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齿轮类零件包括齿轮、蜗杆和蜗轮。
这类零件图中除有视图和技术条件外，还有啮合特性表，它一般在图样的右上角。
一、圆柱齿轮工作图1．视图圆柱齿轮零件图，一般用两个视图表达。
将齿轮轴线横置，采用全剖或半剖画出齿轮零件的主视图，其侧视图可以全画，也可以画成局部视图，只表达出轴孔和键槽的形状和尺寸。
若为斜齿圆柱齿轮，应在图中表示出其螺旋方向。
齿轮轴的视图与轴零件相似。
2．标注尺寸为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面。
齿轮零件工作图上的各径向尺寸以孔心线为基准注出，齿宽方向的尺寸则以端面为基准标出。
齿轮的分度圆直径是设计计算的基本尺寸，必须标出。
齿根圆是根据齿轮参数加工得到的，其直径按规定不必标注。
对于齿轮轴，不论车削加工还是切制轮齿都是以中心孔作为基准。
3．标注尺寸公差和形位公差齿轮基准面的尺寸公差和形位公差的项目与相应数值的确定都与传动的工作条件有关。
通常按齿轮的精度等级确定其公差值。
以下说明齿轮丁作图上需标注的尺寸公差和形位公差：(1)齿轮的轴孔是加工、测量和装配的重要基准，尺寸精度要求较高，应根据装配图上标定的配合性质和公差精度等级，查公差表，标出其极限偏差值。
(2)齿顶圆的偏差值与该直径是否作为测量基准有关，而且均为负值。
若选择以齿厚的极限偏差来保证齿轮副的侧隙要求时，齿顶圆成为测量基准，则齿顶圆直径的偏差中的齿坯尺寸和形状公差表。
(3)键槽宽度b的极限偏差和尺寸(d-t1)的极限偏差.(4)齿轮齿顶圆的径向圆跳动公差。
(5)齿轮端面的端面圆跳动公差。
(6)键槽的对称度公差。
(7)齿轮毛坯的加工精度对齿轮的加工精度及检测、安装精度的影响很大。
保证毛坯精度，就必须控制齿轮毛坯精度。
4．标注表面粗糙度齿轮加工表面相应的表面粗糙度度量数值查表4。
5．编写啮合特性表在齿轮工作图中应有啮合特性表，将其布置在图幅的右上角。
特性表内容包括：(1)齿轮的基本参数(齿数z，法向模数，齿形角，斜齿轮的螺旋角和旋向等)。
斜齿轮（直齿轮）的制作方法第一步：设置catia，通过工具（tools）——基础结构（options）——显示（relation），勾选“参数”和“关系”选项。
如图1-1和1-2所示：（英文版）（图1-2）（中文版）（图1-2）然后，单击“确定”。
第二步：单击“开始”——形状——创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1，对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定”，即进入工作界面。
（图2-2）（图2-1）第三步：对齿轮的各项参数进行输入。
参考：斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数齿数Z 20 整数模数m 4 实数压力角a 20deg 角度齿顶圆半径 rk = r+m 长度分度圆半径 r = m*z/2 长度基圆半径rb = r*cosa 长度齿根圆半径 rf = r-1.25*m 长度螺旋角 beta 角度齿厚 depth 长度单击界面中的“知识工程”中的“f(x)”,如图3-1所示，进入参数输入界面，如图3-2所示。
（图3-1）输入参数具体步骤：（齿数（整数）、模数（实数）、压力角（角度）、齿厚（长度）螺旋角（角度）五个是需要数值的，其他值由公式计算。
下面以齿数z为例。
）如图3-2（1）选择参数类型，为整数；（2）点击左侧“新类型参数”；（必须先选择参数类型）（3）输入参数名称z；（4）输入参数值20；（5）同样方法输入模数和压力角；（注意更改参数类型）（图3-2）其他四个参数（rk、rf、r和rb）只需执行前三步即可，无需输入数值，可由稍后添加的公式得出；公式的编辑步骤（以rk为例）：（5）单击右侧的“添加公式”或是双击参数rk，将会出现“公式编辑器”窗口，如图3-3所示，在黑色框内输入公式：r+m。
单击“确定”，即完成对“rk”的公式的编辑，其值变为“44mm”。
其他三个参数的公式也如此。
最终应为图3-2所示。
机械设计课程设计2019-2019第2学期姓名：_______________班级：__________________指导老师：__________________成绩：__________________日期：2014年5月6日目录前言 (1)第一章、设计要求 (2)1.1、传动装置 (2)1.2、带式运输机原始数据 (2)1.3、工作条件 (2)1.4、应完成的工作 (3)第二章、设计方案 (3)2.1、电动机的选择 (3)2.2、传动系统的运动和动力参数计算 (4)2.3、传动零件的计算 (5)2.4、轴的计算 (12)2.5、键连接 (27)2.6、箱体的尺寸设计 (28)2.7、减速器附件的选择 (29)2.8、润滑与封闭 (30)第三章、设计小结 (30)第四章、参考资料目录 (30)前言1、设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册、运用标准和规范等。
第 11 页由于输入轴的最小直径是安装联轴器处轴径。
为了使所选轴径1d 与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。
联轴器的计算转矩，查[3]表14-1mm N T K T A ca ⋅=⨯==68790458605.11查表，选择GB/T 5014-2019中的LX1型联轴器公称转矩(6)按弯扭合成应力校核轴的强度由上图可知，a截面为应力最大的位置，只需校核此处即可，根第 15 页○1轴承部件的结构设计该轴不长，固采用两端固定方式，按d处开始设计。
《识读齿轮零件图》教学设计
讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计
教师结合ppt讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计算公式。
（
1）三圆（齿顶圆da 、齿根圆df 、分度
圆d ）；
三弧（齿距P 、齿槽宽e 、齿厚s ）；三高（齿根高hf 、齿顶高ha 、齿高h ）；
齿宽b 。
（2）d=mz s=e=p/2=2
/m da=m(z+2)df=m(z-2.5)ha=m hf=1.25m h=2.25m
2.游戏巩固。
针对讲解知识点，设立希沃闯关小游戏 2.参与游戏。
回顾齿轮各部分结构，思考教师讲解的“三圆”“三高”“三弧”的具体含义3.学画法（15分钟）
1.演示绘制步骤
AutoCAD 演示单个直齿圆柱齿轮绘图步骤
2.总结绘制注意事项1)三圆线型
齿顶圆：粗实线分度圆：细点画线
齿根圆：细实线（可省略）2)剖视图三线线型齿顶线：粗实线分度线：细点画线齿根线：粗实线3)剖面线伸到齿根线4)齿根圆直径不标注 1.学生观看演示微课
2.和教师一起总结绘制步骤、完成单个圆柱齿轮的绘制。
4.评成果（4分钟）
1.评价图纸
依据评价表评价，形成自评、互评、师评的多元评价模式。
1.展示作品
选取小组代表利用展台展示作品，其余同学按照评价表进行评价
课后延伸
1.学习一对啮合齿轮的画法
2.一对啮合齿轮的画法的注意事项
教学反思。
齿轮传动是最重要的机械传动之一。
齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。
因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。
根据齿廓的发生线不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。
根据齿轮的结构形式的不同，齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。
本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。
3.1直齿轮的创建3.1.1渐开线的几何分析图3-1 渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。
渐开线的几何分析如图3-1所示。
线段s绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。
图中点（x1,y1）的坐标为：x1=r*cos(ang),y1=r*sin(ang) 。
(其中r为圆半径，ang为图示角度)对于Pro/E关系式，系统存在一个变量t，t的变化范围是0～1。
从而可以通过（x1,y1）建立（x,y）的坐标，即为渐开线的方程。
ang=t *90s=(PI *r*t)/2x1=r* cos(ang)y1=r* sin(ang)x=x1+(s*sin (ang))y=y1-(s*cos(ang))z=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程，可通过修改x，y，z的坐标关系来定义在其它面上的方程，在此不再重复。
3.1.2直齿轮的建模分析本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法，参数化创建齿轮的过程相对复杂，其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。
直齿轮的建模分析（如图3-2所示）：（1）创建齿轮的基本圆这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。
并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。
（2）创建渐开线用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线，本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。
（3）镜像渐开线首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第2步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度。
（4）拉伸形成实体拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。
齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。
依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。
(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。
(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。
齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），可用于转动和移动之间的运动转换。
常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。
齿轮又有标准齿和非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。
本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。
一、直齿圆柱齿轮（直齿轮）(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）1、齿顶圆（直径d1）通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。
齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。
2、齿根圆（直径d2）通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。
齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。
３.分度圆（直径d）齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。
它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。
４.节圆（直径d）两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。
分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。
正确安装的标准齿轮的d=d。
5.齿高h轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。
齿高h分为齿顶高h，齿根高h两段（h=h+h）:齿根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；吃根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；6.齿数z即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。
8.模数m由于分度圆周长πd=pz所以 d=p/πz令 p/π=m则 d=mz式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。
模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。
模数是设计、制造齿轮的重要参数。
由于模数m与齿距p成正比。
而p决定了轮齿的大小，所以m的大小反映了轮齿的大小。
模数大，轮齿大，在其他条件相同的情况下，轮齿的承载能力也就大，反之承载能力就小。
![机械制图习题集(机械专业)(第七版)-答案第二部分 (8)[2页]](https://uimg.taocdn.com/1ca1ae3553d380eb6294dd88d0d233d4b14e3fa2.webp)
第二篇技能模块项目四绘制直齿圆柱齿轮零件图1.在未完成的两个视图的基础上，按规定画法画出两直齿圆柱齿轮的啮合图。
已知：齿数z1=24，z2=36，模数m=2。
2.识读从动齿轮零件图，并写出其识读步骤和识读内容。
(1)读标题栏，可知零件的名称、材料、绘图比例及第几角画法。
(2)分析视图表达方案，可知各视图的表达方案。
(3)读视图，可知各视图表达的内容及含义。
(4)读尺寸，可知各方向的基准。
(5)读技术要求，可知零件图中表面粗糙度、几何公差、尺寸公差及各种加工要求。
3.识读并抄画（徒手，于后页纸上）锥齿轮零件图，然后回答问题。
(1)该零件的名称叫锥齿轮，材料是45钢。
(2)该零件图采用了2 个图形，主视图是全剖视图，左视图采用了局部视图。
(3)该齿轮有33 个齿，模数是7 ，它的大端分度圆直径为Φ62.24 。
(4)该齿轮的表面粗糙度Ra值最小的部位在轮齿工作面，Ra值为1.6 μm。
(5)该齿轮的齿部要求进行表面淬火处理，达到洛氏硬度52～56HRC 。
(6)齿轮上轴孔的键槽宽度为6 mm ，键槽宽的公差带代号为H9 ，键槽工作面的表面粗糙度Ra值为 3.2 μm。
4.识读蜗杆零件图，然后回答问题。
(1)该零件的名称叫蜗杆，它与蜗轮啮合。
(2)该蜗杆的轴向模数为 3 ，分度圆直径为Φ36 ，齿顶圆直径为Φ42h7 。
(3)该蜗杆的头数为 2 ，表示是 双 线，导程角为 9°27′44″ ，轴向齿距为9.425±0.022 mm ，可算出导程为 18.85 mm 。
(4)轴向齿形中的9.425±0.022表示 齿距 的尺寸；法向齿形中的4.183021.0076.0--表示 齿厚 的尺寸。
(5)图上有两处砂轮越程槽，标注尺寸为 2×0.3 ，该标注形式表示槽宽为 2 mm ，槽深为 0.3 mm ，此处直径为 Φ24.4 。
(6)零件上要求表面粗糙度Ra 值最小的是 1.6 μm ，共有 6 处；其次是 3.2 μm ，有 2 处；再次是 6.3 μm ，有 1 处。
一级圆柱齿轮减速器设计实例O例：如图1-69所示带式运输机传动方案，运输带工作拉力F=1500N,运输带速度v=1.5n）/s,滚筒直径D=220mm,荐用电机同步转速n=1500rpn）oO工作条件：载荷平稳，连续单向运转，两班制工作。
（运输带与滚筒及支承间的摩擦阻力已在F中考虔）使用期限：寿命十年，大修期三年。
动力来源：三相交流电（220/380V）生产条件：中型机械制造厂，可加工7、8级齿轮、蜗轮。
生产批量：小批量生产。
设计内容：1•减速器装配图一张（1#图纸）2.零件工作图（2〜3张）3.设计计算说明书一份以下为这种方案下设计出的一级直齿圆柱齿轮减速器的计算说明书和减速器装配图（见图1・74）及零件图（从动轴的零件图，见图1-75；齿轮的零件图，见图1-76）. O设计说明书联轴器电动机DX/带轮传动一级圆柱齿轮苦差事减速器III工作机OOOOOOOO31 30292827◎n 29403536122±0.010540533513810 11 12 13 14 15 I21H7/r6「n d45k633 32 31* 26 2540] GB 93—198? 垫 GB 6170^1986 " M1065 Mn 39 38 GB 5782-1986M10x35 37 36 35 34 螺母 螺程Q235 Q235 技术待性功率：2.2 kW ：高速轴转速：746.7 (r/min)；传动比：3.659。
技术要求 1・装配的，所有零件用煤油淸洗，滚动釉承用汽油淸洗•机体内不许 有任何杂物存在。
内壁涂上不被机油浸蚀的涂料两次； 2-喊合测隙用铅丝检验不小于0・16 m 叫 铅丝不得大于最小覽隙的 四倍； 3・用涂色法检验斑点。
按圾髙接触斑点不小于40% ;按悔长接触斑点 不小于50%。
必要时可用研磨或刮后研磨以便改善接触悄况； 4.深构球紬承轴向间隙为0.2-0.5 mm ；5・检査滅速器剖分面、齐接触面及密封处，均不许漏油。
设计用于螺旋输送机的闭式直齿圆柱齿轮传动，传递功率P 1=1.8kw ，转速n 1=250r/min ，齿数比u=2.3，两班制工作，寿命10年（每年按250天计算），小齿轮作悬臂布置。
1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用标准直齿圆柱齿轮传动，压力角为20o 。
（2）带式输送机为一般工作机器，参考表10-7，选用7级精度。
（3）材料选择。
由表10-1，选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度280HBW ；大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBW 。
（4）初选小齿轮齿数z 1=27，大齿轮齿数z 2=uz 1=2.3×27=62.1，取z 2=62。
2.按齿面接触疲劳强度设计（1）由式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即d 1t ≥√2K Ht T 1∅d u+1u (Z H Z E Z ε[σH])231）确定公式中的各参数值。
①试选K Ht =1.3。
②小齿轮传递的转矩T 1。
T 1=9.55×106P n 1=9.55×106×1.8250=6.876×104N ·mm③由表10-8选取齿宽系数∅d =0.6 ④计算区域系数Z HZ H =√2cosαsinα=√2cos200sin20o=2.5 ⑤由表10-6查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 1/2 ⑥由式（10-9）计算接触疲劳强度用重合度系数Z ε。
αa1=arccos z 1cosαz 1+2ℎa ∗=arccos 28×cos20028+2×1=28.712oαa2=arccos z 2cosαz 2+2ℎa ∗=arccos 65×cos20065+2×1=24.267oεα=z 1(tanαa1−tanα′)+z 2(tanαa2−tanα′)2π=z 1(tanαa1−tanα)+z 2(tanαa2−tanα)2π=28×(tan28.712o −tan20o )+65(tan24.267o −tan20o )2π=1.718Z ε=√4−εα3=√4−1.7183=0.872⑦计算接触疲劳许用应力[σH]。
齿轮及其画法齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。
依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。
(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。
(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。
齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），可用于转动和移动之间的运动转换。
常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。
齿轮又有标准齿和非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。
本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。
一、直齿圆柱齿轮（直齿轮）(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）1、齿顶圆（直径d1）通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。
齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。
2、齿根圆（直径d2）通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。
齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。
３.分度圆（直径d）齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。
它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。
４.节圆（直径d）两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。
分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。
正确安装的标准齿轮的d=d。
5.齿高h轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。
齿高h分为齿顶高h，齿根高h两段（h=h+h）: 齿根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；吃根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；6.齿数z即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。
8.模数m由于分度圆周长πd=pz所以d=p/πz令p/π=m则d=mz式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。
模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。
模数是设计、制造齿轮的重要参数。
由于模数m与齿距p成正比。
而p决定了轮齿的大小，所以m的大小反映了轮齿的大小。
模数大，轮齿大，在其他条件相同的情况下，轮齿的承载能力也就大，反之承载能力就小。
实用文档课程设计任务书课程设计题目：带式运输机的单级直齿圆柱齿轮减速器（一）设计容1、电动机的选择与运动参数的计算2、齿轮传动的设计；3、轴的设计；4、绘制零件的工作图和装配图(1) 减速器的装配图(2) 绘制零件的工作图5、编写设计说明书(1)、目录；(2)、设计任务书；(3)、设计计算：详细的设计步骤与演算过程；(4)、对设计后的评价；(5)、参考文献资料。
（二）设计工作量1.减速器装配图一2.零件图二（轴一，齿轮一）3.设计说明一份。
目录传动方案拟定与说明 4电动机的选择 5齿轮传动的设计计算 8轴的设计计算 12减速器铸造机体结构尺寸计算结果表 18设计小结 21传动方案拟定与说明系统简图：原始数据：带工作拉力F=2000N，带速度V=2.4m/s，卷筒直径D450mm工作要求：每日两班制，传动不逆转，有中等冲击，链速允许误差为5%电动机的选择1、电动机类型的选择Y系列三相异步电动机2、电动机功率的选择（1）工作机所需功率Pw。
Pw=Fv/1000=(2000·2.4)/1000=4.8Kw（2）电动机输出功率Pd。
考虑传动装置的功率损耗，所需电动机的输出功率为Pd=Pw/η式中：η1. η2.，η3，η4为别为传动系统中联轴器、滚动轴承、齿轮传动与卷筒传动的效率，查表2-3，取η1=0.99，η2=0.98，η3=0.97，η4=0.96，则η=0.992·0.984·0.972·0.96=0.817所需电动机的输出功率为Pd=Pw/η=4.8/0.817=5.88Kw（2）确定电动机的额定功率Ped。
选定电动机的额定功率Ped=7.5Kw 3、选择电动机的转速计算工作机的转速n wn w=（60·1000·v）/πD=101.9r/min安表2-2推荐的传动比合理围，二级圆柱齿轮减速器传动比围是i’=8~40.则电动机转速的可选围为Nd=I’n w=*8~40）·101.9=815.2~4076Kw可见同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min的电动机都符合要求，查表14-1，初选同步转速1000r/min、1500r/min 的两种电动机进行比较，则为Y160M-6、Y132M-4，其传动比为9.81、14.72.因此电动机Y160M-6传动比小，选定电动机型号为Y160M-6。
