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机械设计基础课程优质教案讲义轴的设计优质教案一、教学内容本讲义基于《机械设计基础》教材第五章“轴的设计”。
详细内容涵盖轴的力学分析、轴的材料选择、轴的结构设计、轴的强度计算及轴的稳定性分析。
二、教学目标1. 理解轴的基本概念，掌握轴的设计方法。
2. 学会进行轴的强度计算，确保设计的轴能满足实际工作需求。
3. 掌握轴的稳定性分析，提高轴的使用寿命。
三、教学难点与重点重点：轴的材料选择、结构设计、强度计算。
难点：轴的稳定性分析，轴的强度计算公式推导。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、黑板、粉笔。
2. 学具：计算器、笔、纸。
五、教学过程1. 导入：通过展示实际工程中轴的应用案例，引导学生了解轴的重要性。
2. 理论讲解：a. 介绍轴的基本概念、分类及用途。
b. 讲解轴的材料选择原则，引导学生正确选择轴的材料。
c. 分析轴的结构设计方法，提高学生轴的设计能力。
3. 例题讲解：a. 以实际轴的设计为例，演示轴的强度计算过程。
b. 解释轴的稳定性分析，展示稳定性计算方法。
4. 随堂练习：a. 让学生根据所学知识，自主完成轴的强度计算。
b. 引导学生进行轴的稳定性分析。
六、板书设计1. 轴的基本概念、分类及用途。
2. 轴的材料选择原则。
3. 轴的结构设计方法。
4. 轴的强度计算公式。
5. 轴的稳定性分析。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算给定参数的轴的强度。
b. 分析给定轴的稳定性。
2. 答案：a. 强度计算结果。
b. 稳定性分析结果。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果，学生对轴设计知识的掌握程度。
2. 拓展延伸：a. 研究轴的疲劳寿命分析。
b. 探讨轴的优化设计方法。
c. 了解轴在工程领域的最新应用动态。
通过本讲义的学习，学生能系统地掌握轴的设计方法，为后续课程的学习和实际工程应用打下坚实基础。
重点和难点解析1. 轴的材料选择原则。
2. 轴的结构设计方法。
3. 轴的强度计算过程。
4. 轴的稳定性分析。
轴的课程设计说明书
一、课程简介
本课程是针对工程机械专业的学生开设的轴的课程设计，课程旨在通过理论讲解和实践操作，使学生掌握轴的设计、制造和检测等方面的基本知识和技能，进一步提高学生的综合能力和实践操作水平。
二、课程目标
1.掌握轴的基本原理和设计方法；
2.熟悉轴的材料选择和热处理工艺；
3.掌握轴的制造工艺和加工方法；
4.熟练掌握轴的检测方法和应用；
5.培养学生的团队合作意识和实际操作能力。
三、课程内容
1.轴的基本原理和设计方法
2.轴的材料选择和热处理工艺
3.轴的制造工艺和加工方法
4.轴的检测方法和应用
5.课程设计实践操作
四、课程教学方法
1.理论授课：通过讲解轴的基本原理和设计方法，使学生掌握轴的设计方法和技巧。
2.实验操作：通过轴的制造和检测等实验操作，强化学生的实际操作能力。
3.团队合作：学生将分成小组进行轴的设计和制造，培养团队合作精神和实际操作能力。
五、考核方式
1.课程设计报告：对课程设计实践操作的过程和结果进行综合评价。
2.实验操作考试：对学生在实验操作中的实际操作能力进行考核。
3.理论考试：对学生对轴的基本原理和设计方法的掌握程度进行考核。
六、教材及参考书目
教材：《轴承设计与制造》
参考书目：《轴承设计原理》、《轴承材料与热处理》、《轴承制造工艺
与加工方法》、《轴承检测方法与应用》。
七、结语
本课程设计旨在帮助学生掌握轴的设计、制造和检测等方面的基本知识和技能，为学生的未来职业发展打下坚实的基础，同时也期望能够培养学生的团队合作意识和实际操作能力，让学生在实践中不断提高自己的综合素质。
机械设计基础课程教案讲义轴的设计教案一、教学内容本讲义基于《机械设计基础》教材第四章“轴的设计”进行展开。
详细内容包括：轴的设计基本要求、轴的材料和强度计算、轴的直径和长度确定、轴的结构设计及其与联轴器、轴承的配合设计。
二、教学目标1. 掌握轴的设计基本原理，理解轴在机械系统中的作用。
2. 学会轴的材料选择、强度计算方法，能够确定轴的直径和长度。
3. 能够根据实际需求完成轴的结构设计，并正确进行联轴器、轴承的配合设计。
三、教学难点与重点重点：轴的材料选择、强度计算、结构设计。
难点：轴的强度计算，特别是在复杂工况下的计算。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT展示、黑板、粉笔。
2. 学具：计算器、笔、纸。
五、教学过程1. 引入实践情景：介绍轴在实际工程中的应用，如汽车传动轴、机器设备中的主轴等。
2. 理论讲解：a. 轴的设计基本要求。
b. 轴的材料选择、强度计算。
c. 轴的直径、长度确定。
d. 轴的结构设计及配合设计。
3. 例题讲解：讲解一道典型轴的设计题目，包括材料选择、强度计算、结构设计等。
4. 随堂练习：让学生独立完成一个轴的设计计算，并提供解答。
5. 互动环节：针对学生练习过程中遇到的问题进行解答，引导学生互相讨论。
六、板书设计1. 轴的设计基本要求。
2. 轴的材料选择、强度计算公式。
3. 轴的直径、长度确定方法。
4. 轴的结构设计及配合设计要点。
七、作业设计1. 作业题目：完成一个实际工程中的轴设计计算，包括材料选择、强度计算、结构设计等。
2. 答案：提供详细的解题步骤和答案。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生了解轴的疲劳强度计算、动力学分析等高级内容，提高学生的综合能力。
重点和难点解析1. 轴的强度计算2. 轴的材料选择3. 轴的结构设计4. 教学过程中的互动环节一、轴的强度计算1. 确定载荷：根据实际工况，分析轴所承受的各种载荷，包括扭矩、弯矩等。
2. 选择计算方法：根据轴的受力情况，选择合适的计算方法，如解析法、数值法等。
《轴的结构设计》说课各位评委：大家好！我说课的题目是《轴的结构设计》。
第一部分、说教材《轴的结构设计》是《机械设计基础》这门课第十五章《轴》的第三节。
我们都知道，所有的回转件都必须选用轴来支承才能进行工作，所以轴是机械中最重要的零件之一。
而本节课《轴的结构的设计》是本章的重点。
另外在此之前我们已经学过齿轮、带等需要被轴支承的轴上零件，之后我们还会学习轴承等用来支承轴的零件，这节课在本书中起到一个承上启下的作用，因此本节课对学生和教师来说都是非常重要的。
●教学目标：根据学生的认知水平、教学大纲和本节内容，我制定如下教学目标：认知目标：让学生初步掌握轴的轴向固定和周向固定的方法，熟悉轴的结构工艺。
能力目标：通过学习，要求学生能综合应用各种固定方式，从实际出发，设计出合理的结构。
情感目标：让学生自我展示、自我激励，体验成功，在不断尝试中激发求知欲，在不断摸索中陶冶情操。
●教学重点与难点：重点：把如何实现轴上零件的轴向固定和周向固定作为本节课的重点，并由学生从初步的尝试设计中自己总结和教师的多媒体演示来突出重点。
难点：把分析设计各种阶梯轴的典型结构作为难点，并通过学生的实际操作和教师的指导来突破难点。
第二部分、说学生本节课我所授课的对象是机械专业高职三年级的学生，大部分学生都希望毕业后将从事与设计相关工作，因此学生们对本节课充满了浓厚的兴趣，但由于“设计”这个词语的出现，又使学生对本节课的学习产生了一些畏惧。
所以本节课一开始，我们就要要牢牢抓住学生的这种心情，力求使复杂的问题简单化，努力消除他们的畏惧心理，提高他们的学习兴趣，从而达到教学效果。
第三部分、说教法本次课的设计是理论实践一体化，让学生在做中学，在学中做，着重培养学生的“职业能力”。
以行动导向─任务驱动来完成项目。
首先，给出齿轮、轴承、联轴器等实物，让学生利用预习的知识，设计出与之相配合的轴。
让学生利用自己课前知识技能准备，来尝试完成任务，——培养学生自主性学习;在完成过程中全班学生分成四个小组，各小组间竞赛，——培养学生竞争意识，各个组内让他们进行任务分工，即能力互补性分组——培养学生团队精神与协作能力。
机械设计中轴系的结构方案设计一、前言在机械设备制造过程中，轴是关键的零部件之一，它不仅支撑着轴上零件、传递运动与动力的重要部件，也在非常大的程度上影响着机器设备的工作能力与工作质量。
如果轴失效，便有可能产生严重的后果，所以轴的设计至关重要，其设计方法不同于普通零件的设计，它包含了强度设计与结构设计。
为了确保安装在轴上的零部件能够正确地定位与固定并且符合轴的加工与装配要求，需要合理地确定轴各部分的形状与结构尺寸，即进行正当的结构设计。
二、基于功能元结构方案的设计分析（一）基本功能的要素机械产品概念设计内容包含以下三部分：一是功能的抽象化;二是功能的分解;三是功能的结构图设计。
机器是许多零部件按照特定的关系组合而形成用以实现某些客户需求的系统，客户需求一般转化成设计功能，通过找寻满足功能的特定结构元件来完成方案的设计过程。
基本功能的要素如：用来实现传递运动的齿轮副集;用来实现支撑功能的滚动轴承集;用作实现紧固功能的螺栓集这些都是各类型的功能元，每一类的功能元又因其功能特性的不同可以细分成很多类型。
通过系统工程的观点，以变速箱的结构设计为特例，通过先对这个大的产品实行分解，而后对分解形成的最基本单元再按特征的观点实行分类处理。
（二）结构方案的设计流程轴系结构方案的设计首先是对特征属性分析，这不仅是后续设计的基本，而且是对设计功能元要素的关键管理，并且可以解决设计中不明确、难于找到适用的数学语言与方式维护问题。
在方便有效的运行前提下，一旦滚动轴承作为国际标准件，则可以通过事先的设计手册与相关的设计资料总结出其相对应特征，由于滑动轴承的设计要素比较复杂而且其特征信息不好提取，其应用场合能够并用现有的系统描述，所以将滑动轴承分开列出，并没有纳入到特征系统统一管理中，接下来便是齿轮副的一些特征属性，以及轴系可能的一些支撑方案的计算公式，相应地把轴系中可能用到的零部件键等也做相同的总结以取得有关的数据库。
基础数据的成功建立为后续设计打下了基础。
机械 设计 大作 业课程名称： 设计题目： 机械设计 轴系部件设计机械设计大作业 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。
电动机工作 功率 2.2 电动机满载转速 工作机得转速 第一级传动比 轴承座中心 高 H/mm 200方 案 5.4.1最短工作年限 10 年 1 班940603.2一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。
二初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径式中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 输出轴所传递的功率：，考虑轴端弯矩比转矩小，故取带 轴承 齿轮。
输出轴的转速：代入数据，得考虑键的影响，将轴径扩大 5%，。
三结构设计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，1. 轴承部件机体结构形式及主要尺寸机体上的轴承旁连接螺栓直径 ， 所需要的扳手空间，轴承座内壁至坐孔外端面距离 ， ，为保证装拆螺栓 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 、 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 。
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 ，则计算转矩带 轴承 齿轮由参考文献[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。
2024年机械设计基础课程教案讲义轴的设计教案一、教学内容本节课选自《机械设计基础》教材第四章第二节，主题为轴的设计。
详细内容包括：轴的类型与结构特点、轴的材料选择、轴的强度计算、轴的刚度计算、轴的振动分析等。
二、教学目标1. 理解并掌握轴的类型、结构特点及其在机械系统中的应用。
2. 学会根据工作条件选择合适的轴材料，并进行轴的强度和刚度计算。
3. 了解轴的振动原因及防治措施，提高轴的设计水平。
三、教学难点与重点重点：轴的材料选择、强度计算、刚度计算。
难点：轴的振动分析及防治措施。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT、黑板、粉笔。
2. 学具：计算器、教材、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）：通过展示不同类型的轴及其在机械设备中的应用，激发学生对轴设计的学习兴趣。
详细内容：介绍汽车传动轴、涡轮轴、曲轴等轴的类型及结构特点。
2. 理论讲解（15分钟）：讲解轴的材料选择、强度计算、刚度计算及振动分析。
详细内容：（1）轴的材料选择：介绍常用轴材料及其性能，如碳钢、合金钢等。
（2）轴的强度计算：讲解轴的扭转强度、弯曲强度计算方法。
（3）轴的刚度计算：介绍轴的扭转刚度、弯曲刚度计算方法。
（4）轴的振动分析：分析轴振动的原因、危害及防治措施。
3. 例题讲解（15分钟）：讲解一道轴的设计计算题，巩固所学知识。
详细内容：某汽车传动轴设计计算。
4. 随堂练习（10分钟）：布置一道轴设计计算题目，让学生独立完成。
详细内容：某涡轮轴设计计算。
六、板书设计1. 轴的类型与结构特点2. 轴的材料选择3. 轴的强度计算4. 轴的刚度计算5. 轴的振动分析七、作业设计1. 作业题目：（1）简述轴的类型及结构特点。
（2）某轴的材料为45钢，直径为50mm，工作扭矩为1000N·m，试计算其扭转强度。
（3）某轴的材料为40Cr，直径为60mm，工作弯矩为1000N·m，试计算其弯曲强度。
2. 答案：（2）扭转强度计算公式：τ = T/(πd^3/16)，其中T为扭矩，d为轴径。
轴的结构设计教案一、教学目标：1.了解轴的结构和功能。
2.掌握轴的设计原则和方法。
3.能够应用所学知识进行轴的结构设计。
二、教学内容：1.轴的基本概念和分类。
2.轴的结构设计原则和方法。
3.轴的实际设计案例。
4.轴的模拟仿真和优化设计。
三、教学过程：一、轴的基本概念和分类（20分钟）1.引入轴的基本概念和分类。
轴是一种常见的机械零部件，是用于支承、传动或连接其他部件的旋转零件。
根据不同的用途和形状，轴可分为直轴、芯轴、动力轴、中性轴等。
2.介绍轴的结构和功能。
轴的结构包括轴身、端面、轴孔、轴键等。
轴的功能是支撑和传递力矩，保持各部件的相对位置和相互的运动配合。
二、轴的结构设计原则和方法（30分钟）1.讲解轴的结构设计原则。
2.介绍轴的结构设计方法。
三、轴的实际设计案例（30分钟）1.列举一些典型的轴的设计案例。
例如：汽车发动机曲轴、电机转轴、车床主轴等。
2.分析实际设计案例中的问题和解决方法。
例如：曲轴的强度和刚度问题、转轴的平衡和配合问题、主轴的动态平衡和热平衡问题。
四、轴的模拟仿真和优化设计（40分钟）1.介绍轴的模拟仿真方法。
轴的模拟仿真是通过计算机辅助设计软件，实现对轴的结构和性能进行分析和优化。
2.进行轴的模拟仿真实践。
通过实际案例，指导学生使用专业软件进行轴的模拟仿真，优化轴的结构和性能。
四、教学总结和展望（10分钟）1.总结本节课的重点内容和要点。
2.展望下一节课的教学内容和任务。
四、教学方法：1.讲述法：通过讲解轴的概念、原则和方法，使学生理解轴的结构设计的基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际设计案例，引导学生运用轴的结构设计原则和方法，解决实际问题。
3.实践操作法：通过轴的模拟仿真实践，让学生运用所学知识进行实际操作和优化设计。
五、教学资源：1.教材：轴的结构设计教材。
2.软件：轴的模拟仿真和优化设计软件。
六、教学评价：1.课堂表现评价：根据学生的参与程度、课堂提问和解答情况进行评价。
第四章轴的设计机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承，才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。
本章将讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。
结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。
4.1 轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。
如.车辆轴和滑轮轴。
2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。
如汽车的传动轴。
3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。
如减速器轴。
4.2轴的材料主要承受弯矩和扭矩。
轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。
轴的材料从以下中选取：1. 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。
例如：35、45、50等优质碳素钢。
一般轴采用45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理。
轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢Q235、Q275等。
2. 合金钢合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。
多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。
例如：汽轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。
滑动轴承的高速轴，采用20Cr、20CrMnTi 等。
3. 球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。
例如：内燃机中的曲轴。
4.3 轴的结构设计如图所示为一齿轮减速器中的的高速轴。
轴上与轴承配合的部份称为轴颈，与传动零件配合的部份称为轴头，连接轴颈与轴头的非配合部份称为轴身，起定位作用的阶梯轴上截面变化的部分称为轴肩。
轴结构设计的基本要求有：（1）、便于轴上零件的装配轴的结构外形主要取决于轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，受力情况和加工工艺等。
机械设计：轴系设计方案题目轴系设计方案 ___ 姓名_____ ________ _余楠__________ ________学号______ __3120000110_________________ 授课教师______ __ 顾大强_____________ ___ 专业___ __机械电子专业(混合班)___________目录1.设计题目及要求------------------------------------------------22.设计效果图及说明----------------------------------------------23.主轴设计与校核------------------------------------------------33.1.轴材料选择----------------------------------------------33.2. 按转矩估算轴的最小直径---------------------------------33.3.轴的结构设计--------------------------------------------33.4.轴的受力分析--------------------------------------------43.4.1.计算齿轮受力---------------------------------------43.4.2.绘制轴受力图---------------------------------------53.4.3.校核薄弱截面---------------------------------------63.5. 轴的安全系数校核计算-----------------------------------64. 轴承的选型与校核---------------------------------------------7 4.1.轴承选型----------------------------------------------------74.2.轴承寿命计算------------------------------------------------85.主轴零件图----------------------------------------------------86.轴系装配图----------------------------------------------------87.参考文献------------------------------------------------------81.设计题目及要求图示二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知中间轴Ⅱ的输入功率P＝40kW ，转速nⅠ＝100r/min ，齿轮2 的分度圆直径d２＝688mm ，螺旋角β２＝12°50′ ，齿轮3 的分度圆直径d３＝170mm ，螺旋角β３＝10°29′。
本设计报告要求完成：1.中间轴Ⅱ的结构设计和强度校核。
2.选择轴Ⅱ所用轴承类型和型号，并计算轴承的寿命3.绘出轴系Ⅱ的装配结构草图（轴、轴承、齿轮、套筒、轴肩、键）2.设计效果图及说明本设计效果图如下图所示，设计渲染图由SolidWorks2014与PhotoView360软件制作，在下图中，从左到右依次分别为32917X2圆锥滚子轴承，主轴，28x16普通平键，688mm圆柱斜齿，2mm套筒，170mm圆柱斜齿，4mm套筒以及32917X2圆锥滚子轴承。
[图] 1 设计效果图3. 主轴设计与校核3.1. 轴材料选择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型功率，主要承受扭矩，故选择45号钢，并进行调质处理。
由于45号钢成本适中，是轴的常用材料，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。
3.2. 估算轴的最小直径对于转轴，按扭转强度初算直径公式为：min在公式中，P为轴传递的功率，此例中P=40KW，n为轴的转速，C为常数，查机械设计教程中表12-2可知C的范围是118-107，由于此例中轴主要作用是传递扭矩，扭矩小于弯矩，C取110。
求得：d min≥81.04mm考虑到有键槽等应力集中源，将直径加大5%后得到：d min≥85mm3.3轴的结构设计由于本设计中的轴需要安装齿轮、轴承等零件，并且各处受力不同，因此，设计成阶梯轴形式，如右图所示。
在本图中，轴从上到下依次固定齿轮3，套筒，齿轮2最终两端由轴承固定，实现传动轴的目的。
本例中轴键主要用于在扭转方向固定齿轮与轴，考虑到减速器需要良好的对中性，并且应该能够适应变载荷受力情况，普通型平键可以满足设计需求。
参阅GB/T 1096-2003标准，为保证键连接的强度，选用尺寸为28×16的键较为适宜，最终得到初步设计结果。
[图] 2 主轴零件图3.4轴的受力分析3.4.1计算齿轮受力传递到轴系部件上的转矩为：T=9.55×106PN=3819000 N∙mm计算齿轮2有关系数：圆周力: F t =2T d=11101 N 径向力: F r =F t tan a cos b=4143.9 N轴向力: F a =F t tan b =2528.9 N计算齿轮3有关系数：圆周力: F t =2T d=44929 N 径向力: F r =F t tan a cos b=16630.5N轴向力: F a =F t tan b =8327.9N3.4.2绘制轴受力图我们可以根据上一步的齿轮受力结果绘制节点受力简图，后根据节点受力简图即可方便得到轴的分段弯矩公式，最后利用Excel 表格的x-y 坐标图工具由弯矩公式求得水平与垂直两方向的弯矩图，如下图4.2.1，4.2.2。
之后我们可以利用上一步的数据合成弯矩M ，绘制弯矩图得到4.2.3，最后一步绘制扭矩T 图，并将M 图T 图两图合并成当量弯矩Me ，下图中4.2.5就是最终得到的当量弯矩图，在合成当量弯矩时，系数a 近似于0.6。
3.4.3校核薄弱截面通过观察当量弯矩图可发现，位于x=325处的截面A 是当量应力最大面，故A 也为本杆件的危险截面，下面通过计算校核截面A 。
薄弱截面的校核公式为：d ≥√M e0.1[σ−1]b3其中Me 为截面当量弯矩，在4.2中已求出，具体数值可参见对应excel 表格，通过查表得到Me(A)=6005385 N ∙mm ，[σ−1]b 为轴的许用弯曲应力，通过查表可知调制45#钢对于抗拉强度σB=650，对应[σ−1]b 值可近似取65。
分别计算得到：d a ≥97.3 mm查看设计图纸可知，A 截面处均有键槽，故实际直径应比计算值多出5%-7%，则在考虑键槽应力集中的情况下:d a ≥102.1 mm原设计中，da=110mm ，均满足校核条件，故原设计合格，能够满足设计需求。
3.5. 轴的安全系数校核计算下面校核危险截面的安全系数。
参考机械设计课本294页公式：10000002000000300000040000005000000600000070000000100200300400500600当量弯矩MeσS 为考虑弯矩时的安全系数，τS 为考虑转矩时的安全系数,1-σ、1-τ为材料对称循环的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限，通过查机械设计教材表12-1可知45号钢调质处理，1-σ=275MPa ，1-τ=155MPa 。
τσK K 、为弯曲时和扭转时轴的有效应力集中系数，由表12-4查普通平键有效应力集中系数表可得两系数分别取1.76，1.54。
τσεε、为零件的绝对尺寸系数，查表12-7可得两系数分别取0.73与0.72。
β为表面质量系数取0.925，τσψψ、为弯曲时和扭转时的等效系数，取0.2与0.1。
σa 、σm 为弯曲应力的应力幅和平均应力，τa,τm 为扭转剪应力的应力幅和平均应力。
对于σa 、σm 、τa 、τm 由于之前在绘制弯矩扭矩图中，具体数值已由excel 表格公式求出，此处直接查表带入基础材料力学公式即求，此处不赘述。
在带入相关系数后可求得最终结果。
S τ=8.80 S σ=2.48 S =2.60在本设计方案中，材料选择调制处理45#钢，材质均匀，载荷与应力计算精确，[S]取1.5。
因此S>[S]，轴的危险截面A 有足够的疲劳强度，满足设计需求，校核完成。
4.轴承的选型与校核4.1.轴承选型通过4.1中的载荷计算可通过静力学推导得轴承1(齿轮2上方)，受径向力Fr=2301.8 N,轴向力Fa=5799N ，轴承2(齿轮3下方)，受径向力Fr=10184.7N ，为了保证机械整体安装方便与稳定性，需要选择轴向力与径向力承载能力俱佳的轴承，在参考教材表14-1的轴承主要类型与特性表后，我认为在本设计中，圆锥滚子轴承能够满足设计需求。
由于在轴设计部分中，两端轴承内径d=85mm,参考设计手册GB/T 297-1994，得到可选用的轴承共12种型号。
通过基本额定载荷Cr 可初步判定，轴承32917- X2额定载荷Cr=74.2KN ，满足本设计的承载条件。
4.2.轴承寿命计算GB/T 297-1994中规定，径向当量动载荷：当Fa/Fr≤e，Pr＝Fr；当Fa/Fr＞e，Pr＝0.4Fr+YFa。
通过查表可知，轴承32918-X2：e=0.26，Y=2.3。
下面分别校核轴承1与轴承2。
对于轴承1：e=F aF r>0.26 ; Pr=0.4Fr+YFa=14258.4 N L10=(CP)103=40450 h对于轴承2：e=F aF r<0.26 ; Pr=Fr=10184.7 NL10=(C)103=64462h通过查阅预期寿命L10的参考值，对于每天工作八小时的机械其参考值为14000-30000，若每天运转8小时，则轴承可持续使用约14年，满足设计需求。
5.主轴零件图详见附录1。
精品文档6.轴系装配图详见附录2。
7.参考文献[1]机械设计/陈秀宁，顾大强主编-浙江大学出版社，2011.1[2] 机械设计手册/闻邦椿主编-机械工业出版社[3]机械工程师设计手册-电子版/北京英科宇科技开发中心收集于网络，如有侵权请联系管理员删除。
