中北大学信息商务学院
毕业设计说明书重型汽车车桥主减速器设计
学生姓名：赵鸿源学号：12010142X20
系别：机械工程系
专业：车辆工程
指导教师：仝志辉职称：讲师
2016年05月27日
重型汽车车桥主减速器设计
摘要：随着社会的不断进步，生活水平的不断提高，机械化越来越取代手工。这样大量解放了人类的为生活而消耗的体能。在不久的将来，汽车将普及各个家庭，重型汽车作为汽车的一部分，而重型汽车也会越来越提高性能与稳定性。主减速器的设计对重型汽车的车桥的可靠性、稳定性有着举足轻重的作用，也影响着重型汽车行驶的动力行和平顺性。因此主减速器的结构形式以及设计相当于重型汽车的灵魂。
主减速器的主要功用就是减小转速以及增大扭矩。就是以少数带动多数，从而达到减速效果，并且还能利用特殊齿轮改变方向。但是对于重型汽车而言，因为体积大承受的压力也大，所以对主减速器的会有适合重型汽车特别的要求。因为重型汽车有时候不可避免需要走一些凹凸不平的路面，这就需要主减速器的外形尺寸要小一点，要产生足够的离地间隙，保证正常的行驶在路面上。齿轮的衔接、传动要平稳，尽量产生的噪音小。有强大的动力性，并且具有高的传动效率。以为重型汽车一般工作的环境恶劣，所以对主减速器的刚度和强度有较强的要求。主减速器的质量尽可能的小，可以改善重型汽车行驶的平顺性。还有一个就是结构要简单，便于拆装。
主减速器一般分为单级主减速器和双级主减速器，在进行单、双级主减速器的选择与抉择中，根据系统的分析与调研，感觉双级主减速器更适合重型汽车。下面进行重型汽车双级主减速器的设计。
关键词：重型汽车；主减速器
The design of the main reducer heavy automobile axle
Abstract：With the continuous progress of society, the continuous improvement of living standards, more and more machinery to replace the manual. Such a large number of the liberation of the human life and consumption of physical. In the near future, the car will be popular in all families, heavy vehicles as part of the car, but also more and more heavy-duty vehicles to improve performance and stability. Finaldesign of heavy vehicle axle of the reliability, stability has a pivotal role, also affects the heavy vehicle driving power, and smooth. So the structure of the main reducer and the design is equivalent to the soul of the heavy truck.
The main function of the main reducer is to reduce the speed and increase torque. Is a small number of led to the majority, so as to achieve the reduction effect, and can also use the special gear to change direction. But for heavy vehicles, because of the large size of the pressure is also large, so the main reducer will be suitable for the special requirements of heavy vehicles. Because of the heavy duty truck sometimes inevitable need to go some uneven pavement, which requires main deceleration device dimensions should be smaller, to generate sufficient ground clearance, to ensure the normal driving on the road. The connection of the gear, the transmission must be smooth, as far as possible the noise is small. The quality of the main reducer is as small as possible, which can improve the ride comfort of heavy duty vehicles. There is a structure to be simple, easy to assemble and disassemble.
Main reducer is generally divided into single-stage main reduction device and main
two-stage reducer, in single, double stage main reduction device of choice and choices, according to the system analysis and the investigation and study, feeling main two-stage reducer is more suitable for heavy duty truck. Design of double stage main reducer for heavy duty truck.
Keywords:heavy duty truck；main reducer
目录
摘要Ⅱ
AbstractⅢ
1绪论5
1.1 本设计的目的和意义 5 1.2国内外对主减速器研究的现状以及未来的发展趋势 5
1.3 本次设计研究的主要内容 6
2主减速器设计的选择与设计7
2.1 单级主减速器与双级主减速器的选择 7 2.2 重型汽车双级主减速器设计满足的要求 9
2.3 双级主减速器的传动形式以及布置 10 2.4 双级主减速器的结构以及示意图 10 2.5 双级主减速器的设计 12 2.6 传动比的分配 12 2.7 一级减速即螺旋锥齿轮的设计 12 2.8 重型汽车双级主减速器的强度计算 15
2.9 斜齿圆柱齿轮的强度校核 17
3 轴与轴承的设计18
3.1 锥齿轮以及斜齿圆柱齿轮的支撑方案 18 3.2 主动锥齿轮轴的强度计算以及设计 20 3.3 从动锥齿轮的设计校核 21 3.4 轴承的载荷计算 22
4结论27参考文献28
致谢 30
1 绪论
1.1 本设计的目的和意义
随着社会的不断进步，生活水平的不断提高，机械化越来越取代手工。这样大量解放了人类的为生活而消耗的体能。在不久的将来，汽车将普及各个家庭，重型汽车作为汽车的一部分，而重型汽车也会越来越提高性能与稳定性。重型汽车车桥不仅需要承受自身的重量，车桥的主减速器还要承受最大的转矩，乔壳还承受着反作用力矩。
主减速器的设计对重型汽车的车桥的可靠性、稳定性有着举足轻重的作用，也影响着重型汽车行驶的动力行和平顺性。因此主减速器的结构形式以及设计相当于重型汽车的灵魂。我们需要做到对主减速器设计的优化，以及零部件的强度校核、还有有限元的分析。为了设计出更适合重型汽车的主减速器，这需要我们对相关专业知识的熟知，以及对主减速器内部结构及元件的认真探究与分析。这样更能提高我们在专业知识的升华，更利于我们走向设计的路途。
由于我国现阶段对汽车设计较一些西方发达国家有些许的差距，但随着信息化的广泛应用，科技的不断发展，对主减速器的设计也有了长足的进步，更利于促进我国汽车以及重型汽车的发展。
1.2 国内外对主减速器研究的现状以及未来的发展趋势
轻型汽车越来越走向节能减排，在未来的发展趋势重型汽车也不例外，同样向着节能，环保，舒适性的方向发展。虽然现在技术还不是太成熟，但是在不短短努力与尝试中。国内目前的重型汽车主要以结构现金，承载能力强，方便维护，使用寿命长为发展。如陕西汉德引进的485双级主减速器，以及上汽公司引进的13级系列的车桥主减速器。都是有效的吸收国外的精粹，而设计出适合我国重型汽车，以及针对我国的主减速器。目前我国的主减速器设计中外合资的比较多，这需要我国虚心借鉴，开创出属于自己的性能优越的汽车。
目前国外主减速器由于互换性、通用性以及平台共享等原因，有利于设计的技术的成熟与提高。这样拉大了其他国家的公司以及集团与国外的技术水平、生产成本、质量等。
我国不论是在重型汽车主减速器的设计、制造、还是成本控制，都与西方发达国家有所差距，技术手段的落后，计算机应用的不先进，齿轮的制造有存在独
立开发。
全球以欧美日为代表的汽车设计及制作，世界正在从整车设计走向零部件设计。集自身的优势所在，开创出性价比高的重型汽车。这样还能建立竞争意识，更利于长远发展。
鉴于我国的国情，我国的各大集团（上汽、东风）逐步走向合作共赢。早日与世界的先进技术、设计开发接轨。主减速器是车桥的主要组成部分，主减速器的优劣影响到重型汽车的动力性以及经济性。我国汽车的长足发展更应该完善与开创主减速器在强度、寿命、噪音更小。润滑以及密封性更优良的创新与发展，这样会更大的促进我们重型汽车工业的发展
1.3 本次设计研究的主要内容
此次设计的目标是重型汽车车桥主减速器设计，本次设计的主要内容有：对重型汽车主减速器的组成、作用、工作原理熟知。要符合任务书提供的数据，参数。对设计出来的零部件要进行强度校核以及有限元的分析。并且需要画出重型汽车主减速器重要零部件的工程图。这样需要我们对机械方面的基础知识以及车辆方面的知识的熟知并运用。
2 主减速器设计的选择与设计
2.1 单级主减速器与双级主减速器的选择
1主减速器的轮齿类型及选择
在现代汽车驱动桥上，主减速器是最广泛使用的弧齿锥齿轮和齿轮。在发动机前面用圆柱齿轮传动，驱动轿车和双级驱动桥的前面。在一些公交车、电车和超重型车辆上，主减速器，有时也使用蜗轮。
图2.1a螺旋锥齿轮图2.1b双曲面齿轮图2.1c圆柱齿轮传动图2.1d蜗杆传动如图2.1a螺旋锥齿轮：主和从动齿轮轴相交于一点。角度可以任意，但在绝大多数汽车驱动桥和减速齿轮副是在90度角的布局使用。由于齿面重叠的影响，至少2对齿同时啮合，使螺旋锥齿轮能承受较大的载荷。再加上牙齿不是在牙齿的接触长度，而是逐渐从牙齿的一端是连续的平坦地面到另一端，使工作平稳，即使在高速运行时，噪音和振动非常小。
如图2.1b双曲面齿轮：主和从动齿轮的轴线不相交，并且有一个空间交叉点。空间交会角也在使用90度。传动齿轮轴上设有从动齿轮轴的向上或向下偏移。这种被称为双曲面齿轮的偏移距。当大偏移到一定程度，可以从另一个齿轮通过轴使齿轮轴。这将能够在每一个齿轮的两侧设置紧凑的支持的大小。这有利于提高齿轮的刚度，保证齿轮的正确啮合，提高齿轮的使用寿命。双曲面齿轮的偏置距离使得传动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角。因此，双齿轮传动齿轮副的方法是等于正常模或方法，但端面模或端面是不同的。传动齿轮的端面模数或端面比从动齿轮大。在这种情况下，双曲面齿轮传动的传动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动具有更大的直径和更好的强度和刚度。增加的程度与偏移量的大小有
关。同时由于驱动齿轮的齿轮和螺旋角的直径大，所以相等效半径的啮合齿轮曲率曲率大的比相应的螺旋锥齿轮的当量半径，使齿面接触应力的降低。采用不同的偏移距，将斜齿锥齿轮与螺旋锥齿轮的接触应力进行了比较，并将其提高到175%。双曲面主动齿轮的螺旋角较大，不咬边的齿数最小，所以我们可以用较少的齿数，这有利于大传动比。当传动比大、外形尺寸有限时，采用双曲面齿轮更为合理。因为如果2个齿轮的传动齿轮直径保持不变，是直径的双表面的从动齿轮的螺旋锥齿轮比是小的，比我的主要减少或等于4.5传输具有优势。当传动比小于2时，双螺旋锥齿轮太大，螺旋锥齿轮更为合理，因为后者具有更大的差分空间。由于双曲面主动齿轮的螺旋角的增大，但也导致了参与进入平均齿数比的螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮传动相应齿螺旋锥齿轮的传动比工作更平稳，无噪音，高强度。双曲面齿轮的偏置距离给汽车的总体布局带来了方便。
如图2.1c圆柱齿轮传动：一般采用斜齿圆柱齿轮，广泛应用于发动机和前轮驱动桥，这是没有用的。
如图2.1d蜗杆传动：但由于蜗轮环的高质量，成本高，传动效率低。像圆柱齿轮传动只有在节点在一对齿廓表面为纯滚动接触和其他啮合点是伴随着滑动沿着相同的齿廓和传动螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的滑动沿齿廓方向。另外，双曲面齿轮传动还具有纵向沿齿向上滑动的方向。这种滑动使齿轮副在全齿面啮合，从而能够在全齿面啮合，从而更及时的工作顺利和。但双曲面齿轮的纵向滑动具有更多的热量，接触点的温度升高，所以需要用专用的齿轮油进行润滑，其传动效率略低于螺旋锥齿轮。变速器的传动效率和顽固的换档，尤其是负载的传输和传动比。高负载率。弧齿锥齿轮相同，其效率可达99%。双齿轮对安装误差的敏感性基本相同。如果与相应的双曲面主从动齿轮螺旋角和平均值相同的螺旋锥齿轮的螺旋角，双面主动齿轮的螺旋角比螺旋锥齿轮和从动齿轮的螺旋角比螺旋锥齿轮和准双曲面主动齿轮的轴向力比螺旋锥齿轮和从动齿轮的轴向力比螺旋锥齿轮。在同一机床上加工2种齿轮，其加工成本基本相同。但是，小齿轮的双曲面是较大的，所以刀头的间距较大，所以叶片寿命较长。
图2.1e单极主减速器图2.1f双级主减速器
2. 单极主减速器
如图2.1e所示为单级主减速器。单级主减速器由于结构简单、体积小、体积小、制造成本低等问题，广泛应用于各种中小型汽车的主减速比中。单级主减速器采用一对弧齿锥齿轮或双齿轮。
3. 双级主减速器
如图2.1f所示为双级级主减速器。由两级减速器组成，结构复杂，质量提高，且制造成本显著增加，所以仅对主减速器相对较大（7.6，我小于或等于12）和一个单级减速不能满足既定的主减速比和对重型汽车。一般用于重型汽车。
单级主减速器虽然制造简单，工作平稳，噪声小，并且传动比不能太大，一般传动比要小于等于7，如果提高传动比将会增大从动齿轮的直径，这样会减小整体的离地间隙，不利于重型汽车的行驶。因此单级主减速器一般用在乘用车上或者是质量较小的商用车。对于一些重型汽车，锥形齿轮的单级主减速器已经不能保证离地间隙，所以需要采用双级主减速器。双级主减速器可以在困难的路面上行驶，有较强的动力性，并且离地间隙比较大。所以此重型汽车主减速器采用双级主减速器。
2.2重型汽车双级主减速器设计满足的要求
1. 保证重型汽车有最合适的燃油经济性和动力性。
2. 为了重型汽车的平顺性，保证强度和刚度满足条件时，使双级主减速器的
自量最小。
3. 整体外型尺寸要小，保证离地间隙。
4. 齿轮传动平稳，保证噪音小。
5. 容易制造、结构简单。
6. 保证转速和载荷的条件下，具有高的传动效率。
2.3 双级主减速器的传动形式以及布置
根据结构特点的差异，重型汽车的双级主减速器分为分开式和整体式两种。分开式顾名思义，就是双级主减速器分开，第一级位于车桥中部，第二级位于轮边。
对于整体式的双级主减速器有4种方案。分别是：第一级为圆柱齿轮，第二级成为锥齿轮；还有第一级是行星齿轮，第二级成为锥齿轮；再者第一级为锥齿轮，第二级成为行星齿轮；还有第一级为锥齿轮，第二级成为了圆柱齿轮。
相对于第一级为锥齿轮，第二级成为圆柱齿轮的重型汽车双级主减速器它有3种不同的布置方案。下面我们举例一一说明。对于纵行水平布置降低重型汽车的质心高度，但是方便利用在长轴汽车，而不利于用在短轴汽车，因为它会使纵向尺寸增加，如果轴过短，会影响夹角大小。垂直分布很明显纵向尺寸要减小，会使传动轴的夹角减小，但是会影响桥壳的刚度，对齿轮的影响很大。而斜向布置不管是对传动轴的布置也好，还是对提高桥壳的刚度都有利。
2.4 双级主减速器的结构以及示意图
图1 主减速器零件结构示意图
图2 主减速器示意图
双级主减速器主要的特点：
1. 第一阶段是锥齿轮传动，它与单级主减速器相似。
2. 圆柱齿轮传动的二级。斜齿圆柱齿轮或人字齿轮的使用，传输的稳定性。人字齿轮传动齿轮故障消除轴向力。
3. 由于双级减速，从动锥齿轮的尺寸减小，从动锥齿轮的背面一般不需要。
4. 因为有这么多的中间调整装置。但是二次圆柱齿轮的啮合长度只能调节齿轮的啮合长度，左右啮合的是，不能调整啮合的齿形和间隙。
5. 主动锥齿轮后空间小，通常为悬臂支撑。
6. 双级主减速器的减速比为2对齿轮副产品。
由于一般的重型卡车和大型客车需要较大的传动比，增加地面的间隙和提高汽车通过，因此本设计采用纵向水平布置。第一阶段螺旋齿轮，第二阶段圆柱齿轮双级主减速器。
2.5 双级主减速器的设计
已知数据：
整车整备质量=4250kg 、装载质量=5000kg 、总质量=9445kg ； 轴荷分配（kg ）：
空载（前/后）=2023/2220、满载（前/后）=2485/6960；
轴距L=4050mm 、轮距B （前/后）=1800/1740（mm ）；
质心高度（mm ）：hg （空载/满载）=850/1150；
额定功率（kw/r.min-1）Pemax/nP=99/3000；
额定扭矩（Nm/r.min-1）Temax/nT=373/1200；
汽车最大爬坡度：imax=0.28；
轮胎类型与规格：斜交8.25-20；
表1 动力传动装置参数
2.6 传动比的分配
设一级减速齿轮的传动比为；第二级减速齿轮的传动比为。根据两级主减速器的重型卡车的传动比的要求，有/=1.4～2.0 且×=7.63
所以上述两式可初选得：≈2.2；≈3.4
2.7 一级减速即螺旋锥齿轮的设计
设重型汽车主减速器主动锥齿轮齿数为，从动锥齿轮齿数为，从动锥1i 2i 2i 1i 1i 2i 1i 2i 11z 12z
齿轮直径比较大的一端直径和端面模数、主动锥齿轮齿轮面宽为和从动锥齿轮齿轮面宽、中点螺旋角β、法向压力角ɑ等。
1. 主动锥齿轮齿数和从动锥齿轮齿数
选择主动锥齿轮齿数还有从动锥齿轮齿数时应考虑的因素：
1） 磨合要均匀
2） 主动锥齿轮齿数与从动锥齿轮齿数之和应该小于40；
3） 传动比大的时候，主动锥齿轮齿数应该选的小一点；
4） 主动锥齿轮一般要不小于6；
5） 主动锥齿轮齿数要与从动锥齿轮齿数向匹配。
根据《汽车设计课程设计手册》，第一级主动锥齿轮齿数=11，从动锥齿轮的齿数=25；所以 =25/11=2.2727则=7.63/2.2727=3.36
/=1.4772满足要求
2. 计算载荷
1)从动锥齿轮转矩计算
以发动机最大转矩并且最低档传动计算，并且通过已知数据可得：
；；；；；；
；
所以
2)从动齿轮锥齿轮在打滑的状态下计算的转矩：
根据；；；；；
12D s m 11b 12b 11z 12z 11z 12z 1i 2i 2i 1i ce T 10
max f ce KdTe Ki i i T n =max 373e T Nm =1d K =90%η=1K =1 6.24i =0 2.2727i =1f i =1n =4761ce T Nm =cs T 22r
cs m m G m r T i ?η=0.85?= 3.36m i =2 1.1m 取0.5r m =90%η=2=6612N G 为满载状况情况下驱动桥上的静载荷
所以=1022
3. 从动锥齿轮的在正常行驶的转矩
-；
所以=1316.1782
计算锥齿轮的疲劳寿命时，取
，计算锥齿轮最大应力时取和的较小
值.
主动锥齿轮的转矩计算：
带表的是主动锥齿轮和从动锥齿轮之间的传动效率，做为主动锥齿轮的转矩。对于弧齿锥齿轮副，取95%；对于双曲面齿轮副，当0i 大于6时，取85%，当0i 小于等于6时，90%。
所以c T =1022时，65.499=z T
1782.1316=c T 时，=z T 643.4727
4. 主动锥齿轮的齿面宽1b 和从动锥齿轮齿面宽2b
锥齿轮齿面太宽，反而减小齿轮的强度和齿轮的寿命，但会导致 锥齿轮 的齿形小端 的齿形变窄 引起的 切削刀头 宽度过窄，圆尖是太小。这样，不仅降低了齿根半径，增加了应力集中，也减少了刀具寿命。另外，安装的位置偏差 或由于制造、热处理变形 等原因，使当齿轮工作 载荷集中在 齿轮的小端时，可引起小端的 轮齿损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽会使剩余空间过小。但是，齿面太窄，会降低齿面的耐磨性。
从动锥齿轮面宽2b 应该小于等于节锥距2A 的0.3倍。并且2b 应小于等于10cs T cf T 1(+f )
a r h i cf m G r f f T i n η+=9445?9.8=92561;0.5;0.07;0; 3.36;a r i m G N r f f i =====90%;1n η==0.07h f =cf T cf T ce T cs T 0c
z G T T i η=G ηz T G ηG ηG η
s m .所以2b 等于40，1b 等于44
5. 中心螺旋角β
一般的齿轮直径大的螺旋角也大，齿轮直径小的一端螺旋角较小。中心螺旋角β越大，对应的齿面重合度F ε也大，这样重合的齿数也多，相对而言稳定性，噪声，还有轮齿的强度都会变的优良。但是中心螺旋角不适合太大，太大会影响轴向力。重型汽车中心螺旋角一般取β=35。。
6. 螺旋方向
首先旋转方向的确定是从锥齿轮锥顶看的，当齿轮的旋转方向是沿着中心线向左旋转，则称之为左旋。反之，当齿轮的旋转方向是沿着中心线向右旋转，则称之为右旋。不管是螺旋方向或者是旋转方向都会对轴向力产生影响。当挂前进档，主动齿轮与从动齿轮有分开的意思。但是如果需要与斜齿圆柱齿轮配合好，就应该减小径向力及轴向力。所以，主动轮左旋，从动轮右旋。
2.8 重型汽车双级主减速器的强度计算
1) 计算单位齿长圆周力F
2
13max 2102b D i T b F P g e ?== 2b 作为从动齿轮的齿面宽，并且通过之前的所得。按发动机最大的转矩计算得： 321max 102?=b nD i Ki T K P f g e d η
g i 是变速器传动比，
1D 是主动轮中心分度圆直径。代入得，p=854.61.对照表〖P 〗=1429.
按转矩打滑计算P:
32222102?=m
m r i b D r m G P η? 带入得P =1467.6，对照表〖P 〗=1429，但1.25〖P 〗=1786，P 小于1.25【P 】，符合要求。
2) 轮齿的弯曲强度
齿根弯曲应力w σ计算
30102?=w
s v m s w DbJ m K K K TK σ 0K =1是超载系数 S K =1.0~1.25,是齿面载荷分配系数
v K =1 是质量系数 a m =10mm 是端面模数
b 齿面宽，主动齿轮1b =44mm ，从动齿轮2b =40mm
Z 齿轮齿数，1z =11，2z =25
J 弯曲应力综合系数，大齿轮J=0.206，小齿轮J=0.273
经最大弯曲应力计算w σ=492小于等于700，符合要求；按疲劳弯曲应力计算σ=197小于等于210Mpa,符合要求。
3) 轮齿的接触强度
齿面接触应力J σ
301102?=J v f m s Z P
J bJ k k k k k T D C σ
b 取1b 和2b 较小值，J 是齿面接触强度的综合系数。
0k =1，为超载系数
s k 当大于等于1.6mm 时，s k =0.792121
m k 是悬臂式支承取主动齿轮1.2，m k 是骑马式支承从动齿轮取1.05
v k =1是质量系数
这样计算下来c T 最大接触应力σ=1374.27，符合要求；按cf T 计算疲劳接触应力σ=1750Mpa,符合要求。
由于锥齿轮的重要性，所以对它的材料需要满足：首先需要具有高的硬度，以提高耐磨性；并且需要适当的韧性避免在冲击下折断；变形小，多用渗碳合金钢。
4）斜齿圆柱齿轮的设计
根据《齿轮书册》初选的主动齿轮齿数21Z =14,从动齿轮齿数22Z =47;
2i =21
22Z Z =3.357143,由于没有公约数，所以符合要求。 模数n m =6，n α=20。，β选取15度
分度圆直径21d =β
cos 21n m Z =87.43，t m Z d 2222==293.5 齿距P=πn m =18.84
吃顶高a h =n an m h ?=6
齿根高5.7=?=n n f m c h ，齿全高h=5.13=+n n an m c h ）（
根据《机械手册》可得7532.7443.8785.0b 1≈=?=
705752=-=b
主动斜齿轮的旋转方向应该左旋，从动齿轮旋向应该右旋
2.9 斜齿圆柱齿轮的强度校核
1)斜齿齿轮弯曲应力的计算
εσ
βσK yK zm K T c n g w 3cos 2π=
经查表，c K =8；εK =2； σK =1.5;
96593.015cos cos ==。β
n m =6
所以：Mpa w 244.587=σ 符合要求
2)斜齿轮齿的接触强度接触应力j σ计算：
???? ??+=b z j b FE ρρσ11418
.0 α
βαcos cos cos 11z m T F F n m == 为齿面上的法向力； β
αβαρ212cos 2sin cos sin z m r n z z ==
β
αβαρ222cos 2sin cos sin z m r n b b == E 为弹性模量=Mpa 5101.2?
带入数据得出6.1253=j σ，符合要求
3.轴与轴承的设计
3.1.锥齿轮以及斜齿圆柱齿轮的支撑方案
壳结构和轴承类型，主减速器齿轮的支承形式和布置方法，支撑刚度的影响很大，这是齿轮正确啮合的组合具有更高的使用寿命的重要因素之一，现在重型汽车主减速器锥齿轮执行器支持的类型有以下两种：
1.悬臂式：
图3.1a悬臂式支撑
如图3.1a所示，在悬臂支承的轴上的齿轮齿端侧。支持距离应大于2.5倍的悬臂长度，且应大于70%的齿轮节圆直径较大，而轴径的齿轮应不小于轴的大小，除了轴承的刚度和轴承的开启、轴径、轴承与长度之间的距离，还与轴承和轴及轴承之间的匹配度和度之间的匹配度。用一对圆锥滚子轴承时，为了减小悬臂长度和增加轴承之间的距离，应使两圆锥滚子轴承小端向内和向外的大端，缩短寿命，从而提高支承刚度。它的特点是结构简单，轴承刚度差，单级主减速器用于传递转矩和一个单级主减速器的重型汽车。
2.跨置式
图3.1b跨置式支撑
如图3.1b所示，齿轮轴的前后端由轴承支承，也被称为支撑的两端。十字支座和支承刚度的增加，齿轮，以减少在负载下的变形，约减少到低于1 / 30的悬
臂支架。和主动锥齿轮轴承的径向载荷比悬臂要减少到1、5、1、7。比悬臂的齿轮承载能力可提高约10%。
重型汽车主减速器传动齿轮采用大承载质量的十字结构支撑。然而，在设置类型支持随着导向轴承的支撑，主减速器的结构复杂，增加了成本。轿车和商用车装载质量小，往往采用悬臂结构，具有结构简单、质量低、成本低的优点。
主动锥齿轮的支撑方案可以选择悬臂式支撑方案与跨置式支撑方案。支撑需要高的刚度，并且要使轴承负荷小，还要利于整体的设计与布局，然而悬臂式支撑方案不管是支撑的刚度、承载的负荷都要优于跨置式支撑方案，并且悬臂式支撑方案更方便拆装利于整体布局。所以主动圆锥齿轮选择悬臂式轴承支撑。
斜齿圆柱齿轮采用轴承对称分布在齿轮两侧的方案。
3.2.主动锥齿轮轴的强度计算以及设计
1)花键轴最小直径;
3m T K d =
当K 取4时，则d=39为输出最大转矩，
所以花键的内径39，外径47.
2)滚动轴承需要受到径向力和轴向力，所以选择单列圆锥滚子轴承。
3)轴的许用应力计算
Mpa b 1080=σ轴的抗拉强度
Mpa s 850=σ 轴的屈服极限
根据弯曲疲劳极限得：
()1002.01++?=-s b σσσ=0.2×（1080+850）+100=486Mpa
取安全系数s=3,则：
[]Mpa s 1623/486/11===--σσ
则剪切许用应力为：
[]Mpa 813/1622/11===--ττ
该轴符合要求
3.3.从动锥齿轮的设计校核
安徽理工大学继续教育学院 毕业设计 题目二级直齿圆柱齿轮减速器 系别 专业机械电子工程 班级 09 姓名汪凡凯 学号 指导教师 日期 2011年5月
摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。 本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 关键词：齿轮啮合轴传动传动比传动效率
目录 1、引言 (1) 2、电动机的选择 (2) 2.1. 电动机类型的选择 (2) 2.2．电动机功率的选择 (2) 2.3．确定电动机的转速 (2) 3、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 3.1. 总传动比 (4) 3.2．分配各级传动比 (4) 4、计算传动装置的传动和动力参数 (5) 4.1.电动机轴的计算 (5) 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) (5) 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) (5) 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) (6) 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) (6) 5、传动零件V带的设计计算 (7) 5.1.确定计算功率 (7) 5.2.选择V带的型号 (7) 5.3.确定带轮的基准直径d d1 d d2 (7) 5.4.验算V带的速度 (7) 5.5.确定V带的基准长度L d 和实际中心距a (7) 5.6.校验小带轮包角ɑ 1 (8)
1.箱体初步设计 二级齿轮减速器的箱体采用铸铁（HT200）制成，为了保证齿轮啮合的质量，采用剖分式结构，箱体上下部分采用 6 7 is H 配合。 （1）在机体外增加肋条，外轮廓为长方形，增强了轴承座的刚度 （2）考虑到机体内零件的润滑、密封和散热，采用浸油润滑，同时为了避免运行时沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H 大于40mm （3）为保证机座与机盖连接处密封，联接凸缘应该有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3.6。 （4）为保证机体结构有良好工艺性，铸件壁厚为9mm ，圆角半径R=5。机体外型较简单，拔模方便。 2.箱体附件设计 （1）检查孔及检查孔盖 在机盖顶部开有检查孔，能看到机体内部传动零件啮合区的未知，并保证有足够的空间，便于伸入进行操作。检查孔有盖板，用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，紧固螺栓选用M6。 （2）油螺塞 放油孔位于油池最底部，并安排在减速器远离其他部件的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应该凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并用封油圈加以密封。 （3） 油标 油标设置在便于观察减速器油面并且油面稳定之处。油尺安置的位置不能太低，防止油进入油尺座孔从而溢出。 （4）通气孔 由于减速器运转时机体内温度升高，气压增大。为便于排气，在机盖顶部的检查孔改上安装通气器，以保证箱体内压力平衡。 （5）盖螺钉 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形状，以免破坏螺纹。 （6） 位销 为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一个圆锥定位销，用以提高定位精度。 （7）吊钩 在箱座上直接铸出吊钩，用以搬运或起吊较重的物体。 3.箱体的结构尺寸 见《机械设计课程设计手册》表11-1，可知多级传动时，a 取低速级中心距，a=235mm 。
机械设计基础课程设计 机械设计说明书 设计题目：单级机圆柱齿轮减速器 机械电子工程系系 08一体化专业 2 班 设计者：曹刘备 学号：080522043 指导老师：马树焕 2010 年6 月19 日
目录 一、传动装置总体设计 二、V带设计 三、各齿轮的设计计算 四、轴的设计 五、校核 六、主要尺寸及数据 七、设计小结
设计任务书 课程设计题目：设计带式运输机传动装置 1已知条件：运输带工作拉力 F = 3200 N。 运输带工作速度v= 2 m/s 滚筒直径 D = 375 mm 工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳。，室 内，工作，水分和灰度正常状态，环境最高温 度35℃。要求齿轮使用寿命十年。 一、传动装置总体设计 一、传动方案 1）外传动用v带传动 2）减速器为单级圆柱齿轮齿轮减速器 3）方案如图所示 二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分单级渐开线圆柱齿轮减速器。轴承相对于齿轮对称，要求轴具有较大的刚度。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
计算与说明 （一）电机的选择 工作机所需要的功率 P w =F ×v=6400w =6.4 kw min .110134 .014.36.1?-=?==R D V n π 传动装置总效率： η总=η带轮×η齿轮×η轴承×η轴承×η联轴器 =0.95×0.97×0.99×0.99×0.99 =0.89 电机输出功率 P =P w/η总= 7.11 kw 所以取电机功率P =7.5kw 技术数据： 额定功率 7.5 kw 满载转速 970 R/min 额定转矩 2.0 n ?m 最大转矩 2.0 n ?m 选用Y160 M-6型 外形查表19-2（课程设计书P 174） A:254 B:210 C:108 D:42 E:110 F:12 G:37 H:160 K:15 AB:330 AC:32 AD:255 HD:385 BB:270 L:600 二、 V 带设计 总传动比 6.959.9101 970≈===n i n m 定 V 带传动比i 1=3.2 定 齿轮传动比i 2=3 外传动带选为V 带 由表12-3（P 216）查得K a =1.2 P ca =K a ×P = 1.1×7.5=9KW 所以 选用B 型V 带
兰州工业学院学院 毕业设计 题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别机电工程学院 专业机械设计与制造 班级机设 姓名***** 学号****** 指导教师**** 日期2013年12月
设计任务书 题目： 带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器设计要求： 1：运输带的有效拉力为F=2500N。 2：运输带的工作速度为V=1.7m/s。 3：卷筒直径为D=300mm。 5：两班制连续单向运转（每班8小时计算），载荷变化不大，室内有粉尘。6：工作年限十年（每年300天计算），小批量生产。 设计进度要求： 第一周拟定分析传动装置的设计方案： 第二周选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数： 第三周进行传动件的设计计算，校核轴，轴承，联轴器，键等： 第四周绘制减速器的装配图： 第五周准备答辩 指导教师（签名）：
摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。 本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 关键词：齿轮啮合轴传动传动比传动效率
目录 1、引言 (1) 2、电动机的选择 (2) 2.1. 电动机类型的选择 (2) 2.2．电动机功率的选择 (2) 2.3．确定电动机的转速 (2) 3、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 3.1. 总传动比 (4) 3.2．分配各级传动比 (4) 4、计算传动装置的传动和动力参数 (5) 4.1.电动机轴的计算 (5) 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) (5) 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) (5) 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) (6) 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) (6) 5、传动零件V带的设计计算 (7) 5.1.确定计算功率 (7) 5.2.选择V带的型号 (7) 5.3.确定带轮的基准直径d d1 d d2 (7) 5.4.验算V带的速度 (7) 5.5.确定V带的基准长度L d 和实际中心距a (7) 5.6.校验小带轮包角ɑ 1 (8)
第八章箱体的整体设计及其附件的选用 1、箱体的结构设计 1）箱体材料的选择与毛坯种类的确定 根据减速器的工作环境，可选箱体材料为灰铸铁HT2O0因为铸造箱体刚性好、外形美观、易于切削加工、能吸收振动和消除噪音，可米用铸造工艺获得毛坯。 2）箱体主要结构尺寸和装配尺寸见下表：单位：mm
2、减速器附件 （1）窥视孔和视孔盖 在传动啮合区上方的箱盖上开设检查孔，用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，还可以由该孔向箱内注入润滑油。 （2）通气器 安装在窥视孔板上，用于保证箱内和外气压的平衡，一面润滑油眼相体结合面、轴伸处及其他缝隙渗漏出来。 （3）轴承盖 轴向固定轴及轴上零件，调整轴承间隙。这里使用凸缘式轴承盖，因其密封性能好，易于调节轴向间隙。 （4）定位销 为了保证箱体轴承孔的镗削精度和装配精度，在减速器的两端分别设置一个定位销孔。 （5）油面指示装置 在箱座高速级端靠上的位置设置油面指示装置，用于观察润滑油的高度是否符合要求。 （6）油塞 用于更换润滑油，设在与设置油面指示装置同一个面上，位于最低处。 （7）起盖螺钉 设置在箱盖的凸缘上，数量为2个，一边一个。用于方便开启箱盖。 （8）起吊装置
在箱盖的两头分别设置一个吊耳，用于箱盖的起吊；而减速器的整体起吊使用箱座上的吊钩，在箱座的两头分别设置两个吊钩。 3、减速器润滑及密封形式的选择 高速轴的dn值为 dn 40 626.09 25043.6 1.5 105mm r min 故减速器所有轴承均采用润滑脂润滑。 高速级大齿轮的圆周速度为 d2n 237 139.13 「丿 v 2 1.7m s 12m s 60 1000 60 1000 故采用油池润滑。 对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，箱体内选用 SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。轴承盖处密封采用毛毡圈。箱盖与箱座之间的密封则采用涂水玻璃密封，涂水玻璃密封的方法能有效地减轻震动起到防震作用。
机械设计课程设计 题目题号：展开式二级圆柱齿轮减速器学院： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 2013 年12 月29 日
目录 一课程设计任务书 (3) 二设计要求 (3) 三设计步骤 (4) 1.传动装置总体设计方案 (5) 2.电动机的选择 (5) 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 (7) 4.传动装置的运动和动力参数计算 (7) 5.设计V带和带轮 (9) 6.齿轮的设计 (12) 7.轴的设计计算 (22) 8.滚动轴承的选择及寿命计算 (28) 9.键联接的选择及校核计算 (30) 10.联轴器的选择 (31) 11.减速器箱体及附件 (32) 12.润滑密封设计 (36) .四设计小结 (38) .五参考资料 (39)
机械设计课程设计成绩评阅表 2、每项得分＝分值×等级系数（等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4） 3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”
一课程设计任务书 展开式二级圆柱齿轮减速器的设计 1．设计题目 开式 (3)使用期限 工作期限为十年，检修期间隔为三年。 (4)生产批量及加工条件 小批量生产。 2.设计任务 1)选择电动机型号； 2)确定带传动的主要参数及尺寸；
3)设计减速器； 4)选择联轴器。 3.具体作业 1)减速器装配图一张； 2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）； 3)设计说明书一份。 4.数据表 (1)单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。 (2)使用期限 工作期限为十年，检修期间隔为三年。 (3)生产批量及加工条件
单级齿轮减速箱设计 设计说明书 第一部分机械设计课程设计任务书来源（原始资料）第二部分传动方案的拟定及说明 第三部分电动机的选择 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 第五部分三角带传动设计 第六部分齿轮的设计计算 第七部分轴的设计计算 第八部分滚动轴承的选择及计算 第九部分减速器附件的选择 第十部分箱体结构的设计 第十一部分润滑与密封 第十二部分设计与小结 第十三部分参考资料目录
第一部分 机械设计课程设计任务书来源（原始资料） 1、题目：单级齿轮减速箱设计 2、工作情况： ⑴ 一般条件，通风良好，连续工作，中等冲击，双向旋转，一天1班，寿命8年， 减速器输出扭矩600N.m ，输出转速不大于500r/min ；（学号尾号为单号学生） ⑵一般条件，通风良好，连续工作，均匀，双向旋转，一天2班，工作时间10年，每年按300天计，减速器输出扭矩600N.m ，输出转速不大于500r/min 。（学号尾号为双号学生） 3、要求： ⑴、减速器总装配图一张 （2号图纸） ⑵、 齿轮、轴零件图各一张 （3号图纸） ⑶、设计说明书一份 （不少于5000字） 说明书内容： ⑴ 设计任务来源 （原始资料） ⑵ 传动方案的拟定及说明 （至少三种方案） ⑶ 电动机的选择 ⑷ 计算传动装置的运动和动力参数 ⑸ 齿轮的设计计算 ⑹ 轴的设计计算 ⑺ 滚动轴承的选择及计算 ⑻ 减速器附件的选择 ⑼ 润滑与密封 ⑽ 设计小结 ⑾ 参考资料目录 4、考核： 小组内成员的内容不能一样；答辩 带式运输机传动示意图 带传动II 电机 单级齿轮减速器 链传动 联轴器滚筒 运输带I 轴 轴III 轴 F V D
减速器的箱体结构及设计 一、概述 图1-2-4所示为单级圆柱齿轮卧式减速器的典型箱体结构。 单级圆柱齿轮减速器的箱体广泛采用剖分式结构。卧式减速器一般只有一个剖分面，即沿轴线平面剖开、分为箱盖、箱座两部分（大型立式减速器才采用两个剖分面）。 箱体一般用灰铸铁HT150或HT200制造。对于重型减速器也可以采用球墨铸铁或铸钢 制造。在单件生产中，特别是大型减速器，可采用焊接结构，以减轻重量，缩短生产周期。 二、箱体结构的设计要点 减速器的箱体是支持和固定轴及轴上零件并保证传动精度的重要零件，其重量一般约占减速器总重量的40％~50％，因此，箱体结构对减速器的性能、制造工艺、材料消耗、重量和成本等影响很大，设计时务必综合考虑，认真对待。 减速器箱体的设计要点如下： 1、箱体应具有足够的刚度 （1）轴承座上下设置加强筋（参见图1-2-4）。 （2）轴承座房设计凸台结构（图1-2-4、图1-2-5）。凸台的设置可使轴承座旁的联接 螺栓靠近座孔，以提高联接的刚性。 设计凸台结构要注意下列几个问题： ①轴承座旁两凸台螺栓距离S应尽可能靠近，如图1-2-6所示。对无油构箱体（轴承采
用油脂润滑）取S〈D2，应注意凸台联接螺栓（d1）与轴承盖联接螺钉（d3）不要互相干涉；对有油沟箱体（轴承采用润滑油润滑），取S≈D2〉，应注意凸台螺栓孔（d1）不要与油沟相通，以免漏油。D2则为轴承座凸缘的外径。 ②凸台高度h的确定应以保证足够的螺母搬手空间为准则。搬手空间根据螺栓直径的 大小由尺寸C1和C2确定。 ③凸台沿轴向的宽度同样取决于不同螺栓直径所确定的C1+ C2之值，以保证足够的搬 手空间。但还应小于轴承座凸缘宽度3~5mm..，以便于凸缘端面的加工。 （3）箱座的内壁应设计在底部凸缘之内如图1-2-7a所示。 （4）地脚螺栓孔应开在箱座底部凸缘与地基接触的部位；不能悬空，如图1-2-7b所示。（5）箱座是受力的重要零件，应保证足够的箱座壁厚，且箱座凸缘厚度可稍大于箱盖凸缘厚度。 2、确保箱体接合面的密封、定位和内部传动零件的润滑。 为保证箱体轴承座孔的加工和装配的准确性，在接合面的凸缘上必须设置两个定位用的圆锥销。定位销d=（0.7~0.8）d2(d2为凸缘联接螺栓直径），两锥销距离应远一些，一般宜放在对角位置。对于结构对称的箱体，定位销不宜对称布置，以免箱盖盖错方向。 为保证箱盖、箱座的接合面之间的密封性，接合面凸缘联接螺栓的间距不宜过大，一般不大于150~180mm，并尽量对称布置。 如果滚动轴承靠齿轮飞溅的润滑油润滑时，则箱座凸缘上应开设集油沟，集油沟要保证润滑油流入轴承座孔内，再经过轴承内外圈间的空隙流回箱座内部，而不应有漏油现象发生，如图1-2-8所示。
第1章绪论 1.1研究目的和意义 轻型货车在汽车行业中占有较大的比重，而主减速器是轻型货车的一个重要部件，其设计的成功与否决定着车辆的动力性、舒适性、经济性等多方面的设计要求。这就对主减速器设计人员提出较高的要求。在我国传统的设计方式中以手工绘图或采用AutoCAD 绘制二维平面图，做出成品进行试验为主，无法满足快速设计的需求，造成产品开发周期长、设计成本高。利用PRO/E及ANSYS软件对主减速器的主要零件进行建模和分析校核，能够大大提高设计的效率和质量，为轻型货车的研发缩短了宝贵的时间。同时，选择轻型货车减速器设计作为毕业设计题目，可以对大学四年所学的基础课程和专业课程进行一次系统的复习，更最重要的是培养了我们综合分析问题、理论联系实际的能力，培养我们调查研究，正确熟练运用国家标准、手册、图册等资料、工具的能力, 锻炼自己的设计计算、数据处理、编写技术资料、绘图等独立工作能力,为以后的工作打下基础。 1.2 国内外主减速器研究现状 改革开放以来，中国的汽车工业得到了长足发展，尤其是加入WTO以后，我国的汽车市场对外开发，汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的一个重要组成部分。同样，车用减速器也随着整车的发展不断成长和成熟起来。 随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车主减速器技术的发展趋势。 产品上，国内卡车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国公司技术的485单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上，设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上
设计说明书 一、前言1 (—)课程设计的目的(参照第1页) 机械零件课程设计是学生学习《机械技术》（上、下）课程后进行的一项综合训练，其主要目的是通过课程设计使学生巩固、加深在机械技术课程中所学到的知识，提高学生综合运用这些知识去分析和解决问题的能力。同时学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计方法与步骤，为今后学习专业技术知识打下必要的基础。(二)传动方案的分析(参照第10页) 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低．在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之—。本设计采用的是单级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合(如本设计中减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成)。 设计说明书 1
二、传动系统的参数设计 已知输送带的有效拉力F w ＝2350，输送带的速度V w =1.5,滚筒直径D=300。连续工作，载荷平稳、单向运转。 1)选择合适的电动机；2)计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；3)计算传动装置的运动参数和动力参数。 解：1、选择电动机 (1)选择电动机类型：按工作要求和条件选取Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 (2)选择电动机容量 工作机所需功率： 75.3ηw 1000=?= Vw Fw Pw ,其中带式输送机效率ηw =0.94。 电动机输出功率： 12.4== η Pw Po 其中η为电动机至滚筒、主动轴传动装置的总效率，包括V 带传动效率ηb 、一对齿轮传动效率ηg 、两对滚动轴承效率ηr 2、及联轴器效率ηc ，值 计算如下：η=ηb ·ηg ·ηr 2·ηc =0.90 由表10—1(134页)查得各效率值，代入公式计算出效率及电机输出功率。使电动机的额定功率Pm ＝(1～1.3)Po ，由表10—110(223页)查得电动机的额定功率Pm=5.5。 (3)选择电动机的转速 计算滚筒的转速：== D Vw nw π6095.49 根据表3—1确定传动比的范围：取V 带传动比i b ＝2～4，单级齿轮传动比i g ＝3～5，则总传动比的范围：i ＝(2X3)～(4X5)＝6～20。 电动机的转速范围为n′=i·n w (6~20)·n w =592.94~1909.8 在这个范围内电动机的同步转速有1000r ／min 和1500r ／min ，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000，根据同步转速确定电动机的型号为Y132M2-6，满载转速960。（223页） 型号 额定功率 满载转速 同步转速 Ｙ１３２Ｍ２－６ ５．５ ９６０ 1000 2、计算总传动比并分配各级传动比 (1)计算总传动比：i=n m ／n W =8～14 (2)分配各级传动比：为使带传动尺寸不至过大，满足i b 减速器课程设计
课程设计说明书 课程名称：一级V带直齿轮减速器 设计题目：带式输送机传动装置的设计 院系：机械工程系 学生姓名：彭亚南 学号：200601030039 专业班级：06汽车（2）班 指导教师：苗晓鹏 2009年 3 月 1 日
《机械设计》课程设计设计题目：带式输送机传动装置的设计 内装：1. 设计计算说明书一份 2. 减速器装配图一张（A1） 3. 轴零件图一张（A3） 4. 齿轮零件图一张（A3） 机械工程系06汽车（2）班级设计者：彭亚南 指导老师：苗晓鹏 完成日期： 2009年3月1日 成绩：_________________________________ 安阳工学院
课程设计任务书
带式输送机传动装置的设计 摘要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢质材料。 关键词：减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器
济源职业技术学院 毕业设计 题目二级圆柱齿轮减速器的设计系别机电系 专业机电一体化技术 班级机电0602班 姓名Xxx 学号06010204 指导教师高清冉 日期2008年11月
设计任务书 设计题目： 二级圆柱齿轮减速器 设计要求： 运输带拉力 F = 3400 N 运输带速度 V = 1.3 m/s 卷筒直径 D = 320 mm 滚筒及运输带效率η=0.94 。要求电动机长期连续运转，载荷不变或很少变化。电动机的额定功率Ped稍大于电动机工作功率Pd。工作时，载荷有轻微冲击。室内工作，水份和灰份为正常状态，产品生产批量为成批生产，允许总速比误差为±4%，要求齿轮使用寿命为10年，传动比准确，有足够大的强度，两班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时，要求轴有较大刚度，试设计二级圆柱齿轮减速器。 设计进度要求： 第一周：熟悉题目，收集资料，理解题目，借取一些工具书。 第二周：完成减速器的设计及整理计算的数据，为下步图形的绘制做准备。 第三周：完成了减速器的设计及整理计算的数据。 第四周：按照上一阶段所计算的数据，完成零部件的CAD的绘制。 第五周：根据设计和图形绘制过程中的心得体会撰写论文，完成了论文的撰写。 第六周：修改、打印论文，完成。 指导教师（签名）：
摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是： ①瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力； ②适用的功率和速度范围广； ③传动效率高，η=0.92-0.98； ④工作可靠、使用寿命长； ⑤外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的相互配置方式可分为立式和卧式减速器两种；按运动简图的特点可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。单级圆柱齿轮减速器的最大传动比一般为8～10，作此限制主要为避免外廓尺寸过大。若要求i>10时，就应采用二级圆柱齿轮减速器。二级圆柱齿轮减速器应用于i：8～50及高、低速级的中心距总和为250～400mmm的情况下。 本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 关键词：齿轮啮合轴传动传动比传动效率
工程技术大学 课程设计 题目：中型货车主减速器结构设计 班级：汽车 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 2011.12.25
一、设计题目 中型货车主减速器结构设计 二、设计参数 驱动形式:4*2后驱最高车速:98km/h 轴距: 4700mm 最大爬坡度:30% 轮距: 1900mm/1900mm 汽车长宽高: 7000mm/2000mm/2300mm 整备质量:3650kg 变速器传动比:5.06 4.016 3.09 1.71 1 4.8 额定载质量:4830kg 轮胎型号: 8.25-16 前后轴负荷: 1900kg/1750kg 3060kg/5420kg 离地间隙:300mm 前后悬架长度:1100mm/1200mm 三、设计要求 （1）总装图1张（2）零件图2张（3）课程设计说明书（5000～8000字）1份 四、进度安排（参考） （1）熟悉相关资料和参考图2天（2）确定基本参数和主要结构尺寸2天（3）设计计算3天（4）绘制总装配草图4天（5）绘制总装配图2天（6）绘制零件图2天（7）编写说明书3天（8）准备及答辩3天 五、指导教师评 成绩： 指导教师 日期
摘要 主减速器是汽车驱动桥的重要组成部分，本设计通过对国内外汽车主减速器结构和特点的分析和根据给定数据的计算，从发动机的最大功率和最大转矩入手，估算主减速器的传动比并选定减速器的类型。设计主减速器齿轮，校核其强度并选定减速器主动锥齿轮、差速器半轴齿轮和行星齿轮等。通过理论的计算和对主减速器实际工作情况的分析，设计了能够满足中型货车使用要求的单级主减速器。 关键词：主减速器；锥齿轮；减速装置；差速器；驱动桥
一级圆柱直齿轮减速器课程设计的设计心得 这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识；提高我们机械设计的综合素质等方面有重要的作用。 通过两个星期的设计实践，使我们对机械设计有了更多的了解和认识。为我们以后的工作打下了坚实的基础。在此次设计过程中，不但使我们树立起了正确的设计思想，而且，也使我们学到了很多机械设计的一般方法，基本掌握了一般机械设计的过程，还培养了我们的基本设计技能，所以这次课程设计我们的收获是非常巨大的。 机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《公差与配合》、《CAD实用软件》、《机械工程材料》、《机械设计手册》等于一体。 在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。 一分耕耘一分收获，虽然两周的设计时间很紧迫，每天都要计算、画图到深夜，但是我们的收获也是很巨大的，相信这次的课程设计必将是我们走向成功的一个坚实基础。 在本次设计过程中得到了各位指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师们的指导和帮助.
设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。
机械设计设计说明书 前言 设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在为期三周的机械设计设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机），本人是在周知进老师指导下独立完成的。该设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和A0图纸一张、A3图纸三张。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。 该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。
参数选择： 总传动比：I=35 Z1=1 Z2=35 卷筒直径：D=350mm 运输带有效拉力：F=6000N 运输带速度：V=0.5m/s 工作环境：三相交流电源 有粉尘 常温连续工作 一、传动装置总体设计： 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴 器——带式运输机。(如图2.1所示) 根据生 产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4— —5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式 见（如图2.2所示），采用此布置结构，由于 蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均 较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。 蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径 向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外 伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵 入箱内，在轴承盖中装有密封元件。图 2.1 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。
一：多级减速器的工作原理及结构组成 工作原理：单级减速器就是一个主动椎齿轮（俗称角齿），和一个从动伞齿轮（俗称盆角齿），主动椎齿轮连接传动轴，顺时针旋转，从动伞齿轮贴在其右侧，啮合点向下转动，与车轮前进方向一致。由于主动锥齿轮直径小，从动伞齿轮直径大，达到减速的功能。 双级减速器多了一个中间过渡齿轮，主动椎齿轮左侧与中间齿轮的伞齿部分啮合，伞齿轮同轴有一个小直径的直齿轮，直齿轮与从动齿轮啮合。这样中间齿轮向后转，从动齿轮向前转动。中间有两级减速过程。双级减速由于使车桥体积增大，过去主要用在发动机功率偏低的车辆匹配上，现在主要用于低速高扭矩的工程机械方面。 在双级式主减速器中，若第二级减速在车轮附近进行，实际上构成两个车轮处的独立部件，则称为轮边减速器。这样作的好处是可以减小半轴所传递的转矩，有利于减小半轴的尺寸和质量。轮边减速器可以是行星齿轮式的，也可以由一对圆柱齿轮副构成。当采用圆柱齿轮副进行轮边减速时可以通过调节两齿轮的相互位置，改变车轮轴线与半轴之间的上下位置关系。这种车桥称为门式车桥，常用于对车桥高低位置有特殊要求的汽车。 按主减速器传动比档数分，可分为单速式和双速式两种。目前，国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器。在双速式主减速器上，设有供选择的两个传动比，这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用。 二结构组成 1、齿轮、轴及轴承组合 小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下，如果轴的直径为d，齿轮齿根圆的直径为df，则当df-d≤6～7mn时，应采用这种结构。而当df-d＞6～7mn时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不 大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油，进行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。 2、箱体 箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。 箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。 灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承
YC1090货车驱动桥的设计 目录 1前言 (1) 2 总体方案论证 (2) 2.1非断开式驱动桥 (2) 2.2断开式驱动桥 (3) 2.3多桥驱动的布置 (3) 3 主减速器设计 (5) 3.1主减速器结构方案分析 (5) 3.2主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (6) 3.3主减速器锥齿轮设计 (7) 3.4主减速器锥齿轮的材料 (10) 3.5主减速器锥齿轮的强度计算 (10) 3.6主减速器锥齿轮轴承的设计计算 (12) 4 差速器设计 (17) 4.1差速器结构形式选择 (17) 4.2普通锥齿轮式差速器齿轮设计 (17) 4.3差速器齿轮的材料 (19) 4.4普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 (19) 5 驱动车轮的传动装置设计 (21) 5.1半轴的型式 (21) 5.2半轴的设计与计算 (21) 5.3半轴的结构设计及材料与热处理 (24) 6 驱动桥壳设计 (25) 6.1桥壳的结构型式 (25) 6.2桥壳的受力分析及强度计算 (25) 7 结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
1前言 本课题是对YC1090货车驱动桥的结构设计。故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。 驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥总成的结构型式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。 汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。另外，汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。由上述可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。因此，通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。 课题所设计的货车最高车速V≥85km/h,发动机标定功率（3000r/min）99kW，最大扭矩（1200～1400r/min）430 Nm。 他有以下两大难题，一是将发动机输出扭矩通过万向传动轴将动力传递到后轮子上，达到更好的车轮牵引力与转向力的有效发挥，从而提高汽车的行驶能力。二是差速器向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。 本课题的设计思路可分为以下几点：首先选择初始方案，YC1090属于中型货车，采用后桥驱动，所以设计的驱动桥结构需要符合中型货车的结构要求；接着选择各部件的结构形式；最后选择各部件的具体参数，设计出各主要尺寸。 所设计的YC1090货车驱动桥制造工艺性好、外形美观，工作更稳定、可靠。该驱动桥设计大大降低了制造成本，同时驱动桥使用维护成本也降低了。驱动桥结构符合YC1090货车的整体结构要求。设计的产品达到了结构简单，修理、保养方便；机件工艺性好，制造容易的要求。 目前我国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操作性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能变好。维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会有很大的差别。如果你的变速器出了故障，对于后轮驱动的汽车就不需要对差速器进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是做在一起的。 所以后轮驱动必然会使得乘车更加安全、舒适，从而带来可观的经济效益。
课程设计任务书 设计题目：二级圆柱齿轮减速器造型设计 院（部）湖南文理学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 学生姓名指导老师 一、目的： 学习机械产品CAD设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握CAD软件应用。 二、基本任务： 结合各人已完成机械原理、机械设计等课程设计成果，综合应用UG等CAD软件完成齿轮减速器三维实体造型及工程图设计。 三、设计内容及要求 1）减速器零部件三维造型设计。 建模必须依据本人所设计的减速器图纸表达出零件的主要外形特征与内特征，对于细部结构，也应尽量完整的表达。 2）应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图。 装配图上应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸以及技术特性数据和技术要求，并应有完整的标题栏和明细表。 零件工程图上应包括制造和检验零件所需的内容，标注规范（如形位公差、粗糙度、技术要求，对齿轮还要有啮合参数表等）。 3）减速器虚拟装配。 将各零件按装配关系进行正确定位，并生成爆炸图。 4）撰写课程设计说明书。 说明书应涵盖整个设计内容，包括总体方案的确定，典型零件造型的方法，工程图生成过程，虚拟装配介绍，心得体会（或建议）等，说明书的字数不少于3千字。 四、进度安排： 第一天：布置设计任务，查阅资料，拟定方案，零部件造型设计； 第二天：零部件造型设计； 第三天：工程图生成； 第四天：虚拟装配、撰写说明书； 第五天：检查、答辩
目录 第一章前言 (4) 第二章减速器零部件三维造型设计 (4) 2.1 箱座建模主要参数及主要过程 (4) 2.2 大端盖建模主要参数及主要过程 (9) 2.3齿轮建模主要参数及主要过程 (12) 2.3.1齿轮轴建模 (12) 2.3.2齿轮建模 (14) 第三章虚拟装配............................................................ (16) 3.1制作装配图 (16) 3.2制作爆炸图的创建 (18) 第四章生成工程图........................................................ (21) 4.1 齿轮的工程图 (21) 4.2 低速轴的工程图 (23) 4.3装配工程图 (25) 第五章心得体会........................................................... (27) 第六章参考文献............................................................ (28)