斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮一样

1 目 录

摘 要 ................................................... 2

一 引 言 ................................................ 3

二 齿轮的设计计算 ........................................ 4

2.1 选择材料、热处理方法及精度等级 .................... 4

2.2 齿面接触疲劳强度设计齿轮 .......................... 4

2.3主要参数选取及几何尺寸计算 ......................... 5

2.4 .齿轮结构设计 ..................................... 5

三 绘制齿轮图、零件图、三维造型 .......................... 7

四 结 束 语 ........................................... 8

五 参考文献 .............................................. 9

2 摘 要

齿轮是广泛应用于机械设备中的传动零件。它的主要作用是传递运动、改变方向和转速。根据齿轮的工况，合理的设计齿轮的结构，使得齿轮传动平稳有足够的强度。通过强度计算、材料的选择、热处理方法精度选择、几何尺寸计算。考虑齿面接触疲劳强度和齿根曲面疲劳强度得出齿轮的结构。

关键词：齿轮传动、齿轮精度、热处理、疲劳强度

3 一 引 言

随着我过工业的发展，齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。它的结构设计随着工业的需要而改变。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。

直齿圆柱齿轮计算公式

名称 代号 计算公式

模数 m zdtmff （按标准）

齿数 z Z=df/m

分度圆压力角 αf cosαf=r0/rf αf=20°

分度圆直径 df df=mz

齿顶圆直径 De De=df±2mf

齿根圆直径 Di Di=df2m（f+C）

基圆半径 r0 fmzrcos210

基节 tj fjmtcos

周节 tf tf=πm

齿顶高 he he=mf

齿根高 hi hi=m（f+c）

齿高 h h=m（2f+c）

径向间隙 cm M≤1 c=hi-he=0.35

M＞1 c=hi-he=0.25

齿宽 B B=（3～10）m

中心距 A0 A0=（221ZZ）m=（221ffdd）

传动比 i

1212ffddzzi

分度圆弦齿厚 sʹf sʹf=zmz90sin

分度圆弦齿高 hf hf=zmz90cos2Re

4.5 直齿圆柱齿轮强度计算

一、轮齿的失效

齿轮传动就装置形式来说，有开式、半开式及闭式之分；就使用情况来说有低速、高速及轻载、重载之别；就齿轮材料的性能及热处理工艺的不同，轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度较高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、常化的优质钢材及合金钢齿轮），齿面有较硬（轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC，并称为硬齿面齿轮）或较软（轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC，并称为软齿面齿轮）的差别等。由于上述条件的不同，齿轮传动也就出现了不同的失效形式。一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，这里只就较为常见的轮齿折断和工作面磨损、点蚀,胶合及塑性变形等略作介绍，其余的轮齿失效形式请参看有关标准。至于齿轮的其它部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿轮的质量大小需加严格限制外，通常只需按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度均较富裕，实践中也极少失效。

轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断（见图1 图2 图3）。 此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断；在轮齿受到严重磨损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。 在斜齿圆柱齿轮（简称斜齿轮）传动中，轮齿工作面上的接触线为一斜线（参看），轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。

若制造或安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮（简称直齿轮），也会发生局部折断。

为了提高齿轮的抗折断能力，可采取下列措施：1）用增加齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；3）采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。

教学案例设计

课 题：直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算

科 目：机械基础

设计人：翁志国

高邮市菱塘民族中等专业学校

扬州市职业学校专业技能课程“两课”评比 1 课 题 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算

教学目标 1、知识目标：

熟悉渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称，掌握直齿圆柱齿轮的基本参数，掌握直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。

2、能力目标：

⑴灵活运用计算公式；

⑵培养学生归纳总结能力。

3、情感目标：

理论联系实际，逐步培养学生分析、解决实际问题的能力和抽象思维能力。

教学重点 直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸的计算

教学难点 齿形角的概念、齿根圆直径、齿根高

教学方法 采用模型直观教学法、任务驱动法、讲授法、演绎推理

教学用具 模型、多媒体、课件

课时安排 2课时

教学过程：

复习旧知

1、渐开线的性质

2、渐开线齿廓啮合特性

⑴能保持瞬时传动比的恒定

⑵具有传动的可分离性

导入新课

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算

教师用教具演示，请同学回答渐开线的性质？

2 任务一、认识渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称

1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。齿顶圆直径以da表示。

2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。齿根圆直径以df表示。

3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。分度圆直径以d表示。

4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿厚以s表示。

5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿槽宽以e表示。

6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿距以p表示。

7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。齿宽以b表示。

8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。齿顶高以ha表示。

9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。齿根高以hf表示。