齿轮传动的设计方法

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目 录

前言.................................................................................6

摘要.................................................................................7

一、 齿轮传动的失效形式和设计约束.............8

1、 齿轮传动的失效形式................................................................8

1.1 轮齿折断......................................................................................8

1.2 齿面点蚀.....................................................................................9

1.3 齿面磨损......................................................................................10

1.4 齿面胶合.......................................................................................11

1.5 塑性变形......................................................................................11

2、 齿轮传动的设计约束..................................................12

标准直齿圆柱齿轮的传动设计计算：

一. 齿轮的受力分析：

圆周力Ft=Ft1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2;

径向力Fr=Fr1=Fr2=Ft.tanа;

法向力Fn=Fn1= Fn2=Ft/COSа;式中：T1、Ｔ2为两齿轮的转距，Ｎ．ｍｍ；d1、d2为两齿轮的分度圆直径，mm；а为压力角，а＝20°。

若Ｐ为传递的功率，KW；n1为小齿轮的转速，r/min；可得转矩：T1=9.55*106P/n1.式中T1的单位为N.mm。

二. 轮齿的计算载荷：

上式分析的法向力Fn是作用在轮齿上的理想状况下的载荷，称为名义载荷，在强度计算时，需引用载荷系数K（新国标中用使用系数、动载系数、分布系数、分配系数等考虑多种因素的影响，本处为简化计算，仅用载荷系数表示。）则计算载荷Fnc=KFn；载荷系数K值可根据载荷特性查设计手册表中所得。

三. 齿面接触疲劳强度计算：

四. 齿面疲劳强度计算的目的是为了防止齿面点蚀失效。防止齿面点蚀的强度条件为：节点处的计算接触应力应该小于齿轮材料的许用接触应力，即：σH≤〖σH〗。

齿面最大的计算接触应力，可用赫兹应力公式计算：

式中：σH的单位为Mpa；Fn为作用在轮齿上的法向力，N;b为轮齿的宽度，mm；ρ1，ρ2为两轮齿廓在节点处的曲率半径，mm；μ1，μ2为两轮材料的泊松比；E1、E2为两轮材料的弹性模量，Mpa；正号用于外啮合，负号用于内啮合。

令ZE=

ZE称为齿轮材料的弹性系数，

普通圆柱蜗杆的传动效率η=（100-3.5i）%

0 课程设计实训报告

课程名称: 《机械基础》

设计题目: 齿轮传动的设计

系 别: 机电工程系

专业班级: 机电一体化技术3班

学生姓名: 张波

学 号: 20093121325

指导老师: 张传亮

设计时间: 2010年12月

河南质量工程学院

1 河南质量工程职业学院

《机械基础》课程设计任务书

班级 09机电3班 学生姓名 张波 指导教师 张传亮

课程设计题目 齿轮传动的设计

主要

设计

内容

1、设计计算主动轮、从动轮结构及尺寸。

2、绘制主动轮图并标注主要尺寸及参数。

3、设计计算主动轮轴键联接。

主要

技术指标

和设

计要

求 1．设计指标

① 齿轮的传递功率为20kw，低速轴转速为200r/min，传动比为i=3.5；

② 单向传动，一天工作20小时，一年工作300天，工作二十五年，齿轮和轴的材料均为45钢。

③ 选择齿轮精度等级。输送机是一般工作机械，考虑次对齿轮的传递的功率不大，速度不高，故大小齿轮都选用8级精度。要求齿轮面粗糙度Ra1.6～3.2um..

2．设计要求

① 画出齿轮的结构设计图；

② 齿轮的主要参数；

③ 校核齿轮的强度；

④ 轴的结构设计于计算；

主要

参考

资料

及文

献 [1]张晓坤.隋晓朋.Autocad中文版实用教程.北京：北京经济日报出版社，2008.9

[2]徐锦康.机械设计.北京：高等教育出版社,2008.3

[3]唐金松.简明机械设计手册（第二版）.上海：上海科学技术出版社，2000.5

[4]黄祖德.机械设计.北京：北京理工大学出版社，2007.9

[5] 岳优兰，马文锁.机械设计基础.开封：河南大学出版社，2009.5

齿轮设计的基本步骤（一）

引言概述：

齿轮作为一种常见的传动机构，在工程设计中起到了至关重要

的作用。齿轮设计的好坏直接影响到传动系统的工作性能和寿命。

本文将介绍齿轮设计的基本步骤，以及每个步骤中的关键要点和注

意事项。通过掌握齿轮设计的基本步骤，设计师可以更好地实现传

动系统的设计目标。

正文内容：

一、确定传动参数

1. 确定传动的速比要求：根据所需的输出转速和输入转速，计

算传动所需的速比。

2. 确定传动功率：根据传动系统所需的输出功率，计算齿轮和

传动装置的额定功率。

3. 确定传动类型：根据传动系统的工作条件和要求，选择合适

的齿轮传动类型，如直齿轮传动、斜齿轮传动等。

4. 确定传动转向：根据传动系统的布局和工作要求，确定传动

的转向，如正向转动或逆向转动。

5. 确定传动布局：确定齿轮的相对位置和传动齿数，根据传动

布局的要求选择合适的齿轮参数。

二、计算齿轮参数

1. 计算模数：根据传动的速比和齿数，计算齿轮的模数，确保

齿轮的强度和传动效率。2. 计算齿轮的齿数：根据设计要求和齿轮轴的布局，计算每个

齿轮的齿数，使齿轮能够实现所需的速比。

3. 计算齿轮的齿宽：根据传动的功率和转速，计算齿轮的齿宽，

以确保齿轮的强度和耐磨性。

4. 计算齿轮的变位系数：计算齿轮的变位系数，用于确定齿轮

齿形的修正，以提高传动的平顺性和减小齿轮噪声。

5. 计算齿轮的其他参数：根据传动的要求，计算齿轮的齿距、

顶高、底高等参数，以确保齿轮的工作性能和可靠性。

三、选择齿轮材料和热处理方式

1. 选择合适的材料：根据传动系统的工作条件和要求，选择适

合的齿轮材料，如优质合金钢、硬质铸铁等。

2. 确定热处理方式：根据齿轮材料的特性和要求，确定合适的

热处理方式，如淬火、渗碳等，以提高齿轮的硬度和耐磨性。

四、绘制齿轮图纸和施工图

1. 绘制齿轮图纸：根据计算得到的齿轮参数，绘制齿轮的主视

图、剖视图和齿形图，并标注关键尺寸和公差要求。

2. 绘制施工图：根据齿轮图纸和布局要求，绘制齿轮与其他传