减速齿轮箱低速轴轴设计与计算：

1.已知条件
低速轴传递的功率，转速，小齿轮分度圆直径，齿轮4分度圆直径，齿轮宽度，转矩。
2.选择轴的材料及热处理方法
因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理。HB217～255
=650MPa    =360MPa   =280MPa
3.初算轴径
查表，取，则

轴与联轴器处有一个键槽，应增大，则轴段最细处直径为
4.结构设计
轴承部件的结构设计   
轴的初步结构设计及构想如下图所示：
 
按轴上零件的安装顺序，从初开始设计。
 （1）联轴器与轴段1的设计
该段轴上安装联轴器，其设计应与联轴器的选择同步进行。
为补偿联轴器所连接的两轴的的安装误差，隔离震动，选用弹性柱销联轴器，查表，取,则计算扭矩为
 
查表GB/T5014-2003，其中LX4符合条件，公称转矩为2500N/m，许用转速为3870r/mi，轴孔范围为40—63mm取联轴器毂孔直径为50mm，轴孔长为84mm，则相应的轴段1的直径为，其长度略小于毂孔长度，取
（2）密封圈与轴段2的设计
在确定轴段2的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定与轴承盖密封圈的尺寸。联轴器用轴肩定位，轴肩高度为，轴段2的直径为，最终油密封圈确定该处选用毡圈密封，查表，选毡圈直径为60mm，则
（3）轴承与轴段3与6的设计
考虑轴上有轴向力的存在，故选择角接触球轴承，。轴承采用正装。轴段3与6上安装轴承，其直径既应便于轴承安装，又符合轴承直径系列，初选7313 AC，基本参数为，内经定位轴肩为，外径定位直径为，轴上力作用点与轴承大端面距离为a=41.5mm，故
轴承采用脂润滑，需要用挡油环，。
（4）齿轮与轴段5的设计
为便于齿轮安装，应略大于轴段5的直径，取为齿轮4轮毂宽度范围为，齿轮宽度为，取其与齿毂宽度相等，其左端采用轴肩定位，右端采用套筒定位，为使套筒能够顶到齿轮的断面，轴段5的长度应比齿轮长度略短，取其为。
（5）轴段4的设计
该轴段为齿轮提供定位和固定作用，轴肩高度为，取h=5mm，则轴段4的直径为，齿轮右端面距箱体内壁之间的距离为，则轴段4的长度为
（6）轴段2与轴段6的长度
轴段2的长度不仅与轴上零件有关，海域轴承座宽度及轴承端盖等零件有关，轴承端盖连接螺栓为GB/T 5781 M82.5，取联轴器轮毂断面与轴承端盖外端面的距离为，则有
 
 
（7）轴上力作用点之间的间距
 
 
 
 
5键连接
联轴器与轴段1及齿轮4与轴段5均采用A型普通平键连接，查表，选取键  键
6 轴的受力分析
（1）轴的受力简图如下：
 
各齿轮受力大小如下：
则各力为：
 
 
 
（2）计算支承反力
在水平面上，由
 
 
 
得       
弯矩为：
a-a剖面左侧     
a-a剖面右侧     
在垂直面上，由
 
 
得       
则     
a-a剖面     
合成弯矩为：
a-a剖面左侧     
a-a剖面右侧     
扭矩为        
画弯矩转矩图如下：
 
7校核轴的强度
进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即a--a截面），取扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为
 
前已选定轴的材料为45钢，调制处理，由表查得，因此，故该轴强度满足条件，安全。
8  校核键的强度
联轴器处键连接的挤压应力为
 
齿轮4处键连接的挤压应力为
 
 
查表得
 
故两处键强度足够
9  校核轴承寿命
（1）计算轴承的轴向力
由轴承7313AC，查表得e=0.68，C=89.8KN
轴承受力图如下：
 
则轴承1与2的派生轴向力分别为：
 
 
由于，
则轴承1为紧边，轴承2 为松边。
则轴承1与2所受轴向力分别为：
 
（2）计算轴承的当量动载荷
由
取     
则  
由
取     
则  
（3）校核轴承寿命
轴承在100度以下工作，查表得
查表得     则轴承寿命为
 
减速齿轮箱预期寿命为：
 
 
因此轴承寿命足够。
经结构绘图设计得出，各轴段长度如下图所示：
 
 
经结构绘图设计得出，选用各轴承系列过大，现中间轴，高速轴，低速轴轴承分别改为7209AC  7208AC和7213AC，轴承寿命满足三年检修原则，故选择合理。