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中国矿业大学（北京）成人高等教育09级本科毕业设计
d1?32mm。
9.2.3设计轴的结构并绘制结构草图
图9.3 中间轴的结构草图
（1）确定轴上的零件的位置和固定方式
轴上零件的位置可参考上图。锥齿轮、拨盘周向固定均采用平键联接。 （2）确定各轴段的直径
d2段安装轴承，故应满足轴承的内径要求(轴承的选择在选择轴承一节中会有详细介绍，此处只是初选)，d1段选择的直径是32mm，并且参考机械设计手册，可以选择d2段的直径为40mm。d3段主要是为定位轴承，故其应高于轴承的安装高度，选择d3为46mm。d4段和d5轴是安装拨盘，因此应满足拨盘的尺寸要求，d4为55mm，d5为60mm。d7段同样是安装轴承，为了不使从d5段到d7段过渡的d6段变化过大，产生应力集中，故使的d6为50mm，d7为40mm。 （3）确定各轴段长度
l2处安装轴承故其长度应比轴承的宽大，在结合轴承的定位，故应去长为40mm。l4处安装拨盘，考虑到在安装中，拨盘和槽轮是相互配合的，而槽轮处的长度是120mm，故应选择拨盘处轴段的长度为200mm。l5长取50mm。l7和l2是相同的作用故其的长度为82mm。l3和l6是过渡段，其长度应满足工作要求即可。
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9.2.4按弯矩扭合成强度校核轴径 （1）画出轴的受力图 （2）作垂直面内的弯矩图
拨盘在带动槽轮运转时会产生一个反作用力
2T2?1.22?105F???2121.7N
d115式中：d—拨盘直径
T—输入轴的转矩 A、B两点支点反力
FVA?FVB?F2121.7??1060.85N 22拨盘???处的弯矩为：
MV??1060.85?1040?1.1?106N?mm
锥齿轮处的弯矩为：
MV?Fr1?50?492.5?50?2.46?104N?mm
图9.4 轴的载荷分析图
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（3）作出转矩图
转矩T?9.55?106P?0.96?9.55?106?4.88?105N?mm n?18.8（4）求当量弯矩
参考《机械设计基础》轴的许用弯矩应力表13.2可得： 因拨盘单向转动且为脉动受力，修正系数?为0.6。
MeV??MV????T??1.1?106N?mm
229.2.5确定危险截面及校核强度
拨盘处和锥齿轮处受到弯矩同时也要受到转矩作用，且拨盘处的弯矩最大，所以危险截面应该为拨盘处，故只校核此处即可。
Me?1.1?1061.1?106?e?????66.12MPa 33W0.1?d0.1?55因为[??1b]?90，满足?e??[??1b]的条件，故设计的轴有足够的强度。
9.3输入轴的设计
输入轴上安装有另一个锥齿轮、联轴器和电动机。因为此锥齿轮和中间轴上的锥齿轮参数一样，因此安装锥齿轮的轴径为32mm。根据传动装置的尺寸可知，其长度应大于等于300mm，故取轴段长为300mm。
此轴的校核与前面两轴的校核方式相同。
10 键的选择与校核
键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。本设计中主要
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使用的是平键连接，实现周向固定以传递转矩。在进行键的强度计算时，平键连接传递转矩，其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。
假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为
2T?103?P????P?
kld（10-1）
式中：T—传递的转矩
k—键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h此处h为键的高度。
l—键的工作长度 d—轴的直径
??P?—键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力
表10.1 普通平键的型式和尺寸表
轴 公称直径d 自6~8 ＞8~10 3×3 ＞10~12 4×4 ＞12~17 5×5 ＞50~58 ＞17~22 6×6 ＞58~65 ＞22~30 8×7 ＞65~75 公称尺寸b×h 2×2 公称直径d ＞30~38 ＞38~44 ＞44~50 12×8 25×14 14×9 28×16 公称尺寸b×h 10×8 公称直径d ＞75~85 公称尺寸b×h 22×14 16×10 18×11 20×12 ＞85~95 ＞85~110 键材料的抗拉强度应不小于590MPa 表10.2 键连接的许用挤压应力表 许用挤压应力 [σp] 载荷性质 静载荷 轻微冲击 120~150 100~120 70~80 50~60 冲击 60~90 30~45 连接工作方式 静连接 键或毂、轴的材料 钢 铸铁 10.1安装在拨盘上的键
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