中间轴的设计计算
1、按扭矩初算轴径
选用45#调质，硬度217~255HBS ，根据[]2表14—1、 P245（14-2）式，并查表14-2，取c=115 d ≥115 (5.07/113.423)1/3mm=40.813mm 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=40.813×(1+5%) =42.854mm ∴选
初选=50mm
mm d 45≥中轴
中轴d 初选轴承：因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参
照工作要求并根据,根据mm d 5043=−[]1表15—6
选取单列角接触球轴承
7208AC 型.
d
D B 1D 2D 轴承代号 40
80
18
47
73
7208C
2、中间轴的结构设计
（1）经过轴系部件的结构设计得到中间轴的大致形状。

略
（2）齿轮力的计算
圆周力的计算：
)(489.410489.4185
.19010269.422352
2kN d T F t =×=××==
中
)(388.910388.9945
.9010269.422353
3kN d T F t =×=××==
中
径向力的计算：
)(689.1652.14cos 20tan 489.4cos tan 1222kN F F n t r =°°
×=×=
βα
)(551.382.15cos 20tan 388.9cos tan 3433kN F F n t r =°
°
×=×=
βα
轴向力的计算：
)(174.1652.14tan 489.4tan 1222kN F F t a =°×=×=β )(66.282.15tan 388.9tan 3433kN F F t a =°×=×=β
（3）轴的受力分析及强度校核：
根据[]表15—6可知，角接触球轴承7208AC 的a=23.6mm,所以可求得轴承的支撑点；经过画图也初步确定了轴各段的长度，故而，可以划出中轴的受力图进行受力分析： 1⑴轴的空间受力简图及其弯、扭合成图(后面)： ⑵受力分析和计算： ①求垂直面的支承反力：
kN
AD d F AC F d F AB F F kN AD d F CD F d F BD F F a r a r Dv a r a r Av 027.18
.2202945
.9066.24.152551.32185.190174.14.48689.122,
821.08
.2202945
.9066.24.68551.32185.190174.14.172689.1223332
223332
22−=×
+×−×+×=
×+×−×
+×=
−=×
−×−×−×=
×−×−×
−×=
mm
kN d F CD F M mm kN CD F M mm
kN d F AB F M mm kN AB F M a DV CV DV CV a AV BV AV BV ⋅−=×−×−=×+×=⋅−=×−=×=⋅=×+×−=×+×=⋅−=×−=×=204.1912
945.9066.24.68027.12''247.704.68027.1'903.702
185.190174.14.48821.02''736.394.48821.0'3322
②求水平面的支承反力：
mm
kN CD F M mm kN AB F M kN F F F F kN
AD
CD F BD F F DH CH AH BH AH t t DH t t AH ⋅=×=×=⋅=×=×==−+=−+==×+×=
×+×=
538.5104.68464.7389.3104.48413.6464.7413.6388.9489.4413.68.2204.68388.94.172489.42132
③合成弯矩图：
()()
()mm
kN M M M mm
kN M M M mm kN M M M mm
kN M M M CH CV C CH CV C BH BV B BH BV B ⋅=+−=
+=⋅=+−=+=⋅=+=+=⋅=+−=
+=168.545538.510204.191''''348.515538.510247.70''384.318389.310903.70''''922.312389.310736.39''2
22
2
2
2
2
2
222
2
222
2
④扭矩图：
mm kN T ⋅=9.426
⑤当量弯矩图：
扭矩按脉动循环取α=0.6 则：
mm
kN T M C M mm
kN M C M mm
kN T M B M T mm kN M B M C ca C ca B ca B ca ⋅=×+=×+=⋅==⋅=×+=×+==⋅==342.602)9.4266.0(168.545)6.0('')(''348.515')('599.408)9.4266.0(384.318)6.0('')('')
0(922.312')('22222222
⑥校核截面B 、C ：
由合成的当量弯矩图可知B 、C 处为危险截面。

轴的材料是45#调质，根据[]2表14—1和表14—3可知
MPa 60][ 650MPa 1b -B ==σσ 截面B 初选d=50mm ，并且因为当量弯距C 截面最大，所以只按计算即可：
)(''C M ca ()[] 5046.476 0
60.1602342
1.0''33
1mm C M d b ca <=×=×=−σ危
结论：此轴强度安全
受力总图
滚动轴承的选择及校核计算
（1）先计算轴承A 、B 的轴向力
B A Fa Fa ,()()kN
F F F kN
F F Fr kN F F Fr a a A DH DV D AH AV A 486.1174.166.2534.7464.7027.1465.6413.6821.0122
22
2
222
2
=−=−==+−=
+==+−=+=
根据[表16—11得：e=0.68
]2kN
F e Fs kN F e Fs rD D rA A 123.5534.768.0396.4465.668.0=×=×==×=×=
kN Fs F Fs A A D 396.4591.6468.1123.5=>=+=+
所以轴承A 端为压紧端：
轴承D 端为放松端：
kN
Fs Fa kN F Fs Fa D D A D A 123.5591.6===+=
e Fr Fa e Fr Fa D D A A ===>==68.0534
.7123
.5019.1465
.6591
.6
所以根据[表16—11取:
]20
;187.0;41.0====B B A A Y X Y X
kN
Fa Y Fr X P kN Fa Y Fr X P D B D B D A A A A A 534.7385.8591.687.0465.641.0=+==×+×=+=
所以以D 处（）计算轴承的寿命即可：
kN P D 534.7=
根据[附表2可知轴承7208AC 的 C=35.2kN; 根据[表16—8和表16—9选取=1，]2]2t f 2.1=P f
48000
)(8673)534
.72.12.35(423.1136010)(60103636<=××==h P f C f n L A p t h 因为轴承的
计算寿命小于工作所需的预期寿命， 所以所选7208AC 轴承不适用。

（重选轴承，再校核）。