变位齿轮设计计算

1.设计任务及要求已知: 齿数：1z =15 2z =57，模数： m=10， 压力角： 20=α ,齿轮为正常齿制，工作情况位闭式传动。

要求：1) 选择变位系数21x x 、。

2) 计算该对齿轮传动的各部分尺寸。

3) 以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图。

2.数学模型1) 际中心距a '的确定：2)(21z z m a +⨯= ； a '=（a/5+1）⨯5； 2) 啮合角α'： ；)cos(2)()cos(21ααα⨯'⨯+='z z m 实αααinv z z x x inv +++=')/()(tan 22121；3) 分配变位系数21x x 、；17sin 22min ≈=*αa h z min 1min min 1/)(z z z h x a -=*；min 2min min 2/)(z z z h x a -=*；；αααtan 2))((2121z z inv inv x x +-'=+ 4）中心距变动系数 y=(a a -')/m ；5) 齿轮基本参数：注：下列尺寸单位为mm模数： m=10压力角： 20=α齿数： 1z =15 2z =57齿顶高系数： 0.1=*a h齿根高系数： 25.0=*c传动比： 12/z z i =齿顶高变动系数： y x x -+=21σ分度圆直径； 11mz d = 22mz d =基圆直径； αc o s 11mz d b =αc o s 22mz d b =齿顶高： )(11σ-+=*x h m h a a)(22σ-+=*x h m h a a 齿根高： )(11x c h m h a f -+=*)(22x c h m h a f -+=** 齿顶圆直径： 1112a a h d d +=2222a a h d d +=齿根圆直径； 1112f f h d d -=2222f f h d d -=节圆直径： αα'='c o s c o s 11d d αα'='cos cos 22d d4) 重合度：)]tan (tan )tan (tan [212211ααααπε'-+'-=a a z z )/(cos 1111a b a d d -=α )/(c o s 2212a b a d d -=α5) 一般情况应保证2.1≥ε6) 齿距： m p π=7) 节圆齿距： αα'='c o s c o s p p 8) 基圆齿距： απc o s m p b =9)齿顶圆齿厚： )(2111111ααi n v i n v r r r s s a a a a --= )(2222222ααinv inv r r r s s a a a a --=一般取25.0≥a s10) 基圆齿厚：)(tan arccos )s [tan(arcco 111111111αα----=a b a b b b b d d d d d d d s s )(tan arccos )s [tan(arcco 222222222αα----=a b a b b b b d d d d d d d s s 11) 分度圆齿厚：απtan 22111m x m s +=απtan 22122m x m s +=12) 展角： '-'=11111a r c c o s )t a n (a r c c o s d d d d b b θ '-'=22222a r c c o s )t a n (a r c c o s d dd d b b θ 设计总结通过此次课程设计，我对机械设计和制造有了深入的了解，对本专业的有了更深入的了解。

直齿锥齿轮变位系数
直齿锥齿轮的变位系数是指齿轮尺寸变化和齿数变化的比值，表示了齿轮齿数增加或减少对齿轮尺寸的影响程度。

直齿锥齿轮的变位系数可以用下式计算：
s = (z1 + z2) * tan(α) / (2 * m)
其中，s为变位系数，z1和z2分别为两个齿轮的齿数，α为锥面与轴线间的锥角，m为模数。

变位系数决定了直齿锥齿轮传动的可靠性和平稳性，一般情况下，变位系数越大，齿轮的传动能力和可靠性就越好。

但是过大的变位系数会增加接触应力和噪声，影响传动的平稳性。

因此，在设计直齿锥齿轮传动时，需要综合考虑变位系数和其他相关参数，以保证传动的性能和寿命。

变位斜齿轮变位系数计算公式
1、定义
斜齿轮变位系数是指斜齿式传动系统的主动齿轮和从动齿轮之间实际的变位系数．斜齿轮变位系数是确定斜齿传动系统输出转速与输入转速之比的重要参数．
2、基本理论
斜齿轮变位系数的计算可以根据斜齿轮传动原理得出，斜齿轮传动系统中以滚动轮组的形式相互啮合，当主动轮齿面与从动轮齿面的啮合滚动过程中，一步步完成传动，斜齿轮变位系数的计算公式为：
K=T2/T1=√(cosα2/cosα1)
其中：K-变位系数；T1、T2-主动轮和从动轮的转速；α1、α2-主动轮和从动轮上压力角的大小；
3、计算步骤
(1)确定从动轮的压力角α2,从动轮压力角的大小主要受主动轮和从动轮的齿数和形状的影响。

压力角α2综合考虑主从轮的齿数及形状，是将从动轮的中心线与从动轮对应齿面的交边连线与从动轮的法线的夹角。

(2)确定主动轮的压力角α1,主动轮压力角的大小将直接影响到斜齿轮传动系统的变位系数。

压力角α1由主动轮的齿数及形状决定，可以根据从动轮的压力角确定。

(3) 由转速比率确定斜齿轮变位系数K，根据上式知，斜齿轮变位系数K=T2/T1=√(cosα2/cosα1)
4、示例
以下计算题示例：。

变位齿轮的分度圆直径是指在齿轮齿廓上作为基准的圆的直径。

具体计算变位齿轮的分度圆直径需要考虑多个因素，包括模数、齿数、齿轮的变位系数等。

变位齿轮的分度圆直径计算公式如下：
分度圆直径= 模数×齿数/ 变位系数
其中，
模数：表示齿轮的模数，即齿轮齿槽的大小标准；
齿数：表示齿轮的齿数，即齿轮上的齿的数量；
变位系数：表示齿轮的变位系数，用于计算齿轮的变位量，通常取值为正数。

需要注意的是，变位齿轮的分度圆直径与普通齿轮的分度圆直径计算方式略有不同。

变位齿轮的齿槽形状会发生变化，因此需要考虑变位系数来修正分度圆直径的计算结果。

以上是关于变位齿轮分度圆直径的简要介绍和计算公式。

具体的计算过程会根据实际情况和设计要求而有所差异，建议在具体应用中参考相关齿轮设计手册或咨询专业工程师以获取准确的计算结果。

变位圆柱齿轮跨测齿数的简便计算中煤北京煤机公司退休职工周万峰摘要：本文给出一个简便的跨齿数计算的经验公式，并验证了该公式确定的跨齿数是合理的。

关键词：变位齿轮，跨齿数，公法线长度。

1、推荐笔者的经验公式目前变位齿轮的跨齿数计算公式可谓形式多样，五花八门：有教科书上公式，有各种手册上公式，有参考书上的公式，还有近些年来杂志上发表的公式等等。

如果将它们汇集起来恐怕不下十数个之多。

但最常见的还是表1所列的几个公式。

表1 几个常见的变位齿轮的跨齿数计算公式序号用于直齿用于斜齿1234[]+0.5 []+0.5注：早先公式1多为教材所选用。

公式2《机修手册》选用。

公式3《齿轮手册》选用。

公式4多为《机械设计手册》选用。

不难看出，表1中的几个公式大都比较复杂：平方、开放、三角函数等等项目很多，计算起来十分不便。

而且有的公式有时确定的跨齿数也不合理。

有鉴于此，笔者通过分析研究，并进行了大量的算例计算以及反复验证后给出一个跨齿数计算的经验公式。

当压力角时，经验公式为：——齿数，斜齿时代入（，可查手册）。

——变位系数，斜齿时。

——与变位系数正负有关的系数。

当变位系数为正（时p=1.4，当变位系数为负（时p=1.9。

通过大量的算例验证后得知，当变位系数为负时，由经验公式确定的跨齿数与表1中的公式（4）确定的跨齿数是完全一样的（见表2）。

当变位系数为正时，经验公式与表1中的（2）、（3）、（4）确定的跨齿数绝大多数是相同的，只在极少数情况下两者的跨齿数不同。

但在不同的情况下，经验公式的情况比理论公式的情况还好些（见表3）。

这就说明经验公式确定的跨齿数是合理的。

表2 变位直齿轮跨齿数计算公式比较表（）齿数z 变位系数x跨齿式计算值确定的跨齿数齿数z变位系数x跨齿数计算值确定的跨齿数经验公式理论公式经验公式理论公式经验公式理论公式经验公式理论公式14 0.40 2.61 2.63 3 3 56 -0.4 5.96 5.97 6 6 19 0.60 3.45 3.47 3 3 67 -0.52 6.95 6.96 7 7 24 0.70 4.14 4.18 4 4 80 -0.63 8.19 8.19 8 8 28 0.72 4.61 4.67 5 5 96 -0.7 9.83 9.85 10 10 52 1.0 7.67 7.80 8 8 124 -0.8 12.75 12.79 13 13 100 1.50 13.71 13.96 14 14 150 -1.20 14.89 14.90 15 15注：表2中的“理论公式”为表1中的公式（4）。

齿轮最小变位系数（实用版）目录1.齿轮变位系数的概念2.齿轮变位系数的计算方法3.齿轮变位系数的选择4.齿轮变位系数的应用5.齿轮变位系数的举例正文一、齿轮变位系数的概念齿轮变位系数是指在齿轮加工过程中，齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切位置偏移距离 xm，外移 x 为正，内移 x 为负。

其主要作用是减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量，在传动比一定的条件下，可使小齿轮齿数 zlzmin。

二、齿轮变位系数的计算方法齿轮变位系数的计算公式为：变位系数 x = 变位量 / 模数。

其中，变位量是标准齿轮与变位齿轮齿顶圆直径之差，模数是齿轮的齿数。

三、齿轮变位系数的选择齿轮变位系数的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度和改善传动质量。

变位齿轮的主要功用如下：减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量；在传动比一定的条件下，可使小齿轮齿数 zlzmin；提高弯曲强度和齿面强度；避免根切。

不同目的下，变位系数的选择也会有所不同。

四、齿轮变位系数的应用在实际应用中，齿轮变位系数的选择需要根据具体的机械设计要求和传动条件来进行。

例如，中心距 60、小轮变位系数 0.4，外径 39.47、大轮变位系数 0.13 外径 88.4 等，都是常见的齿轮变位系数选择。

五、齿轮变位系数的举例以中心距 60、小轮变位系数 0.4 为例，小轮的齿数可以通过计算得到：z1 = (60 * 0.4) / 模数。

同样，大轮的齿数也可以通过计算得到：z2 = (88.4 * 0.13) / 模数。

这样，就可以得到一个满足传动比要求的齿轮副。

总结：齿轮变位系数是齿轮加工中一个重要的参数，其选择和计算对于提高齿轮传动质量和强度具有重要意义。

《装备制造技术》２０１３年第１期变位齿轮一般用于调整中心距，改进齿轮啮合情况以及提高齿轮的抗弯强度。

在实际使用中，对于一对相互啮合的齿轮副，往往是其中的一个齿轮采用正变位，而另一个齿轮采用负变位，并且正负变位量的绝对值相等。

这样，我们在加强了一个齿轮强度的同时，又削弱了与其相啮合的另外一个齿轮的强度，无法达到提高整个齿轮副强度的效果。

下面就针对一般正、负变位齿轮副存在的不足，进行了对齿轮副全正变位的设计计算。

１设计计算的方案要实现全正变位的方案，有两个途径：一是，减小齿数，即通过减小齿数先将中心距减小，再通过正变位将中心距增加到原有尺寸，这样还有一个齿轮参数要改变，即啮合角α；二是，齿数不变，但要改变螺旋角β和啮合角α两个参数，以调整中心距。

现分别计算如下：１．１减少齿数我们假定一对齿轮副的原始参数为：齿数：Z１＝２８，Z２＝５４，传动比I＝Z２／Z１＝５４／２８＝１．９２８５７，压力角α＝２０°，螺旋角β＝２７．７２６°，齿顶高系数h a＝１，齿根高系数h f＝１．２５，中心距a＝５５５．８１８ｍｍ，模数m＝１２ｍｍ。

现取Z１＝２７，Z２＝５２，则传动比I＝Z２／Z１＝５２／２７＝１．９２５９３。

（１）计算速比偏差ε：ε＝（I－i）／I×１００％＝０．１３７％传动比改变很小，说明齿数选择合适。

（２）根据变位齿轮基本公式：a＇＝aｃｏｓα／ｃｏｓα＇（１）其中，a为齿数改变后的中心距；a＇为改进后的中心距，由于中心距不变，因此a＇＝a＝５５５．８１８ｍｍ；α为分度圆与节圆重合时的啮合角，取２０°；α＇为改进后的啮合角。

根据斜齿轮副中心距计算公式：a＝m（Z１＋Z２）／２ＣＯＳβ则a＇＝（m（Z１＋Z２）／２ＣＯＳβ）ｃｏｓα／ｃｏｓα＇其中：a＇＝a＝５５５．８１８ｍｍ，m＝１２，Z２＝５２，Z１＝２７，α＝２０°，β＝２７．７２６°。

变位齿轮分度圆计算公式
变位齿轮分度圆计算公式
变位齿轮的分度圆是指齿轮在转动一周的过程中，设定每一个齿等分时，接触方式的变化。

在计算变位齿轮的分度圆时，一般采用变位齿轮角度计算公式：α=360°/n
其中，α是变位齿轮的角度，n代表齿轮的齿数。

另外，在计算变位齿轮的分度圆时还需要考虑到变位齿轮的基数齿形的影响，一般采用变位齿轮分度圆计算公式：
β=α + mπ/z
其中，β是变位齿轮的分度圆角度，α是变位齿轮的角度，m是变位系数，z是基数齿形的齿数。

根据上述公式，求取相关参数可以计算出变位齿轮的分度圆及对应的角度。

- 1 -。

外啮合直齿圆柱齿轮变位系数、公法线长度、齿厚、最小法向侧隙的计算1，直齿圆柱齿轮变位系数计算：Case1：a，此处例子仅计算用齿条型刀具加工时的情况（插齿刀加工见相关手册公式）：小结：由此可知本例选取的齿数在不变位的情况也不会产生根切现象。

b，根据下图选择大小齿轮的变位系数和x∑。

本例在P6-P7区间取值。

即齿根及齿面承载能力较高区，进行选择。

因大小齿轮的齿数和为18+19=37。

所以本例选择的变位系数和x∑=0.8。

本例我们的两个齿轮在工作时属于减速运动，所以按减速运动的变位系数分配线图，进行2个齿轮的变位系数的选择。

先按(z1+z1)/2=18.5，作为横坐标，做一条垂线（图中蓝色的线），再按x∑/2=0.4，作为纵坐标，做一条水平线（图中橙色的线），接着沿着L线的趋势，穿过上面2条线的交点做一条射线（图中红色的线）最后按大小齿轮的齿数做相应的垂线（图中紫色的线），即得到需要的各自变位系数。

最后我们选择的变位系数即为：小齿轮x1=0.42，大齿轮x2=0.38。

【基本保障其和与之前x ∑一致，即可】。

c，验算变位后的齿顶厚度：注：一般要求齿顶厚Sa≥0.25m；对于表面淬火的齿轮要求Sa≥0.4m下表中的da的计算见后面的计算表格中的计算公式（因为当齿轮变位后，齿顶圆的计算和未变位齿轮的计算稍有差别-涉及到变位系数和中心距变位系数。

）。

分度圆直径db mm 73.8 77.9齿轮的齿顶圆直径da mm 83.027 86.799齿轮的齿顶压力角αa °27.27 26.17中间值invα0.0215 0.0215中间值invαa 0.0587 0.0347齿顶厚Sα 5.77 7.47判断值0.25m 1.025 1.025判断值0.4m 1.64 1.64小结：计算发现变位后的齿轮齿顶厚满足设计需求。

根据上面确定的变位系数，计算齿轮的中心距变位系数和节圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径。