为2850r/min，符合要求，故选用此种型号的联轴器。
4.2轴的设计
4.2.1传动轴的设计
（1）按扭矩强度条件确定最小轴径
对于传动轴而言其仅仅承受扭矩的作用，故可按扭转计算其强度。在做轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴径，对于不大重要的轴也可作为最后的计算结果。轴的扭转强度条件为：
TWT9550000?P3 τ
式中：τ
=T0.2dn?[τT（4-7） ]
T——扭转切应力，MPa；T—
轴所受的扭矩，N?mm；WT——轴的抗扭
截面系数，mm3；n ——轴的转速，r/min；P——轴传递的功率，kw；d——计算截面处轴的直径，mm；[τT]——许用扭转切应力，MPa，见文献[1]中表4-1。
表4-1部分材料[τT轴的材料 Q235-A、20 [τTQ275、35（1Cr18Ni9Ti） 20~35 135~112 ]及A0值 45钢 25~45 126~103 40Cr、35SiMn 38SiMnMo、3Cr13 35~55 112~97 ]/MPa A015~25 149~126 注：1）表中[τT]值是考虑影响而降低了的许用扭转切应力。
2）在下述情况时，[τT]取较大值，A取较小值；弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较
0平稳或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只做单向旋转；反之，[τT]取较小值，A取较大值。
由上式可得轴的直径d?95500000.2??T9550000P300.2??T?n?955000030.2??T?3Pn?A03Pn （4-8）
式中A= 30? 轴材料为45钢，由上表可得[τT]=20~35，A=126~103，取A=126。
00 d?9550000P30.2??T?n?955000030.2??T?3Pn?A03Pn?126?34.04?0.95?0.980（4-9） ?44.2mm
（2）确定传动轴的各段轴径及轴段长度
已知轴的最小直径为44.2mm，在此初步取为50mm。然后根据最小轴径逐一确定各轴段直径。有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。安装标准件部位的轴径，应取为相应的标准值及所选配合的公差。
为了使齿轮、轴承等有配合要求的零件装拆方便，并减少配合表面的擦伤，在配合轴段前应采用较小的直径。为了使与轴做过盈配合的零件易于装配，相配轴段的压入端应制
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出锥度；或在同一轴段的两个部位上采用不同的尺寸公差。确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时还要保证零件所需的装配或调整间隙。轴的各段长度主要是根据各零件与轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件间必要的空隙来确定的。根据以上原则，传动轴的结构图如下所示。
图4-1传动轴
第I段轴轴段上需要安装联轴器，根据已选择的YL11型凸缘联轴器查得其孔径为50mm，与初步确定的最小轴径吻合，故取第一段轴径为50mm。联轴器轴孔长度为84mm，为了保证轴向定位可靠，与联轴器零件相配合的轴段长度一般应比其轴孔长度短2-3mm，故第一段轴长取82mm。联轴器采用平键进行轴向固定。
第II段轴的作用相当于轴肩，其作用是联轴器的轴向定位，轴肩高度一般为2-3mm，故轴径取为56mm，其长度不需太长，在此取5mm。
由于第IV段轴上需安装轴承，由于圆锥滚子轴承既能承受轴向力由能承受轴向力，符合要求，所以选用此种轴承。根据前面选取的轴径大小，轴承可选的合适尺寸有60mm和65mm两种。若选取内径为60mm的轴承，会造成各轴段直径过于接近，故第III段轴选取的轴径应大些，在此选取为70mm。
第IV段轴上安装的轴承在文献[2]中查GB/T297-94选取型号为7213E型的圆锥滚子轴承。其内径为65mm，外径为120mm，T=24.75mm。圆锥滚子轴承内外圈均需固定，内圈用轴套加螺母固定，外圈用透盖固定。由于轴套不是标准件，其长度定为10mm。由于内圈还有圆螺母固定，而轴承加轴套长度不为整数，所以轴长可以稍微比其总长度稍短些，取33mm。
在选取轴承后，就可以确定第三段轴上安装的透盖的尺寸，从而确定第三段轴长。由于轴承外径为120mm，故可确定固定透盖的螺钉直径d为10mm。根据文献[2]可知e=1.2d=12mm，而m由结构确定，此处选取为20mm，因此第三段轴长定为45mm。
第V段轴上需安装一个圆螺母来固定轴承内圈。根据第四段轴径大小，在文献[2]中查GB812-88，初步选取型号为M64?2的圆螺母，其厚度为12mm。由于该段轴上有螺纹，为减小应力集中造成的影响，故不能太长，定其长度为30mm。
由于轴肩高度一般为2-3mm，故第VI段轴径取为60mm。轴上同样需要安装轴承，由于圆锥滚子轴承一般成对使用，故此段轴上也安装圆锥滚子轴承。在文献[2]中查GB/T297-94选取型号为7212E型，其内径为60mm，外径为110mm，T=23.75mm，符合要求。轴承外圈靠机架固定，内圈同样采用轴套加圆螺母的形式固定。此段轴的长度需考虑整体布局，可以选长些，所以将其定为230mm。
第VII段轴上需安装圆螺母固定轴承内圈，在文献[2]中查GB812-88，初步选取型号为M56?2的圆螺母，其厚度为12mm。同样为减小应力集中造成的影响，定其长度为30mm，轴径为56mm。
第VIII段为过渡段，其作用是方便圆螺母的安装，故不应过长，取其长度为5mm。考虑到对中性和便于调整，轴两端的轴径一般应相同，故其轴径为50mm。
第IX段轴因为要安装联轴器，根据我们之前选择的TL8型弹性联轴器查GB4323-84得其孔径为50mm，锥度为1:10，孔长112mm.。为了保证轴向定位可靠，与联轴器零件相配合的轴段长度一般应比其轴孔长度短2-3mm，故第一段轴长取110mm。
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轴上倒角均为1?45? （3）传动轴的校核
由于之前就是通过轴的扭矩强度来确定轴的最小轴径，故不用再进行轴的强度校核，只需进行其刚度校核。
轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。故进行轴的刚度校核是十分重要的。轴的弯曲刚度以饶度或偏转角来度量；扭转刚度以扭转角来测量。轴的刚度校核计算通常是计算出轴在受载时的变形量，并控制其不大于允许值。常见的轴若是光轴，可直接用材料力学中的公式计算，若是阶梯轴，如果对计算精度要求不高，则可用当量直径法做计算。在此就采用这种方法计算。当量直径d为
v d?vli4z?di?1li4i?565482504?5564?45704?33654?30644?230604?30564?11538.54 ?49.74mm（4-10）
式中：li——阶梯轴第i段的长度，mm；di——阶梯轴第i段直径，mm；L——阶梯轴的计算长度，mm；z——阶梯轴计算长度内的轴段数。
（4-11）
轴的扭转刚度校核用每米长的扭转角?来表示。圆轴扭转角?[单位为（?）/m]的计算公式为
??5.73?104TGIp?5.73?1044348.1?10?43.14?49.74324?0.57?/m （4-11）
式中：T——轴所受的扭矩，N?mm；
G——轴的材料的剪切弹性模量，Mpa，对于钢材，G=8.1?104Mpa； Ip——轴截面的极惯性矩，mm，对于圆轴，Ip?4?d324。
轴的扭转刚度条件为：?????
关于扭转角的选择应按实际情况而定，一般有如下规定： （1） 在精密稳定的传动中，[φ]?可选取
14~
1（2） 在一般传动和搅拌轴的计算中科选取~1°；
221°；
（3） 对精度要求低的传动中可选取[φ]? >1°。 在此选取???为1°
因为?=0.57°
4.2.2搅拌轴设计
按搅拌轴的传递功率、轴强度、轴刚度以及临界转速来分别计算轴的最小直径，取计算值中较大值作为轴的最小直径。在此选择轴强度和扭转变形来确定搅拌轴最小直径。
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（1）按扭矩强度条件确定最小轴径
搅拌轴工作中承受扭转和弯曲联合作用，但以扭转作用为主。所以工程应用中常按扭转作用进行近似计算，在做轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴径，对于不大重要的轴也可作为最后的计算结果。轴的扭转强度条件为：
TWT9550000?P3τ
T=
0.2dn?[τT]
式中：τT——扭转切应力，MPa；T—轴所受的扭矩，N.mm；WT——轴的抗扭截面
系数，mm3；n ——轴的转速，r/min；P——轴传递的功率，kw；d——计算截面处轴的直径，mm；[τT]——许用扭转切应力，MPa，见文献[1]中表4-2。
表4-2部分材料[τ轴的材料 [τ]/MPa A0 T]及A0值 Q235-A、20 Q275、35（1Cr18Ni9Ti） 15~25 149~126 20~35 135~112 45钢 25~45 126~103 40Cr、35SiMn 38SiMnMo、3Cr13 35~55 112~97 T注：1）表中[τT]值是考虑影响而降低了的许用扭转切应力。
2）在下述情况时，[τT]取较大值，A取较小值；弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较
0平稳或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只做单向旋转；反之，[τT]取较小值，A取较大值。
由上式可得轴的直径d?95500000.2??T9550000P300.2??T?n?955000030.2??T?3Pn?A03Pn 式中A= 30? 轴材料为45钢，由上表可得[τT]=20~35，A =126~103，取A =126。
00 d?9550000P30.2??T?n?955000030.2??T?3Pn?A03Pn?126?33.0180 ?42.2mm （4-12）
（2）按扭转变形计算搅拌轴的最小轴径
Mmax44 dmin?155.4????G?1?N0?4?155.4?80?49.02mm （4-13） 40.35??8.1?109553?3.01式中：???——轴的许用扭转角，对于悬臂轴????0.35?/m； Mmax——搅拌轴传递的最大扭矩，Mmax?9553Pn，N?m；
G——搅拌轴材料的剪切弹性模量，对于钢材G=8.1?104Mpa； N0——空心轴内径与外径之比。
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