齿轮设计参数

齿轮的设计参数（直齿圆柱齿轮）

齿轮的设计参数(直齿圆柱齿轮）

(2009-08-09 13:46:30)转载标签：教育分类： 资料

齿轮的设计参数(直齿圆柱齿轮） 由于齿轮所采⽤的标准制度各不相同，有时还遇到采⽤短齿齿形、变位齿轮，需要测量的参数很多，所以齿轮测量是⼀项⽐较复杂的⼯作。但是各种齿轮标准制度，都是规定以模数（或径节）作为齿轮其他参数和尺⼨的计算依据，因此⾸先要准确地判定模数（或径节）的⼤⼩；同时压⼒⾓是决定齿形的基本参数，所以也要准确判定。⼀般齿轮参数测量的步骤⼤体如下：（1）数出齿数 ；（2）测量模数模数 （或径节 ）、判定压⼒⾓ ；（3）测定齿顶⾼系数 ；（4）测量顶隙系数 ；（5）测定变位（移距）系数 ；（6）测定齿⾼变动系数 。 直齿圆柱齿轮的基本参数、各部分的名称和尺⼨关系当圆柱齿轮的轮齿⽅向与圆柱的素线⽅向⼀致时，称为直齿圆柱齿轮。表10.1.2-1列出了直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数。表10.1.2-1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数 名称符号说 明⽰意图齿 数z模 数mπd=zp, d=p/πz, 令m=p/π齿顶圆da通过轮齿顶部的圆周直径齿根圆df通过轮齿根部的圆周直径分度圆d齿厚等于槽宽处的圆周直径齿 ⾼h齿顶圆与齿根圆的径向距离齿顶⾼ha分度圆到齿顶圆的径向距离齿根⾼hf分度圆到齿根圆的径向距离

齿距p在分度圆上相邻两齿廓对应点的弧长(齿厚＋槽宽)齿厚s每个齿在分度圆上的弧长

节圆d'⼀对齿轮传动时，两齿轮的齿廓在连⼼线O1O2上接触点C处，两齿轮的圆周速度相等，以O1C和O2C为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。

压⼒⾓α齿轮传动时，⼀齿轮(从动轮)齿廓在分度圆上点C的受⼒⽅向与运动⽅向所夹的锐⾓称压⼒⾓。我国采⽤标准压⼒⾓为20°。啮合⾓α'在点C处两齿轮受⼒⽅向与运动⽅向的夹⾓模数m是设计和制造齿轮的重要参数。不同模数的齿轮要⽤不同的⼑具来加⼯制造。为了便于设计和加⼯，模数数值已标准化，其数值如表10.1.2-2所⽰。表10.1.2-2 齿轮模数标准系列（摘录GB/T1357-1987）第⼀系列　1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8　10　12 16　20　25　32　40　50第⼆系列1.75　2.25　2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5)　7　9　(11)　14　18　22　28　36　45

齿轮结构设计

齿轮结构设计主要确定齿轮的轮缘、轮毂及腹板（轮辐）的结构形式和尺寸大小。结构设计通常要考虑齿轮的几何尺寸、材料、使用要求、工艺性及经济性等因素，确定适合的结构型式，再按设计手册荐用的经验数据确定结构尺寸。齿轮结构形式有以下四种：

1. 齿轮轴

当齿轮的齿根圆到键槽底面的距离e很小，如圆柱齿轮e≤2.5mn(下图一a)，圆锥齿轮的小端e≤1.6m(下图一b)，为了保证轮毂键槽足够的强度，应将齿轮与轴作成一体，形成齿轮轴，如下图二所示。

齿轮轴

2. 实心齿轮

当齿顶圆直径da≤200mm或高速传动且要求低噪声时，可采用上图一的实心结构。实心齿轮和齿轮轴可以用热轧型材或锻造毛坯加工。

3. 辐板式齿轮

对于齿顶圆直径da≤500mm时，可采用辐板式结构，以减轻重量、节约材料。通常多选用锻造毛坯，也可用铸造毛坯及焊接结构。有时为了节省材料或解决工艺问题等，而采用组合装配式结构，如过盈组合和螺栓联结组合。

腹板式齿轮（锻造） 腹板式锥齿轮

双腹板焊接齿轮

过盈、螺栓联接组合

4. 轮辐式齿轮

对于齿轮直径 时，采用轮辐式结构。受锻造设备的限制，轮辐式齿轮多为铸造齿轮。轮辐剖面形状可以采用椭圆形（轻载）、十字形（中载）、及工字形（重载）等。

轮辐式齿轮（锻造）轮结构设计主要确定齿轮的轮缘、轮毂及腹板（轮辐）的结构形式和尺寸大小。结构设计通常要考虑齿轮的几何尺寸、材料、使用要求、工艺性及经济性等因素，确定适合的结构型式，再按设计手册荐用的经验数据确定结构尺寸。齿轮结构形式有以下四种：

1. 齿轮轴

当齿轮的齿根圆到键槽底面的距离e很小，如圆柱齿轮e≤2.5mn(下图一a)，圆锥齿轮的小端e≤1.6m(下图一b)，为了保证轮毂键槽足够的强度，应将齿轮与轴作成一体，形成齿轮轴，如下图二所示。

齿轮轴

2. 实心齿轮

当齿顶圆直径da≤200mm或高速传动且要求低噪声时，可采用上图一的实心结构。实心齿轮和齿轮轴可以用热轧型材或锻造毛坯加工。

齿轮参数解释

模数表示轮齿的大小。

模数是分度圆齿距与圆周率（π）之比,单位为毫米(mm)。

除模数外,表示轮齿大小的还有CP（周节：Circular pitch）与DP（径节： Diametral pitch）。

齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。

2)什么是「分度圆直径」？

分度圆直径是齿轮的基准直径。

决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、

分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。

过去,分度圆直径被称为基准节径。最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。

3)什么是「压力角」？

齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角 。一般所说的压力角,都是指分度圆压力角。

最为普遍地使用的压力角为20°,但是,也有使用14．5°、15°、17．5°、22．5°压力角的齿轮。

4)单头与双头蜗杆的不同是什么？

蜗杆的螺旋齿数被称为「头数」,相当于齿轮的轮齿数。

头数越多,导程角越大。

5)如何区分R（右旋）?L（左旋）？

齿轮轴垂直地面平放,

轮齿向右上倾斜的是右旋齿轮、 向左上倾斜的是左旋齿轮。

6) M（模数）与CP（周节）的不同是什么？

CP（周节：Circular pitch）是在分度圆上的圆周齿距。单位与模数相同为毫米。

CP除以圆周率（π）得M（模数)。

M（模数）与CP得关系式如下所示。

M（模数)＝CP／π（圆周率） 两者都是表示轮齿大小的单位。

7)什么是「齿隙」？

一对齿轮啮合时,齿面间的间隙 。

齿隙是齿轮啮合圆滑运转所必须的参数。

8)弯曲强度与齿面强度的不同是什么？

齿轮的强度一般应从弯曲和齿面强度的两方面考虑。

弯曲强度是传递动力的轮齿抵抗由于弯曲力的作用,轮齿在齿根部折断的强度。

齿面强度是啮合的轮齿在反复接触中,齿面的抗摩擦强度。

9)弯曲强度和齿面强度中,以什么强度为基准选定齿轮为好？

一般情况下,需要同时讨论弯曲和齿面的强度。

但是,在选定使用频度少的齿轮、手摇齿轮、低速啮合齿轮时,有仅以弯曲强度选定的情况。最终,应该由设计者自己决定。

标准齿轮参数计算

标准齿轮模数尺数计算公式

找对应表太不现实了！

告诉你⼀简单的：

齿轮的直径计算⽅法：

齿顶圆直径=（齿数+2）*模数

分度圆直径=齿数*模数

齿根圆直径=齿顶圆直径-(4.53模数)

⽐如：M4 32齿34*3.5

齿顶圆直径=（32+2）*4=136mm

分度圆直径=32*4=128mm

齿根圆直径=136-4.5*4=118mm7M 12齿中⼼距D=（分度圆直径1+分度圆直径2）/2

就是

（12+2）*7=98mm

这种计算⽅法针对所有的模数齿轮（不包括变位齿轮）。

模数表⽰齿轮⽛的⼤⼩。

齿轮模数=分度圆直径÷齿数=齿轮外径÷（齿数-2）

齿轮模数是有国家标准的（GB1357-78）

模数标准系列（优先选⽤）1、1.25、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、14、16、20、25、32、40、50 模数标准系列（可以选⽤）1.75，2.25，2.75，3.5，4.5，5.5，7，9，14，18，22，28，36，45

模数标准系列（尽可能不⽤）3.25，3.75，6.5，11，30

上⾯数值以外为⾮标准齿轮，不要采⽤！

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齿轮分度圆直径d的⼤⼩可以⽤模数(m)、径节(DP)或周节(CP)与齿数(z)表⽰

径节P(DP)是指按齿轮分度圆直径(以英⼨计算)每英⼨上所占有的齿数⽽⾔

径节与模数有这样的关系: m=25.4/DPCP1/8模=25.4/DP8=3.175 3.175/3.1416(π)=1.0106模

1) 什么是「模数」？

模数表⽰轮齿的⼤⼩。R模数是分度圆齿距与圆周率（π）之⽐,单位为毫⽶(mm)。

除模数外,表⽰轮齿⼤⼩的还有ＣＰ（周节：Circular pitch）与ＤＰ（径节：Diametral pitch）。

【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。2) 什么是「分度圆直径」？

分度圆直径是齿轮的基准直径。