2.求作用在齿轮上的力
已知高速级大齿轮的分度圆直径为：
d2 = 140 mm
则:
2T2
2*129.6*1000Ft1 = = = 6009.5 N
140d2
则:
2T22×829.68×1000Ft2 = = = 16227.8 N 102.254
d3 0tanαntan20
Fr2 = Ft2× = 16227.8×
0 = 6100.6 N cosβ
cos14.5
Fa2 = Ft2tan? = 16227.8×tan14.50 = 4194.6 N
3.初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取：A0 = 107，得:
3
dmin = A0× P235.59
= 107×64.3 = 47.4 mm n2
5.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）初步选择滚动轴承。中间轴最小直径是安装滚动轴承的直径d12和d56,因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据dmin = 47.4 mm由轴承产品目录中选取角接触球轴承7210C，其尺寸为d×D×T = 50×90×20 mm，故d12 = d56 = 50 mm。
2）取安装大齿轮处的轴段V-VI的直径d45 = 55 mm；齿轮的右端与右轴承之间采用挡油环定位。已知高速大齿轮齿轮轮毂的宽度B = 64 mm，为了可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取l45 = 62 mm。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h = (2~3)R，由轴径d45 = 55 mm查表，得R = 2 mm，故取h = 6 mm，则轴环处的直径d34 = 67 mm。轴环宽度b≥1.4h，取l34 = 14.5 mm。
3）左端滚动轴承采用挡油环进行轴向定位。由手册上查得7210C型轴承的定位轴肩高度h = 3.5 mm，因此，取d23 = 55 mm。
4）考虑材料和加工的经济性，应将低速小齿轮和轴分开设计与制造。已知低速小齿轮的轮毂宽度为B = 108 mm，为了使挡油环端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取l23 = 106 mm。
5）取齿轮距箱体内壁之距离Δ = 16 mm，高速小齿轮和低速小齿轮之间的距离c = 12 mm。考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s = 8 mm，已知滚动轴承宽度T = 20 mm，则
l12 = T+Δ+s+2 = 20+16+8+2 = 46 mm l67 = T2T+s+Δ+2.5+2 = 20+8+16+2.5+2 = 48.5 mm
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 6.轴的受力分析和校核 1）作轴的计算简图（见图a）:
根据7210C轴承查手册得a = 19.4 mm
高速大齿轮齿宽中点距左支点距离L1 = (64/2-2+48.5-19.4)mm = 59.1 mm 中间轴两齿轮齿宽中点距离L2 = (64/2+14.5+108/2)mm = 100.5 mm 低速小齿轮齿宽中点距右支点距离L3 = (108/2-2+46-19.4)mm = 78.6 mm 2）计算轴的支反力： 水平面支反力（见图b）： FNH1 =
6009.5×(100.5+78.6)+16227.8×78.6Ft1(L2+L3)+Ft2L3
= = 9873.2 N
L1+L2+L359.1+100.5+78.6
6009.5×59.1+16227.8×(59.1+100.5)Ft1L1+Ft2(L1+L2)
FNH2 = = = 12364.1
L1+L2+L359.1+100.5+78.6
N
垂直面支反力（见图d）：
FNV1 =
Fr1(L2+L3)+Fa1d2/2-Fr2L3+Fa2d3/2
=
L1+L2+L3
2253.6×(100.5+78.6)+1490.6×276.122/2-6100.6×78.6+4194.6×102.254/2
=
59.1+100.5+78.6
1445.7 N
Fr1L1-Fa1d2/2-Fr2(L1+L2)-Fa2d3/2
FNV2 = =
L1+L2+L3
2253.6×59.1-1490.6×276.122/2-6100.6×(59.1+100.5)-4194.6×102.254/2
=
59.1+100.5+78.6
-5292.7 N
3）计算轴的弯矩，并做弯矩图： 截面B、C处的水平弯矩：
MH1 = FNH1L1 = 9873.2×59.1 Nmm = 583506 Nmm MH2 = FNH2L3 = 12364.1×78.6 Nmm = 971818 Nmm
截面B、C处的垂直弯矩：
MV1 = FNV1L1 = 1445.7×59.1 Nmm = 85441 Nmm MV2 = FNV2L3 = -5292.7×78.6 Nmm = -416006 Nmm
分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。 截面B、C处的合成弯矩：
M1 = M2 =
作合成弯矩图（图f）。 4）作转矩图（图g）。
5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：
通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面B）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取? = 0.6，则有：
22
MH1+MV1 = 589728 Nmm 22MH2+MV2 = 1057115 Nmm