106.452+38.742)1/2 Nm=113.28Nm
II—II截面：
MII=(MHII2+MVII2)1/2=(16.572+16.952)1/2 Nm=49.56Nm
T=9550 p/n=9550×3.32/76.4 Nm=415Nm
I—I截面：
M e I=(MI2+(αt)2)1/2=(113.282+(0.6×415)2)1/2 Nm=273.56Nm
II—II截面：
M e III=(MII2+(αt)2)1/2=(49.562+(0.6×415)2)1/2 Nm=253.88Nm I--I截面：
σe I=Me I/w=273.56/(0.1×603) Mpa =12.66Mpa<[σ-1b]
II--II截面:
σe II=Me II/w=253.88/(0.1×553) Mpa =15.26Mpa<[σ-1b]。