带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计1

共享

一、传动方案分析

（略）

二、选择电动机和计算传动装置的运动和动力参数

1

共享

2

共享

三、设计计算齿轮的主要工作参数和尺寸

1、选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用40Cr，调质，260HBS；大齿轮选用45钢，调质，220HBS；因是运输机用的齿轮，由①表7-10选用8级精度。 2、计算步骤如下

3

共享

四、低速轴系的结构设计

1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确定许用应力，由（二）（三）已算得从动齿轮转速n2=71.7r/min。齿轮分度圆直径d2=360mm。选用45号钢调质。查①表11－1得抗拉强度 b 650MPa，查①表11－9得许用弯曲应力 1 b 60MPa。 2、按扭转强度估算最小直径

由（二）知，P2=3.87kw，T2＝516.1N.m

查①表11－5取A=110，按①式（11－3）计算得：

d A

P23.87 41.57mm n71.7

4

共享

考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5％并取标准值，即取d=45mm。 3、轴的结构设计

（1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m，从②查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm，长L=112mm，与轴头配合长度为84mm。取轴头直径为45mm，故靠近轴头的轴身直径为52mm，轴颈直径取55mm。轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm，外径D=90mm。轴承由套筒和轴肩实现轴向定位，圆角r=1mm。取齿轮轴头直径为60mm，定位环高度h=5mm，其余圆角r=1.5mm，挡油盘外径取D=89mm。

（2）在（三）已经求得轮毂长为60mm，因此轴头长度为88mm，轴颈长度与轴承宽度相等为18mm，齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm，由于转速较低，故轴承用润滑脂，所以轴承端面与箱体内壁距离取10mm。这样可定出跨距为158mm。伸出箱体的轴段长度取44mm。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些，故取轴头长度为75mm。

3、由于是单级齿轮减速器，因此齿轮布置在中央，轴承对称布置，齿轮与轴环、套筒实现轴向定位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，采用过盈配合k6实现周向固定。整个轴系以两端轴承盖实现轴向定位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。

4、草图如下：

5

共享

6

共享

五、高速轴的设计

由前面已求得：n1=286.57r/min d1=90mm，轮毂长95mm，P1=4.03KW 1、 选 用45钢，调质。按扭转强度估算最小直径，查①表11-5取A=110 按①式（11-3）计算得：

d AP14.03 26.55mm n1286.57

因轴头直径最小且有键、与带轮联接，故将轴放大0.5d，即d=27.88mm，按①11-3取

整d=28mm。

2以低速轴和大小齿轮的分度圆直径，齿宽为基准，求出高速轴的尺寸已知d1=90，取齿轮两端轴身直径为70mm，轴颈直径为50mm，套筒直径为59mm，伸出箱体轴的直径为47mm，轴头直径 为40mm，大于dmin=28mm，所以合适已知轮毂长95mm，取齿轮两端轴身各长5mm，依题意由①10.1选用6010型深沟球轴承

7

共享

d=50mm,D=80mm,B=16mm，所以轴颈长度与轴承宽度相等为16，齿轮端面距箱体内壁12.5mm，轴承端面距箱体内壁12mm，这样可定出跨距为160mm，伸出箱体的轴身长44mm，轴头的配合长度由①P128 查得 L=2d0=2×40=80mm，则选用A型键12×70 GB1069-79轴承由轴承盖、套筒实现轴向定位，采用过盈配合K6实现周向固定，带轮用轴肩实现轴向定位用键以 配合H7/h6实现周向固定，草图如下：

六、滚动轴承、键、联轴器的选择计算

1、 低速轴轴承

在（四）已选取6011型轴承。查②附表10.1得基本额定动载荷Cr=30.2KN。如右图所示，在（四）已经求得RHA= RHB=1433.61N RVA= RVB=521.79N 轴承寿命校核计算如下：

8

共享

2、 低速轴键的选择

（1）依题意齿轮与轴选用A型普通平键联接。已知轴的直径d=60mm，查①表11-10得b=18mm,h=11mm。由于轴身长88mm，∴L=70mm，键的工作长度l=L－b=70－18=52mm。

查①表11-12,取[бP]=120Mpa，已知T=516.6N.m 键的强度计算由①式11-44得 бP=2T×103/（kld）=2×516.1×103/（0.4×11×52×60）=75.19Mpa ∴бP﹤[бP]，故选用18×70 GB1096-79 A型键合适。

（2）轴头与联轴器选用A型普通平键。

根据轴头直径d=45mm, 查①表11-10得 b=14mm,h=9mm 由于轴头长75mm，故取L=70mm 则l=L－b=70－14=56mm

查①表11-12得取[бP]=120Mpa，已知T=495.6N.m 由①式11-44得

бP=2T×103/（kld）=2×495.6×103/（0.4×9×56×45）=109.26Mpa ∴бP﹤[бP]，故选用14×70 GB1096-79 A型键合适。

3、 低速轴联轴器的选择

由前面已选用TL8型弹性套柱销联轴器 已知Td=41.78N.m, kA=1.5 TCA= kA.Td=1.5×41.78=62.67N.m

TCA﹥Td,故选用TL8型弹性套柱销联轴器合适。

9

共享

七、润滑与密封

1、润滑选择

齿轮传动用油润滑，可选用全损耗系统用油L-AN32，滚动轴承用脂润滑，选用

钙基润滑脂。

2、密封选择

为了避免油池中稀油溅入轴承，应在齿轮与轴承之间放置挡油盘，输入轴与输出轴的轴承端盖采用沟槽式密封槽和油沟式密封槽来密封，其中，伸出轴端的轴承端盖用油沟式密封槽来密封，箱体及附件用毡圈式密封件密封。

八、设计小结 （略）

参考资料：

① 孙宝宏 机械基础 化学工业出版社 北京 2002.5

② 陈立德 机械设计基础课程设计指导书 高等教育出版社 北京 2004.6

10

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qfa1.html