齿轮箱毕业设计方案.doc

3.2齿轮结构设计及计算
3.2.1高速级齿轮设计
3.2.1.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
1)按题目传动方案选择圆柱齿轮传动
2)运输机为通常工作机器，速度不变，所以选择8级精度
3)材料选择由表11-1选择
小齿轮用45号钢调质，齿面硬度为260HBS ;;
大齿轮用45号钢正火，齿面硬度为200HBS ;;
由表11-5取；；

按齿面接触强度设计计算
由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数
小齿轮上转矩
由表11-4取；；
mm
选小齿轮齿数为，则，则实际传动比
模数
；按表4-1取
实际，
中心距；
齿宽；故取；=+(5~10)mm
故取
8) 验算齿面接触强度
查图11-8得Y=2.76 Y=2.24
由图11-9得Y=1.57 Y=1.82
故安全
9) 齿轮圆周速度 ；
选8级制造精度是合宜
3.2.2低速级齿轮设计:
3.2.2.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：
1.按题目传动方案选择直齿圆柱齿轮传动
2.运输机为通常工作机器，速度不变，所以选择8级精度
3.材料选择由表11-1选择
小齿轮用45号钢调质，齿面强度为260HBS ；
大齿轮用45号钢正火，齿面强度为200HBS ；
4.由表11-5取;；

5.按轮齿弯曲强度设计计算
由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数
小齿轮上转矩
选小齿轮齿数为，则，则实际传动比
7.模数
；故取
则分度圆直径；；
8.中心距
齿宽；故取；
9.验算齿面接触强度
查图11-8得Y=2.65 Y=2.25
由图11-9得Y=1.63 Y=1.77

齿轮圆周速度；
选8级制造精度是合宜
四、箱体设计及说明：
减速器箱体结构尺寸(mm)
名称
符号
计算公式
结果
箱座厚度

9
箱盖厚度

8
箱盖凸缘厚度

12
箱座凸缘厚度

14
箱座底凸缘厚度

23
地脚螺栓直径

地脚螺钉数目

4
轴承旁联接螺栓直径

箱盖和箱座联接螺栓直径

轴承端盖螺钉直径

M10
窥视孔盖螺钉直径

定位销直径

9
连接螺栓间距

，，至外箱壁距离

课程设计表4-1

，，至凸缘边缘距离

课程设计表4-1

外箱壁至轴承座端面距离

50
大齿轮顶圆和内箱壁距离

15
齿轮端面和内箱壁距离

12
箱盖，箱座肋厚

7,8.5
轴承端盖外径

轴承旁联结螺栓距离

105（1轴）
105（2轴）
120（3轴）

五、轴设计计算及校核
5.1高速轴
5.1.1初步确定轴最小直径
选择轴材料为45钢，调质处理。依据表14-2，取[τ]=40MPa,，于是

d取18mm
5.1.2求作用在齿轮上受力圆周力
径向力
5.1.3轴结构设计
5.1.3.1确定轴上零件装配方案

1. 输出轴最小直径显然是安装V带直径（如上图），依据轴最小直径计算，和查阅书籍，故6段b1为30mm,d1为17mm。
2. 依据v带轴向定位要求d5取为25mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定，b2为60mm.
3. 角接触轴承段，d3取为25mm,轴承型号为7206AC，档油环及装配关系等确定，b3为25mm。
4. 过渡轴段，考虑轴肩定位，故取d4为30mm,由装配关系，确定该段b4为77mm
5. 5为高速级齿轮轴段，b5为50mm。
6. 角接触轴承段和3相同，d2为25mm，b2为29mm。
5.1.4求轴上载荷
1．求垂直面支承反力

2．求水平面支承反力

3.F力在支点产生反力

4．绘垂直面弯矩图

5．绘水平面弯矩图

6.F力产生弯矩

7．合成弯矩图

8．轴转矩
9．求危险截面当量弯矩
从图中能够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为

10．计算危险截面处轴直径
轴材料为45号钢，调质处理。由表14-1查得
由表14-3查得 则

考虑到键槽对轴减弱，将d增加大
故
所以 高速轴安全合理
载 荷
水平面H
垂直面V
支承反力F

弯矩M

总弯矩

扭矩T

弯矩图图所表示

5.2中间轴：
5.2.1初步确定轴最小直径:
选择轴材料为45钢，调质处理。依据表15-3，取C=110，于是得

5.2.2求作用在齿轮上受力:
1.作用在大齿轮：
圆周力
径向力
2.作用在小齿轮：
圆周力
径向力 N
5.2.3轴结构设计:
5.2.3.1确定轴上零件装配方案

1. 角接触轴承段处，d1取为35mm,轴承型号为7027AC，b1为41mm
2. 低速级小齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d2为50mm，b2为60mm。
3. 轴环，依据齿轮轴向定位要求取d3为45mm，b3根据要求取为10mm。
4. 高速级大齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d4为50mm，b4为18mm.。
5. 角接触轴承段同1相同，d5为40mm，b5为15mm。
5.2.4求轴上载荷:
1．求垂直面支承反力

2．求水平面支承反力

3．绘垂直面弯矩图

4．绘水平面弯矩图

5．合成弯矩图

6．轴转矩
9．求危险截面当量弯矩
从图中能够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为

10．计算危险截面处轴直径
轴材料为45号钢，调治质处理。
由表14-1查得
由表14-3查得

考虑到键槽对轴减弱，将d增加大
故
所以 中间轴安全合理
载 荷
水平面H
垂直面V
支承反力F

弯矩M

总弯矩

扭矩T

弯矩图如上图所表示

5.3低速轴
5.3.1 初步确定轴最小直径
选择轴材料为45号钢，调质处理。依据表15-3，取C=118，于是得

所以，取最短直径为30mm

5.3.2求作用在齿轮上受力
圆周力
径向力
5.3.3.1确定轴上零件装配方案

1. 输出轴最小直径显然是安装联轴器处轴直径（如上图），为了使所选轴直径和联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。联轴器计算转矩，查表17-1，考虑到转矩改变很小，故取1.3，则 转矩。根据计算转矩应小于联轴器公称转矩条件，查手册145页，选择凸缘联轴器GYS5，其公称转矩为400N。半联轴器和轴配合毂孔长度=112mm ,轴孔直径为40mm，故1段b1为110mm,d1为40mm
2. 密封处轴段，依据联轴器轴向定位要求，和密封圈标准（采取毡圈油封）故d2取为43mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定，b2为60mm.
3. 滚动轴承处段，d3取为43mm,轴承型号为7026AC，由滚动轴承，档油环及装配关系等确定，b3为16mm
4. 过渡轴段，考虑挡油环轴向定位，故取d4为56mm,由装配关系，箱体结构等确定该段b4为83.1mm
5. 轴环，依据齿轮轴向定位要求取d5为58mm，b5根据要求取为12mm。
6. 低速级大齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d6为52mm，b6为57mm.。
7. 滚动轴承段同3相同，d7为50mm，b7为41.5mm。
5.3.4求轴上载荷
1．求垂直面支承反力

2．求水平面支承反力

3．绘垂直面弯矩图

4．绘水平面弯矩图

5．合成弯矩图

6．轴转矩
7．求危险截面当量弯矩
从图中能够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为

8．计算危险截面处轴直径
轴材料为45号钢，调治质处理。由表14-1查得
由表14-3查得 则

考虑到键槽对轴减弱，将d增加大
故
所以 低速轴安全合理
载 荷
水平面H
垂直面V
支承反力F

弯矩M

总弯矩

扭矩T

弯矩图图所表示

六、键选择和校核
6.1低速轴键选择
低速轴转矩
查表11-26
和联轴器联接处键为键
和齿轮接处键为键
6.2中间轴键选择
中间轴转矩
查表11-26
和小齿轮联接处键为键
和大齿轮联接处键为键
6.3高速轴键选择
中间轴转矩
查表11-26
和带轮联接处键为键
七、滚动轴承选择及校核
7.1低速轴轴承
取7010AC ， 。
1．先计算轴承载荷、内部轴向力

则1为紧端,2为松端

当量动载荷
7.2中间轴轴承
取7006AC， 。
1．先计算轴承载荷、内部轴向力

内部轴向力
则轴承1为松端
轴承2为紧端
计算轴承1,2当量动载荷

则
2.计算轴承寿命为Lh
轴两端所选为同尺寸轴承，今故应以轴承1径向当量动载荷P2为计算依据。受中等冲击载荷 查表16-9得，工作温度正常 查表16-8得

3.查得：轴承径向基础额定动载荷.7.3高速轴轴承
取7005AC， 。
1．先计算轴承载荷、内部轴向力

轴向力
则轴承1为松端
轴承2为紧端
计算轴承1,2当量动载荷

则
2.计算轴承寿命为Lh
今故应以轴承2径向当量动载荷为计算依据
受中等冲击载荷 查表16-9得，工作温度正常 查表16-8得

3.查得：轴承径向基础额定动载荷