直齿圆柱齿轮设计.docx
直齿圆柱齿轮设计 直齿圆柱齿轮设计 1）选定齿轮精度等级，材料及齿数 2）按齿面接触强度设计 3）按齿根弯曲强度设计 4）几何尺寸计算 5）齿轮结构设计 按齿面接触强度设计步骤 按齿面接触强度设计按下式进行 式中参数说明请直接点击 1）u传动比 2）计算圆周速 3)计算齿宽b：b= d·d1t (mm) 4)计算齿宽与齿高比b/h 模数 mt=d1t/Z1 (mm) 齿高 h=2.25m t (mm) 5)计算载荷系数K 6）校核分度圆直径 式中参数说明请直接点击 7）重新计算模数m=d1/Z1 (mm) 小齿轮转距T1 P1输入功率（kw） n1小齿轮转速（rpm） 弹性影响系数Z E 表10-6 弹性影响系数Z E () 注：表中所列夹布塑胶的泊松比为0.5，其余材料的均为0.3 初选载荷系数K t 当用设计公式初步计算齿轮的分度圆直径d1(或模数m n)时，动载系数、齿间载荷分配系数K及齿向载荷分布系数K不能预先确定，此时可试选一载荷系数K t （如取=1.2 1.4）,则算出来的分度圆直径（或模数）也是一个试算值d1t（或m nt），然后按d1t值计算齿轮的 由于硬齿面齿轮传动的尺寸较软齿面齿轮传动的可显著减小，故在生产技术条件等不受限制时应广为应用，目前已逐渐推广。 脚标t表示试选或试算值，下同。 许用接触应力H 许用接触应力 H应代入大小齿轮的许用接触应力H1·H2中较小值 按齿根弯曲强度设计步骤 式中参数说明请直接点击 按齿根弯曲强度设计按下式进行 分别计大、小齿轮的Y Fa Y Sa/F并加以比较取较大值代入，并将m圆整为标准值 齿形系数Y fa 表10-5 齿形系数Y Fa及应力校正系数Y Sa 注：1）基准齿形的参数为=20o、h a*=1、c*=0.25、=0.38m（m为齿轮模数）； 2）对内齿轮：当=20o、h a*=1、c*=0.25、=0.15m时，齿形系数Y Fa=2.053；应力 校正系数Y Sa =2.65。 应力校正系数Ysa 参见齿形系数Y Fa 模数标准值 表8-8 蜗杆模数m值 几何尺寸计算 1)分度圆直径 d1=Z1·m d2=Z2·m 2) 中心距a=1/2(d1+d2) 3）齿轮宽度b=d·d1 压力角的选择 由机械原理可知，增大压力角，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为11.2，压力角为16o18o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z1的选择 若保持齿轮传动的中心距不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z1=2040。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=1720。 为使齿轮免于根切，对于=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z117。Z2=u·z1。 齿宽系数d的选择 由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为 所以对于外捏合齿轮传动a的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计算出相应的d值 表：圆柱齿轮的齿宽系数d 注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时d应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为 软齿面时d可取表中偏上限的数值； 2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，d可小到0.2； 4)非金属齿轮可取d0.51.2。 齿轮传动的许用应力 齿轮的许用应力按下式计算 式中参数说明请直接点击 疲劳安全系数S 对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=S H=1。但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=S F=1.25 1.5. 寿命系数K N 弯曲疲劳寿命系数K FN，查图1 接触疲劳寿命系数K HN，查图2 图中N=60njL h n齿轮转速(rpm), N齿轮工作应力循环次数 j齿轮每转一圈时，同一齿面啮合数 L h为齿轮的工作寿命（h） 图1：弯曲疲劳寿命系数K FN 1一调质钢，珠光体、贝氏作球星铸铁，珠光体黑色可银铸铁； 2一镇联淬火用，火焰或感应表面淬火锅； 3一氨化的调质钢或氯化钢，铁索作球铸铁，结构纲灰铸铁； 4一碳氮共修的调质钢 图2：接触疲劳寿命系数K HN 1结构钢调质钢，珠光作、贝氏作球墨铸铁， 珠光体黑色可依铸扶，掺假淬火锅（允许一定点蚀）； 2材料同1，不允许出现点蚀； 3灰铸铁，铁素作球墨铸铁，氯化的调质钢或氨化钢； 4联氛共修的调质钢 齿轮疲劳数极限lim 齿轮精度选择 齿轮精度选择各类机器所用齿轮传动的精度等级范围，列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。 表：各类机器所用齿轮传动的精度等级范围 注：主传动齿轮或重要的齿轮传动，精度等级偏上限选择；辅助传动的齿轮或一般齿轮传动，精度等级居中或偏下限选择。 图：齿轮传动的精度选择圆柱齿轮传动 pre齿轮设计教程 本人曾设计过家电产品之类的塑胶齿轮箱,现根据理论知识,相关的资料以及自已的工作经验,将自已对渐开线齿轮参数化画法的一点认识公布于此,希望对大家有所帮助,并能够提出 意见.谢! 先从最简单最常用的圆柱直齿的画法说起. 步骤一v XU6Q 1.新建PART档,用RELATIONS定义实数M=1,Z=24,B=3,ANGLE=20.0C E R K A(s#m 2.打开PROGRAM记事本,在INPUT与END INPUT输入如下:S,F xn INPUT9?&S6X.N4M N M NUMBER "请输入齿轮的模数:" Z NUMBER o"o*b&Ax "请输入齿轮的齿数:" B NUMBER "请输入齿轮的厚度:" END INPUT 6i2u6kr4x 保存关闭. 2022-4-11 17:50 michacle 步骤二.s_V%g-k 1.画四个圆曲线，分别为齿顶圆，分度圆，基圆，齿跟圆1H_&g1WN u%M 2.用RELATIONS,分别定义其直径为: D0=M*ZM*Z+M*2d(6ah Tz D1=M*ZM*Z-M*2.5 D2=D0*COS(ANGLE)v-g'7e B*p D4=M*Z-M*2.5 2022-4-11 17:56 michacle 步骤三.3s 作渐开线曲线,采用笛卡尔坐标,方程式为: r=d8/2 theta=t*90 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*(pi/180)G C"S21E5x4A bn-U y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*(pi/180) z=0k g9y;c Z6L Q o 完成效果如图所示 2022-4-11 17:59 michacle 步骤四 如图拉伸曲面,拉伸深度定义为B 2022-4-11 18:05 michacle 步骤四9M/b$SR4aM(? 延长曲面,此步骤是针对当基圆直径大于齿跟圆直径时而采取的措施. 如图. 2022-4-11 18:15 michacle 步骤五W Y0N U T 作经过圆心轴线和步骤三曲面与分度圆曲线交点的DATUM PLANE.如图 2022-4-11 18:18 michacle 步骤六 作经过圆心轴线，并与步骤五成90/Z度夹角的DATUM PLANE2.如图. 2022-4-11 18:22 michacle 步骤七9Z L%HC a$Z *Y O R+n aD EG(T 以DATUM PLANE2作基准镱向曲面. 2022-4-11 18:24 michacle 步骤八S )p4aA U %G yzD v H 合并二个曲面.结果如图所示. 2022-4-11 18:26 michacle 步骤九B/C_$"d M MH 6Y84X*P 拉伸曲直径与齿跟圆相等,拉伸深度定义为B .如图. 2022-4-11 18:38 michacle 步骤十 阵列合并曲面Z O D
