斜齿轮设计(史上最详细的计算过程,有图有表有计算)
例题：已知小齿轮传递的额定功率P=95 KW，小斜齿轮转速n1=730 r/min,传动比i=3.11,单向运转，满载工作时间35000h。
1.确定齿轮材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力
参考齿轮材料表，选择齿轮的材料为：
小斜齿轮：38S i M n M o,调质处理，表面硬度320～340HBS（取中间值为330HBS）
大斜齿轮：35S i M n, 调质处理, 表面硬度280～300HBS（取中间值为290HBS）
注：合金钢可提高320～340HBS
由图16.2-17和图16.2-26，按MQ级质量要求选取值，查得齿轮接触疲劳强度极限σHlim及基本值σFE：
σHlim1=800Mpa, σHlim2=760Mpa
σFE1=640Mpa, σFE2=600Mpa
2.按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数：按公式表查得：
a≥476（u+1）
KT1φ
a
σHP2u 3
1)小齿轮传递扭矩T1：
T1=9550×P
1
=9549×
95
=1243N.m
2)载荷系数K：考虑齿轮对称轴承布置，速度较低，冲击负荷较大，取K=1.6
3)查表16.2-01齿宽系数φα：取φα=0.4
4)齿数比u=Z2/Z1=3.11
5)许用接触应力σHP：σ
HP =σHlim
S Hmin
查表16.2-46，取最小安全系数s Hmin=1.1，按大齿轮计算σ
HP2=σHlim2
S Hmin2
=760
1.1
MPa=
691MPa
6)将以上数据代入计算中心距公式：a≥4763.11+1 1.6×1243
0.4×6912×3.11
3
=292.67mm
取圆整为标准中心距a =300mm
7）确定模数：按经验公式m n=(0.007～0.02)α=(0.007～0.02)x300mm=2.1～6mm 取标准模数m n=4mm
8）初选螺旋角β=9°，cosβ= cos9°=0.988
9）确定齿数：z1=2a cosβ
m n(u+1)=2×300×0.988
4×(3.11+1)
=36.06
Z2=Z1i=36.03×3.11=112.15 Z1=36,Z2=112 实际传动比i实=Z2/Z1=112/36=3.111 10）求螺旋角β：
cosβ=m n Z1+Z2
2a =4×36+112
2×300
=0.98667,所以β=9°22’
11）计算分度圆直径：
d1=m n Z1
cosβ
=
4×36
0.98667
=145.946mm
d2=m n Z2
cosβ
=
4×112
=454.053mm
12）确定齿宽：b=Фα×a =0.4×300=120mm 13）计算齿轮圆周速度：
V=πd1n1
=
π×145.946×730
=5.58m/s
根据齿轮圆周速度，参考表16.2-73，选择齿轮精度等级为8-7-7(GB10095-2002)
3.校核齿面接触疲劳强度根据σH=Z H Z E ZεβF1
bd1u+1
u
K A×K V×K Hβ×K Ha
1）分度圆上的圆周F1：F1=2T1
d1=2×1243×103
145.946
=17034N
2）使用系数K A：查表16.2-36，K A=1.5
3）动载荷系数K V：
K V=1+
K1
K A F1
b
+K2
Z1V
100
u2
1+u2
查表16.2-39得K1=23.9,K2=0.0087代入上式得
K V=1+
23.9
1.5×17034
120
+0.0087
36×5.58
100
3.112
1+3.112
=1.23
4）接触强度计算的齿向载荷分布系数K Hβ，根据表16.2-40，装配时候检验调整：
K Hβ=1.15+0.18×b
1
2
+0.31×10?3×b
=1.15+0.18×1202
+0.31×10?3×120=1.269
5）齿间载荷分配系数K Hα:查表16.2-42，得：K A F t
b =1.5×17034
120
=213 N/mm2,K Hα=1.1
6)节点区域系数Z H，查图16.2-15，Z H=2.47
7)弹性系数Z E，查表16.2-43，Z E=189.8MPa
8)接触强度计算的重合度与螺旋角系数Zεβ：
当量齿数：Z V1=Z1
COS3β=36
0.986673
=37.5
Z V2=Z2
3
=
112
3
=116.6
当量齿轮的端面重合度εav:εav=εaI+εaII ,查图16.2-10，分别得到εaI=0.83，εaII=0.91，εav:εav=εaI+εaII=0.83+0.91=1.74
按φm=b
m =120
4
=30, β=9°22’，查图16.2-11，得εβ=1.55
按εav= 1.74，εβ=1.55，β=9°22｀，查图16.2-16，得Zεβ=0.76
9）将以上数据代入公式计算接触应力
σH=2.47×189.8×0.76×17034
×
3.11+1
× 1.5×1.23×1.27×1.1
=649MPa
10）计算安全系数S H
根据表16.2-34，S H=σHlim Z HT Z LVR Z W Z X
σH
寿命系数Z NT：按式16.2-10
N1=60n1K h=60×730×1×35000=1.533×109
N2=N1
=
1.533×109
=4.93×108
对调质钢（允许有一点的点蚀），查图16.2-18，Z NT1=0.98,Z NT2=1.04
滑油膜影响系数Z LVR ,:按v=5.58m/s选用220号齿轮油，其运动粘度V40=220mm2/s查图16.2-19， Z得LVR =0.95
工作硬化系数Z W，：因小齿轮未硬化处理，齿面未光整，故Z W=1
尺寸系数Z X：查图16.2-22，Z X =1
将各参数代入公式计算安全系数S H
S H1=σHlim1Z NT1Z LVR
σH Z w Z X=800×0.98×0.95×1
649
=1.13
S H2=σHlim2Z NT2Z LVR
σH Z w Z X=760×1.04×0.95×1
649
=1.16
根据表16.2-46，一般可靠度S Hmin=1～1.1,S H＞S Hmin,故安全。
4.校核齿根弯曲疲劳强度：根据表16.2-34
σF=F t
n
K A k v k FβK Fa Y FS Yεβ
弯曲强度计算的齿向载荷分布系数K Fβ：根据表（16.2-40）
K Hβ=1.15+0.18×b
d12
+0.31×10?3×b=1.15+0.18×120
145.946
2
+0.31×
10?3×120=1.269取K Fβ=K Hβ=1.27
弯曲强度计算的齿间载荷分配系数K Fa:查表16.2-42，K Fa= K Ha=1.1
复合齿形系数Y FS，查图16.2-23，Y FS1=4.03，Y FS2=3.96
弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数Yεβ, 按εav= 1.74，β=9°22’，查图16.2-25，得Yεβ=0.63
将以上数据代入公式计算弯曲应力
σF1=17034
×1.5×1.23×1.27×1.1×4.03×0.63=232 MPa
σF2=17034
×1.5×1.23×1.27×1.1×3.96×0.63=228 MPa
计算安全系数S F,根据S F=σFE Y NT Yδrlt Y X
σF
寿命系数Y NT：对调质钢，查图16.2-27，Y NT1=0.89，Y NT2=0.9
相对齿根圆角敏感系数查表16.2-48 得Yδrelt1=Yδrelt2=1
相对齿根表面状况系数Y RrelT：查式16.2-21，
根据齿面粗糙度R a1= R a2=1.6,Y RrelT1=Y RrelT2=1
弯曲强度计算的尺寸系数Y x:查图16.2-28，Y x1= Y x2=1
将各参数代入公式计算安全系数S F
S F1=σFE1Y NT1Yδrlt1Y X1
F1
=
640×0.89×1×1×1
=2.46
S F2=σFE2Y NT2Yδrlt2Y X1
F2
=
600×0.9×1×1×1
=2.37
根据表16.2-46，高可靠度S Fin=2,S H＞S Fmin,故安全。
26)斜齿轮主要几何参数
m n=4mm,β=9°22′，Z1=36，Z2=112
d1=m n Z1
=
4×36
=145.946 mm
d2=m n Z2
=
4×112
=454.053 mm
斜齿轮厚度：
b=φa×a=0.4×300=120mm
齿轮的设计计算过程
1.选定类型，精度等级，材料及齿数 （1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动 （2）精度等级初定为8级 （3）选择材料及确定需用应力 小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS （4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取Z2=77 2. 按齿面接触强度设计计算 （1）初选载荷系数K t 电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3， （2）小齿轮转矩 )(29540/97039550000/9550111mm N n P T ?=?==(3)选取齿 宽系数1=d φ. ⑷取弹性影响系数2 1 8.189MPa Z E = ⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ
⑹计算应力循环次数 N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109 N 99 210397.12 .310470.4?=?= ⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 []a HN H MP MPa S K 4.5105709.01lim 11=?==σσ []a HN H MP MPa S K 8.46253095.02 lim 22=?== σσ ⑼按齿面接触强度设计计算 ①试算小齿轮分度圆直径 mm Z u u T K d H E d t t 248.56)8 .4628.189(2.32.4110954.28.132.2)][(132.232 43211=???=+?σφ②计算齿 轮圆周转速v 并选择齿轮精度 s m n d V t /48.21000 60970 248.561000 601 1=???= ?= ππ ③计算齿轮宽度b mm d b t d 248.56248.5611=?=?=φ
齿轮滚刀变模数设计
齿轮滚刀变模数设计 前言 ** 看到论坛上有人问起，再想想自己好久没有总结经验了。于是发帖。 ** 这些东西可是在书上找不到的。 ** 因为该经验为个人经验，不涉及公司机密，且无专利限制，可以拿来和同仁共享。 ** 版权所有。转载注明出处。 1, 原理 1.1 变模数设计在原理上的可行性上非常简单。齿轮配对啮合和齿轮齿条啮合的基本条件之一，就是基节相等，即m1*cos(a1)=m2*cos(a2)，所以从理论上来说，对于被加工齿轮参数(m1, a1)，有无数个滚刀参数(m2, a2)与之配合。 1.2 滚刀在滚切过程中可近似看作齿条。齿轮齿形为滚刀刀刃包络线。 1.3 TIF为滚齿工序所要求有效渐开线起始点。如果后续工序有剃齿或磨齿需要留余量，则TIF指去除余量后有效渐开线的起始点。滚刀的设计基本要求之一，就是能够得到TIF。 2, 设计的好处 2.1 TIF 得到所要求的TIF是变模数设计的主要目的。很多情况下，客户图纸要求的TIF非常低，而滚刀干涉所得到的过渡曲线部分非常大，你已经采取了所有其他的办法，都不行。于是，减小压力角吧。 小压力角的齿条，在啮合中啮合系数更大，得到的起始点能够大幅下移。形象地说，能够往齿底方向更伸得下去。如果你有齿轮齿条模拟软件，能够看得很清楚，对比很鲜明。汉江以前没有模拟软件，现在可能已经有了。 如果通过变模数，已经把压力角压到不能接受的地步，还是离TIF很远，OK, 联系客户吧。 有时候客户希望能用一把刀切削几个规格的齿轮。往往同时满足所有的TIF要求是很困难的。这种情况下变模数无疑是你最好的帮手。 2.2 优化齿形参数 既然减小压力角能够将TIF的压力大幅降低，那么齿形参数的设计就不用捉襟见肘，那就尽情发挥你的设计才能吧。 2.3 使用原有设计 汽车变速器齿轮和所用齿轮刀具，绝大部分是非标。但是接到一份齿轮图纸，请不要急着设计新刀。你可以找你以前模数相近的设计，然后通过变模数设计，来校核是否能够使用原有设计。 2.4 部分标准化 甚至，对大客户或者系统解决方案，你可以进行一些部份的标准化。将能够滚刀规格的数量大幅下降。 2.5 优化侧后角和顶后角的组合 设计时可以通过改变压力角，变大或者变小，来调节侧后角，从而达到优化其与顶刃后角的组合。 3, 应用的好处 3.1 成本 减少滚刀规格，意味着滚刀制造成本降低。滚刀供应商会报给你更低的价格。 减少滚刀规格，也意味着降低了在滚刀采购上的资金运转量，降低了库存，降低了管理成本。 齿轮经常有试验项目或者不正常中断项目。这时会有一批滚刀成为闲置。2.3中所述能够帮上一部分忙。如果是客户愿意，还可以将旧滚刀重新磨齿形，投入使用。这时候变模数设计就能够提供更多的可能性。 3.2 切削性能 优化的参数，如2.2和2.5中所述，能够改善切削条件，提高滚刀的切削性能。 还有一个容易被忽略的好处是，模数变小（虽然幅度很小），能够增加每排牙齿的数量，从而增加窜刀次数，提高滚刀寿命。这个好处不是很明显。 4, 生产的好处 4.1 成本 滚刀的生产成本对批量非常敏感，特别是3件以内（含）。而汽车齿轮滚刀的批量，大部分是这个范围。所以降
齿轮齿条传动设计计算
齿轮齿条传动设计计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1） 选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2） 速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。 3） 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS ， 齿条材料为45钢（调质）硬度为240HBS 。 4） 选小齿轮齿数Z 1=24，大齿轮齿数Z 2=∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算，即 d 1t ≥2.32√K t T 1φd ?u +1u (Z E [σH ])23 (1) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数K t =。 2） 计算小齿轮传递的转矩。（预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm ） T 1=95.5×105P 1n 1=95.5×105×0.24247.96 =2.908×105N ?mm 3) 由表10-7选齿宽系数φd =0.5。 4）由表10-6查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 12 。 5）由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa ;齿条的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。 6）由式10-13计算应力循环次数。 N 1=60n 1jL h =60×7.96×1×(2×0.08×200×4)=6.113×104 7)由图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=1.7。 8）计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得 [σH ]1= K HN1σHlim1S =1.7×600MPa =1020MPa (2) 计算 1） 试算小齿轮分度圆直径d t1,代入[σH ]1。
机械设计基础课程习题.doc
《机械设计基础课程》习题 第1章机械设计基础概论 1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？ 1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？ 1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 1-4 常见的零件失效形式有哪些？ 1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 1-6 什么是磨损？分为哪些类型？ 1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？ 1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？ 1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。 第2章现代设计方法简介 2-1 简述三维CAD系统的特点。 2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。 2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。 2-4 优化设计的一般过程是什么？ 2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？ 2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？ 2-7 常用的可靠性尺度有那些？ 2-8 简述有限元法的基本原理。 2-9 机械创新设计的特点是什么？ 2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。 第3章平面机构的组成和运动简图 3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。 3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么? 3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？ 3-4 计算自由度时需注意那些事项？ 3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？ 3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的 自由度。 3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。若是，
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齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计 摘要：介绍了齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计软件中有关滚刀各部分尺寸计算、自动生成零件图、切齿仿真、被切齿轮对啮合仿真的实现方法，并介绍了三维啮合仿真的动画制作过程。 关键词：齿轮滚刀计算机辅助设计切齿仿真啮合仿真 Whole Parameter Computer Aided Design for Gear Hobs Qu Baiqing et al Abstract：The practical methods about dimension calculation,auto-drafing for spare parts pattem,tooth cutting emulation and engaging emulation for a pair of gears being cutted in the software of the whole parameter CAD for gear hobs are introduced．The procedure of the animation of the three dimensional gear engaging emulation is also presented． Keywords：gear hob CAD tooth cutting emulation gear engaging emulation 一、引言 齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。用传统方法对齿轮滚刀进行设计时，由于参数太多，计算复杂，绘图繁琐，不仅设计效率低，而且容易发生错误。更重要的是，在齿轮加工完毕之前，一般没有把握确定滚刀设计是否合理，用其加工的齿轮齿廓曲线是否准确，也无法证实被切削的一对啮合齿轮在运行过程中是否会发生干涉现象等。 目前，AutoCAD软件在机械制造业中的使用已日益广泛。因此，在
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浙江工业大学 两级斜齿圆柱齿轮减速器的轴系设计计算 说明书 姓名：郑超超 学号：201302070426 班级：机电5班 设计时间：2016年1月9日
目录 第一章拟定传动方案 (2) 第二章运动参数计算 (2) 1.传动比的分配 (2) 2.运动和动力参数的计算 (3) 第三章各传动零件的设计计算 (4) 参考文献 (18)
第一章 拟定传动方案 本课程设计的任务是设计两级斜齿圆柱齿轮减速器的轴系。根据设计要求，减速器的输入轴转速为2890r/min ，输出轴转速为300r/min ，输入轴功率为4kw 。计算得到总传动比为9.63min /300min /2890=== r r n n i w m 。 减速器的运动简图如下： 图-1 两级展开式圆柱齿轮减速器运动简图第二章 运动参数计算 第二章 运动参数计算 1.传动比的分配 总传动比为：9.63== w m n n i 取 4.25=f i ，s i =2.27
2.运动和动力参数的计算 取圆柱斜齿轮传动效率取为97.0=g η，一对滚动轴承的效率取为995.0=r η[1] 。 1、 各轴转速 min /2890r n n m I == min /6804.25 min /2890r r i n n f I II === min /3002.27 min /680r r i n n s II III === 2、 各轴输入功率 kw P I 4= kW P P g r I II 3.8697.0995.04=??=??=ηη kW P P g r II III 3.7397.0995.03.86=??=??=ηη 3、 各轴输入转矩 m N n p T I I I ?==13.229550 m N n p T II II II ?==54.219550 m N n p T III III III ?==118.749550
齿轮齿条设计
第四章 齿轮设计 4.1 齿轮参数的选择[8] 齿轮模数值取值为m=10，主动齿轮齿数为z=6，压力角取α=20°，齿轮螺旋角为β=12°，齿条齿数应根据转向轮达到的值来确定。齿轮的转速为n=10r/min ，齿轮传动力矩２221Ｎm ?，转向器每天工作８小时，使用期限不低于５年． 主动小齿轮选用20MnCr5材料制造并经渗碳淬火，而齿条常采用45号钢或41Cr4制造并经高频淬火，表面硬度均应在56HRC 以上。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 4.2 齿轮几何尺寸确定[2] 齿顶高 ha = () ()mm h m n an n 25.47.015.2=+?=+* χ,ha=17 齿根高 hf () ()mm c h m n n an n 375.17.025.015.2=-+?=-+=* *χ ,hf 齿高 h = ha+ hf =17+5.5=22.5 分度圆直径 d =mz/cos β=mm 337.1512cos 6 5.2=? d=61.348 齿顶圆直径 da =d+2ha =61.348+2×17=95.348 齿根圆直径 df =d-2hf =61.348-2×11 基圆直径 mm d d b 412.1420cos 337.15cos =?== α db=57.648 法向齿厚为 5 .2364.07.022tan 22???? ????+=??? ??+=παχπn n n n m s mm 593.4=×4=18.372 端面齿厚为 5253.2367.0cos 7.022tan 222????? ????+=??? ??+=βπαχπt t t t m s mm 275.5=×4=21.1 分度圆直径与齿条运动速度的关系 d=60000v/πn1=?v 0.001m/s 齿距 p=πm=3.14×10=31.4 齿轮中心到齿条基准线距离 H=d/2+xm=37.674（7.0） 4.3 齿根弯曲疲劳强度计算[11] 4.3.1齿轮精度等级、材料及参数的选择 （1） 由于转向器齿轮转速低，是一般的机械，故选择8级精度。 （2） 齿轮模数值取值为m=10，主动齿轮齿数为z=6，压力角取α=20°. （3） 主动小齿轮选用20MnCr5或15CrNi6材料制造并经渗碳淬火，硬度在56-62HRC 之间，取值60HRC. （4） 齿轮螺旋角初选为β=12° ，变位系数x=0.7
课程设计二级展开式斜齿轮减速器的设计
机械基础课程设计 说明书 题目名称：二级圆柱齿轮减速器 学院: 核技术与自动化工程学院专业: 机械工程及其自动化 班级: 机械三班 指导老师: 王翔（老师） 学号: 201106040322 姓名: 陈建龙 完成时间: 2014年1月11日 评定成绩：
目录一课程设计书 二设计要求 三设计过程 1.传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 减速器内齿轮传动设计 6.1高速级齿轮的设计 6.2低速级齿轮的设计 7.滚动轴承和传动轴的设计 7.1输出轴及其所配合轴承的设计 7.1中间轴及其所配合轴承的设计 7.1输入轴及其所配合轴承的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构的设计 10.润滑密封设计 四设计小结 五参考资料
二 设计要求 题目： 工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输带允许误差5%+- 三 设计过程 题号 运输带有效应力 （F/N ） 运输带速度 V （m/s ） 卷筒直径 D （mm ） 已知数据 9600 0.24 320 1.传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。 其传动方案如下： η2η3 η5 η4 η1 I II III IV Pd Pw 传动装置总体设计图
齿轮齿条传动机构设计说明
齿轮齿条传动机构的设计和计算 1. 齿轮1，齿轮2与齿轮3基本参数的确定 由齿条的传动速度为500mm/s,可以得到齿轮3的速度为500m/s,即 ,/5003s mm V =又()160 d 3 33n V π= ，取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====，由此可 得()265d 31mm mZ d ===，由（1）与（2）联立解得min /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 2 1 1212=== n n z z 得80min,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定 齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+?=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+?=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径 mm mz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=?===?===ββ 齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===?===αα 法向齿厚为 mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=??? ? ????+=??? ??+===παπ
斜齿轮设计(详细计算过程有图有表全套)
例题：已知小齿轮传递的额定功率P=95 KW，小斜齿轮转速n1=730 r/min,传动比i=3.11,单向运转，满载工作时间35000h。 1.确定齿轮材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力 参考齿轮材料表，选择齿轮的材料为： 小斜齿轮：38S i M n M o,调质处理，表面硬度320～340HBS（取中间值为330HBS） 大斜齿轮：35S i M n, 调质处理, 表面硬度280～300HBS（取中间值为290HBS） 注：合金钢可提高320～340HBS 由图16.2-17和图16.2-26，按MQ级质量要求选取值，查得齿轮接触疲劳强度极限σHlim及基本值σFE： σHlim1=800Mpa, σHlim2=760Mpa σFE1=640Mpa, σFE2=600Mpa
2.按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数：按公式表查得： a≥476（u+1）√KT1 φ a σHP2u 3 1)小齿轮传递扭矩T1： T1=9550×P n1 =9549× 95 730 =1243N.m 2)载荷系数K：考虑齿轮对称轴承布置，速度较低，冲击负荷较大，取K=1.6 3)查表16.2-01齿宽系数φα：取φα=0.4
4)齿数比u=Z2/Z1=3.11 5)许用接触应力σHP：σ HP =σHlim S Hmin 查表16.2-46，取最小安全系数s Hmin=1.1，按大齿轮计算σ HP2=σHlim2 S Hmin2 =760 1.1 MPa= 691MPa 6)将以上数据代入计算中心距公式：a≥476(3.11+1)√ 1.6×1243 0.4×6912×3.11 3 =292.67mm 取圆整为标准中心距a =300mm 7）确定模数：按经验公式m n=(0.007～0.02)α=(0.007～0.02)x300mm=2.1～6mm 取标准模数m n=4mm 8）初选螺旋角β=9°，cosβ= cos9°=0.988 9）确定齿数：z1=2acosβ m n(u+1)=2×300×0.988 4×(3.11+1) =36.06 Z2=Z1i=36.03×3.11=112.15 Z1=36,Z2=112 实际传动比i实=Z2/Z1=112/36=3.111 10）求螺旋角β：
轮系传动比计算(机械基础)教案
轮系传动比计算(机械基础)教案
教案首页
科目：机械基础（第四版）授课班级：08级模具（1）班 授课地点：多媒体教室（一）室课时：2课时
课题：§6—2 定轴轮系的传动比 授课方式：讲授 教学内容：定轴轮系的传动比及其计算举例 教学目标：能熟练进行定轴轮系传动比的计算方法及各轮回转方向的判定 选用教具：三角板、圆规、平行轴定轴轮系模型、非平行轴定轴轮系模型 教学方法：演示法、循序渐进教学法、典型例题法 第一部分：教学过程 一、复习导入新课（约7分钟） （一）组织教学（2分钟） 学生点名考勤，课前6S检查，总结表扬上次优秀作业学生，调节课堂气氛，调动学生主动性。 （二）教学回顾（2分钟） 1、什么是轮系？ 2、轮系有什么应用特点？ 3、轮系的分类依据是什么？可分为哪几类？ 4、什么是定轴轮系？（让学生回顾上次课的内容） （三）复习，新课导入（2分钟） 演示减速器、车床主轴箱、钟表机构等，我们看到的这些都是定轴轮系的应用，请问：我们生活中常见钟表里的时针走一圈，分针走了12圈，秒针走了720圈，那么由时针到秒针是如何实现传动的？时针把运动传到秒针时，其转速大小有何变化？具体比值如何确定？ （四）教学内容介绍（1分钟） 重点：定轴轮系的传动路线的分析、传动比的计算及各轮回转方向的判定。 难点：非平行轴定轴轮系传动比公式推导及各轮回转方向的判定。 二、新课讲解（约32分钟） （一）定轴轮系的传动比概念（2分钟） 教师先展示定轴轮系模型，引导学生参与到演示教学中来，通过一对齿轮的传动比概念，教师提出问题：定轴轮系的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比？引发学生思考。演示得出定轴轮系的概念：定轴轮系的传动比是指首末两轮的转速之比。 （二）知识分解（12分钟）
齿轮齿条传动设计计算39229
7）由图10-19取接触疲劳寿命系数 HN1 1.7。 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS 齿条 材料为45钢（调质）硬度为240HBS 6）由式10-13计算应力循环次数。 N 1 60n 1 jL h 60 7.96 1 2 0.08 200 4 6.113 10 4 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1) 选用直齿圆柱齿轮齿条传 动。 2 ） 速度不高，故选用7级精度（GB10095-88。 3） 4） 选小齿轮齿数1=24,大齿轮齿数 2=x 。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算，即 d it I 2 ccc (K" u 1 Z E 2.323 |— ----------------------- --- V u (1) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数t 2） 计算小齿轮传递的转矩。 （预设齿轮模数 m=2mn 直径d=65mm T 1 95.5 1O 5 R n 1 95.5 105 O. 2424 2.908 105N mm 7.96 3) 由表10-7选齿宽系数d =。 4） 由表10-6查得材料的弹性影响系数 1 E 189.8 MPa 2 5） 由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600M Pa ；齿 条的接触疲劳强度极限 Hlim 2 500 Mpa 。
8）计算接触疲劳许用应 力。 取失效概率为1%安全系数S=1,由式（10-12）得 K HN 1 Hlim1 S 1.7 600M Pa 1020MPa 计算 1 ） 试算小齿轮分度圆直径d ti，代入 2）d1t 2.323{K.T1 u 1 68.89mm 计算圆周速度V。 Z E 60 1000 3）计算齿宽b o d d1t 0.5 4）计算齿宽与齿高之 比。 模数 m t d1t 68.89 Z1 24 齿高 2.25m t 2.25 卜 3 2.908 105 1 189.8 2 0.5 1020 68^1^ 0.026m/s 60 1000 68.89 34.445mm 2.87 2.27 6.46 34.445 6.46 5.33
斜齿轮传动设计步骤
斜齿轮传动设计步骤 已知：传递功率p ，转速1n 、2n （或传动比i ，齿数比u ）；齿轮的布置情况，载荷的变动情况，每天工作 小时数，使用年限等。 设计：齿轮的材料，热处理，主要尺寸等 步骤： 1．选择齿轮材料：大小齿轮材料、热处理、硬度（查表7—8）、选择精度等级（一般6~9级），初选螺旋角()815β 。 根据设计要求，可以取软齿面，也可以取硬齿面。 软齿面是指：HBW1，HBW2≤350，或HBW1＞350，HBW2＜350 注意：HBW1=HBW2+（30～50） （1为小齿轮、2为大齿轮） 硬齿面是指：HRC 1可以等于HRC 2，也可以HRC 1＞HRC 2，即HBW 1，HBW 2>350HBW 选择小齿轮的齿数：Z 1=20~40（闭式传动） Z 1=17~20（开式传动） 2．确定许用应力 1）许用接触应力的确定 式（7-24） []lim H b H HL H K S σ σ= ① 由表7-8 ，查lim 1H b σ 、lim 2H b σ，并取二者的小值计算[]H σ ② 取安全系数 H S (课本：P145) ③ 计算应力循环次数60nt H N =, n 是与[]H σ对应齿轮的转速。 ④ 由图7-35 查循环基数 0H N ⑤ 计算 HL K = 当H H0N >N 时，取1HL K = ⑥ 计算[]H σ 2) 许用弯曲应力 式(7-30) []lim F b F FC FL F K K S σσ= ①由表7-9，查lim 1F b σ ，lim 2F b σ ②取安全系数F S （课本：P148） ③取K FC （课本：P148） ④计算K FL F V H N =N ，6 F0N =410? 当 HBW ≤350 时，FL K =1 ，但≤2 ⑤计算[]1F σ 、[]2F σ 3. 61 11 T =9.5510 P n ? (单位：P 1:KW ；n 1:rpm ；T 1：Nmm 。有时T 1是已知的不用计算) 4.根据接触强度，试求小齿轮分度圆直径1t d （说明：下标t 表示 test ，即试算） 式（7-23） 1t d d K =初步计算时，取d K = 由表7-7查d ψ；图7-32查K β； 求出1t d 。 （因为是试算，不用取整数） 5. 精确计算小齿轮分度圆直径 1.76cos H Z β= ；E Z =
渐开线齿轮滚刀设计
A NOVEL HO B DESIGN FOR PRECISION INVOLUTE GEARS: PART II The following paper outlines the development of a new precision gear hob design for machining involute gears on conventional gear-hobbing machines. By Stephen P. Radzevich, Ph.D. Abstract This pa per is a imed a t the development of a novel design of precision gea r hob for the ma chining of involute gea rs on a conventiona l gea r-hobbing ma chine. The reported resea rch is ba sed on the use of funda menta l results obta ined in a na lytica l mecha nics of gea ring. For solving the problem, both the descriptive-geometry-ba sed methods (further DGB-methods) together with pure a na lytica l methods ha ve been employed. The use of DGB-methods is insightful for solving most of the principa l problems, which consequently ha ve a n a na lytica l solution. These a na lytica l methods provide a n exa mple of the a pplica tion of the DG/K-method of surfa ce genera tion ea rlier developed by the a uthor. For interpreta tion of the results of resea rch, severa l computer codes in the commercia l softwa re Ma thCAD/Scientific were composed. Ultimately, a method of computation of parameters of design of a hob with straight-line lateral cutting edges for the machining of precision involute gears is developed in the paper. The coincidence of the stra ight-line la tera l cutting edges of the hob with the stra ight-line cha ra cteristics of its genera ting surfa ce elimina tes the ma jor source of devia tions of the hobbed involute gea rs. The rela tionship between ma jor principal design parameters that affect the gear hob performance are investigated with use of vector algebra, matrix calculus, and elements of differential geometry. Gear hobs of the proposed design yield elimination of the principal and major source of deviation of the desired hob tooth profile from the actual hob tooth profile. The reported results of research are ready to put in practice. This is the conclusion of a two-part series. Part I can be downloaded at [https://www.360docs.net/doc/9615240281.html,].
斜齿轮设计计算过程
参考表8.2-90(各类钢材和热处理的特点及使用条件)、表8.2-91（调质及表面淬火齿轮用钢的选择）、表8.2-95（齿轮常用钢材的力学性能）、表8.2-96（齿轮工作齿面硬度及其组合应用举例），选择齿轮的材料为 小齿轮:40Cr，调质+高级感应加热淬火，表面硬度320-340HBW 大齿轮:40Cr，调质+高级感应加热淬火，表面硬度 由图8.2-16和图8.2-29，按.MQ级质量要求取值，查得 ζ Hlim1=1020MPa，ζ Hlim2 =1020MPa ζ FE1=800MPa，ζ FE2 =800MPa (2)按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数 按表8. 2-35 1）小齿轮传递转矩T 1： T 1=9549*P/n 1 =9549*80/730=1046N.m 2)载荷系数K:考虑齿轮对称轴承布置，速度较低，冲击负荷较大，取K=1.6 3）齿宽系数：取 4）齿数比u：赞取u=i=3.11 5）许用接触应力ζ HP 按表8.2-35, ζ HP =ζ Hlim /ζ Hmin ， 取最小安全系数S Hmin =1.1，按大齿轮计算，ζ HP2 =ζ Hlim2 /ζ Hmin =461MPa 6)将以上数据代人计算中心距的公式 a≥476*（3.11+1）*……=276.67mm 圆整为标准中心距a=300mm。 7）确定模数:按经验公式m n =（0.007~0.02）*a=2.1~6mm 取标准模数m n =4mm 8)初取螺旋角β=9°，cos9° = 0. 98800 9)确定齿数:z 1=2*a*cosβ/m n (u+1)=36.06 Z 2 =z 1 *u=112.15 取z 1=36，z 2 =112 实际传动比：i 实=z 2 /z 1 =3.111 10)精求螺旋角β:
齿轮齿条的设计
齿轮齿条的材料选择 齿条材料的种类很多，在选择过程中应考虑的因素也很多，主要以以下几点作为参考原则： 1）齿轮齿条的材料必须满足工作条件的要求。 2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺。 3）正火碳钢，不论毛坯制作方法如何，只能用于制作载荷平稳或轻度冲击 工作下的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调制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30～50HBS 或者更多。 钢材的韧性好，耐冲击，还可通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面硬度，故适用于来制造齿轮。由于该齿轮承受载荷比较大，应采用硬齿面（硬度≥350HBS ），故选取合金钢，以满足强度要求，进行设计计算。 齿轮齿条的设计与校核 1．2．1起升系统的功率 设V 为最低起钻速度（米/秒），F 为以V 起升时游动系统起重量（理论起重量，公斤）。 起升功率 V F P ?= F=N 5 106? 1V 取（米/秒）
KW P 4808.01065=??= 由于整个起升系统由四个液压马达所带动，所以每部分的平均功率为 KW KW P P 1204 4804 == =' 转矩公式： 595.510P T n ?= 所以转矩 T= mm N n .120 105.955?? 式中n 为转速（单位r/min ） 1.2.2 各系数的选定 计算齿轮强度用的载荷系数K ，包括使用系数A K 、动载系数V K 、齿间载荷分配系数K α及齿向载荷分配系数K β，即 K=A V K K K K αβ 1）使用系数A K 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数。 该齿轮传动的载荷状态为轻微冲击，工作机器为重型升降机，原动机为液压装置，所以使用系数A K 取。 2）动载系数V K 齿轮传动不可避免地会有制造及装配误差，轮齿受载后还要产生弹性变形，对于直齿轮传动，轮齿在啮合过程中，不论是有双对齿啮合过渡到单对齿啮合，或是有单对吃啮合过渡到双对齿啮合的期间，由于啮合齿对的刚度变化，也要引起动载荷。为了计及动载荷的影响，引入了动载系数V K ，如图2-1所示。
(完整版)齿轮齿条传动设计计算.docx
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1）选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2）速度不高，故选用 7 级精度（ GB10095-88）。 3）材料选择。由表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr(调质 )，硬度为 280HBS ，齿条 材料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS 。 4）选小齿轮齿数 Z 1 =24，大齿轮齿数 Z 2 = ∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算，即 3 K t T 1 u + 1 Z E d 1t ≥ 2.32 √ ?( ) 2 φd u [ σ ] H (1) 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 K t =1.3。 2）计算小齿轮传递的转矩。 （预设齿轮模数 m=8mm,直径 d=160mm ） T 1 = 95.5 ×105 P 1 = 95.5 ×105 ×0.2424 n 1 7.96 = 2.908 ×105 N ?mm 3) 由表 10-7 选齿宽系数 φ = 0.5。 d 1 4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 Z E = 189.8MPa 2 。 5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 σ = 600MPa;齿 Hlim1 条的接触疲劳强度极限 σ = 550MPa 。 Hlim2 6）由式 10-13 计算应力循环次数。 N 1 = 60n 1 jL h = 60 × ( 2× 0.08× 200 × ) = × 4 7.96 ×1 × 4 6.113 10 7)由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 K HN1 = 1.7。 8）计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（ 10-12）得 [ σH ] 1 = K HN1 σHlim1 ×600MPa = 1020MPa = 1.7 S (2) 计算 1）试算小齿轮分度圆直径 d ,代入 [σ ] 。 t1 H 1
一级斜齿圆柱齿轮减速器设计
目录 机械设计课程设计计算说明书 前言 一、课程设计任务书说明书………………………………………………计算过程及计算说明 一、传动方案拟定………………………………………………………… 二、电动机选择…………………………………………………………… 三、计算总传动比及分配各级的传动比………………………………… 四、运动参数及动力参数计算…………………………………………… 五、V带传动的设计计算………………………………………………… 六、轴的设计计算………………………………………………………… 七、齿轮传动的设计计算………………………………………………… 八、滚动轴承的选择及校核计算………………………………………… 九、键联接的选择………………………………………………………… 十、箱体设计………………………………………………………………十一、润滑与密封…………………………………………………………十二、设计小结……………………………………………………………十三、参考文献……………………………………………………………
课程设计任务书说明书 设计一个用于带式运输一级直齿圆柱齿轮减速器。输送机连续工作，单向运转，载荷平稳，输送带拉力为1.5KN，输送带速度为1.3m/s，卷筒直径为300mm。输送机的使用期限为10年，2班制工作。 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 （1）工作条件：运输机两班制连续工作，单向运转空载启动。工作载荷基本平稳，大修期限5年（每年按300个工作日计算），运输机卷筒轴转速容 许误差为±5%，卷筒效率为ηw=0.96。 （2）原始数据：卷筒组力矩 M= 600N.m ；滚筒转速n w =85r.min﹣1。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）工作机所需要的功率Pw 卷筒组力矩 M= 600N.m ；滚筒转速n w =85r.min﹣1,工作效率ηw=0.96。 工作机所需功率为 Pw= M n w /9550ηw = 600×85/（9550 ×0.96）=5.56kW （2）电动机所需功率Pd′ Pd′= Pw/η 查表3-1查得V带传动、滚动轴承、齿轮传动、联轴器的传动效率，ηv=0.96、 计算结果 Pw=5.56kW η=0.90
工程机械齿轮滚刀、马格插齿刀设计
南华大学 课程设计说明书 题目：工程机械齿轮滚刀、马格插齿刀设计及其加工工艺学生姓名： 专业班级：机卓1001班 指导教师：李必文教授 学院：机械工程学院 起止时间：2013年12月4日至2013年12月25日
一、课程设计内容及要求： 1．齿轮滚刀、插齿刀的设计，包括参数计算、结构设计、刀具加工工艺的设计以及成形车铲刀的设计。 2．插齿刀零件图（2#图一张） 3．滚刀零件图（2#图一张） 4、成形车铲刀零件图（2#图一张） 5．插齿刀、滚刀加工工艺 6．课程设计说明书：应阐述整个课程设计内容，要突出重点和特色，图文并茂，文字通畅。应有目录、摘要及关键词、正文、参考文献等内容，字数一般不少于6000字。 二、主要参考资料 有关刀具参数计算及结构设计、机械制造工艺与设备的手册与图册。 三、课程设计进度安排 指导教师（签名）：时间： 教研室主任(签名)：时间： 院长（签名）：时间：
专业课程设计刀具方向第四组 任 务 书 （1）设计公称分圆φ125的外啮合A 级碗形直齿插齿刀，前角γ=5°，齿顶后角e α=6°，齿数g z =21，齿顶高系数eg f =1.15，g ξ=0。 （2）编制该刀具加工工艺 要求： （1）设计AA 级Ⅰ型单头右旋齿轮滚刀，eg D =200，前角γ=0°，顶刃后角 e α=10°～12°，侧刃后角c α不小于3°，有第二铲背量K 2，滚刀螺旋角 f λ≤5°。 ( 2 ) 编制该刀具加工工艺。
目录 前言 (1) 一、工程机械齿轮滚刀设计 (2) 2.1设计原理 (2) 2.2设计计算 (3) 2.3设计图 (7) 三、马格插齿刀设计 (9) 3.1设计原理 (9) 3.2 设计计算 (13) 3.2设计图 (17) 四、齿轮刀具加工工艺设计及成形刀具设计 (19) 4.1工程机械齿轮滚刀加工工艺设计 (19) 4.2马格插齿刀加工工艺设计 (21) 4.3 成形车铲刀设计 (24) 五、设计总结 (28) 5.1 设计心得 (28) 5.2 现状及展望 (29) 主要参考文献 (31)