齿轮机构及其设计(全部习题集参考材料标准答案)
第5章 齿轮机构及其设计
5.1 已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮123, 1941m mm z ===，z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。
解：
()1212121219357,413123133,1.253 3.753.7530.75,0.55712390572363,
12323129572 3.7549.5,1232 3.75115.557cos2053.563,123cos20a f a a f f b b d mm d mm h mm h mm
c mm a mm
d mm d mm
d mm d mm d mm d =?==?==?==?====?+==+?==+?==?==?==??==??=－－－115.58339.425mm
p ==mm
π
5.2 已知一正常齿标准直齿圆柱齿轮20,540m mm z α=?==，，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。
解：分度圆上：0.554010020sin 100sin 2034.20r mm
r mm
αρα=??====?=o
基圆上： 100cos2093.9700
b b b r r cos mm
ααρ=?=??==?
=
齿顶圆上：1
1005105cos (/ )26.5
sin 105sin26.546.85a a b a a a a r mm
r r r mm
αρα-=+=====?=o
5.4 在某项技术革新中，需要采用一对齿轮传动，其中心距144a mm =，传动比2i =。现在库房中存有四种现成的齿轮，已知它们都是国产的正常齿渐开线标准齿轮，压力角都是20°，这四种齿轮的齿数z 和齿顶圆直径a d 分别为：
1a12a23a34a424,=104mm;47,196mm; 48,250mm; 48,200mm.
z d z d z d z d =======
试分析能否从这四种齿轮中选出符合要求的一对齿轮来。
解：根据传动比要求，显然齿轮2不合适。又
11*
133*
344*
4104
42242250
52482200
42482
a a a a a a d m mm z h d m mm z h d m mm z h ===++===++=
==++
由于143m m m =≠，显然齿轮3不适用。
根据上述分析，显然应选齿轮1和齿轮4，这对齿轮能满足上面提出的诸条件。143m m m =≠，
1220αα==?
4148224z i z =
==，()()144244814422
m a z z mm =+=+= 5.5 有一个渐开线直齿圆柱齿轮如图5.4所示，用卡尺测量三个齿和两个齿的公法线长度分别为
361.84
W =，237.56mm W =，齿顶圆直径208mm a d =，齿根圆直径172mm f d =，数得其齿数
24z =。试求：
（1）该齿轮的模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数*a h 和顶隙系数*
c ； （2）该齿轮的基圆齿距b p 和基圆齿厚b s 。 解：
（1）设*
1a h =，则*
208
822421
a a d m mm z h =
==++? 设*
0.8a h =，则 *
208
8.12522420.8
a a d m mm z h =
==++? 由于模数应取标准值，故*
8,
=1a m mm h =
由 ()
*
*2f a d mz m h c =-+
则 *
*
(2)
(824172281)
0.25228
f a mz d mh c m
--?--??=
=
=?
（2）3261.84b b W p s mm =+=
237.56b b W p s mm =+=
32 61.8437.5624.28b p W W mm ===－－
2 37.5624.2813.28b b s W p mm ===－－
cos b p m πα=
11cos [/()]cos 0.9647=15b p m απ--==o
5.6 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构，两轮的分度圆半径分别为
1230mm,54mm,20r r α===?，试求：
（1）当中心距86mm a '=时，啮合角α'是多少？两个齿轮的节圆半径1r '和2r '各为多少？ （2）当中心距87mm a '=时，啮合角α'和节圆半径1r '、2r '又各为多少？ 以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值是否相等，为什么？ 解：
（1）1284a r r mm =+=，86a mm '=
1cos cos (
)23.388a a
α
α-'==?' 11cos 30.714cos r r mm αα'=
='，22cos 55.286cos r r mm αα'=='
（2）1284a r r mm =+=，87a mm '=
1cos cos (
)24.867a a
α
α-'==?' 1231.071,55.929r mm r mm ''==
（3）半径的比值相同，因为
2
211
b b r r const r r '==' 5.7已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构，1218, 41,4mm,20,z m α====?z
*1a h =，试求：
（1）两轮的几何尺寸,,,b f a r r r r 和标准中心距a ，以及重合度αε
（2）用长度比例尺[]0.5mm /mm l μ=画出理论啮合线12N N ，在其上标出实际啮合线12B B ，并标出一对齿啮合区和两对齿啮合区，以及节点C 的位置。 解：（1）1122/236/282r mz mm r mz mm ====，
1122 cos 33.83 cos 77.06b b r r mm r r mm αα====，
(
)(
)
**
**
11
22 31 77f a f a r r h c m mm r r h c m mm =+==+=－，－
**
1122 40 86a a a a r r h m mm r r h m mm =+==+=，
12118,
20a r r mm αα'=+===o
1
1
1
2
121
2
cos 32.25,cos 26.36b b a a a a r r r r αα--====o o cos cos 11.81mm n p p m απα===
11221
[(tan tan )(tan tan )] 1.632a a a z z εααααπ
''=
-+-= （2） 1219.02
1.6111.81
b B B p αε=
==
2
5.8 若将上题中的中心距加大，直至刚好连续传动，试求： （1）啮合角α'和中心距a '； （2）节圆半径1r '和2r '；
（3）在节点啮合时两轮齿廓的曲率半径1ρ'和2
ρ'； 解：（1）令
11221
[(tan tan )(tan tan )]12a a z z αεααααπ
''=
-+-= 得 112212
tan tan 2tan 0.431a a z z z z ααπ
α+-'=
=+， 23.29α'=o
cos 120.72cos a a α
α'=
='
（2） 1212cos cos 36.83,83.89cos cos r r r r α
α
αα''===
='
'
（3）
114.56mm ρ'==，
233.17mm ρ'==
5.9 已知一对齿轮传动的有关参数为122436 2.25mm z z m ===，，，20α=?， 10.4x =-，
20.206x =-。试计算这对齿轮传动的中心距及啮合角。
解：()()
1212220.40.206inv tan inv tan 20inv 200.0075522436
x x z z ααα+--'=
+=+=++o o
16228α''''=o
()()12 2.25243667.522
m a z z mm =
+=+= cos cos 2067.565.999cos cos16228a a mm αα'==?=''''
o
o
5.10 图5.5所示为某车床进给箱中的三个齿轮，其中齿轮1为滑移齿轮。已知两轴的中心距为
131=66mm 1820 3.5mm 200a z z m x α'====?=，，，，，，试计算齿轮1若与齿轮3啮合时齿
轮所需的变位系数。
解：已知：13
66a mm '= ()()1313 3.5
182066.522
m a z z mm =
+=+= 13131366.5arccos cos 20arccos cos 2018.771118461666a a α????''''==== ? ?'????o o o o
()()1313131820inv inv inv184616inv 200.13872tan 2tan 20
z z x x ααα++''''+=
-=-=-o o
o
310.13870.1387x x =--=-
5.11 某牛头刨床中，有一渐开线外啮合标准齿轮传动，已知12171185mm z z m ===，，，
*
=1'337.5 mm a h a =，。检修时发现小齿轮严重磨损，必须报废。大齿轮磨损较轻，沿分度圆齿厚
共磨去0.91mm ，可获得光滑的新齿面。拟将大齿轮修理后使用，仍使用原来的箱体，试设计这对齿轮。
解：由 2222tan 2
m
s x m πα=
+
得 220.91
2tan 0.91,
0.252tan x m x m αα
=-→=-
=-
1212()337.5mm ,02
m
a a z z x x αα''==
+=→=+= 120.25x x =-= 1122/242.5mm /2295mm r mz r mz ====，
1122cos 39.937mm,
cos 277.209mm b b r r r r αα====
()()*
**
*111222=37.5mm,287.5mm f a f a r r h c m x m r r h c m x m -++==-++=
**
11122248.5mm,
298.75mm a a a a r r h m x m r r h m x m =++==++=
1
1
1
2
121
2
cos 34.57,cos 21.89b b a a a a r r r r αα--====o o 11221
[(tan tan )(tan tan )] 1.622a a a z z εααααπ
''=
-+-= 5.12 在图5.6所示机构中，已知各直齿圆柱齿轮的模数均为122mm,15,32,m z z ===
2'320,30z z ==，要求齿轮1，3 同轴线。试问：
（1）齿轮1，2 和齿轮2'，3应选什么传动类型最好？为什么？ （2）若齿轮1，2改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数、模数均不变时，斜齿轮的螺旋角为多少？ （3）当用范成法（如用滚刀）来加工齿数115z =的斜齿轮1时，是否会产生根切？ （4）这两个斜齿轮的当量齿数是多少？ 解：（1） ()()1212232347mm,50mm 22
m m
a z z a z z ''=
+==+= 选2' ，3为标准齿轮传动，而齿轮1，2为正变位传动，实际中心距取为50mm a '=，此方案为
最佳。因为，齿轮2' ，3的中心距较大，选其为标准传动，使设计、加工简单，互换性好；同时齿轮1，2采用正传动，一方面可避免齿轮发生根切（如齿轮11517z =<， 故必须采用正变位），另一方面齿轮的弯曲强度及接触强度都有所提高。
（2）齿轮1，2改为斜齿轮传动时，由题意要求：两轮齿数不变，模数不变，其中心距为
()()12122
153250mm 2cos 2cos n m a z z a ββ
'=
+=+==
cos 0.9419.9484195654ββ'''=→==o o
（3）用范成法加工斜齿轮不发生根切的最少齿数可以借助于当量齿数的概念
3min min cos 17cos19.948414v z z β===o
1min 15z z =>，故用范成法加工此斜齿轮时不会发生根切。
（4）两个斜齿轮的当量齿数
331122/cos 18.06,/cos 38.53v v z z z z ββ====
5.13已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿轮122398 4 mm 250mm n z z m a ====，，，，试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。
解： 12()
cos 0.96814.53372n m z z a
ββ+=
=→=o
()()12123333
1212****
11224.1322cos tan tan 0.376020.6064cos 2398
25.36,108.05cos cos 0.9680.96895.041,404.959cos cos 2()85.041,2()3n
t n
t t v v n n f an n n f an n n m m mm z z z z m z m z
d mm d mm d d h c m mm d d h c m βαααβββββ
=
===→========
====-+==-+=o
**112294.9592103.041,2412.959a an n a an n mm d d h m mm d d h m mm
=+==+=
5.14 用范成法切制一齿数*
16201an an z h α==?=，，的斜齿轮，当其15β=?时，是否会产生
根切？仍用此滚刀切制一齿数15z =的斜齿轮，螺旋角至少应为多少时才能不发生跟切？
解：用范成法加工斜齿轮不发生根切的最少齿数可以借助于当量齿数的概念
（1）33min min cos 17cos 1515.32v z z β===o
min 16z z =>，故用范成法加工此斜齿轮时不会发生根切。
（2）若取15z =，且不发生根切，则当量齿数至少应等于17
33min min cos (/)cos (15/17)16.4358v arc z z arc β--===o
即螺旋角至少应为16.4358°时才能避免根切。
5.16 已知阿基米德蜗杆传动的参数如下：121,8,35,10mm,20z q z m α=====?，
*1a h =。试计算蜗杆及蜗轮的分度圆直径、齿顶圆直径、蜗杆升角、蜗轮的螺旋角和中心距。
解：
()()122**
11221212210880,1035350280210100,23502103701
arctan
arctan 7.125,7.1258121522
a a a a d mq mm d mz mm
d d h m mm d d h m mm
z q m
a d d q z mm
γβγ==?===?==+=+?==+=+?=======+=+=o o
齿轮机构及其设计分析
（八）齿轮机构及其设计 1、本章的教学要求 1）了解齿轮机构的类型及应用。 2）了解齿廓啮合基本定律。 3）深入了解渐开线圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮的正确啮合条件、连续传动条件等。 4）熟悉渐开线齿轮各部分名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算。 5）了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数；及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念。 6）了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。 7）了解标准支持圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算。 8）对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。 2、本章讲授的重点 本章讲授的重点是渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。对于其他类型的齿轮及其啮合传动，除介绍它们与直齿圆柱齿轮啮合传动的共同特点外，则着重介绍他们的特殊点。 3、本章的教案安排 本章讲授12-14学时，安排了六个教案，习题课穿插在课堂教学中进行，其中教案JY8-5(2)可根据学时及专业的不同选讲。此外本章有两个实验：齿轮范成实验和齿轮基本参数测绘。 [教案JY8-1(2) ] 1）教学内容和教学方法 本讲的教学内容有：齿轮机构的类型及应用；齿轮的齿廓曲线；渐开线的形成及其特性。 1、齿轮机构的应用及分类 齿轮机构是在各种机构中应用最广泛的一种传动机构。它可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。齿轮机构的应用既广，类型也多。根据空间两轴间相对位置的不同，齿轮机构的基本类型如下：（1）用于平行轴间传动的齿轮机构 外啮合齿轮传动，两轮转向相反； 内啮合齿轮传动，两轮转向相同。 齿轮与齿条传动。 斜齿轮传动。 人字齿轮传动。 （2）用于相交轴传动的齿轮机构 直齿圆锥齿轮传动。 曲线圆锥齿轮（又称弧齿圆锥齿轮）能够适应高速重载的要求，故目前也得到了广泛的应用。 （3）用于交错轴间传动的齿轮机构 交错轴斜齿轮传动。 蜗杆传动。 准双曲面齿轮传动。
齿轮设计说明书
设计计算说明书设计题目：齿轮 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
计算内容计算说明结果 1.计算齿轮传动 比i2根据ω=2πn，v=ωr ，求得 n=ω/2π=1.96*60=117.6r/min 由此算出i2=1500/(2.5*117.6)=5.1 传动比i2=5.1 2选择齿轮材料，并确定许用应力大丶小齿轮都采用CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC60.根据参考文献[1]图10-38和图10-39查出齿 轮的疲劳极限强度，确定许用应力。 σHlim 1=σHlim 2=1500MPa σFlim 1=σFlim=460MPa [σH]=0.9σHlim 1=0.9*1500=1350MPa [σF]=1.4σFlim 1=1.4*460=644MPa 材料：大丶小齿轮都采 用CrMnTi，渗碳淬火 许用应力。 σHlim1=σHlim2=1500MPa σFlim1=σFlim=460MPa [σH]=1350MPa [σF]=644MPa 3.选取设计参数取最小齿轮齿数Z1=17，则 Z2=i2Z1=5.1*17=86.7,取大齿轮齿数Z2=87 Z1=17 Z2=87 4计算齿数比U=Z2/Z1=5.1 U=5.1 5计算相对误差是 否合理由于传动比误差为|（u-i）/i|*100%=0.39%<3%~5%， 所以齿轮数选择合理 合理 6选齿宽系数Φd参考表10—11选齿宽系数Φd =0.5 （齿轮相对于轴承为对称布置） Φd =0.5
7计算系数 A m、A d 初选螺旋角β=10°， 根据表10—8，系数A m=12.4，A d=756 A m=12.4 A d=756 8计算小齿轮的功率P1和小齿轮的转 速n1取传动带的效率 η=0.95，P1=P c*0.95=28.8*0.95=27.36w n1=V/i=1500/2.5=600(r/min) P1=27.36w n1=600(r/min) 9计算小齿轮的转 矩T1T1=9550*（P1/n1） =9550*（27.36/600）=435.48(N·m) T1=435.48(N·m) 10计算当量齿数按式（10-32）计算齿轮当量齿数 Z V1=Z1/cos3β=17/cos310°=17.8 Z V2=Z2/cos3β=87/cos310°=91.1 Z V1=17.8 Z V2=91.1 11计算模数m n根据表10—10查出复合齿形系数 Y SF1=4.49,Y SF2=3.85 取载荷系数K=1.2 m n≥A m31Y KT FS1/Φd Z12[σF] =12.4*) 644 * 2 ^ 17 * 5.0 /( ) 49 .4 * 48 . 435 * 2.1( 3=3.6 按表10—1取标准值m n=4mm M n=4mm 11计算中心距a a=[m n(z1+z2)]/2cosβ =[4*(17+87)]/2*cos10°=211.2mm 取a=212mm a=212mm
齿轮模数选取及相关国家标准
渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是： 标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。 我国规定的标准模数系列表 注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.
系列（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987）第一系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列0.35 0.7 0.9 0.75 2.25 2.75 （3.25）3.5 （3.75） 4.5 5.5 （ 6.5）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45 （2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。 2.优先选用第一系列，括号内的模数尽可能不用。 3.模数代号是m，单位是mm 名称含有蜗轮的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸206KB JB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺寸520KB JB/T 8361.2-1996 高精度蜗轮滚齿机技术条件206KB JB/T 8361.1-1996 高精度蜗轮滚齿机精度261KB 名称含有蜗杆的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KB QC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹子347KB QC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹子83KB GB／T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的几何参数-蜗杆装置的铭牌、中心距、用户提供给制造者的参数121KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸206KB JB/T 9925.2-1999 蜗杆磨床技术条件160KB JB/T 9925.1-1999 蜗杆磨床精度检验244KB JB/T 9051-1999 平面包络环面蜗杆减速器922KB JB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮250KB JB/T 7936-1999 直廓环面蜗杆减速器731KB JB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器467KB JB/T 7848-1995 立式圆弧圆柱蜗杆减速器175KB JB/T 7847-1995 立式锥面包铬圆柱蜗杆减速器203KB JB/T 7008-1993 ZC1型双级蜗杆及齿轮蜗杆减速器548KB JB/T 6387-1992 轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器679KB JB/T 5559-1991 锥面包络圆柱蜗杆减速器524KB JB/T 5558-1991 蜗杆减速器加载试验方法96KB JB/T 53662-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器产品质量分等274KB
第十章 齿轮机构及其设计要点
第十章齿轮机构及其设计 1 一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同？是否都是标准值？ 2 为什么模数值要标准化？ 3 标准为什么规定压力角为20°？ 4 如果齿轮的五个基本参数中，除模数以外其余四个基本参数都相同，齿轮的几何尺寸有何不同？ 5 确定蜗杆头数和蜗轮的齿数要考虑哪些问题？ 6 何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面？在中间平面内，蜗杆蜗轮传动相当于什么传动？ 7 确定蜗杆直径系数的目的是什么？的大小对蜗杆蜗轮机构有什么影响？它与蜗杆分度圆直径是什么关系？ 8 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮？引入背锥和当量齿轮的目的是什么？当量齿数如何计算？ 9 在直齿圆锥齿轮中何处为标准值？ 10 渐开线标准齿轮是指m、α、*a h、*c均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。 11 渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上的压力角。 12 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的线与轮坯的圆之间作纯滚动。 13 一对渐开线圆柱齿轮传动，其圆总是相切并作纯滚动，而两轮的中心距不一定等于两轮的圆半径之和。 14 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其圆重合。 15 用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均。 16 正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高，齿根高。 17 要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用传动。 18 斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是的。 19一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。 20 蜗杆的标准模数和标准压力角在面，蜗轮的标准模数和标准压力角在面。 21 直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以作为基准。 22 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 。 23 一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是。 24蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是。 25标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。 26一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。 27 共轭齿廓是指一对的齿廓。 28 用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线，加工变位齿轮时，中线与分度圆。被加工的齿轮与吃条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆。 29 有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮的下列尺寸，哪一个较大、较小或相等:d b1d b2； d a1d a2；d1d2；d f1d f2；s a1s a2；s1s2。 30标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是。 31斜齿轮在上具有标准模数和标准压力角。
齿轮的设计
齿轮的设计 变位齿轮(gear with addendum modification)简介 通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮。切制轮齿时，改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置称为径向变位。改变标准刀具的齿槽宽称为切向变位。最常用的是径向变位，切向变位一般用于圆锥齿轮的变位。 切制 加工径向变位齿轮时，齿条形刀具的中线相对被加工齿轮分度圆移动的距离称为变位量,用xm表示,x称为变位系数，m为模数。通常规定，刀具中线相对轮心移远时，x 取正值,称为正变位；刀具中线相对轮心移近时，x取负值，称为负变位。 特点 变位齿轮与标准齿轮相比，其模数、齿数、压力角均无变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增大，齿根高减小，齿顶高增大，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增大，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减小，齿根高增大，齿顶高减小，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减小。传动类型 径向变位齿轮传动可分为高变位齿轮传动和角变位齿轮传动。 高变位齿轮传动又称变位零传动，其特点是两轮的变位系数x1+x2=0。因此，高变位齿轮传动的啮合角α′等于压力角α，即α′=α；节圆与分度圆重合，即r′=r；中心距a′等于标准齿轮传动的中心距a，即a′=a。但由于变位齿轮齿顶高和齿根高发生了变化，高变位齿轮传动可用于中心距等于标准中心距，而又需要提高小齿轮齿根弯曲强度和减小磨损的场合。 角变位齿轮传动的特点是x1+x2≠0，故α′≠α，r′≠r，a′≠a。与标准齿轮传动相比，其啮合角发生了变化。当x1+x2>0 时，称为正传动，此时α′>α，r′>r,a′>a。采用正传动可以提高轮齿的接触强度和弯曲强度，改善轮齿的磨损，凑配中心距，但重合度有所减小。当x1+x2<0 时，称为负传动，此时α′<α，r′
齿轮模数选取及标准
渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是： 名称符号意义标准化数值 齿数(teeth number)? Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数 模数(module)m 齿距分度圆齿距p与π的比值模数及齿轮的承载能力。 压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle)决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重 要参数 我国规定标准化压力角为20 度 齿顶高系数 齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1 顶隙系数顶隙(clearance)计算系数我国规定标准化顶隙系数为标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。 我国规定的标准模数系列表 第一系列 1234568 10121620253240 50 第二系 列78(11)14182228(30)3645注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用. 系列?（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987） 第一系列? 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列? （）（）（）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45
?（2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。 2.优先选用第一系列，括号内的模数尽可能不用。 3.模数代号是m，单位是mm 名称含有蜗轮的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油 94KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KB JB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺寸 520KB JB/T 高精度蜗轮滚齿机技术条件 206KB JB/T 高精度蜗轮滚齿机精度 261KB 名称含有蜗杆的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油 94KB QC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹子 347KB QC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹子 83KB GB／T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的几何参数-蜗杆装置的铭牌、中心距、用户提供给制造者的参数 121KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KB JB/T 蜗杆磨床技术条件 160KB JB/T 蜗杆磨床精度检验 244KB JB/T 9051-1999 平面包络环面蜗杆减速器 922KB JB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮 250KB JB/T 7936-1999 直廓环面蜗杆减速器 731KB JB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器 467KB JB/T 7848-1995 立式圆弧圆柱蜗杆减速器 175KB JB/T 7847-1995 立式锥面包铬圆柱蜗杆减速器 203KB JB/T 7008-1993 ZC1型双级蜗杆及齿轮蜗杆减速器 548KB JB/T 6387-1992 轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器 679KB JB/T 5559-1991 锥面包络圆柱蜗杆减速器 524KB JB/T 5558-1991 蜗杆减速器加载试验方法 96KB JB/T 53662-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器产品质量分等 274KB JB/T 3993-1999 蜗杆砂轮磨齿机精度检验 287KB JB/T 10008-1999 测量蜗杆 267KB HG/T 釜用立式减速机 CW系列圆柱齿轮、圆弧圆柱蜗杆减速机 646KB HG/T 2738-1995 轮胎定型硫化机用平面二次包络环面蜗杆减速机系列与基本参数 182KB
齿轮机构及其设计(全部习题参考答案)
第5章 齿轮机构及其设计 5.1 已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮123, 1941m mm z ===，z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。 解： ()1212121219357,413123133,1.253 3.753.7530.75,0.55712390572363, 12323129572 3.7549.5,1232 3.75115.557cos2053.563,123cos20a f a a f f b b d mm d mm h mm h mm c mm a mm d mm d mm d mm d mm d mm d =?==?==?==?====?+==+?==+?==?==?==??==??=－－－115.58339.425mm p ==mm π 5.2 已知一正常齿标准直齿圆柱齿轮20,540m mm z α=?==，，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。 解：分度圆上：0.554010020sin 100sin 2034.20r mm r mm αρα=??====?=o 基圆上： 100cos2093.9700 b b b r r cos mm ααρ=?=??==? = 齿顶圆上：1 1005105cos (/ )26.5 sin 105sin26.546.85a a b a a a a r mm r r r mm αρα-=+=====?=o 5.4 在某项技术革新中，需要采用一对齿轮传动，其中心距144a mm =，传动比2i =。现在库房中存有四种现成的齿轮，已知它们都是国产的正常齿渐开线标准齿轮，压力角都是20°，这四种齿轮的齿数z 和齿顶圆直径a d 分别为： 1a12a23a34a424,=104mm;47,196mm; 48,250mm; 48,200mm. z d z d z d z d ======= 试分析能否从这四种齿轮中选出符合要求的一对齿轮来。 解：根据传动比要求，显然齿轮2不合适。又
平面齿轮机构设计(甲类精制)
平面齿轮机构设计 一、特点： 1）功率和速度范围↑。 2）η↑。 3)寿命长。 4）保证精确角速比，传动比i。 5）制造设备要求↑（专门机构，刀具），成本↑，装配要求↑。 二、分类 1、按两齿轮轴相对位置分：平行，相交，交叉。平行（外啮合，内啮合）：直齿，斜齿，人字齿，图8-1（a,b,c)；相交：直齿圆锥，斜齿圆锥，曲齿圆锥，图8-4（a,b,c)；交错：螺旋（图8-5），蜗轮蜗杆(图8-7)，双曲线体（图8-6）。 2、按两齿轮相对运动：a).平面运动机构（平行轴）；b).空间运动机构（其他：相交，交叉）。 3、按齿廓曲线分:渐开线，摆线，圆弧。 §7-2 齿廓啮合基本定理与渐开线齿廓（图8-8） 一、齿廓啮合基本定理（齿廓曲线与齿轮传动比关系） 一对齿轮啮合传动是靠主动轮的齿廓推动从动轮的齿廓来实现的，所以
当主动轮按一定角速度转动时，从动轮转动角速度显然与两轮齿廓的形状有关，也就是说：两齿轮传动时，其传动比变化规律与两轮齿廓曲线有关。 两轮角速比称传动比：i=ω1/ω2=常数。 如图：为一对互相啮合的齿轮： 主动轮1，ω1方向 从动轮2，ω2 方向 两轮齿齿廓C1,C2在K点接触，两轮在K点的线速度分别为V k1,V k2,过点k作两齿廓公法线n-n,要一对齿廓能连续地接触传动，它们沿接触点的公法线方向是不能有相对运动的。否则，两齿廓将不是彼此分离就是互相嵌入，因而不能达到正常传动目的。这就是说，要使两齿廓能够接触传动，则V k1和V k2在公法线n-n方向的分速度应相等，所以两齿廓接触点间的相对速度V k2k1只能沿两齿廓接触点的公切线方向，设以η表示两齿廓在接触点的公法矢量，则有：V k2k1 xη=0。 这就是齿廓的啮合基本要求，上式为齿廓啮合基本方程式，由于V k1和V k2在公法线方向分速度应相等。 故：
标准齿轮模数齿数计算
标准齿轮模数齿数计算 齿轮的直径计算方法 齿顶圆直径=（齿数+2）*模数（正常齿） 分度圆直径=齿数*模数 齿根圆直径=（齿数-2.5）*模数（正常齿） 比如：M4、齿32 齿顶圆直径=（32+2）*4=136mm 分度圆直径=32*4=128mm 齿根圆直径=32-2.5 *4=118mm 这种计算方法针对所有的模数齿轮（不包括变位齿轮）。 模数表示齿轮牙的大小。 齿轮模数=分度圆直径÷齿数=齿轮外径÷（齿数+2） 齿轮模数选择 齿轮模数国家标准为GB1357-78。 优先选用模数：0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.25mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、 14mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm； 可选模数：1.75mm、2.25mm、2.75mm、3.5mm、4.5mm、5.5mm、7mm、 9mm、14mm、18mm、 22mm、28mm、36mm、45mm； 很少用模数：3.25mm、3.75mm、6.5mm、11mm、30mm； 编辑本段齿轮基本参数 1．齿数Z 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=20~40。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=17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z1≥17。Z2=u·z1。 2．压力角α rb=rcosα=1/2mzcosα 在两齿轮节圆相切点P处，两齿廓曲线的公法线（即齿廓的受力方向）与两节圆的公切线（即P点处的瞬时运动方向）所夹的锐角称为压力角，也称啮合角。对单个齿轮即为齿形角。标准齿轮的压力角一般为20”。在某些场合也有采用α=14.5° 、15° 、22.50°及25°等情况。 3．模数m=p/ π
齿轮机构及其设计
第十章 齿轮机构及其设计 本章学习任务：齿廓啮合定律，渐开线齿形，渐开线圆柱齿轮各部分名称和尺寸，渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动，其他齿轮机构的啮合特点。 驱动项目的任务安排：完善项目中齿轮机构的详细设计。 10.4 其他齿轮机构的啮合特点 10.4.1平行轴斜齿圆柱齿轮机构 1．齿面的形成及啮合特点 图10-26 渐开螺旋面的形式 图10-27 一对斜齿轮的啮合情况 图10-28 斜齿轮齿面接触线 如图10-26所示，当发生面S 在基圆柱上相切并作纯滚动时，发生面上一条与基圆柱母线成角的直线KK 在空间所展开的轨迹为斜齿轮的齿廓曲面。从端面上看（垂直于轴线的b β平面）各点的轨迹均为渐开线，只是各渐开线的起点不同而已。由于斜线KK 在其上各点依次和基圆柱相切，因此各切点在基圆柱上形成螺旋线，线上各点为渐开线的起始点，00k k 00k k 它们在空间展开的曲面为渐开螺旋面。角称为基圆柱上的螺旋角。 b β一对平行轴斜齿轮啮合传动时，可以看成发生面（啮合面） 分别与两个基圆圆柱相切并作纯滚动，发生面上的斜线KK 分别在两基圆柱上形成螺旋角相同，方向相反的渐开螺旋面，
如图10-27所示。这对齿轮的瞬时接触线即为KK 线，即一对斜齿轮啮合时其接触线为一斜直线。由于一对斜齿轮的轮齿是反向倾斜的（一个左旋，另一个右旋），因此啮合时，是由前端面进入啮合，由后端面退出啮合，其接触线由短变长，再由长变短变化，图10-28为齿轮啮合时从动轮上接触线的情况，这种接触方式使齿轮传动的冲击与振动减小，传动较平稳，故斜齿轮传动适用于高速传动。 从端面上看，斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相同，啮合线为两基圆内公切线，所以斜齿轮传动能保证准确的传动比。传动过程中，具有啮合角不变及中心距可分性等特点。 2．标准参数及基本尺寸 （1）标准参数 由于斜齿轮的轮齿倾斜了角，切制斜齿轮时，刀具沿着螺旋线方向b β进刀，此时轮齿的法面参数与刀具的参数一样。因此斜齿轮的标准参数为法面参数，即法面 模数，法面压力角，法面齿顶高系数，法面顶隙系数为标准值。 n m n α*an h *n c （2）分度圆柱螺旋角及基圆柱螺旋角 与直齿圆柱齿轮一样，斜齿轮的基本尺寸是以其分度圆为基准圆来计算的。斜齿轮分度圆柱上的螺旋线的切线与其轴线所夹之锐角称为分度圆柱螺旋角（简称螺旋角）用表示。与间的关系如图10-29所示，可得： ββb β （10-21） tan tan cos b t ββα= （a ） （b ） 图10-29 斜齿轮的螺旋角 图10-30 斜齿轮的端面压力角与法面压力角 式中，，，其中L 为螺旋线的导程，对同一个斜齿轮而言，任一圆 tan d L πβ=tan b b d L πβ=柱面上螺旋线的导程应相同。 斜齿轮的螺旋角是重要的基本参数之一，由于斜齿轮的轮齿倾斜了角，使斜齿轮ββ传动时产生轴向力，越大，轴向力越大。 β（3）法面参数和端面参数 从斜齿轮的端面来看，斜齿轮形状与直齿轮相同，因此可按端面参数用直齿轮的计算公式进行斜齿轮基本尺寸的计算。而法面参数为标准值，故需建立法面参数与端面参数之间的关系。 1）模数 如图10-29（b ）所示，、分别为斜齿轮法面和端面的齿距。它们之间的n p t p 关系为 cos n i p p β=由于，因此就求得 n n p m π=t t p m π= （10-22） cos n t m m β=
齿轮设计实例
【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=5.5kW ，小轮转速n 1=960r/min ，齿数比u =4.45。 解： 1．轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 HB 1=210～230， 大轮：45正火 HB 2=170～210， 取小轮齿数Z 1=22，则大轮齿数Z 2=uZ 1=4.45×22≈98， 对该两级减速器，取φd =1。 ②确定许用应力： 许用接触应力 N H lim H H min []Z S σσ= 许用弯曲应力 Flim ST NT F F min []Y Y S σσ= 式中 σHlim1=560MPa ，σHlim2=520MPa （图8-7（c ））， σFlim1=210MPa ，σFlim2=200MPa （图8-7（c ））。 σFlim 按图8-26查取，应力修正系数Y ST =2，而最小安全系数σHlim =σFlim =1（表8-5），故 H11560 []5601σ?== MPa H21520 []5201σ?== MPa F12102 []4201σ?== MPa F22002 []4001 σ?= = MPa ③ 按齿面接触强度设计 由式 d 1 计算小轮直径。 载荷系数K =K A K V K β 取K A =1（表8-2），K V =1.15，K β=1.09（表8-3），故 K =1×1.15×1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55×106p /n =9.55×106×5.5/960=54713.5N ?mm 弹性变形系数Z E =189.8（表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得
齿轮模数选取及标准
齿轮模数选取及标准 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是： 名称符号意义标准化数值 齿数(teeth number)? Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数 模数(module)m 齿距分度圆齿距p与π的比值 模数及齿轮的承载能力。 压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle)决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重 要参数 我国规定标准化压力角为20 度 齿顶高系数齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1 顶隙系数顶隙(clearance)计算系数我国规定标准化顶隙系数为标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。 我国规定的标准模数系列表 第一系列 1234568 10121620253240 50 第二系 列78(11)14182228(30)3645注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.
系列?（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987） 第一系列? 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列? （）（）（）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45 ?（2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。 2.优先选用第一系列，括号内的模数尽可能不用。 3.模数代号是m，单位是mm 名称含有蜗轮的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油 94KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KB JB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺寸 520KB JB/T 高精度蜗轮滚齿机技术条件 206KB JB/T 高精度蜗轮滚齿机精度 261KB 名称含有蜗杆的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油 94KB QC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹子 347KB QC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹子 83KB GB／T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的几何参数-蜗杆装置的铭牌、中心距、用户提供给制造者的参数 121KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KB JB/T 蜗杆磨床技术条件 160KB JB/T 蜗杆磨床精度检验 244KB JB/T 9051-1999 平面包络环面蜗杆减速器 922KB JB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮 250KB JB/T 7936-1999 直廓环面蜗杆减速器 731KB JB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器 467KB JB/T 7848-1995 立式圆弧圆柱蜗杆减速器 175KB JB/T 7847-1995 立式锥面包铬圆柱蜗杆减速器 203KB
齿轮设计说明书
重庆大学本科学生课程设计零件齿轮的工艺规程设计 学生：何XX 学号：2XX 指导教师：XXX 专业：机械电子工程 重庆大学机械工程学院 二0一七年十二月
目录 重庆大学本科学生课程设计任务书 (3) 1. 序言 (4) 2. 零件分析 (4) 2.1. 零件的作用 (4) 2.2. 零件的工艺分析 (4) 3. 基准的选择 (4) 3.1. 定位方式 (4) 3.1.1. 带轴齿轮的定位方式 (4) 3.1.2. 以内孔和端面定位 (5) 3.1.3. 以外圆和端面定位 (5) 3.2. 零件的技术条件 (6) 3.2.1. 零件的表面粗糙度和加工精度 (6) 3.2.2. 各表面的位置精度（略） (6) 3.2.3. 零件表面的加工方法 (6) 4. 工艺规程的设计 (7) 4.1. 毛坯的确定 (7) 4.1.1. 确定机械加工余量 (8) 4.1.2. 确定毛坯尺寸公差 (8) 4.1.3. 确定圆角半径 (8) 4.1.4. 确定拔模斜度 (9) 4.1.5. 确定分模位置 (9) 4.1.6. 确定毛坯的热处理 (9) 4.2. 制定工艺路线（见机械加工工艺过程卡片） (9) 4.2.1. 粗铣 (9) 4.2.2. 精铣 (9) 4.2.3. 粗车 (9) 4.2.4. 粗车 (9) 4.2.5. 拉孔 (9) 4.2.6. 滚齿 (9) 4.3. 重点工序的说明（见工序卡片） (10) 5. 各工序切削用量的选择热处理工艺及工时的计算 (10) 5.1. 工序1（略） (10) 5.2. 工序2（略） (10) 5.3. 工序3（略） (10) 5.4. 工序4：见工序卡片 (10) 5.4.1. 切削用量 (10) 5.4.2. 工时的计算 (10) 6. 设计心得体会 (11)
变位齿轮设计
齿轮机构及其设计 > 变位齿轮 变位齿轮的意义 （1）避免根切现象.切削z （2）刀具的分度线(中线)与被加工齿轮分度圆相切位置远离轮坯中心一段径向距离xm(m为模数，x 为径向变位系数，简称变位系数)。这样加工出来的齿轮成为正变位齿轮。xm>0，x>0。 （3）刀具的分度线靠近轮坯中心移动一段径向距离xm，刀具分度线与轮坯分度圆相割。这样加工出来的齿轮称为负变位齿轮。xm<0，x<0。 变位齿轮的基本参数和几何尺寸 基本参数：比标准齿轮多了一个变位系数x 几何尺寸（与相同参数的标准齿轮 的尺寸比较）： 正变位负变位 分度圆直 不变不变 径 基圆直径不变不变 齿顶圆直 变大变小 径 齿根圆直 变大变小 径 分度圆齿 不变不变 距 分度圆齿 变大变小 厚 分度圆齿 变小变大 槽宽 顶圆齿厚变小变大 根圆齿厚变大变小 无侧隙啮合方程 变位齿轮传动的中心距与啮合角 符合无侧隙啮合要求的变位齿轮传动的中心距a'是这样确定的： （1）首先由无侧隙啮合方程求得啮合角α': (2)再由求得中心距a' 此中心距a'与标准中心距a之间的差值用ym表示（y称为中心距变动系 数）： 则 可推导得： 可见:当x1+x2=0 时, α'=α,a'=a 当x1+x2>0 时, α'>α,a'>a 当xx1+x2<0 时, α'<α,a'0时,如果保证无侧隙安装,而且还要满足隙, 则两轮的齿顶高应各减小。称为齿顶高降低系数,其值为: 这时,齿轮的齿顶高为: 微型汽车所配发动机的基本参数，其最大功率58.8KW/6000rpm ，最大转矩108Nm/4400rpm 变速器的设计。 参考一款类似车型的传动比大小，初步选定各档传动比值 传动比：一档769.322 2714431=?=i 二档915.1222725392=?= i 三档339.122 2733363=?= i 四档14=i 五档89.022 2740295=?= i 齿轮的初步参数 中心距：根据经验公式初选31max g e A i T K A η= K A 是中心距系数，乘用车8.9~9.3，商用车8.6~9.6。max e T 发动机最大转矩（Nm ）1i 一档传动比，η传动效率96% 初选模数：经验公式，一档mm i T K m e m n ,31max 1η=，1m K 为模数系数，一般为0.27~0.37， max e T 发动机最大转矩，1i 变速器一档传动比，η变速器传动效率0.96 高档齿轮 mm T K m e m n ,3max =，m K 模数系数0.37~0.48 齿宽：齿轮宽度较大时，其承载能力会提高，但是当齿轮受载后，由于存在轴的挠度变形及齿轮的齿向误差等原因，使得齿轮沿齿宽方向的受力不均匀，因而选择齿宽时不宜过大。通常情况下，齿宽的确定是根据齿轮模数的相关经验公式来选取的 n c m K b = c K 齿宽系数，直齿轮取4.4~7.0；斜齿轮取7.0~8.6。为便于装配和调整，一般小齿轮宽度 再加大5~10mm ，但计算时按大齿轮宽度计算。 螺旋角：一般10°~35°，过大，轴向力大；过小， 中间轴上轴向力平衡111tan βn a F F = 222tan βn a F F = 传递的扭矩相等2211r F r F T n n == 2 1 21tan tan r r =ββ，尽量抵消轴向力 各档齿数的分配 【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已 知传递的功率 P i =5.5kW ，小轮转速n i =960r/min ，齿数比u=4.45。 解： 1 ?轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 大轮：45正火 取小轮齿数Z 1=22 , 对该两级减速器，取 ② 确定许用应力： 许用接触应力 许用弯曲应力 S Fmin d U 计算小轮直径。 载荷系数K = K A K V K B 取 K A =1 （表 8-2）, K V =1.15, K B =1.09 （表 8-3）,故 K=1X 1.15 X 1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55 >106 p/n=9.55 M 06 X5.5/960=54713.5N mm 弹性变形系数 Z E =189.8 （表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得 HB 1=210 ?230 , HB 2=170 ?210 , 则大轮齿数 Z 2=U Z 1=4.45 X 2- 98 , d =1。 [H ] Z N Hlim S H min Flim Y ST Y NT F ] 式中 Hlim1 =560MPa , Flim1 =210MPa , Flim 按图 8-26查取, 8-7 （c ））. （图 （图 8-7 ③ 由式 Hlim2 =520MPa Flim2=200MPa 应力修正系数 Y ST =2 ,而最小安全系数 Hlim = Flim =1 （表 8-5）, 按齿面接触强度设计 H1 ] F2] 560 MPa 520 MPa 420 MPa 400 MPa d 1> 3 ------------------------------------------------ 2 2KT 1 u 1 Z E Z H 1 560 Fl ] 1 H2 ] 第十章齿轮机构及其设计 10-1 填空题 （1）渐开线齿廓的齿轮啮合的特点是 。 （2）影响渐开线直齿圆柱齿轮齿廓形状的参数有、、。 （3）决定单个渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的五个基本参数是，其中参数是标准值。 （4）一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是和分别相等。（5）渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在面上，在几何尺寸计算时应按面参数代入直齿轮的几何计算公式。 （6）用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆相切并作纯滚动。 （7）斜齿圆柱齿轮的螺旋角对传动的主要影响有、、、 ，其常用的取值范围为。 （8）用标准齿条型刀具加工n=20°，h*an=1，=20°的标准斜齿轮时，其不根切的最少齿数是。（9）一对渐开线直齿圆柱齿轮（=20°，h*a=1）啮合时，当安装的实际中心距a′大于标准中心距a时，啮合角′是变大还是变小；重合度是增大还是减小；传动比i又是如何变化的。（10）一对正常齿制的渐开线标准直齿圆柱外啮合齿轮传动，其模数m=4mm，当两轮以标准中心距安装时，其顶隙为 mm，理论上侧隙为 mm；当中心距增大时，其顶隙变为 mm，侧隙于零。 10-2 选择题 （1）渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指不受中心距变化的影响。 A．节圆半径； B.传动比； C.啮合角。 （2）模数m=2mm, 压力角=20°，齿数z=20，齿顶圆直径d a=，齿根圆直径d f=正常齿制的渐开线直齿圆柱齿轮是齿轮。 A．标准； B. 变位； C. A、B皆不是。 （5）齿轮经过正变位修正后，其分度圆与标准齿轮的分度圆相比，是。 A．相同； B．减小； C．增大。 （6）等移距（高度）变位齿轮传动的中心距和啮合角必分别标准中心距和标准压力角。 1. 设计任务及要求 已知:齿轮Z511，Z632,分度圆压力角20°，模数m 6，齿轮为正常齿制，工作情 况位开式传动，齿轮Z6与曲柄共轴 要求: 1）用C语言编写程序计算 A. 中心距a （圆整尾数为5或0或双数）； B. 啮合角； C. 按小轮不发生根切为原则分配变位系数X5、X6 ； D. 计算基圆直径d b5、d b6，分度圆直径d5、d6,节圆直径d 5、d6, 分度圆齿厚S5、S，基圆齿厚S b5、S b6，齿顶圆齿厚S a5、S a6, 节圆展角； E.重合度； 2）计算出齿形曲线，在2号图纸上绘制齿轮传动的啮合图 3）编写出计算说明书。 2. 数学模型 1） 2) 实际中心距a的确定：a (z5 z6) m 2 / ；a = (a/5+1) 3) / 啮合角cos( /)m( z5 z6) cos()； 2 inv 2tan (X 5 X6)/( Z5 26)inv； 4）按小轮不发生根切为原则分配变位系数X5、X6 ； Z mi n=2ha*/sin X5 min h a (Z min (inv X5 X6 Z5)/ Z min ；X0 min / . inv )(Z5 Z e). h a (Z min Z ) /Z min ； 5) 齿轮基本参数注：下列尺寸单位为mm 模数：m=6 压力角：o 20 齿数：Z5=11 Z6=32 齿顶咼系数： * h a「0 齿根高系数：c* 0.25 分度圆分离系数：y 1 (z5 Z6)( C0S 1) COS g 齿顶咼变动系数：X5^X6 y 分度圆直径；d5 m Z5 d6 m z 基圆直径；d b5 m ZCOS d b6 m Z 6 COS 齿顶咼： * h a5 m(h a X5 ) h a6 % X6 ) 齿根高： * h f5 m(h a * C X5) * h f6 m(h a * C X6) 齿顶圆直径：d a5 d5 2h a5 d a6 d6 2h a6 齿根圆直径；d f5 d5 2h f5 d f6 d62h f6 节圆直径：d5 d5 COS 1 COS g齿轮设计
齿轮设计实例
第十章 齿轮机构及其设计
压床齿轮机构设计