直齿圆柱齿轮设计步骤Word下载.docx

1、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装置状况 两支撑相对小齿轮作对称布置 两支撑相对小齿轮作不对称布置 小齿轮作悬臂布置 d0.91.4（1.21.9） 0.71.15（1.11.65） 0.40.6 注：1）大、小齿

2、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=SH=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=SF=1.251.5.寿命系数KN 弯曲疲劳寿命系数KFN，查图1接触

3、疲劳寿命系数KHN，查图2 图中N=60njLh 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 Lh为齿轮的工作寿命（h）图1： 弯曲疲劳寿命系数KFN 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KHN 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

4、极限slim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。 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围机器名称 精度等级 汽轮机 36 拖拉机 68 金属切削机床 38 通用减速机 航空发动机 48 锻压机床 69 轻型汽车 58 起重机 710 载重汽车 79 农用机器 811 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 2. 齿轮常用材料:齿轮材料的选择基本要求齿轮材料的选择原则 齿轮材料的选择基本要求：齿面要硬，齿心要韧常用材

5、料及机械性能如下表 常用材料及机械性能 材料牌号 热处理方法 强度极限 B（MPa） 屈服极限 S（MPa） 硬度（HBS） 齿芯部 齿面 HT250 250 170240 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT500-5 常 化 500 147241 QT600-2 600 229320 ZG310-570 580 320 156217 ZG340-640 650 169229 45 290 162217 调 质 700 380 241269 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35SiMn 750 450 217269

6、38SiMnMo 550 40Cr 241286 调质后表面淬火 4050HRC 4855HRC 20Cr 渗碳后淬火 400 5860HRC 20CrMnTi 850 12Cr2Ni4 20Cr2Ni4 1200 35CrAIA 调质后氮化（氮化层厚0.30.5mm） 950 255321 38CrMoALA 1000 夹布胶带 100 2535 40Cr钢可用40MnVB替代；20Cr、20CrMnTi钢可用20Mn2B或20MnVB替代 齿轮材料的选择原则: 齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考： 1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如，用于飞行器

7、上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。 2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。

8、齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。 3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。 5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为3050HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大

9、齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约 20，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。3. 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=fdd1t （mm） 4）计算齿宽与齿高比b/h 模数 mt=d1t/Z1 齿高 h=2.25mt5）计算载荷系数K 6

10、）校核分度圆直径 7）重新计算模数m=d1/Z1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ZE 表10-6 弹性影响系数ZE（） 弹性模量E（MPa） 齿轮材料 配 对 齿 轮 材 料 灰铸铁 球墨铸铁 铸钢 锻钢 夹布塑胶 11.8104 17.320.220.60.785锻 钢 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4 铸161.4 180.5 188.0 156.6 173.9 灰 铸 铁 143.7 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Kt 当用设计公式初步计算齿轮的分度圆直径d1（或模数mn）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Kt（如取=1.21.4）,则算出来的分度圆