毕业设计-换向齿轮箱设计

第二章课题题目及主要技术参数说明

2.1毕业设计课题

由于齿轮箱是一种广泛应用于许多行业的基础传动装置,其产品水平及性能直接决定着配套主机的水平及性能,因此多年来人们对有关齿轮箱的设计研究和探索从来没有停止过。我们选择了简单的换向齿轮箱作为这次设计的课题，设计的主要参数要求如下：

1.此齿轮箱为中间传动装置，输入、输出轴均利用为Φ60联轴器与传动轴连接，

不需考虑电动机配置。

该齿轮箱为直交齿轮箱，起换向作用，传动比i=1。

2.最大扭矩=65kg/m

3.该齿轮箱具有离合功能，可实现正、反转。

4.齿轮箱设计要求内部结构紧凑、噪音低于75分贝。

2.2设计步骤

1．根据设计要求在绘出传动示意草图的基础上，开始换向齿轮箱的结构设计。

2．详细介绍齿轮箱箱体的种类，根据设计要求选择所需箱体的类型。

3．详细介绍轴承的种类，根据设计要求选择所需轴承的类型。

4．详细介绍齿轮的种类，根据设计要求选择所需齿轮的类型。

5．对于齿轮箱内其它必须零件（如轴的类型）进行简单介绍。

6．查阅机械设计手册，在确定齿轮的模数、齿数后根据齿轮的大小、轴的外径等其它参数后绘出换向齿轮箱装配图。

7．绘出输入或者输出轴上齿轮的零件图，并编写齿轮加工工艺。

8．绘出箱体零件图，并编写箱体加工工艺。

2.3传动示意图

根据设计要求拟定中间传动装置由轴、圆锥齿轮、轴承等组成。示意图如图所示。

第三章 轴的设计计算

3.1 轴的设计要求

轴在设计中，齿轮轴的运用一般无外乎一下几种情况： 1、齿轮轴一般是小齿轮（齿数少的齿轮）2、齿轮轴一般是在高速级（也就是低扭矩级）3、齿轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，一是因为处在高速级，其高速度是不适进行滑移变速的。 4、齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，但是，在设计时，还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度

3.2输入轴设计

(1的材料和热处理方法

轴采用45钢正火处理。查表σb=600Mpa 。

(2)估算轴的最小直径

已知轴的最大扭矩为65kg.m,则 6500.0689550p n == 查表得C=110

11044.9d mm ≥=⨯=

考虑键的削弱44.9 1.0547.1d mm =⨯=

因输入轴与电动机相连，转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器，根据十弹性套柱销

联轴器的规格取d=60mm

(3)轴的结构设计及绘制结构草图

为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，取2-3段的直径2d =64

mm 。半联轴器与轴配合的毂孔长度为L=100mm ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2轴段的长度应比L 略短一些，现取198L mm =。

轴承端盖的总宽度为30mm 。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离15l mm =，故取245l mm =。

为了挡油环可靠地压紧轴承长度，取3l =20mm 。为方便轴承拆装，挡油环的大径应略小于轴承的内径筒端面取3d =74mm 。

初步选择圆锥滚子轴承。因轴同时受有径向力和轴向力，故选用一对圆锥滚子轴承，根据工作环境和参照轴承座标准取4d =130mm ，

取安装齿轮处的轴段的长度6L =75mm ，齿轮的右端与轴承座之间采用轴环定位。取轴环直径75mm, 5

l =14mm 。

上零件的周向定位

齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。

轴与半联轴器之间的平键，按d=60mm, 查得平键截面bXh=18X11mm,长90mm 。

轴与锥齿轮之间的平键按d=75mm 查得平键截面bXh=22X14mm ，长为63mm ，键槽均用键槽铣刀加工。

为保证齿轮、半联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择半联轴器与轴配合为H7/k6与轴的配合为H7/m6的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。

(4)按弯、扭组合作用验算轴的强度 载荷大小： 转矩

950000650000p

T Nmm n =⨯

=

齿轮载荷：62265000017333375t T F N d ⨯=

==

18446cos t

N F F N α=

=

合弯矩：

383504692N

F M Nmm =

⨯=

当量弯矩：

524336e M N

==

校核轴径，齿轮处当量弯矩最大，为危险截面，校核该轴径：

45.68d mm

≥

=

=

修正： d=45.68⨯1.05=47.96mm

结构设计确定的直径是60mm ，强度足够。

3.3 输出轴设计

(1)选择轴的材料和热处理方法

轴采用45钢正火处理。查表σb=600Mpa 。

(2)估算轴的最小直径

已知轴的最大扭矩为65kg.m,则 6500.0689550p n == 查表得C=110

11044.9d mm ≥==

考虑键的削弱44.9 1.0547.1d mm =⨯=

因输出轴转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器，根据十弹性套柱销联轴器的规格取d=60mm 。

为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，取2-3段的直径

2

d =54 mm 。

半联轴器与轴配合的毂孔长度为L=100mm ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2轴段的长度应比L 略短一些，现取198L mm

=。

根据离合器的规格取

3

d =70mm ，3l

=100mm 。

(3)轴的结构设计及绘制结构草图

数控编程：