齿轮的设计计算.doc

(完整word)齿轮的设计计算
齿轮的设计计算
计算和说明
结果
1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
1）按方案a，选用直齿圆柱齿轮传动。

2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB 10095—88）

3)材料选择。由《机械设计》P191表10-1：
小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为236HBS
大齿轮选用45钢,正火处理,硬度为190HBS
两者材料的硬度差为46HBS。

4） 选小齿轮的齿数为Z1=24,大齿轮的齿数Z2=4。01×24=96。24

取Z2=97

2按照齿面接触强度初步设计齿轮主要尺寸
由设计计算公式进行试算，即

（1）确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数=1。3
2)计算小齿轮传递的转矩

3）选择齿宽系数
根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查
《机械设计》教材P205表10—7选齿宽系数
＝1
4）选择弹性影响系数ZE
查《机械设计》教材P201表10-6选
ZE=189。8
5）确定小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限
由《机械设计》教材P209图10—21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限

同理可以查《机械设计》教材P209图10-21c确定大齿轮的接触疲劳强度极限

6）计算应力循环次数
设每年工作300天

7）确定接触疲劳寿命系数
由《机械设计》教材P207图10—19查得

8)计算接触疲劳许用应力
取失效概率为％，安全系数为S=1，

(2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径d1t,带入中较小的值。

2)计算圆周速度v

3)计算齿宽b

4)计算齿宽与齿高之比b/h
模数
齿高 h=2.25mt=2.25x3.700=8.325mm

5)计算载荷系数。
根据v=1。504（m/s），7级精度，由《机械设计》教材P194图10—8查得动载系数Kv=1。06
直齿轮
由《机械设计》教材P193表10-2查得使用系数KA=1
由《机械设计》教材P196表10—4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，
由 ，查机械设计教材P198图10-13得;故载荷系数

6）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径

7）计算模数m

3按照齿根弯曲强度设计齿轮主要尺寸
弯曲强度的设计公式

（1） 确定公式内各计算数值
1）由《机械零件设计手册》查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲疲劳强度极限
2）由《机械设计》教材P206图10—18取弯曲疲劳寿命系数

3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1。4

4)计算载荷系数K

5）查取齿形系数。
由机械设计教材P200表10—5查得

6）查取应力校正系数。
由机械设计教材P200表10-5查得

7）计算大小齿轮的并加以比较。

大齿轮的数值大。
(2）设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积)有关，可取由弯曲强度算得的模数3.378并就近圆整为标准值m=3 按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=93。396mm,算出小齿轮的齿数

大齿轮的齿数 Z2=4。01x31=124.31 , 取 Z2=124 .

这样设计出的齿轮既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑,避免浪费。

4几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径

（2）计算中心距

（3）计算齿轮宽度

取大齿轮的齿轮宽度B2=93mm 小齿轮的齿轮宽度B1=100mm

5齿轮结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构
因为对于大齿轮，
大齿轮齿顶圆直径

齿全高
h=2。25m=2.25＊3=6。75mm

其齿顶圆的直径大于160mm而又小于500m故大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构
大齿轮的关尺寸计算如下:
轴孔直径 d=50
轮毂直径 =1。6d=1.6×50=80
轮毂长度
轮缘厚度 δ0 = （3～4）m = 9~12(mm） 取 =10mm
轮缘内径 =—2h-2=378—2×6。75-2× 10=344。5mm
取 =345mm
腹板厚度 c=0。3=0。3×93=27。9mm 取c=28mm 腹板中心孔直径=0。5(+)=0。5（80+345)=212.5(mm）
腹板孔直径=0.25(-）=0.25（345-80）
=66.25（mm）
取=66（mm)
齿轮倒角n=0.5m=0.5×3=1。5
6齿轮传动的润滑方式
通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周速度大小而定，齿轮的的圆周速度小于12m/s时，故常采用将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑的方式
7绘制齿轮零件图

选用直齿圆柱齿轮传动，为7级精度

硬度差合适

选小齿轮的齿数为Z1=24
大齿轮的齿数Z2=97
Z1,Z2互为质数

载荷系数=1.3
小齿轮传递的转矩

选齿宽系数 ＝1

ZE=189.8

应力循环次数
N1=
N2=

接触疲劳寿命系数
接触疲劳许用应力

圆周速度
V=1。503 m/s

计算齿宽
b=88。79mm

齿宽与齿高之比

载荷系数

分度圆直径

计算模数 m=3.89mm

弯曲疲劳强度极限:
弯曲疲劳寿命系数

弯曲疲劳许用应力
弯曲疲劳许用应力
齿形系数

应力校正系数

小齿轮的齿数

大齿轮的齿数
Z2=124

分度圆直径

中心距

小齿轮的齿轮宽度B1=100mm
大齿轮的齿轮宽度B2=93mm

小齿轮采用轮轴结构
大齿轮采用腹板式结构

轴孔直径 d=50

轮毂直径 =80

轮毂长度
轮缘厚度 δ0 = 10mm

轮缘内径
=345mm
腹板厚度 c=28mm
腹板中心孔直径=212。5（mm)

腹板孔直径
=66（mm）
齿轮倒角n=1.5

采用浸油润滑方式