齿轮箱设计基础知识

目 录1 机械制图基础知识11.1 尺寸注法的常用简化表示法11.2 中心孔表示法21.2.1 75、90中心孔31.2.2 60中心孔41.3 退刀槽51.4 焊缝61.5 装配通用技术条件71.5.1 连接装配方式71.5.2 滚动轴承的装配81.5.3 齿轮与齿轮箱装配92 螺纹及螺纹连接102.1 螺纹的标记方法102.2 螺塞与连接螺孔尺寸102.3 孔沿圆周的配置112.4 螺栓和螺钉通孔尺寸112.5 六角螺栓和六角螺母用沉孔尺寸112.6 普通螺纹的余留长度112.7 扳手空间123 键连接133.1 平键键槽的尺寸与公差133.2 普通平键的尺寸与公差144 轴承的选型154.1 轴承的分类154.2 轴承与轴的配合164.3 轴承与外壳的配合174.4 配合表面的粗糙度和形位公差174.5 选择润滑油或润滑脂的一般原则184.6 轴承配置195 渐开线圆柱齿轮225.1 渐开线圆柱齿轮模数225.2 传动参数选择235.3 变位齿轮传动245.4 最少齿数255.5 标准齿轮传动的几何计算255.6 高变位齿轮传动的几何计算265.7 角变位齿轮传动的几何计算275.8 端面重合度的确定296 减速器设计316.1 焊接箱体钢板厚度及焊接尺寸316.2 箱体结构设计316.3 减速器附件356.3.1 油尺和油尺套356.3.2 透气塞366.3.3 通气罩366.3.4 螺塞366.3.5 视孔盖376.4 齿轮传动的润滑376.5 减速器技术要求387 齿轮传动设计计算397.1 轮齿受力计算397.2 齿轮主要尺寸的初步确定397.2.1 齿面接触强度397.2.2 初步确定模数、齿数407.3 齿轮疲劳强度校核计算417.3.1 齿面接触强度校核417.3.2 轮齿弯曲强度校核457.4 计算例题468 轴的设计计算498.1 轴的材料508.2 初步确定轴端直径508.3 按弯扭合成强度计算轴的强度518.3.1 画出轴的受力简图518.3.2 作出受力图及弯矩、扭矩图518.3.3 确定危险截面518.3.4 确定材料许用弯曲应力518.3.5 按弯扭合成强度计算轴颈528.4 精确强度校核计算528.4.1 疲劳强度安全系数校核528.4.2 静强度安全系数校核578.5 轴的弯曲刚度校核579 键的强度计算5910 轴承的选型计算60机械制图及齿轮箱设计基础知识1 机械制图基础知识1.1 尺寸注法的常用简化表示法简化后简化前成组要素尺寸注法在同一图形中，对于尺寸相同的孔、槽等成组要素，可仅在一个要素上注出其尺寸和数量倒角注法在不致引起误解时，零件图中的倒角可以省略不画，其尺寸也可以简化标注孔的旁注法各类孔（光孔、螺纹孔、沉孔等）可采用旁注和符号相结合的方法标注。指引线应从在装配时的装入端或孔的圆形视图的中心引出；指引线的基准线上方应注写主孔尺寸，下方应注写辅助孔等内容1.2 中心孔表示法1.2.1 75、90中心孔1.2.2 60中心孔1.3 退刀槽1.4 焊缝1.5 装配通用技术条件1.5.1 连接装配方式1.5.2 滚动轴承的装配1.5.3 齿轮与齿轮箱装配2 螺纹及螺纹连接2.1 螺纹的标记方法2.2 螺塞与连接螺孔尺寸2.3 孔沿圆周的配置2.4 螺栓和螺钉通孔尺寸2.5 六角螺栓和六角螺母用沉孔尺寸2.6 普通螺纹的余留长度2.7 扳手空间3 键连接3.1 平键键槽的尺寸与公差3.2 普通平键的尺寸与公差4 轴承的选型4.1 轴承的分类4.2 轴承与轴的配合4.3 轴承与外壳的配合4.4 配合表面的粗糙度和形位公差4.5 选择润滑油或润滑脂的一般原则4.6 轴承配置5 渐开线圆柱齿轮5.1 渐开线圆柱齿轮模数5.2 传动参数选择5.3 变位齿轮传动5.4 最少齿数5.5 标准齿轮传动的几何计算5.6 高变位齿轮传动的几何计算5.7 角变位齿轮传动的几何计算5.8 端面重合度的确定6 减速器设计6.1 焊接箱体钢板厚度及焊接尺寸6.2 箱体结构设计6.3 减速器附件6.3.1 油尺和油尺套6.3.2 透气塞6.3.3 通气罩6.3.4 螺塞6.3.5 视孔盖6.4 齿轮传动的润滑6.5 减速器技术要求螺栓、螺钉、螺母拧紧力矩表规格力矩8.8级取整8级取整规格力矩8.8级取整8级取整18288253.4255230.423031.31.14421.04120402353.7354321.632543.12.72832.48322548482.2485438.4440565.2864.8524693609.8610554.4555610.59.24108.410271010888.8889808808825222220203013791213121411031104104943.124439.2403318551632163414841484128574.8756870362394210621081915191514135118.8120108110393087271627182469247016205180.418016416542382033613361305630567 齿轮传动设计计算7.1 轮齿受力计算7.2 齿轮主要尺寸的初步确定7.2.1 齿面接触强度7.2.2 初步确定模数、齿数mn=（0.016-0.0315）aZ1COS=2amn（1+u）=Z1Z2=iZ17.3 齿轮疲劳强度校核计算7.3.1 齿面接触强度校核在齿面接触强度核算时，小齿轮和大齿轮的许用接触应力要分别计算。在任何啮合瞬间，大、小齿轮的接触应力总是相等的。小齿轮的计算接触应力 H1=ZBZHZEZZKAKVKHKHFtd1bu1u大齿轮的计算接触应力 H1=ZDZHZEZZKAKVKHKHFtd1bu1u齿轮的许用接触应力 HP=HGSHmin=HlimZNTZLZVZRZWZXSHmin0.9Hlim接触强度的计算安全系数 SH=HGH=HlimZNTZLZVZRZWZXH接触强度的最小安全系数 SHmin 见下表：7.3.1.1 小轮及大轮单对齿啮合系数 ZB、ZD7.3.1.2 节点区域系数 ZH7.3.1.3 弹性系数 ZE7.3.1.4 重合度系数 Z7.3.1.5 螺旋角系数 Z7.3.1.6 使用系数 KA7.3.1.7 动载系数 KV7.3.7.8 螺旋线载荷分布系数 KH7.3.7.9 齿间载荷分配系数 KH、KF7.3.2 轮齿弯曲强度校核7.4 计算例题8 轴的设计计算轴的设计包括轴的结构设计和轴的计算。轴的计算包括轴的强度计算、轴的刚度计算和轴的临界转速计算。轴设计的原则是，在满足结构要求的强度、刚度要求的条件下，设计出尺寸小、重量轻、安全可靠，工艺上经济合理，又便于维护检修的轴。轴的设计程序如下： 根据机械传动方案的整体布局，确定轴上零、部件的布置和装配方案； 选择轴的材料； 在力的作用点及支点间跨距尚不能精确确定的情况下，按纯扭工况初步估算轴的直径； 进行轴的结构设计（轴肩、键槽、圆角等）； 根据轴的受载情况及使用工况，进行轴的强度计算、刚度计算； 必要时进行轴强度的精确校核计算； 对于转速较高、跨度较大、外伸端较长的轴要进行临界转速计算； 如果计算结果不能满足强度、刚度等要求时，必须采取措施修改轴的设计； 绘制轴的工作图。8.1 轴的材料8.2 初步确定轴端直径8.3 按弯扭合成强度计算轴的强度8.3.1 画出轴的受力简图通常把轴视为置于铰链支座上，当采用滚动轴承或滑动轴承支承时，支点位置可参考下图确定，图b中a值详见滚动轴承。8.3.2 作出受力图及弯矩、扭矩图作出垂直面和水平面内的受力图及相应的弯矩图，再按矢量法求得合成弯矩。当轴上的轴向力较大时，还应计算由此引起的正应力。需绘制支承反力、水平面弯矩、垂直面弯矩、扭矩图。8.3.3 确定危险截面危险截面应取承受弯矩、扭矩大，截面尺寸最小，应力集中较严重的截面。8.3.4 确定材料许用弯曲应力8.3.5 按弯扭合成强度计算轴颈8.4 精确强度校核计算8.4.1 疲劳强度安全系数校核8.4.2 静强度安全系数校核8.5 轴的弯曲刚度校核光轴的挠度和偏转角一般按双支点梁计算