所以最小轴径我们取大的值作为参考。
搅拌装置包括传动装置、搅拌轴和搅拌器，由电动机和减速器驱动搅拌轴，使搅拌器按一定转速旋转以实现搅拌目的。作为搅拌装置的主要零件之一的搅拌轴既要与搅拌器连接，又要与轴封装置以及轴承、联轴器等组成轴系，且须保证以一定转速回转，其设计计 算需考虑诸多因素。对于直径小于6m，高径比小于1.2的搅拌轴采用实心轴，底部可不加 轴承；对于直径大于6m，高径比大于1.2的搅拌轴采用空心轴，底部需加装轴承。此处设计为实心轴。在搅拌设备设计中，采用悬臂轴结构，以解决在采用底轴承和中间轴承结构时带来的安装检修困难、对中麻烦、在有磨损性颗粒物料造成轴承磨损、堵住咬死等问题。国内外搅拌设备也大量采用这种结构。在此也将其设计为悬臂轴。轴的结构形式如图4-2所示。
图4-2搅拌轴
（3）确定底间距
在确定搅拌轴尺寸之前我们还应确定搅拌轴距槽体底部的间距。底间距与搅拌器内径比值一般在0.05-0.3范围内选取。在浆型、浆径确定的前提下，该比值越小，固相完全离底部悬浮临界转速越小，有利于较少底部沉淀。因此，在满足底层浆轴向排量的前提下，该比值尽量取小值，在此取250mm。
(4）确定搅拌轴各段轴径及轴段长度
根据上面确定的最小轴径，我们将最小轴径定为50mm。
第I段轴轴段上因为要安装联轴器，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。
第II段为过渡段，其作用是方便螺母的安装，故不应过长，取其长度为5mm，其轴径为50mm。
第III段上安装了一个可拆卸螺母，由于其为非标准件，我们参考标准件的尺寸，将其设计为M56?2,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，其轴径为56mm。
第IV段为退刀槽，其深度一般为1-2mm，在此选1mm，所以该段轴径为54mm，其长度不需太长，取5mm即可。
第V段应与第III段轴径相同，其长度取24mm。
第VI轴的长度需考虑整体布局，可以选长些，所以将其定为2021mm，其轴径取60mm。 第VII段轴上需安装浆，已知浆宽为75mm，故此段轴长取100mm。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。浆与轴采用键与轴端挡圈固定，键型号b?h为16?10，长度56mm。
轴上倒角均为1?45? (5)搅拌轴的校核
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。
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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?vL4z?di?1li4i?4239530564?5544?24564?2121604?100504?11538.54（4-14） ?56.32mm
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。
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?104359.38.1?10?43.14?56.32324?0.26?/m （4-15）
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：?????
在此选取???为0.35?
因为?=0.26?
进行搅拌轴刚度校核后还应按临界转速校核搅拌轴的稳定性。当搅拌轴的转速达到轴的自振频率时会发生强烈振动，并出现很大弯曲，这时的转速称为轴的临界转速。轴在靠近临界转速运转时，常因强烈震动而损坏，或破坏轴封而停产，因此工程上要求搅拌轴的工作转速避开临界转速。通常把工作转速n低于第一阶ncr的轴称为刚性轴，要求n?0.7ncr；工作转速大于第一阶临界转速的轴称为柔性轴，要求n?1.3ncr。轴尚有第二、三阶临界转速，但一般搅拌轴的工作转速较低，很少达到第二、三阶临界转速。所以搅拌轴按临界转速的校核是很有必要的，此处按第一临界转速校核。
对于小型搅拌设备，由于轴径细，长度短，轴的质量小，因而往往把轴理想化为无质量的带有圆盘的转子系统来计算轴的临界转速。此时一般采用等效质量的方法，把轴本身的分布质量和轴上各个搅拌器的质量按等效原理，分别转化到一个特定点上，然后累加组成一个集中地等效质量。这样吧原来复杂多自由度轴系统简化为无质量轴上只有一个集中等效质量的单自由度问题。
搅拌轴为悬臂轴，其结构简图如图4-3所示。
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图4-3搅拌轴简图
1)搅拌轴及圆盘（搅拌器及附件）有效质量的计算 搅拌轴有效质量的计算：
刚性轴（不包括带錨式和框式搅拌器的刚性轴）的有效质量等于自身的质量加上轴附带的液体质量。
mLe?1?4dL1L1?S1?N02??2?????10?9 Kg （4-16）
圆盘（搅拌器及附件）有效质量的计算
刚性搅拌轴（不包括带錨式和框式搅拌器的刚性轴）的圆盘有效质量等于圆盘自身重量加上搅拌器附带的液体质量（附件附带的液体质量不计）。 mie?mi??ki?4Djihicos?i??102?9 Kg （4-17）
?ki——第i个搅拌器的附加质量系数，式中：按表4-3查得为0.27；
i个搅拌器直径，mm；
hi——第i个搅拌器的叶片宽度(见图4-4)，mm；
?——搅拌物料密度，kg/m；
3Dji——第
?s——轴材料密度，kg/m3；
a——悬臂轴两支点间距离，mm；
N0——空心轴内径与外径比值；
表4-3 搅拌器附加质量系数?k
叶片数 2 叶片角? 0（直叶） ?mi——搅拌器质量，kg； 图4-4浆叶简图
附加质量系数?k 0.31 19
2 3 3 4 4 6 6 ?45（斜叶） 0.31 0.27 0.17 0.29 0.29 0.53 0.30
?0（直叶） ?45（斜叶） ?0（直叶） 45（斜叶） ?0（直叶） ?45（斜叶） ?2）第一阶临界转速的确定
悬臂及跨间二轴段的直径是相等的，其作用集中质量的悬臂轴。轴有效质量mLe在末
1端S点处的相当质量W：
W?mLe?1140a2?231L1?a?99L1420?L1?a?22 Kg （4-18）
第i个圆盘有效质量mie在末端S点处的相当质量Wi： Wi?Li?LI2L1?L12?a??a??mie Kg （4-19）
在S点处所有相当质量的总和Ws:
m WS?W? ?W Kg （4-20）
ii?1具有m个圆盘的等直径悬臂轴的一阶临界转速?k:
.7dL nk?11421E1?N0L12?4??L1?a?Ws r/min （4-21）
在该设计中：m=1；i=1；dL?d1=50mm；L1?2.2?0.25?1.95m；a=260mm；
1?s=7.85?10kg/m；?=1?10kg/m；hi=75mm；Dji=750mm；E=206Gpa；
3333联立式（4-16）-（4-21），并将上述数据代入，得：?k=95.8 r/min;轴的转速n与临界
转速?k的比值应满足表4-4所示。
表4-4 搅拌轴的抗振条件
刚性轴 搅拌介质 搅拌器 20
柔性轴 高速搅拌器 叶片式搅拌器
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