1.1 小锥齿轴校核
1.1.1 初步确定小锥齿轴的最小直径
按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径
min
d=35 mm，选取轴的材料为45钢，调质处理。
1.1.2 小锥齿轴的结构设计
图1 小锥齿轴
根据实际情况要求，选择图1所示方案。
1.1.
2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
为了满足锥齿的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出轴肩，左端采用锥齿端面定位，同理为了满足皮带轮的轴向定位要求，Ⅴ-Ⅵ轴段左端需制出一轴肩，右端采用皮带轮端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，Ⅱ-Ⅲ轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，为了满足轴承的轴向定位要求，Ⅳ-Ⅴ轴段左端需制出一轴肩，右端采用轴承端盖定位。
初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据dⅡ-Ⅲ=45mm，由轴承产品目录中初步选取圆锥滚子轴承30209，其尺寸为d×D×B=45mm×85mm×19mm，lⅡ-Ⅲ=50mm。
取安装锥齿的轴段的直径dⅠ-Ⅱ=35mm，锥齿的最左端与最右端之间采用端盖定位。
取安装带轮的轴段直径dⅤ-Ⅵ=35mm，带轮的最左端与最右端之间采用端盖定位。
1.1.
2.2 轴上零件的周向定位
锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按dⅠ-Ⅱ=35mm，由机械零件手册查的平键截面b×h=10mm×8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为了保证锥
齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为
7
6
H
k
，带轮与轴的周向
定位采用平键连接，按dⅤ-Ⅵ=42mm，由机械零件手册查的平键截面b×h=12mm ×8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为40mm，同时为了保证带轮与轴的配合有良好
的对中性，故选择锥齿与轴的配合为
7
6
H
k
，圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴
的周向定位是由过渡配合来。
1.1.
2.3 轴上倒角的尺寸
取轴端倒角为2×0
45。
1.1.3 小锥齿轴上的功率P 1、转速n 1和转矩T 1
若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=0.97，1η=0.61(电动机功率因数)，则
211P P η=η=0.55×0.61×2
0.97 kw ≈0.3157 kw
又 111
700238.0952min 2.94r
n n i ==⨯≈ 于是 1
110.31579550000
955000012661.6019238.0952
P T N mm N mm n ==⨯•≈• 1.1.4 求作用小锥齿轮上的力
因已知小锥齿轮的分度圆直径为
21 2.53690d mz mm ==⨯=
而 122212661.6019
281.368990
t T F N N d ⨯=
=≈ 0
0'''
tan tan 20281.3689103.4443cos cos80634n r t F F N αβ==⨯≈
0'''tan 281.3689tan 8063440.0921a t F F N β==⨯≈
圆周力t F ，径向力r F 及轴向力a F 的方向如图2所示 1.1.5 求小锥齿轴上的载荷
首先根据小锥齿轴的结构图（图1）做出轴的计算简图（图2）。在确定
轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。对于30209型圆锥滚子轴承，由手册
查得a=18.6mm 。因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=157.2mm ，L1=55.4mm 。根据小锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图2）。
从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面A 和截面B 是小锥齿轴的危险截面。现将计算出的截面A 处与截面B 处的Mh 、Mv 及M 的值列于表1与表2（参看图2）。 1212
12
()t h t h h F L L F L F F F •+=•=-
1380.5282h F N ⇒≈ 299.1592h F N = 15587.8388H M N mm ≈
12
12122
2'
()
2
r V V a V r a a a V F F F M F L F L L d M F F F =-+•=•+==
2'40.0921V F N ⇒= 1128.4231V F N ≈ 224.9788V F N ≈ 3926.6704v M N mm ≈- 1804.1447a M N mm ≈
2216074.8082H V M M M N mm =+≈
图2 轴的载荷分析图
表1 截面A
mm
mm
2Ha M M mm =+
955000012661.6019238.0952
N mm ⨯•
表2 截面 B
mm
mm
22H V M mm +≈
0.3157955000012661.6019238.0952
N mm ⨯•
1.1.6 按弯扭合成应力校核小锥齿轴的强度
进行校核时，通常只校核小锥齿轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截
面A 和危险截面B ）的强度。根据[]
1ca σσ-==
≤及表1和表2中的数据，以及小锥齿轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，
