东北大学机械设计轴系大作业2
哈工大机械设计大《作业》轴系部件设计完美版
Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：郑德志设计时间：2014年11月哈尔滨工业大学目录一、选择轴的材料 (1)二、初算轴径 (1)三、轴承部件结构设计 (2)3.1轴向固定方式 (2)3.2选择滚动轴承类型 (2)3.3键连接设计 (2)3.4阶梯轴各部分直径确定 (3)3.5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (4)四、轴的受力分析 (5)4.1画轴的受力简图 (5)4.2计算支反力 (5)4.3画弯矩图 (6)4.4画转矩图 (6)五、校核轴的弯扭合成强度 (8)六、轴的安全系数校核计算 (9)七、键的强度校核 (10)八、校核轴承寿命 (11)九、轴上其他零件设计 (12)十、轴承座结构设计 (12)十一、轴承端盖（透盖） (13)参考文献 (13)一、 选择轴的材料通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
因此轴所承受的扭矩不大。
故选45号钢，并进行调质处理。
二、 初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：d ≥√9.55×106P n10.2[τ]=C √P n13式中 d ——轴的直径；P ——轴传递的功率，kW ；n1——轴的转速，r/min;[τ]——许用扭转剪应力，MPa; C ——由许用扭转剪应力确定的系数；由大作业四知P =3.802kw所以：d ≥36.99mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即d ≥36.99×(1+5%)=38.84mm按照GB2822-2005的a R 20系列圆整，取d =40 mm 。
根据GB/T1096—1990，键的公称尺寸b ×h =12×8，轮毂上键槽的尺寸 b=12mm ，1t =3.3mm 3、设计轴的结构3.1轴承机构及轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式采用两端固定方式。
轴系设计大作业.docx
机械设计作业任务书 (1)一、选择材料，确定许用应力 (2)二、按扭转强度估算轴径 (2)三、设计轴的结构 (2)轴段1和轴段7 (3)轴段2和轴段6 (3)轴段3和轴段5 (3)轴段4 (3)轴承座宽与轴段2、6的长度 (4)键槽 (4)四、轴的受力分析 (4)画轴的受力简图 (4)计算支承反力 (4)画弯矩图 (5)画转矩图 (6)五、校核轴的强度 (6)按弯扭合成强度计算 (7)轴的安全系数校核计算 (7)六、校核键连接的强度 (9)七、校核轴承的寿命 (9)计算当量动载荷 (9)校核寿命 (10)八、轴上其他零件设计 (10)键 (10)密封用毛毡圈 (10)两侧轴端挡板 (11)大带轮 (11)小齿轮 (11)九、轴承座及轴承端盖结构设计 (11)轴承座 (11)轴承端盖（透盖） (12)十、参考文献 (12)哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:带式运输机结构简图见下图:原始数据如下:机器工作平稳，单向回转，成批生产方案Pm (KW)«m(r/min)"”什/min)k轴承座中心高H(mm)最短工作年限L工作环境537108021703年3班室内清洁选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小 型功率。
因此轴所承受的扭矩不大。
故选择45号钢，并进行调质处理。
（由于 45号钢成本适中，且经过调质处理后，可提高其综合性能，所以选为本轴的制 作材料。
）二、按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：c/min > C \ "，”其中P 2——轴传递的功率，P =^,X77()1 = 3x0.95 = 2.85kW n m --- 轴的转速，r/minC ——由许用扭转剪应力确定的系数。
查表10.2得0106〜118,考虑轴端 弯矩比转矩小，取C=106o由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%, 得 d k > 22.6474〃"”，按标准 GB2822-81 的 7?10 圆整后取 d l = 25mm三、设计轴的结构由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力 不同，因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。
东北大学22春“机械工程”《机械设计》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号2
东北大学22春“机械工程”《机械设计》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.为提高轴的刚度，措施()是无效的。
A.加大阶梯轴各部分直径B.碳钢改为合金钢C.改变轴承之间的距离D.改变轴上零件的位置参考答案：B2.一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在()。
A、靠近齿顶处B、靠近齿根处C、靠近节线的齿顶部分D、靠近节线的齿根部分参考答案：D3.直齿锥齿轮强度计算时，是以大端当量直齿圆柱齿轮为计算依据的。
()A、错误B、正确参考答案：A4.验算滑动轴承最小油膜厚度的目的是()。
A.确定轴承是否能够获得液体摩擦B.控制轴承的发热量C.计算轴承内部的摩擦阻力D.控制轴承的压强参考答案：A5.在带的线速度一定时，增加带的长度可以提高带的疲劳寿命。
()A、错误B、正确参考答案：B6.双头螺柱联接不适用于被联接件太厚，且需要经常装拆的联接。
()A.错误B.正确参考答案：A7.轮齿弯曲强度计算中的齿形系数与()无关。
A.齿数B.变位系数C.模数D.斜齿轮螺旋角参考答案：C8.有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。
已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为Qp，当对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F与预紧力Qp相等时，则()。
A.被联接件发生分离，联接失效B.被联接件即将发生分离，联接不可靠C.联接可靠，但不能在继续加载D.联接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载参考答案：D9.钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。
()A.错误参考答案：A10.影响带传动最大有效圆周力的因素是()。
A、预紧力、摩擦系数和带轮包角B、大、小带轮直径和中心距C、中心距和带长D、带轮结构形式参考答案：A11.某齿轮传动装置如图所示，轮1为主动轮，当轮1作双向回转时，则轮1齿面接触应力按()变化。
A、对称循环B、脉动循环C、循环特性r=-0.5的循环D、循环特性r=+1的循环参考答案：A12.链传动与带传动一样，为了保证能够正常工作，也需要较大的初拉力。
东北大学机械课程设计ZDD-2
一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 （2） 工作条件（3） 技术数据二、电动机的选择计算（1）选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机， 封闭式结构，电压380伏，Y 系列电动机。
（2）滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 25.210005.29001000=⨯==根据表2-11-1，确定各部分的效率:V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.99闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99 滑动轴承传动效率 η5 =0.97 传动滚筒效率 η6=0.96则总的传动总效率η = η1×η2×η2 ×η3×η4×η5×η6= 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.8326（3）电机的转速min /4.1194.05.26060r D v n w =⨯⨯==ππ 所需的电动机的功率kw p p w r 70.28326.025.2===η 现以同步转速为Y100L2-4型（1500r/min ）及Y132S-6型 （1000r/min ）两种方案比较，传动比98.114.119143001===w n n i ，04.84.11996002===w n n i ； 由表2-19-1查得电动机数据，比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，同时满足 i 闭=3~5，带传动i=2~4即选电动机Y132S —6型 ，同步 转速1000r/min 。
Y132S —6型 同时，由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表： 三、传动装置的运动及动力参数计算（1）分配传动比总传动比04.80==wn n i ;由表2-11-1得，V 带传动的 传动比i 01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i12=i/i01=8.04/2.5=3.22此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。
[东北大学]21秋《机械设计基础》在线作业2--答案
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《机械设计基础》在线平时作业2试卷总分:100 得分:100一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)1.在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（）。
A 提高强度 B 提高刚度 C 防松 D 减小每圈螺纹牙上的受力<-A.->提高强度<-B.->提高刚度<-C.->防松<-D.->减小每圈螺纹牙上的受力<-参考选择->：C2.用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为（）。
<-A.->压根强度高，自锁性能好<-B.->传动效率高<-C.->防振性能好<-D.->自锁性能差<-参考选择->：A3.为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装（）增大惯性。
A 齿轮 B 飞轮 C 凸轮D 蜗轮<-A.->齿轮<-B.->飞轮<-C.->凸轮<-D.->蜗轮<-参考选择->：B4.普通V带传动是依靠（）来传递运动和动力的。
A 带与带轮接触面之间的正压力 B 带与带轮接触面之间的摩擦力C 带的紧边拉力 D 带的松边拉力<-A.->带与带轮接触面之间的正压力<-B.->带与带轮接触面之间的摩擦力<-C.->带的紧边拉力<-D.->带的松边拉力<-参考选择->：B5.凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动（）。
A 将产生刚性冲击 B 将产生柔性冲击 C 没有冲击 D 既有刚性冲击又有柔性冲击<-A.->将产生刚性冲击<-B.->将产生柔性冲击<-C.->没有冲击<-D.->既有刚性冲击又有柔性冲击<-参考选择->：B6.（）轮系中两个中心轮都是运动的。
A 定轴 B 周转 C 行星 D 差动。
东北大学机械设计基础各章习题(附解答)
绪论一、判断题（正确T，错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。
（）2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。
（）3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。
（）4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
（）二、单项选择题1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。
A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。
A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。
2. 机械是______和______的总称。
参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题（正确T，错误F）1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
（）2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
（）3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
（）4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
（）5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
（）6. 对独立运动所加的限制称为约束。
（）7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（）8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。
（）二、单项选择题1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。
A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。
A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。
A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指（）的构件。
A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。
东北大学机械设计习题及答案
第八章 机械设计概述一、判断题（正确 T ，错误 F ）1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。
强度准则是零件设计中最基本的准则。
（ ）2. 变应力只能由变载荷产生。
（ ）3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。
（ ）4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。
（ ）5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。
（ ）二、单项选择题1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。
A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C 非对称循环变应力D 静应力2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。
A 铸造B 锻造C 焊接D 轧制3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。
A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ=4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。
A 小B 大C 相等D 不一定三、填空题1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。
2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。
3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。
4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。
5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。
机械设计大作业二
机械设计大作业二说明书课程名称： 机械设计设计题目： 螺旋起重器的设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 1008301 设 计 者： 丁烨 学 号： 指导教师： 张锋设计时间： 2012 年 9月 16日设计题目：第三章 螺纹传动设计表 螺旋起重器的示意图及已知数据题号 起重器/Q F kN最大起重高度/H mm设计要求：⑴绘制装配图一张，画出起重器的全比结构，按照比例装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏、编写技术要求。
⑵撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。
目录一、设计任务书-----------------------------------------------------------1二、螺母、螺杆选用材料---------------------------------------------------1三、千斤顶设计和数据计算耐磨性计算------------------------------------------------------------------------------------------------1 螺杆强度校核---------------------------------------------------------------------------------------------2螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3螺纹副自锁条件校核-----------------------------------------------------------------------------------4螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4螺母外径及凸缘设----------------------------------------------------5手柄设计------------------------------------------------------------5 底座设计------------------------------------------------------------6四、参考资料---------------------------------------------------------------7一、设计任务书螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。
(完整版)东北大学机械设计基础期末试卷【模拟测试(参考)】.
模拟测试（一）一、判断题（正确T，错误F，每小题1分，共14分）1. 三角形螺纹主要用于传动。
（）2. 为提高V带的寿命，小带轮直径应选小些。
（）3. 链传动中小链轮齿数越少越平稳。
（）4. 标准渐开线斜齿轮的端面模数为标准模数。
（）5. 圆锥滚子轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷。
（）6. 受横向载荷的普通螺栓联接，螺栓受剪应力。
（）7. 普通平键主要用来实现轴和轴上零件的轴向固定。
（）8. 工作时，既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴。
（）9. 两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副。
（）10. 采用变位蜗杆传动时，仅对蜗轮进行变位。
（）11. 构件是机械中独立制造单元。
（）12. 一对传动齿轮，小齿轮一般应比大齿轮的材料好，硬度高。
（）13. 凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时，不产生冲击。
（）14. 在以摇杆为原动件的曲柄摇杆机构中，死点出现在曲柄与机架共线处。
（）二、回答下列问题（30分）1．图示为铰链四杆机构，请作图表示机构的极位夹角θ，图示位置的压力角α。
(要求作图痕迹)(4分)A2．凸轮机构基本的从动件运动规律有哪几种？(3分)3．闭式蜗杆传动中，为什么要求进行热平衡计算？(5分)4．计算图示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。
(6分)B5．开式和闭式齿轮传动的计算准则是什么？(6分)6．何为带传动的弹性滑动与打滑现象，二者的主要区别。
(6分)三、（10分）图示轮系，已知各齿轮的齿数60,20,25,153/221====z z z z ，轮1的角速度rad/s 2091=ω，轮1的角速度rad/s 5.23=ω。
（1）当1ω、3ω转向相同；（2）当1ω、3ω转向相反时，试分别求系杆H 的角速度当H ω的大小和方向。
122/H3四、（20分）某齿轮轴由一对30208轴承支承，其轴向外载荷N 350A =F ，方向如图所示，轴承所受径向载荷N 52001=R ，N 00831=R ，轴的工作转速r/min 960 =n 。
【东大】21春学期《机械设计基础》在线平时作业2参考资料
东大21春学期《机械设计基础》在线平时作业2提示：东北大学课程学习已经开启，本套试卷是课程学习辅导资料，只作参考学习使用！！！一、单选题 (共 8 道试题,共 40 分)1.提高蜗杆传动效率的最有效方法是（）。
A 增加蜗杆头数 B 增加直径系数 C 增大模数 D 减小直径系数[A.]增加蜗杆头数[B.]增加直径系数[C.]增大模数[D.]减小直径系数[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]参考答案是:A2.在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了（）。
A 受力均匀 B 便于装配 C 外形美观 D 降低成本[A.]受力均匀[B.]便于装配[C.]外形美观[D.]降低成本[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]参考答案是:B3.与齿轮传动相比，（）不能作为蜗杆传动的优点。
A 传动平稳，噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高[A.]传动平稳，噪声小[B.]传动比可以较大[C.]可产生自锁[D.]传动效率高[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]参考答案是:D4.每个单一周转轮系中心轮的数目应为（）。
A 3 B 2 C 1 D 1或2[A.]3[B.]2[C.]1[D.]1或2[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]参考答案是:D5.采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（）。
A 相隔180°B 相隔120°~130°C 相隔90°D 在轴的同一目线上[A.]相隔180°[B.]相隔120°~130°[C.]相隔90°。
[东北大学]21秋《机械设计》在线作业2--答案
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《机械设计》在线平时作业2试卷总分:100 得分:100一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)1.下列叙述中，不符合弹性柱销联轴器特点的是（）。
<-A.->具有良好的耐高温性能<-B.->耐久性好，维护方便<-C.->允许两轴有较小的相对偏移<-D.->传递扭矩较大，适用于正反转、启动频繁的传动<-参考选择->：A2.对于闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温度过高导致（）。
<-A.->零件力学性能下降<-B.->润滑油变质<-C.->蜗杆热变形过大<-D.->润滑油黏度降低而使润滑条件恶化<-参考选择->：D3.一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做的比大齿轮宽一些，其主要原因是（）。
<-A.->为使传动平稳<-B.->为了提高传动效率<-C.->为了提高齿面接触强度<-D.->为了便于安装，保证接触线长<-参考选择->：D4.链传动张紧的目的是（）。
<-A.->使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和动力<-B.->使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和动力<-C.->避免链条垂度过大时产生啮合不良<-D.->避免打滑<-参考选择->：C5.链条在小链轮上的包角一般应大于（）。
<-A.->90。
<-B.->120。
<-C.->150。
<-D.->180。
<-参考选择->：B6.简化的疲劳极限线图（谢林森折线图）是根据（）应力值绘出的。
<-A.->{图}<-B.->{图}<-C.->{图}<-D.->{图}。
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一、设计任务书及原始数据题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合结构设计轴系结构简图带轮受力分析简图原始数据见表1项目设计方案名称字母表示及单位 1 轴输入功率P/kW 2.7 轴转速n/(r/min) 700齿轮齿数z321齿轮模数m/mm 3齿轮宽度B/mm 80大带轮直径D/mm 160 带型号 A带根数z 3l/mm 160s/mm 100 带传动轴压力Q/N 900轴承旁螺栓直径d/mm 12表1 设计方案及原始数据二、根据已知条件计算传动件的作用力2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t及径向力F r已知：轴输入功率P=2.7kW，转速n=700r/(min)。
转矩计算公式：T=9.550×106P/n将数据代入公式中，得：T=9.550×106×2.7/700 =36836N圆周力计算公式：F t=2T/d将转矩T带入其中，得：F t=2×36836/63=1169.4N径向力计算公式：F r=F t×tanα将圆周力F t带入其中，得：F r=1169.4×tan200=425.6N轴受力分析简图2.2计算支座反力1、计算垂直面（XOZ）支反力根据受力分析图，我们可以利用垂直面力矩平衡原传动件计算结果T=36836NF t=1169.4NF r=425.6N支座反力计算结果R bz=212.8NR dz=212.8NR dy=1147.2NR by=－877.8N其设计公式为：d≥[9550×103P/(0.2[τT]n)]1/3=A0(P/n)1/3查《机械设计》中表8-2(P191)，得由轴的材料及承载情况确定的系数A0=118~107，由于轴既受转矩作用又受弯矩作用，且弯矩大小未知，故初选大值，选定A0=118。
将数据轴输入功率P=2.7kW，转速n=700r/(min)带入公式中，得：d min=118×(2.7/700)1/3=18.5mm由于轴上开有键槽，轴径增大5%，得：D=1.05×d min=1.05×18.5=19.43mm圆整成标准值，得：D1=25mm4.2设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号1、设计直径考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺要求。
首先考虑轴承的选型，其直径末尾数必须为0、5；且为了便于计算，故D3初取40mm。
考虑带轮及轴承b的固定，故D2取35mm。
由于齿轮左端由轴套固定，故D4取42mm。
综合考虑轴承d的左端固定，轴承b、d取同一型号及齿轮的右端固定，将D5、D6、D7分别取50mm、46mm、40mm。
2、设计各个轴段长度先考虑齿轮的装拆及左端定位，故L4取78mm；再考虑最右端轴承d的固定以及装拆，L7取20mm；考虑带轮的宽度B=L=50mm，L1取47mm；在根据轴承b与齿轮c的相对位置及轴承b右端固定，L3取53mm；考虑带轮与轴承b之间的相对位置及轴承b的左端固定，L2取64mm；考虑齿轮右端的固定及轴环强度问题，L5取8mm；考虑齿轮c与轴承d之间的相对位置以及轴环长度，L6取23mm。
3、轴的初步结构设计图轴的初步结构设计图4、初选轴承型号最小直径计算结果d min=18.5mmD=19.43mmD1=25mm各段轴轴径与长度D1=25mmL1=47mmD2=35mmL2=64mmD3=40mmL3=53mmD4=42mmL4=78mmD5=50mmL5=8mmD6=46mmL6=23mmD7=40mmL7=20mm根据轴承b、d处的轴段直径D3=D7=40mm，查《机械设计课程设计》中表4.6-1(P142)初选轴承型号为6208的深沟球轴承。
4.3选择连接形式与设计细部结构1、选择连接形式连接形式主要是指带轮与齿轮的周向固定：初步选择利用键连接以固定带轮与齿轮。
而键型号依据带轮处与齿轮处轴径大小D1、D4分别为25mm、42mm，查《机械设计课程设计》中表4.5-1(P137)初选带轮处键的公称尺寸为8×7，而键长L1初取32mm；初选齿轮处键的公称尺寸为12×8，键长L2初取63mm。
2、设计细部结构轴的详细结构图五、轴的疲劳强度校核5.1轴的受力图轴的受力图轴承型号6208GB/T276－94平键尺寸带轮处：8×7×32 齿轮处：12×8×635.2绘制弯矩图1、垂直面弯矩图依据受力分析图分析易得：在垂直面（XOZ）平面，a-b处弯矩为零，而c点处弯矩最大，且由于无外加弯矩作用，根据《材料力学》中的理论得，c点左右弯矩相等。
计算公式：M cz=R bz•l/2=R dz•l/2带入说明书 2.2中已经计算得出的垂直面支反力R bz、R dz数据，得：c点垂直面弯矩M cz=212.8×160/2=17024N•mm垂直面弯矩图2、水平面弯矩图依据受力分析图分析易得：在水平面（XOY）平面，由于无外加弯矩作用，根据《材料力学》中的理论得，b、c点左右弯矩相等。
计算公式：M by=－Q•s=F t•l/2－R dy•lM cy=－R dy•l/2=－Q•(s＋l/2)＋R by•l/2带入说明书2.2中已经计算得出的水平面支反力Q、F t、R by、R dy数据，得：b点水平面弯矩M by=－900×100=1169.4×160/2－1147.2×160 =－90000N•mmc点水平弯矩M cy=－1147.2×160/2=－900×(100＋160/2)＋(－877.8)×160/2=－91776N•mm 垂直面弯矩计算结果M cz=17024N•mm水平弯矩计算结果M by=－90.000N•m M cy=－91.776N•m水平面弯矩图3、合成弯矩图依据上面两个步骤求得的水平面及垂直面弯矩，进行合成。
计算公式：M=(M z2＋M y2)1/2带入数据M by、M cy、M cz的值，得：b点合成弯矩M b=[02＋(－90000)2]1/2=90000N•mmc点合成弯矩M c=[170242＋(－91776)2]1/2=93342N•mm合成弯矩图5.3绘制转矩图根据《材料力学》的理论分析以及轴的受力分析图可以得出，在a-b-c轴段上转矩相同，在c-d轴段上，没有转矩。
故可依据说明书2.1中所计算得出的转矩T，绘制出转矩图。
合成弯矩计算结果M b=90000N•mm M c=93342N•mm作用转矩图5.4确定危险截面截面标号图通过对轴上零件的受力分析，绘制弯矩及转矩图，并且综合考虑轴径大小以及键槽、圆角等因素对轴的应力的影响，最终确定了四个危险截面。
其中C截面处计算弯矩最大，且开有键槽会造成应力集中；Ⅲ截面处计算弯矩较大，且其截面积较C处小；A1截面处虽然计算弯矩不大，但其截面处开有键槽且截面积最小；Ⅰ截面处计算弯矩较A1截面大，且截面处有圆角产生应力集中，但其截面积较A1大一些。
5.5计算安全系数，校核轴的疲劳强度1、计算C截面处的安全系数综合影响系数表，如下：有效应力集中系数K =1.81 K r=1.60绝对尺寸系数εσ=0.84 εr=0.78 加工表面的表面质量系数β=0.94应力总数弯曲ψσ=0.34 扭转ψr=0.21 表3 综合影响系数表计算抗弯模量与抗扭模量计算公式：W=πd3/32－bt(d－t)2/2dW T=πd3/16－bt(d－t)2/2d将查表查得的d、b、t值代入公式中，得：抗弯模量W=3.14×423/32－12×5×(42－5)2/2×42 =6292mm3抗扭模量W T=3.14×423/16－12×5×(42－5)2/2×42=13592mm3计算弯曲应力将弯曲应力看成对称循环应力求解，则计算公式为：σa=σmax=M C/Wσm=0将C截面对应的计算弯矩M C代入公式中，得：弯曲应力幅σa=σmax=93342/6292=14.8MPa平均弯曲应力σm=0MPa计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，则计算公式为：τa=τT/2=T/2W Tτm=τa将C截面处对应的作用扭矩T代入公式中，得：扭转应力幅τa=36836/2×13562=1.36MPa平均扭转应力τm=1.36MPa按疲劳强度计算安全系数计算公式为：Sσ=σ－1/(Kσσa/βεσ＋ψσσm)Sτ=τ－1/(Kττa/βετ＋ψστm)将综合影响系数、上两步解得的弯曲应力幅σa、平均弯曲应力σm、扭转应力幅τa、平均扭转应力τm与说明书第三部分所查得的σ－1、τ－1带入对应公式中，得：Sσ=268/(1.81×14.8/0.94×0.84＋0.34×0)=7.90Sτ=155/(1.60×1.36/0.94×0.78＋0.21×1.36)=47.6综合安全系数S ca= SσSτ/(Sσ2＋Sτ2)1/2=7.90×47.6/(7.902＋47.62)1/2=7.79 抗弯模量计算结果W=6292mm3抗扭模量计算结果W T=13592mm3弯曲应力计算结果σa=14.8MPaσm=0MPa扭转应力计算结果τa=1.36MPaτm=1.36MPa安全系数计算结果Sσ=7.90Sτ=47.6S ca=7.792、计算Ⅲ截面处的安全系数计算抗弯模量与抗扭模量计算公式：W=πd3/32W T=πd3/16将查表查得的d值代入公式中，得：抗弯模量W=3.14×403/32=6400mm3抗扭模量W T=3.14×403/16=12800mm3计算弯曲应力将弯曲应力看成对称循环应力求解，则计算公式为：σa=σmax=MⅢ/Wσm=0计算Ⅲ截面对应的计算弯矩计算公式：MⅢ=2(M C－M B)[l/2－(L4－B/2)]/l＋M B将合成弯矩图中对应值以及轴的结构设计图中对应长度值带入公式中，得：MⅢ=2×(93342－90000)[80/2－(78－80/2)]/80＋90000=91754.6N•mm将Ⅲ截面对应的计算弯矩MⅢ代入公式中，得：弯曲应力幅σa=σmax=91754.6/6400=14.3MPa平均弯曲应力σm=0MPa计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，则计算公式为：τa=τT/2=T/2W Tτm=τa将Ⅲ截面处对应的作用扭矩T代入公式中，得：扭转应力幅τa=36836/2×12800=1.44MPa平均扭转应力τm=1.44MPa按疲劳强度计算安全系数计算公式为：抗弯模量计算结果W=6400mm3抗扭模量计算结果W T=12800mm3Ⅲ截面弯矩计算结果MⅢ=91754.6N•mm 弯曲应力计算结果σa=14.3MPaσm=0MPa扭转应力计算结果τa=1.44MPaτm=1.44MPaSσ=σ－Sτ=52.5S ca=9.64抗弯模量计算结果W=1251mm3抗扭模量计算结果W T=2784mm3A1截面弯矩计算结果M A1=18000N•mm 弯曲应力计算结果σa=14.4MPaσm=0MPa扭转应力计算结果τa=6.62MPaτm=6.62MPaτa=τT/2=T/2W T安全系数计算结果Sσ=8.80Sτ=11.0S ca=6.87抗弯模量计算结果W=1562.5mm3抗扭模量计算结果W T=3125mm3Ⅰ截面弯矩计算结果MⅠ=22500N•mmMⅠ=90000×50/2×100=22500N•mm将Ⅰ截面对应的计算弯矩MⅠ代入公式中，得：弯曲应力幅σa=σmax=22500/1562.5=14.4MPa平均弯曲应力σm=0MPa计算扭转切应力将扭转切应力看做脉动循环应力求解，则计算公式为：τa=τT/2=T/2W Tτm=τa将Ⅰ截面处对应的作用扭矩T代入公式中，得：扭转应力幅τa=36836/2×3125=5.89MPa平均扭转应力τm=5.89MPa按疲劳强度计算安全系数计算公式为：Sσ=σ－1/(Kσσa/βεσ＋ψσσm)Sτ=τ－1/(Kττa/βετ＋ψστm)将综合影响系数、上两步解得的弯曲应力幅σa、平均弯曲应力σm、扭转应力幅τa、平均扭转应力τm与说明书第三部分所查得的σ－1、τ－1带入对应公式中，得：Sσ=268/(2.26×14.4/0.94×0.91＋0.34×0)=7.04Sτ=155/(2.04×5.89/0.94×0.89＋0.21×5.89)=9.51综合安全系数S ca= SσSτ/(Sσ2＋Sτ2)1/2=7.04×9.51/(7.042＋9.512)1/2=5.66 综上所述：所校核截面的安全系数均大于许用安全系数[S]=2.0，故轴设计满足安全。