机械设计课程设计-轴系部件设计说明书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
机械设计大作业
课程名称：机械设计
设计题目：轴系部件设计
院系：能源学院
班级：0802105
设计者：就是不告诉你
学号：10802105XX
指导教师：曲建俊
设计时间：2010/11/21
哈尔滨工业大学
机械设计大作业
轴系部件设计说明书
题目：行车驱动装置的传动方案如下图所示。

室内工作、工作平稳、机器成批生产，其他数据见下表。

方案电动
机工
作功
率P
d
/kW
电动机
满载转
速n
m
/(r/min)
工作机
得转速
n w/(r/min)
第一级
传动比
i1
轴承
座中
心高
H/mm
最短工
作年限
5.4. 1 2.2 940 60 3.2 200
10年1
班
一选择轴的材料
因为传递功率不大，轴所承受的扭矩不大，故选择45号钢，调质处理。

二初算轴径d min
对于转轴，按扭转强度初算直径
d min≥C√
P n m
3
式中 P——轴传递的功率；
C——由许用扭转剪应力确定的系数；
n——轴的转速，r/min。

由参考文献[1] 表10.2查得C=106~118，考虑轴
端弯矩比转矩小，故取C=106。

输出轴所传递的功率：P
3=P d·η
V带
·
η
轴承·η
齿轮
=2.2×0.96×0.99×0.96
=2.00724 kW
输出轴的转速：n
m
=n w
i1·i2
=
940
355 112×99
20
=59.912 r/min
代入数据，得
d≥C√
P
n m
3
=106√
2.00724
59.912
3
=34.172 mm
考虑键的影响，将轴径扩大5%， d min≥34.172×(1+ 5%)=35.88 mm。

三结构设计
1.轴承部件机体结构形式及主要尺寸
为了方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构。

取机体的铸造壁厚δ=8mm，机体上的轴承旁连接螺栓直径d2=12 mm，C1=18 mm，C2=16 mm，为保证装拆螺栓所需要的扳手空间，轴承座内壁至坐孔外端面距离
L=δ+C1+C2+(5~8)mm=47~50 mm
取L=48 mm。

2．轴的结构设计
本设计方案是有8个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸（直径）确定，以外伸轴径d1、d8为
基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的
装拆与定位固定、与标准件孔的配合、轴的表
面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各轴
段的直径；而轴的轴向尺寸（长度）确定，则
考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情
况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传
动件的轴段开始，向两边展开。

（1）联轴器及轴段①和轴段⑧
本设计中，轴段①和轴段⑧为轴的最小尺寸
d min。

因此，轴段①和轴段⑧与联轴器的设计
同时进行。

为了补偿联轴器所连接的两轴的安装误差，隔离振动，选用弹性柱销联轴器。

由参考文献[1] 表13.1查得K
A
=1.5，则计算转矩
T c=K A T4=K A×9.55×106·P d
n w
·i1·i2·η
V带
·η
轴承
·η
齿轮
=1.5×9.55×106×2.2
940
×
355
112
×0.96×0.99×
99
20
×0.96
=319956.83 N·mm
由参考文献[2] 表13.1可以查得GB/T 5014-2003中的LX3型弹性柱销联轴器符合要
求。

其参数为：公称转矩1250 N·mm，许用转
速为4750 r/min，轴孔直径范围30~48mm。

考虑d min=34.17 mm，取轴孔长度60 mm，
J型轴孔，A型键。

相应地，轴段①和轴段⑧的直径为d
=
1 d8=40 mm，轴段①和轴段⑧的长度应比联轴器
主动段轴孔长度略短，故取l
=l8=58 mm。

1
（2）密封圈及轴段②和轴段⑦
联轴器采用轴段②和轴段⑦的轴肩固定，轴肩计算
ℎ≈(0.07~0.1)d1=2.8~4mm
轴段②和轴段⑦直径最终由密封圈确定。

由参考文献[2] 表14.4，选用毡圈油封FZ/T 92010-1991中的轴径为48mm的，则
轴段②和轴段⑦直径d
=d7=48 mm。

2
（3）轴承及轴段③和轴段⑥
考虑轴系部件几乎呈对称布置，且没有轴向力，轴承类型选择深沟球轴承。

轴段③和轴段⑥上安装轴承，其直径应既便于轴承
安装，又应符合轴承内径系列。

初选轴承型号6211，由参考文献[2] 表
12.1，内径d=55mm，外径D=100mm，宽度
B=19mm，定位轴肩直径d amin=64 mm。

通常同一轴上两轴承取相同型号，故轴
段③和轴段⑥直径为d
=d6=55 mm。

3
（4）齿轮及轴段④
轴段④安装齿轮，为便于齿轮的拆装，且
与齿轮轮毂配合，取d
=60 mm。

齿轮左端用套
4
筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面上，即仅靠，轴段④的长度l4应比齿轮轮毂长略
短，由于齿宽L=70 mm，取l
=70 mm。

4
（5）轴段⑤和轴段⑥
齿轮右端采用轴段⑤的轴肩固定，轴肩计算公式
ℎ≈(0.07~0.1)d4=4.2~6mm
还要考虑6211轴承最小定位轴肩直且确定d
5
径，d
≥d amin=64 mm，
5
由参考文献[2] 表9.4中R a20系列查得标准
值，取d
=71 mm。

5
轴环宽度计算公式
b=1.4ℎ=1.4（d5−d4）2⁄=7.7 mm取l5=14 mm。

（6）机体和轴段②、③、⑥、⑦的长度
机体和轴段②、③、⑥的长度l2、l3、l6、l7除与轴上零件有关外，还与机体及
轴承盖等零件有关。

通常从齿轮壁面与机体内壁间留有足够间距H，由参考文献[1] 表10.3，取H=15mm。

为补偿机体的铸造误差，轴承应深入轴承座孔内适当距离，以保证轴承在任何时候
都能坐落在轴承座孔上。

由参考文献[1] 表
10.3，取轴承上靠近机体内壁的端面与机体
内壁间的距离Δ=10mm。

采用凸缘式轴承盖，由6211轴承参数及参考文献[2] 表12.6，取凸缘厚度e=12mm。

为避免联轴器轮毂端面与轴承盖连接螺栓头相碰，并便于轴承盖上螺栓的装拆，联轴器轮毂端面与轴承盖间应用足够的间
距K，取K=20mm。

在确定齿轮、机体、轴承、轴承盖及联轴器的相互位置后，轴段②、③、⑥的长度
就随之确定下来，即
l2=l7=(L−Δ−B)+e+K
=(48−10−21)+12+2=49 mm
l3=B+H+Δ+2=(21+15+10+2)=48 mm
l6=(B+H+Δ)−l5=(21+15+10)−14=32 mm



















。