机械设计 汽车齿轮箱
工程力学案例分析
2 桥梁工程师需要运用力学原理来设计桥 梁的结构，以确保桥梁的强度和稳定性
3 例如，工程师需要考虑梁的弯曲和扭曲， 以及桥墩的抗压和抗拉能力
4 此外，他们还需要考虑风载、地震等因 素对桥梁的影响
案例一：桥梁设计
问题描述
假设我们正在设计一 座悬索桥。悬索桥是 一种由两边的钢缆支 撑着桥面的桥梁。我 们需要注意哪些力学 问题？
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目录
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2
3
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引言
案例一：桥梁设计 案例二：机械设计
结论
1
引言
引言
工程力学是工程学中一门非常 重要的学科，它涉及到各种工 程结构的强度、刚度、稳定性
和寿命等航天、材料科学等领域都有广
泛的应用
下面我们将分析几个工程力学 的实际应用案例
2
案例一：桥梁设计
案例一：桥梁设计
设备的强度、刚度和稳定性
例如，在设计和优化汽车结构时，
03
工程师需要考虑车辆受到的冲击力、
弯曲力、扭曲力等
案例二：机械设计
问题描述
假设我们正在设计一个高速运转的齿轮箱。 齿轮箱是一种由齿轮组成的机械设备，用于 传递运动和动力。我们需要注意哪些力学问 题？
案例二：机械设计
分析
齿轮的接触强度：齿轮在运转过 程中会受到很大的接触应力。如 果接触应力超过齿轮材料的极限 ，可能会导致齿轮破裂或损坏。 因此，工程师需要确保齿轮有足 够的接触强度来承受运转过程中 的负载
齿轮的弯曲强度：除了接触强度外 ，齿轮还需要承受弯曲应力。弯曲 应力是由于齿轮在运转过程中受到 周期性的负载而产生的。如果弯曲 应力超过齿轮材料的极限，可能会 导致齿轮弯曲或扭曲。因此，工程 师需要确保齿轮有足够的弯曲强度 来承受运转过程中的负载
齿轮箱的工作原理
齿轮箱的工作原理
齿轮箱是一种机械设备，常用于将输入轴的运动转化为输出轴的运动，以便改变或调节旋转速度、方向和力。
它由一系列的齿轮和轴承组成。
工作原理：当输入轴转动时，它会带动一组齿轮进行旋转。
这组齿轮中的每个齿轮都有不同的大小和齿数。
通过选择不同大小和齿数的齿轮来匹配输入轴的转速和输出轴的输出要求。
在齿轮箱中，齿轮之间通过齿轮齿根和齿间的啮合来传递动力。
当输入轴转动时，齿轮之间的啮合会产生一个相应的转矩。
其中，小齿轮转动较快，产生的转矩较小，而大齿轮转动较慢，产生的转矩较大。
通过设计和组合不同大小的齿轮，齿轮箱可以实现不同的功能，如速度减小、速度增加、轴向旋转（转向）以及转动方向改变等。
这是通过改变齿轮轴的排列和齿轮的大小来实现的。
齿轮箱在许多机械设备中广泛应用，如汽车、机床和工业机器人等。
它们能够提供可靠的力和运动传递，从而使这些设备能够正常工作。
齿轮箱的工作原理能够满足不同工作要求，并在机械传动中起到至关重要的作用。
齿轮箱 原理
齿轮箱原理
齿轮箱是一种机械传动装置，主要用于调节转速和转矩。
它由一组齿轮组成，齿轮间通过啮合传递动力。
齿轮箱的工作原理基于齿轮的啮合运动。
当驱动轴转动时，通过齿轮的啮合作用，将动力传递给驱动轴上的齿轮。
不同大小的齿轮之间通过啮合起到调整转速和转矩的作用。
在齿轮箱中，通常有输入轴和输出轴。
输入轴是来自动力源的旋转部件，输出轴则是接收转动输出的部件。
通过不同大小的齿轮组合和啮合方式，齿轮箱可以实现不同的工作需求。
常见的齿轮箱类型有直齿轮箱、斜齿轮箱、行星齿轮箱等。
直齿轮箱通常由平行轴齿轮组成，适用于较小的转速和转矩传递；斜齿轮箱则由斜齿轮组成，适用于转速较高或转矩较大的场合；行星齿轮箱则采用了多组齿轮的结构，可以实现更大的变速比和更高的输出转矩。
齿轮箱的优点是传动效率高、传动比可调、结构紧凑等。
然而，它也存在一些缺点，如价格较高、有一定的噪音和振动等。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择适合的齿轮箱类型。
总之，齿轮箱通过齿轮的啮合运动实现转速和转矩的调节，是一种常用的机械传动装置。
不同类型的齿轮箱适用于不同的工作需求，选择合适的齿轮箱对于实现高效的传动至关重要。
齿轮箱设计步骤
（类型、额定功率、转速） 类型、额定功率、转速）
2、计算总传动比和分配各级传动比
3、带传动设计
从而获得较准确的减速器传动比，确定各轴转速和转矩。
确定减速器各轴转速、 4、确定减速器各轴转速、转矩和功率
5、传动零件设计计算
6、总装配图的设计
传动零件、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零 件的结构和尺寸随这些零件确定。绘制装配图时先 画主要零件，后画次要零件；由箱内零件画起，逐 步向外画；已确定轮廓为主。
10） 10）零件编号及明细表
7、绘制轴和齿轮的零件图
8、编写设计说明书和装订
6、总装配图的设计
1）确定箱内传动件轮廓及相对位置
首先画出箱内传动件的中心线、齿顶圆、节圆、轮缘及轮毂宽等轮廓线。
2）箱体内壁位置的确定
3）视图布置和底图初绘
4）轴的结构设计
5）轴系零件的验算
轴、轴承和键连接的校核验算
6）绘制箱体和附件结构
齿轮箱在汽车中的应用
齿轮箱在汽车中的应用
齿轮箱是根据单元结构模块化设计原理，大大的减少了零部件种类，适合大规模生产及灵活多变的选型。
在汽车部件中也被称为变速箱（即变速器）。
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
它的作用是：
1、在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。
由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。
例如在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在50km/h左右。
空车在平直的公路上行驶时,行驶阻力很小,则当满载上坡时,行驶阻力便很大。
而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。
2、实现倒车行驶
汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要能倒退行驶,因此,往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
3、实现空档
当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。
例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。
变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构,实现变速器传动比的变换,即实现换档,以达到变速变矩。
机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。
简单的说,变速箱内有多组传动比不同的齿轮副,而汽车行驶时的换档行为,也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。
如在低速时,让传动比大的齿轮副工作,而在高速时,让传动比小的齿轮副工作。
齿轮箱结构设计
齿轮箱结构设计一、引言齿轮箱是机械传动中常用的一种装置，其结构设计直接关系到机械传动性能的稳定性和可靠性。
本文旨在介绍齿轮箱结构设计的基本原则和具体步骤。
二、齿轮箱结构设计的基本原则1.功能需求明确。
在进行齿轮箱结构设计时，首先需要明确其功能需求，即要传递多大的功率、扭矩等参数，以及需要满足哪些工作条件。
2.合理选材。
选材要考虑受力情况、使用环境等因素，选择合适的材料可以提高齿轮箱的寿命和可靠性。
3.合理布局。
布局要考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度，以及方便维修保养等因素。
4.合理配重。
齿轮箱内部各个部件之间应该平衡分布重量，避免出现过大偏差而导致振动或噪音等问题。
5.优化设计。
在满足功能需求和可靠性前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
三、齿轮箱结构设计步骤1.确定传动比和工作条件。
根据机械传动的要求，确定齿轮箱的传动比和工作条件，如转速、扭矩、功率等参数。
2.选择齿轮类型和材料。
根据传动比和工作条件，选择合适的齿轮类型和材料，如斜齿轮、直齿轮等，以及钢、铜等材料。
3.确定布局方案。
根据选定的齿轮类型和材料，设计出合理的布局方案，并考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度。
4.进行强度计算。
根据选定的材料、布局方案以及工作条件等因素，进行强度计算，并检查是否满足要求。
5.优化设计。
在满足强度要求前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
6.进行模拟分析。
使用相关软件对齿轮箱进行模拟分析，检查其在不同工况下的性能表现，并进行必要调整。
7.制作样品并试验验证。
制作出样品后进行试验验证，并对其性能表现进行评估。
四、常见齿轮箱结构设计问题及解决方法1.噪音过大：可能是由于齿轮间隙不合理、齿轮配合不良等问题引起的。
解决方法是重新设计齿轮间隙、优化齿轮配合。
2.寿命过短：可能是由于材料选择不当、强度计算不准确等问题引起的。
解决方法是重新选择材料、进行精确的强度计算。
3.体积过大：可能是由于布局不合理、部件过多等问题引起的。
《机械设计》第3章_机械零件的强度(正式)
2.最小应力 s min s m s a
3.平均应力
sm
s max
s min
2
4.应力幅
sa
s max
s min
2
5.应力循环特性
s min s max
第三章 机械零件的强度
(a)非对称循环变应力
(b)脉动循环变应力
(c)对称循环变应力
疲劳曲线
s max
s min
2
sa
s max
s min
2
r s min
s max
1 r 1 (r 0)
smax
sm
0
t
sm
sa
s max
2
s min 0
r0
sa= smax
0
t
smin
sm 0
s a s max s min
r 1
二、应力的描述
第三章 机械零件的强度
稳定循环变应力的基本参数 共有５个基本参数，知其２就能求其他
应力循环特性 r 一定的条件下，记录出在 不同最大应力σmax下引起试件疲劳破坏所经历 的应力循环次数N，即可得到σ-N疲劳曲线 。
静应力强度（AB段）：N≤103， σmax几乎不 随N变化，可近似看作是静应力强度。
(ND,σr∞)
低周疲劳（BC段）：N↑→ σmax↓。C点对应 的循环次数约为104。
（非周期变化）
循环变应力
（周期变化）
符合统计规律
稳定循环变应力
（等幅变应力）
非稳定循环变应力
（变幅变应力）
非对称循环变应力 对称循环变应力 脉动循环变应力
s
1、非循环变应力 符合统计规律
汽车齿轮箱的热处理与润滑性能优化
汽车齿轮箱的热处理与润滑性能优化汽车作为现代社会重要的交通工具，其性能和可靠性在很大程度上取决于各个零部件的质量和性能。
齿轮箱作为汽车传动系统的关键组成部分，承担着传递动力、改变转速和扭矩的重要任务。
而齿轮箱的性能不仅取决于其设计和制造工艺，热处理和润滑性能的优化也起着至关重要的作用。
一、汽车齿轮箱的工作原理与重要性汽车齿轮箱通过不同齿数的齿轮组合，实现了对发动机输出转速和扭矩的调整，以适应不同的行驶条件和需求。
例如，在起步时需要较大的扭矩，而在高速行驶时则需要较高的转速。
齿轮箱中的齿轮在工作时相互啮合，承受着巨大的载荷和摩擦。
齿轮箱的正常运行对于汽车的性能、燃油经济性和驾驶舒适性都有着直接的影响。
如果齿轮箱出现故障，可能会导致车辆失去动力、异响、换挡困难等问题，严重影响行车安全和可靠性。
二、汽车齿轮箱的热处理（一）热处理的目的热处理是通过对齿轮材料进行加热、保温和冷却等操作，改变其组织结构和性能，以提高齿轮的强度、硬度、耐磨性和疲劳寿命。
（二）常见的热处理方法1、渗碳淬火将齿轮放入含有碳的介质中加热，使碳原子渗入齿轮表面，然后进行淬火处理。
渗碳淬火可以使齿轮表面获得高硬度和耐磨性，而心部仍保持较好的韧性。
2、感应淬火利用电磁感应原理，在齿轮表面产生涡流加热，然后迅速冷却。
感应淬火可以实现局部淬火，减少变形，提高生产效率。
3、调质处理先对齿轮进行淬火，然后高温回火。
调质处理可以获得较好的综合力学性能，提高齿轮的强度和韧性。
（三）热处理工艺的优化1、精确控制加热温度和时间加热温度和时间的精确控制对于获得理想的组织结构至关重要。
过高的温度或过长的加热时间可能导致晶粒粗大，降低材料性能；而过低的温度或过短的加热时间则可能无法达到预期的效果。
2、优化冷却方式选择合适的冷却介质和冷却速度，可以有效地控制相变过程，减少内应力和变形，提高齿轮的尺寸精度和性能。
3、后续回火处理淬火后的回火处理可以消除内应力，改善韧性，提高齿轮的抗疲劳性能。
齿轮箱用途
齿轮箱用途齿轮箱是一种广泛应用于机械设备中的重要部件，其作用是将动力传递给各个部件以实现机械设备的正常运转。
齿轮箱具有多种用途，下面将从几个常见的角度来介绍。
齿轮箱在汽车行业中扮演着重要的角色。
在汽车中，齿轮箱负责将发动机的动力传递给车轮，使汽车能够行驶。
齿轮箱能够根据不同的道路情况和驾驶需求，调整传动比，使车辆在不同的速度和扭矩下得到最佳的驱动性能。
同时，齿轮箱还能通过多档位的设计，使汽车在不同的速度下保持平稳的运行，并提供较大的扭矩输出。
因此，齿轮箱在汽车行业中被广泛应用，是实现汽车动力传递的核心部件。
齿轮箱在工程机械领域也有着重要的应用。
工程机械通常需要承受较大的负荷和冲击，因此对传动系统的可靠性和耐久性要求较高。
齿轮箱作为工程机械的重要组成部分，能够通过合理的设计和选材，提供稳定可靠的动力输出。
例如，挖掘机的旋转机构中的齿轮箱，能够通过齿轮的精确啮合，实现旋转平稳、定位精确的功能。
同时，齿轮箱还能够通过设计不同的传动比，使工程机械在不同的工况下均能发挥最佳性能。
齿轮箱还应用于电力设备领域。
在发电厂中，齿轮箱常用于连接汽轮机和发电机，将汽轮机的旋转运动转化为电能。
齿轮箱通过精确的齿轮啮合，实现高速旋转到低速大扭矩的转换，确保发电机的稳定运行。
齿轮箱的设计和制造要求较高，需要保证高效传动的同时，还要能够承受较大的负荷和冲击。
齿轮箱作为一种重要的机械传动装置，在汽车、工程机械和电力设备等领域都有广泛的应用。
它能够将动力传递给各个部件，实现机械设备的正常运转。
齿轮箱的设计和制造需要考虑多种因素，如传动比、扭矩输出、可靠性等，以满足不同领域的需求。
齿轮箱的优化设计和研发，对于提高机械设备的性能和效率具有重要意义。
汽车变速齿轮箱设计 书籍
汽车变速齿轮箱设计书籍《汽车变速齿轮箱设计》是一本非常重要的技术手册，它详细介绍了汽车变速齿轮箱的设计原理、构造和优化方法。
本书以生动的语言和详实的实例，系统地讲解了汽车变速齿轮箱的各个方面，不仅全面地介绍了变速齿轮箱的基本概念和工作原理，还深入探讨了变速齿轮箱设计的关键技术和难点。
首先，本书详细介绍了汽车变速齿轮箱的基本构造。
它介绍了常见的变速齿轮箱结构，包括手动变速齿轮箱、自动变速齿轮箱和CVT 变速齿轮箱等。
每种结构的构造原理和特点都得到了深入解析，读者可以清楚地了解它们的内部构造以及各个部件的功能和作用。
此外，本书还介绍了齿轮、轴、轴承等变速齿轮箱的关键零部件的设计原理和选型要点，使读者能够更好地理解变速齿轮箱的整体构建。
其次，本书还探讨了变速齿轮箱的工作原理。
它详细介绍了通过齿轮传动实现不同汽车速度和扭矩的基本原理。
同时，本书还阐述了齿轮箱的换挡机构、离合器和制动器等关键零部件的工作原理和调整方法，帮助读者更好地理解变速齿轮箱的工作过程和调整技巧。
此外，本书还涵盖了自动变速齿轮箱的控制策略和调整方法。
它介绍了自动变速齿轮箱的控制单元和传感器，并详细讲解了自动换挡和自适应换挡的原理与方法。
同时，通过实例分析和仿真模拟，本书还提供了实际设计中的解决方案，指导读者如何优化变速齿轮箱的换挡响应和动力性能。
最后，本书还专门讨论了CVT变速齿轮箱的设计原理和优化方法。
它介绍了CVT变速齿轮箱的连续变速原理和调节机构，并详细探讨了CVT变速齿轮箱的流体动力学特性和机械效率。
此外，通过分析CVT变速齿轮箱的优缺点，本书还探讨了如何提高CVT变速齿轮箱的传动效率和运动稳定性。
综上所述，《汽车变速齿轮箱设计》是一本生动、全面且具有指导意义的书籍。
无论是汽车工程师还是对汽车变速齿轮箱感兴趣的读者，都能够从中获得宝贵的理论知识和实用技巧。
通过阅读本书，读者可以更好地理解汽车变速齿轮箱的设计原理和工作过程，为汽车工程领域的发展和创新提供有力支持。
齿轮箱结构基础知识
齿轮箱结构基础知识
齿轮箱是一种用来传递动力和转速的装置，常见于机械传动系统中。
它由一系列的齿轮和轴组成，通过相互啮合的齿轮来传递动力和转速。
下面是一些齿轮箱的基础知识：
1. 齿轮种类：常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等。
不同类型的齿轮适用于不同的传动方式和工作环境。
2. 主动轮和从动轮：齿轮箱中的齿轮分为主动轮和从动轮。
主动轮由输入轴或者电动机带动，从动轮则由主动轮的转动传递动力。
3. 齿轮比：齿轮箱可以通过调整齿轮的大小和齿数来实现不同的齿轮比。
齿轮比可决定输出轴的转速和转矩。
4. 轴承和密封：齿轮箱内部的轴承和密封件起到支撑和防止润滑油漏出的作用。
5. 润滑和冷却：齿轮箱需要进行润滑和冷却，以减少齿轮之间的摩擦和磨损，并保持齿轮箱的工作温度。
6. 齿轮箱的安装和维护：齿轮箱需要根据具体工作要求进行正确的安装和维护。
定期更换润滑油，检查齿轮的磨损和轴承的状态，维护密封件等是常见的维护工作。
以上是关于齿轮箱结构基础知识的介绍，它们对于了解齿轮箱的工作原理和应用非常重要。
机械设计 汽车齿轮箱
机械设计课程设计计算说明书设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮减速器机电工程系机电二班设计者：学号：指导教师：二○一四年7月7日目录一、传动方案拟定 (3)二、电动机的选择 (4)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (5)四、运动参数及动力参数计算 (5)五、传动零件的设计计算 (6)六、轴的设计计算 (13)七、滚动轴承的选择及校核计算 (26)八、键联接的选择及计算 (30)九、联轴器的选择 (31)十、减速器附件的选择 (32)十一、润滑与密封 (34)计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 （1） 设计题目：设计一用于带式运输机上的单级斜齿圆柱齿轮减速器（2） 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷平稳；工作年限5年，环境最高温度35℃；小批量生产。
（3） 原始数据：运输带工作拉力 F=2300N ；带速V=1.1m/s （允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=300mm 。
一：传动方案拟定（已给定）1）、外传动为v 带传动 2）、减速器为单级圆柱齿轮减速器 3）、方案简图如下：.F=2300NV=1.1m/sD=300mm1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带2145634）、该工作机有轻微振动，由于V带具有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准程度高，大幅度降低了成本。
二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）电动机工作所需的有效功率为P w Pd= FV/1000=2300×1.1/1000=2.53kW（2）传动装置的总功率：查表可得：带传动的效率η带=0.96齿轮传动效率η齿轮=0.98联轴器效率η联轴器=0.99滚筒效率η滚筒=0.96滚动轴承效率η轴承=0.98η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.982×0.98×0.99×0.96η总=0.876 =0.876（3）电机所需的工作功率：P d= P w /η总=2.53/0.876=2.888kW工作机的转速n=60×1000v/(πD)=60×1000×1.1/(3.14×400)=70.06r/min总传动比96013.770.06wnin===经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i 带＝2～4，单级圆柱斜齿轮减速器传动比i齿＝3~6，则总传动比合理范围为i总＝6～24，电动机转速的可选范围为n电＝i总×n＝（6~24）×52.548＝315.288~1261.152r/min。
齿轮箱的设计案例
齿轮箱的设计案例一、引言齿轮箱是机械设备中的重要组成部分，其主要作用是将动力传递到各个部件，并实现减速、增速或改变旋转方向等功能。
齿轮箱的设计需要考虑到许多因素，如齿轮的精度、强度、润滑、密封等。
本文将介绍一个齿轮箱的设计案例，包括设计背景、设计目标、设计流程、设计方案、制造与装配、测试与验证等方面。
二、设计背景该齿轮箱设计案例来源于一家汽车制造公司，该公司计划开发一款新型的电动汽车，其中需要一款高效、可靠、耐用的齿轮箱来实现车辆的动力传输。
因此，公司决定进行齿轮箱的设计和开发工作。
三、设计目标该齿轮箱的设计目标包括以下几个方面：1.高效性：齿轮箱需要具有较高的传动效率，以确保车辆的动力输出和燃油经济性。
2.可靠性：齿轮箱需要具有较高的可靠性和耐久性，以确保车辆在各种工况下的正常运行和使用寿命。
3.耐久性：齿轮箱需要具有良好的耐久性，能够承受恶劣的工作环境和使用条件。
4.易于维护：齿轮箱需要易于维护和保养，以便于及时发现和解决问题。
四、设计流程该齿轮箱的设计流程包括以下几个步骤：1.确定设计参数：根据车辆的动力需求和工况要求，确定齿轮箱的设计参数，如输入功率、输出转速、减速比等。
2.选择齿轮类型和材料：根据设计参数和使用要求，选择合适的齿轮类型和材料，以确保齿轮的强度、精度和使用寿命。
3.设计齿轮参数：根据选择的齿轮类型和材料，设计齿轮的参数，如模数、压力角、齿顶圆半径等。
4.设计箱体结构：根据齿轮的参数和使用要求，设计齿轮箱的箱体结构，包括箱体的材料、尺寸、强度等。
5.设计润滑和密封系统：根据齿轮的润滑和密封要求，设计润滑和密封系统，包括润滑油的种类、流量和压力等。
6.模拟分析和优化：使用有限元分析软件对齿轮箱进行模拟分析和优化，以确定最佳的设计方案和结构参数。
7.图纸设计和审核：根据模拟分析和优化的结果，进行图纸设计和审核，确保图纸的准确性和完整性。
8.制造和装配：按照图纸要求进行齿轮箱的制造和装配工作，确保制造质量和装配精度。
齿轮箱结构设计
齿轮箱结构设计
齿轮箱是一种用于传递动力和扭矩的机械装置，广泛应用于各种机械和设备中。
它的结构设计对于机械的性能和寿命有着至关重要的影响。
齿轮箱的结构设计需要考虑多方面的因素，如承载能力、耐磨性、噪声和效率等。
齿轮箱通常由齿轮、轴、轴承、壳体和润滑系统等部分组成。
齿轮是齿轮箱的核心部分，它们的数量、模数、齿数、齿型和精度等参数都会影响到齿轮箱的性能。
在设计齿轮时，需要考虑齿轮的强度、刚度和耐磨性等因素，同时还要保证齿轮的匹配精度和传动效率。
轴是齿轮箱中承载齿轮和传递扭矩的关键部件。
在轴的设计中，需要考虑轴的强度和刚度，同时还要考虑轴的直径、长度、圆度和表面粗糙度等参数，以保证轴的质量和寿命。
轴承是支撑轴的重要组成部分，它们的种类、结构和摩擦系数等参数都会影响到齿轮箱的寿命和噪声。
在设计轴承时，需要考虑轴承的承载能力、刚度、摩擦系数和热膨胀系数等因素，以保证轴承的性能和寿命。
壳体是齿轮箱的外壳，它的设计需要考虑到齿轮箱的整体刚度和密
封性。
在设计壳体时，需要考虑壳体的材料、结构和加工精度等因素，以保证壳体的质量和性能。
润滑系统是齿轮箱的重要组成部分，它可以减少齿轮和轴承的摩擦和磨损，延长齿轮箱的寿命。
在设计润滑系统时，需要考虑润滑油的选择、流量、压力和温度等参数，以保证润滑系统的性能和寿命。
齿轮箱的结构设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑多方面的因素，以保证齿轮箱的性能和寿命。
在实际应用中，需要根据具体的机械和设备的要求进行适当的调整和优化，以满足不同的应用需求。
四缸发动机齿轮箱工作原理
四缸发动机齿轮箱工作原理
四缸发动机齿轮箱的工作原理是指发动机的四个汽缸与齿轮箱之间的协调工作方式。
一般情况下，四缸发动机齿轮箱采用内燃机工作原理，包括吸气行程和压缩行程。
在吸气行程中，气缸内的活塞向下运动，使气缸内的气门打开。
此时，气缸与齿轮箱之间的传动机构会将活塞的运动转变为轴的旋转运动，并将其传输到齿轮箱中。
齿轮箱中的齿轮会根据传动比的设置将输入的转速和扭矩调整到合适的水平，并将其传递给传动轴。
然后，传动轴将动力传输到汽车的驱动轮上。
在压缩行程中，气缸内的活塞向上运动，将气门关闭。
同时，齿轮箱会根据传动比的设置将来自传动轴的动力逆转并传递给气缸。
这样，气缸内的压力会增加，进一步压缩气体。
通过这种方式，四缸发动机齿轮箱实现了发动机的内部燃烧过程与动力传动的协调工作，从而驱动汽车运动。
齿轮箱的工作原理
齿轮箱的工作原理
首先，齿轮箱由输入轴和输出轴组成，输入轴和输出轴上分别安装有不同数量
和大小的齿轮。
当输入轴带动齿轮转动时，通过齿轮的啮合传递给输出轴，从而实现动力和转速的传递。
齿轮箱的工作原理可以简单概括为“大齿轮带动小齿轮，速度减小，扭矩增大；小齿轮带动大齿轮，速度增大，扭矩减小”。
其次，齿轮箱的工作原理还涉及到齿轮的啮合方式。
齿轮箱中常见的啮合方式
有直齿轮啮合、斜齿轮啮合和蜗杆齿轮啮合等。
直齿轮啮合是最常见的一种方式，它的啮合面呈直线状，传递效率高，但噪音和冲击较大；斜齿轮啮合则可以减小噪音和冲击，适用于高速传动；蜗杆齿轮啮合则可以实现大速比的传动，但效率较低。
另外，齿轮箱的工作原理还与齿轮的传动比和齿轮的排列方式有关。
传动比是
指输入轴和输出轴的转速比，它由齿轮的齿数决定。
齿轮箱中通常会采用多级齿轮传动，通过不同大小齿轮的组合，实现不同的传动比。
而齿轮的排列方式则包括平行轴排列和垂直轴排列两种，分别适用于不同的传动场合。
总的来说，齿轮箱的工作原理是基于齿轮的啮合和传动原理，通过不同大小和
数量的齿轮组合，实现动力和转速的传递。
齿轮箱的工作原理涉及到齿轮的啮合方式、传动比和排列方式等多个方面，对于机械设备的传动和控制起着至关重要的作用。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解齿轮箱的工作原理。
齿轮箱结构设计
齿轮箱结构设计引言齿轮箱是机械传动系统中非常重要的组成部分，其结构设计直接影响机械装置的性能和可靠性。
本文将详细探讨齿轮箱结构设计的相关内容，包括齿轮箱的功能、设计原则、常见结构类型和优化方法。
齿轮箱的功能齿轮箱作为传动系统的中间部件，具有以下主要功能： 1. 传递扭矩：齿轮间的啮合可以将输入轴上的扭矩传递到输出轴上，实现机械装置的正向或逆向运动。
2. 改变转速和转矩：通过设计齿轮的齿数和啮合方式，可以实现输入输出轴的转速和转矩的变换。
3. 传递动力：齿轮箱能够将动力从电机或发动机传递到各个运动组件，实现机械装置的正常运转。
设计原则在进行齿轮箱结构设计时，需要遵循一些基本原则，以保证其正常运行和良好的性能： 1. 强度和刚度：齿轮箱的设计应考虑由于扭矩和惯性力引起的应力和变形，以确保足够的强度和刚度。
2. 传动效率：要提高齿轮箱传动的效率，减小功率损失和噪声产生，可以采用高精度齿轮、减小啮合间隙等措施。
3. 可靠性和耐用性：齿轮箱在长时间运行过程中需要具备良好的可靠性和耐久性，应选择高质量材料和适当的润滑方式。
4. 尺寸和布局：齿轮箱的尺寸和布局应根据具体应用场景进行设计，以满足装置的空间限制和安装要求。
常见结构类型根据不同的传动需求和设计要求，齿轮箱可以采用多种不同的结构类型，常见的包括： 1. 平行轴齿轮箱：输入轴和输出轴平行排列的齿轮传动结构，常用于需要变速和反向转动的场合。
2. 正交轴齿轮箱：输入轴和输出轴垂直排列的齿轮传动结构，常用于需要转向或改变转速的场合。
3. 行星齿轮箱：由行星轮、太阳轮和内齿轮构成的齿轮传动结构，具有平稳传动和大扭矩特点，常用于汽车变速器等领域。
4. 齿条齿轮箱：通过齿条和齿轮的啮合实现运动传递的机械装置，常用于直线运动系统中。
齿轮箱结构设计的优化方法为了改善齿轮箱的性能和可靠性，可以采用以下优化方法： 1. 选用适当的齿轮材料：根据传动功率和速度要求，选择具有足够强度和韧性的齿轮材料，如合金钢或高强度铸铁。
齿轮箱原理和维修
3.齿轮箱附件
（3）油面指示器
为了检验箱体内旳油面高度，及时 补充润滑油，应在油箱便于观察和 油面稳定旳部位，装设油面指示器。 油面指示器分油标和油尺两类，图 中采用旳是油尺。
（4）放油螺塞： 换油时，为了排放污油和清洗剂，应在箱体底部、油池最低位置开设放油孔，平时放
油孔用油螺塞旋紧，放油螺塞和箱体结合面之间应加防漏垫圈。
a、齿轮箱采用通用设计方案，可按客户需求变型为行业专用旳齿轮箱。 b、实现平行轴、直交轴、立式、卧式通用箱体，零部件种类降低，规格型号增长。
d、输入方式：电机联接法兰、轴输入。 c、采用吸音箱体构造、较大旳箱体表面积和大风扇、圆柱齿轮和螺旋锥齿轮均采用先进旳
磨齿工艺，使整机旳温升、噪声降低、运转旳可靠性得到提升，传递功率增大。 e、输出方式：带平键旳实心轴、带平键旳空心轴、胀紧盘联结旳空心轴、花键联结旳空心
噪声 扭矩 油液
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பைடு நூலகம்
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【精品毕设】机械类-毕业设计-齿轮
1、研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题(列出主要参考文献)
研究意义：
齿轮传动是机械中最常用的传动形式之一，广泛应用于机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航空、航天及船舶等领域。
随着科学技术的飞速发展，机械工业也发生着日新月异的变化，特别是近几十年来机电一体化产品的广泛应用，使得人们对齿轮的动态性能提出了更高的要求。
非线性动力学、振动、噪声及其控制己成为当前国际利技界研究得非常活跃的前沿课题之一。
在此同时，传统的静态设计方法也逐渐不能适应设计和运行的要求，而新兴的动态设计方法越来越被认同和采用。
在日常生活及工程应用中，人们广泛使用着各种各样的机器设备。
机械在工作过程中产生的振动，恶化了设备的动态性
能，影响了设备的原有精度、生产效率和使用寿命，同时，机械振动所产生的噪声，又使环境受到了严。
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机械设计课程设计计算说明书设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮减速器机电工程系机电二班设计者：学号：指导教师：二○一四年7月7日目录一、传动方案拟定 (3)二、电动机的选择 (4)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (5)四、运动参数及动力参数计算 (5)五、传动零件的设计计算 (6)六、轴的设计计算 (13)七、滚动轴承的选择及校核计算 (26)八、键联接的选择及计算 (30)九、联轴器的选择 (31)十、减速器附件的选择 (32)十一、润滑与密封 (34)计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 （1） 设计题目：设计一用于带式运输机上的单级斜齿圆柱齿轮减速器（2） 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷平稳；工作年限5年，环境最高温度35℃；小批量生产。
（3） 原始数据：运输带工作拉力 F=2300N ；带速V=1.1m/s （允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=300mm 。
一：传动方案拟定（已给定）1）、外传动为v 带传动 2）、减速器为单级圆柱齿轮减速器 3）、方案简图如下：.F=2300NV=1.1m/sD=300mm1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带2145634）、该工作机有轻微振动，由于V带具有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准程度高，大幅度降低了成本。
二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）电动机工作所需的有效功率为P w Pd= FV/1000=2300×1.1/1000=2.53kW（2）传动装置的总功率：查表可得：带传动的效率η带=0.96齿轮传动效率η齿轮=0.98联轴器效率η联轴器=0.99滚筒效率η滚筒=0.96滚动轴承效率η轴承=0.98η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.982×0.98×0.99×0.96η总=0.876 =0.876（3）电机所需的工作功率：P d= P w /η总=2.53/0.876=2.888kW工作机的转速n=60×1000v/(πD)=60×1000×1.1/(3.14×400)=70.06r/min总传动比96013.770.06wnin===经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i 带＝2～4，单级圆柱斜齿轮减速器传动比i齿＝3~6，则总传动比合理范围为i总＝6～24，电动机转速的可选范围为n电＝i总×n＝（6~24）×52.548＝315.288~1261.152r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M1-6的三相异步电动机，额定功率为3.0kw则 n满=960r/min三、计算总传动比及分配各级的传动比i总=n满/n=960/70.06=13.7查表取i带=2.854则i齿=13.7/2.854=4.8四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n0=n满=960(r/min I=n0/i带P d=2.888KW 电动机型号Y 132S-6P ed=3.0KWn满=960r/min n=70.06 r/mini总=13.7i带=2.854i齿=4.8n0=960 r/min n I =960r/minn II=336.37r/min n III=70.06r/minp0=2.888 KW P I=2.77KWP II=2.66KWP III=2.58KW=960/2.854=36.37（r/min）n II=n I/i齿=363/4.8=70.6(r/min)n III=n II=70.06 (r/min)2、计算各轴的功率（KW）P0=P d=2.888KWP I=P0×η带=2.888×0.96=2.77KWP II=P I×η轴承×η齿轮=2.77×0.98×0.98=2.66KWP III=P II×η联×η轴承=2.66×0.99×0.98=2.58 KW3、计算各轴扭矩（N·mm）T0=9550P0/n0=9550×2.888/960=28.73N·mT I=9550P I/n I=9550×2.77/336.37=78.644N·mT II=9550P II/n II=9550×2.66/70.06=362.59N·m五、传动零件的设计计算1、带轮传动的设计计算T0=15.569N·m T I=44.831N·m T II=205.118N·m T III=199.062N·m(1)选择普通V带截型由表3-5得：k A=1.2P ca=K A P=1.2×3.14=3.768KW由图3-12得：选用A型窄V带(2)确定带轮基准直径，并验算带速由表3-2和表3-9取主动轮基准直径为dd1=85mm从动轮基准直径dd2= id d1=2.854×85=242.6mm取d d2=250mm带速V：V=πd d1n1/60×1000=π×85×960/60×1000=4.27m/s在4~25m/s范围内，带速合适。
（3）确定带长和中心矩0.7(d d1+d d2)≤a0≤2(d d1+d d2)0.7(85+250)≤a0≤2×(85+250)所以有：234.6≤a0≤670初步确定a0 =350mm由L0=2a0+π(d d1+d d2)/2+(d d2-d d1)/4a0得：L0=2×300+π(85+250)/2+(250-85)2/4×300= 1148.64mm 选用SPZ型Z=3根d d1=85mm d d2=250mm V=4.27m/s L d=1150mma=350mmα1=1530F0 =149.99NF Q=874.14N由表3-7确定基准长度Ld=1150mm计算实际中心距a≈a0+L d-L0/2=350+（1150-1148.64）/2=350.68mm(4) 验算小带轮包角α1=1800-（d d2-d d1）/a×57.30=1800-（250-85）/350×57.30=1530>1200（适用）（5）确定带的根数由n0=960r/min dd1=85mm i=2.854查表3-3b和表3-4b得F0=146.457N P0=1.25kw △P0=0.22kw查表3-6得Kα=0.93 查表3-7得K L=0.93由Z=P ca/[p]=KAP/(P1+△P1)KαK L得：=1.2×3.14/(1.25+0.22) ×0.93×0.93=2.217取Z=3(6) 计算张紧力F0由表3-1查得q=0.07kg/m，则：F0=500P ca/（ZV）（2.5/Kα-1）+qV2=500×2.778/（3×5.35）×(2.5/0.93-1)+0.07×4.272N=146.457N则作用在轴承的压轴力F Q：F Q=2ZF0sinα1/2=2×3×146.457×sin152.50/2=853.550N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级参考表6-2初选材料。
小齿轮选用45钢,调质;齿面硬度为197~286HBW。
大齿轮选用45钢，正火，齿面硬度156~217HBW；根据小齿轮齿面硬度236HBW和大齿轮齿面硬度190HBW,按图6-6MQ线查得齿面接触疲劳极应力为：限σHlim1 =580MPaσHlim2=530 Mpa按图3-7MQ线查得轮齿弯曲度疲劳极限应力为：σEF1 =244Mpa σEF2=204 Mpa按图6-8a查得接触寿命系数Z N1=1.02 Z N2=1.1按图6-8b查得弯曲寿命系数Y N1=0.9 YN2=0.95其中N1=60rn1tn=60×1×(1420/3)×5×260×16=5.9×10 8 N2= 60rn2tn=60×1×(1420/3×4.764)×5×260×16=1.2×10 8查表6-3，取最小安全系数S Hmin=1.1 S Fmin=1.25 [σH1]=(Hlim1/SH)Z N1=(1.0580/1.1)×1.02 =537.8 MPa αHlim1=580Mpa αHlim2=530Mpa σEF1 =244Mpa σEF2=204 Mpa[σH2 ]=(Hlim1/SH) Z N2=(1. 530/1.1) ×1.1 =530 MPa[σF1 ]=(σEF1/SF) Y N1×0.8 =(244 / 1.25 )× 0.9 × 0.8 = 140 MPa[σF2 ] =(σEF2/SF) Y N2×0.8 =(204 / 1.25 )×0.95×0.8 = 124 MPa(2) 按齿面接触疲劳强度设计由d1≥[(2KT1/φd)(u+1/u)(ZHZEZβ /σH) 2 ] 1/3确定有关参数如下可用齿数比：u= Z2/ Z1= n I/ n2=336.37/70.06=4.8根据齿轮为软齿面和齿轮在两轴承间为对称布置由表取φd=1.21) 转矩T1T1=9550P/ n I=9550×2.888/336.37=81.94N·m2) 载荷系数k由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。
查表可得，K=1.23）查图，查表可得i齿=4.8u=4.8T1=81.94N·mm初取β=15°C Z H=2.43 Z E=189.9Zβ=COSβ1/2=0.983d1≥[(2KT1/φd)(u+1/u)(Z H Z E Zβ/σH) 2 ] 1/3=[(2×1.2×81.94 / 1.2 ) ( 4.8 + 1 / 4.8 ) ( 2.43×189.9×0.983 ) 2 ] 1/3=42.58mm(3) 确定齿轮传动主要参数及几何尺寸中心距a=（1+u）d1/2=（1+4.8）× 42.58/2=123.48mm取a=125mm由经验公式m=（0.007~0.02）a=1.12~3.2取标准m=2.5Z1 =d1cosβ/m=（42.58cos15°）/2.5=18.56取Z1=22则Z2=u Z1=4.7644×22=104.8取Z2=104反算中心距a=m/2(Z1+ Z2)cosβ=2.5/2(22+104) cos15°=155 a=155 符合要求实际传动比u0= Z2/Z1=104/22=4.727传动比误差(u-u0)/u=(4.764-4.8)/4.764×100%=0.756%<5%(允许)a=125mm Z1=22Z2=104β=11.1863°d1=56mmd2=265mm螺旋角β= arccos m（Z1＋Z2）/2a= arccos 2.5×（22＋104）/（2×155）=11.1863°在8°~15°内，合适确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1/cosβ=2.5×22 / cos11.1863°=56mmd2= m Z2/ cosβ=2.5×104/cos11.1863°=265mm齿顶高h a=h*a m=1×2.5=2.5mm齿根高h f=(h*a+c*) =(1+0.25)×2.5=3.125mm 齿全高h= h a+ h f=5.625mm齿顶圆直径d a1=d1+2h a =56.065+2×2.5=61mmd a2=d2+2h a =265+2×2.5=270mm齿根圆直径d f1=d1-2h f =56-2×3.125=49.75mmd f2=d2-2h f =265-2×3.125=259.75mm 中心距a=m/2(Z1+Z2)cosβ=2.5/2(22+104)cos15°=155 齿宽：b=φd d1=1.2×56mm=67.2mm取b1=67mm b2= b1-(5~10)mm=60mm(4)计算齿轮的圆周速度VV=πd1n1/60×1000=3.14×56×480/60×1000=1.407m/s h a=2.5mmh f=3.125mm h=5.625mmd a1=61mmd a2=270mmd f1=49.75mm d f2=259.75mmb1=67mmb2=60mmV =1.389m/s查表6-9应选择9级精度，但为了满足各种要求选取7级(5)精确计算载荷KT1=K A K aKβK V T1K=K A K aKβK V查表4-6，KA=1; 查图6-9 K V=1.12查表6-6 K a=1.4 查表6-5 φd=1.2，得Kβ=1.07 K=K A K aKβK V=1×1.4×1.07×1.12=1.68KT1=K A K aKβK V T1=1.68×44.831=75.32N·mKF tI=2K T1/d1=2×75.32×103/56=2.69KN(6)验算轮齿接触疲劳承载能力σH=Z H Z E[KFt/bd1(u+1/u)] 1/2=2.4×189.9×[2.69×103/67×56(4.764+1/4.764) σH] 1/2 =400.3MPa<[σH]=537.8MPa(7)验算轮齿弯曲疲劳承载能力查图6-20 Yβ=0.9Z V1=Z1/ cos3β=22/ cos3 11.1863°=23.31Z V2=Z2/ cos3β=104/ cos3 11.1863°=110.17根据课本表7-10得，:Y F1= 4.28 Y F2=3.93σF1=KF t Y F1 Yβ/b m=2.69×103×4.28×0.9/67×2.5 K=1.68σH=400.3MPaZ V1=23.31Z V2=110.17σF1=61.86MPa σF2=56.8=61.86MPa<[σF1]1σF2= KF t Y F2 Yβ/b m=2.69×103×3.39×0.9/67×2.5=56.8<[σF2]齿根弯曲强度足够六、轴的设计计算输入轴的设计计算1.选择轴的材料确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，旋转方向假设左旋，属于一般轴的设计问题，选用45钢调质处理硬度217~255HBW [σ-1]=60Mpa2、估算轴的基本直径根据表8-4，取C=115主动轴：d≥C(P I/n I)1/3=115(2.222 /473.333)1/3=19.251mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d1=19.251×(1+5%)mm=20.214mm d1=22m m从动轴：d≥C(P II/n II) 1/3=115(2.134/99.356)1/3=31.967mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d1=31.967×(1+5%)mm=33.565mm d2=35 m md1=30mm 3、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，主动轴采用齿轮轴.（2）确定轴各段直径和长度初选用7206C型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm。