设计某搅拌机用的单级斜齿圆柱齿轮减速器中的低速轴（包括选择两端的轴承及外伸端的联轴器)。如图1

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(1)载荷计算输出轴上的功率P2＝ηP＝0．97×4kW＝3．88kW图15—3单级齿轮减速器简图该轴传递的转矩(2)根据扭转强度条件dmin＝A0确定轴的最小直径得45钢A0＝112,则dmin＝A0mm＝34．7mm考虑到轴上有键槽,将轴径增大5％,则d＝1．05dmin＝36．5mm工况系数KA＝1．5,则联轴器的计算转矩：Tca＝KAT＝1．5×285N.m＝427．5N.m根据标准选择YL9型联轴器,其孔径d＝38mm。取最小轴径为dmin＝38mm。(3)轴的结构设计为方便轴承装配,应使装轴承段轴径略大于dmin,且考虑为斜齿轮传动,故选取36308型轴承,则B＝23mm,d＝40mm,D＝90mm,即该轴段d2＝40mm；故齿轮段轴径取d3＝45mm,根据齿轮齿宽为90mm,取与齿轮配合轴段的长l2＝88mm,且采用键连接实现其周向固定；齿轮左端采用轴肩定位,故取该轴肩段直径d4＝52mm,l4＝15ram；左轴承与右轴承成对使用,故该段d5＝40mm,l5＝B＝23mm；齿轮和右轴承之间采用套筒进行轴向固定,取套筒长l＝15mm；最后完成该轴的结构设计。(4)按弯扭合成理论校核如图15—4(a)所示,做出轴的受力简图。①求支反力水平面内RHA＝RHC＝＝950N垂直面内RVA＝777N,RVC＝70N②作水平面内的弯矩图如图(b)所示。B点弯矩值MH＝RHA＝950×71．5N.m＝67．9N.m垂直面内弯矩图如图(c)所示。B点左侧和右侧的弯矩值分别为：MV左＝RVA＝777×71．5N.m＝55．6N.mMV右＝RVC＝70×71．5N.m＝5．0N.m③合成弯矩M,如图(d)所示。④作扭矩图,如图(e)所示,T2＝285N.m。⑤作弯扭合成弯矩图,其中扭转应力按脉动循环应力计算,取a＝0．6,可得当量弯矩值：B点左侧弯矩值Mca左＝＝87．8N.mB点右侧弯矩值Mca右＝N.m＝181．4N.m⑥按弯扭合成强度理论校核B点右侧截面σca＝Pa＝19．9MPa校核半联轴器所在最细轴段CD段σca＝Pa＝30．6MPa对于调质处理的45钢,其许用弯曲应力[σ-1]＝60MPa,故强度满足要求。(5)精确校核危险截面①校核B点右侧截面该截面的弯曲应力和切应力分别为：因键槽引起的应力集中系数：kσ＝1．65,kτ＝1．55；尺寸系数：εσ＝0．74,ετ＝0．85；轴按磨削加工,表面质量系数：βσ＝βτ＝0．92；故该截面轴的综合影响系数：。取碳钢的特性系数：φσ＝0．15,φτ＝0．08σ-1＝275MPa,τ-1＝155MPa计算安全系数：故该截面是安全的。②校核最细轴段时,因轴肩引起的应力集中系数ατ＝1．18；材料的敏性系数qτ＝0．83。则有效应力集中系数：kτ＝1＋qτ(qτ－1)＝1．15；尺寸系数：ετ＝0．87；该段轴按精车加工,表面质量系数：βτ＝0．88；故该截面轴的综合影响系数：且φτ＝0．08,则安全系数：故该截面是安全的。