Y7150型500毫米锥形砂轮磨齿机减速箱及床身设计

河南科技大学毕业设计（论文）Y7150型500毫米锥形砂轮磨齿机减速箱及床身设计 摘 要Y7150型500毫米锥形齿轮磨齿机用于磨削直齿和斜齿圆柱齿轮的齿面，它适合于成批和小批量生产。 Y7150型磨齿机是根据滚切法来工作的，亦即渐开线齿形是由代加工齿轮与一形成齿条的砂轮作相对滚动（无滑动）而形成的拟定传动方案就是根据工作机的功能要求和工作条件，选择合适的传动机构类型，确定各类传动机构的布置顺序以及各组成部分的连接方式。电动机的选择包括选择类型，结构型式，容量和转速，并确定型号。齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。速度教高的齿轮传动，齿面容易产生疲劳点蚀，应选择齿面硬度较高而硬层较厚的材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选择韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 关键词：磨齿机，减速箱，电动机的选择，齿轮Y7150 500 MM CONE-SHAPED GRINDING WHEEL TYPE GEAR BOX AND BED DESIGNABSTRACTY7150 500 mm cone type gear grinding machine is used for grinding tooth surface of spur or helical gear, it is suitable for batch and small batch production. Y7150-type grinding machine is based on the work of rotary cutting method, which is the involute which is formed on behalf of processing gear and a rack of wheel for the rolling (no sliding) formation ofNiding transmission scheme was based on functional requirements of the work machines and working conditions of transmission to choose the right type,then determine the layout of various types of transmission order and connection of components .Motor options include selection type, structure type, size and speed, or determining the type.Gear should be in accordance with the working conditions of use appropriate to choice materials. Gear material selection and processing performance of the gear has a direct impact on its life.Teaching high speed transmission, prone to tooth surface fatigue pitting, tooth surface hardness should be selected higher and thicker hard layer of material; the impact load of gear, easily broken tooth, should choose the material toughness; low-speed heavy gear transmission, easily broken tooth, tooth surface easy to wear, should be selected mechanical strength, tooth surface hardness of materials.Mechanical properties including strength, hardness, plasticity and toughness, which reflects the material in the course of the characteristics shown. In the meshing gear tooth contact when the Department has contact stress, the maximum bending stress of gear root, may have the strength of tooth surface or tooth failure. Tooth points are sliding, will have wear and tear. The main failure in the form of gear tooth surface pitting, tooth bonding, tooth and tooth broken figurines of such deformation. Demanded a high gear bending fatigue strength of materials, and contact fatigue strength, tooth surface should have sufficient hardness and wear resistance, the core department to have a certain strength and toughness.KEY WORDS: grinding machine，gearbox，motor selection，gear目录前言1第1章 Y7150型锥形砂轮磨齿机概述21.1机床的用途和使用范围21.2 机床的主要规格21.3机床的简要说明31.3.1机床概述31.3.2机床的工作原理3第二章机床传动系统概述52.1传动系统选取原则52.2传动系统说明62.2.1带动滑座往复运动的系统62.2.2带动机床工作台的传动系统72.2.3工作台直线与旋转往复运动及传动链8第三章减速箱元件的选取103.1选择电机103.1.1选择电机的原则103.1.2电动机选择的计算公式113.2计算传动装置的运动参数和动力参数123.3齿轮的选择计算133.3.1齿轮材料选取及加工工艺概述133.3.2直齿轮选择计算183.3.3圆锥齿轮的选择计算22结论25参考文献26致谢274前言毕业设计是每个大学毕业生必须的过程，它是对学生在这4年的学习的一个大阅兵，也是毕业前的最后一次演习。所以说毕业设计对我们来说意义非常重大，我们要严肃对待，以求学到更多的专业知识。说明书包括以下内容：（1）Y7150型磨齿机的简要概况（2）整个传动系统的传动分析（3）减速箱中的齿轮的选择计算本次毕业设计在张老师及同学们的帮助下完成。在设计过程中由于个人水平有限，恳请各位老师多多批评指教。第1章 Y7150型锥形砂轮磨齿机概述1.1机床的用途和使用范围Y7150型500毫米锥形砂轮磨齿机用于磨削直齿和斜齿圆柱齿轮的齿面，它适合于成批和小批生产。本机床加工范围，直径为50500毫米，模数210毫米，最大加工螺旋角为45。本机床适用对象为国防工业，造船，铁路以及重型机械和机床制造工业部门。1.2 机床的主要规格最大加工外径 500毫米最小工件外经 50毫米最大加工模数 10毫米最小加工模数 2毫米磨直齿轮时的最大齿宽 150毫米磨斜齿轮时的最大螺旋角 45砂轮的最大冲程 170毫米砂轮的最大直径 240毫米砂轮的最小直径 160毫米滑座冲程数 35200次/分（无级）工作台直径 520毫米砂轮中心至工作中心最小距离 105毫米砂轮中心至工作中心最大距离 330毫米砂轮中心至工作台面最小距离 170毫米砂轮中心至工作台面最大距离 520毫米滑座冲程电动机 N=2.2kw n=3000转/分变速电动机 N=0.75kw n=1500转/分冷却电动机 N=0.125kw n=3000转/分1.3机床的简要说明1.3.1机床概述Y7150型500毫米锥形齿轮磨齿机用于磨削直齿和斜齿圆柱齿轮的齿面，它适合于成批和小批量生产。本机床加工范围：直径为50500毫米，模数为210毫米，最大加工螺旋角为45。1.3.2机床的工作原理 Y7150型磨齿机是根据滚切法来工作的，亦即渐开线齿形是由代加工齿轮与一形成齿条的砂轮作相对滚动（无滑动）而形成的。渐开线的形成可以从图a中看到，直线k在圆上滚动，直线的端点d便划成渐开线c-d。圆 图1-1的直径越大，渐开线也就越平直，当圆的直径是无穷大时，渐开线就变成为直线。即成齿条的齿形。本机床需要有四个运动。A切屑运动，B沿齿长的进给运动，C滚切运动，D分度运动。本机床的工作循环如下：装在工作台垂直心轴上的待磨齿轮与上下运动的砂轮作相对移动。待磨齿轮的旋转运动与前进运动同时产生，两运动速度和方向使得齿轮这两种运动合成为一种运动，这合成运动相当于齿轮的节圆在在齿条的节线上作纯滚动。当工作台作从左向右的前进运动，工件作反时针方向旋转，此时磨削齿的左面。见图 图1-2当工作台换向后，运动的方向相反，即工作台从右向左移动，而工件则顺时针方向旋转，此时磨削齿的右面，见图 图1-3然后待磨的此轮就迅速离砂轮，见图 图1-4与工作台一起退到极左边位置，与此同时工作台就进行了Z/1的分度。工作台换向后，代加工的齿轮又迅速地向砂轮引进，这时砂轮就开始磨削齿轮的下一个齿。其余可类推，待全部的齿都磨完以后，由计算器控制机床自动停止。第二章机床传动系统概述2.1传动系统选取原则机器通常由原动机，传动装置和工作机等三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可用于改变转速，转矩的大小或改变运动形式，以适应工作机功能要求。传动装置的设计对整台机器的性能，尺寸，重量和成本都有很大的影响，因此应当合理的拟定传动方案。 拟定传动方案就是根据工作机的功能要求和工作条件，选择合适的传动机构类型，确定各类传动机构的布置顺序以及各组成部分的连接方式。满足同一种工作机的性能往往有多种方案：可以通过选用不同的传送机构来实现；当采用几种传动型式组成的多级传动时，亦可有不同的排列顺序与布局；还可按不同方法分配各级传动比。在拟定传动方案时，通常可提出各种方案进行比较分析，择优选定。选择传动机类型时 应综合考虑各有关核工作条件，例如工作机的功能，对尺寸，重量的限制，环境条件，制造能力，工作寿命与经济性要求等。选择类型的基本原则为：（1） 传递大功率时，应充分考虑提高传动装置的效率，以减少能耗，降低运行费用。这时应选用传动效率高的传动机构，如齿轮传动。而对于小功率传动，在满足功能条件下，可选用结构简单，制造方便的传动型式，以降低初始费用。（2） 载荷多变和可能发生过载时，应考虑缓冲吸震及过载保护问题。如选用带传动，采用弹性联轴器或其他过载保护装置。（3） 传动比要求严格，尺寸要求紧凑的场合，可选用齿轮传动或蜗杆传动。但应注意，蜗杆传动效率低故常用于中小功率，间歇工作的场合。（4） 在多粉尘。=，潮湿，易燃，易爆场合，宜选用链传动，闭式齿轮传动或蜗杆传动，而不采用带传动或摩擦传动。2.2传动系统说明本机床的传动系统可分为以下几个方面2.2.1带动滑座往复运动的系统往复运动是由直线电机拖动，可以无级变速，其运动由电动机1:4.5三角皮带轮拖动，主轴旋转，并经偏心轮和曲柄机构，使滑座作上下往复运动。1， 磨头主轴的旋转，由于采用电主轴机构，故磨头轴即电主轴，其转速为2850转/分。2， 带动机床工作台的传动系统带动机床工作太的传动系统包括三个主要运动链（1） 进给运动链（2） 滚切运动链（3） 分度运动链这些运动链共同作用使待磨齿轮和砂轮作无滑动的相对滚动。（1） 进给运动链进给运动由齿轮3带动后，经齿轮对39,38,37,36传经31,齿轮31与30或32啮合经进给交换齿轮a，b，在经齿轮多29,26或28,27和25,24,23,22，带动丝杠螺母，是工作台进给。（2） 滚切运动运动由齿轮24经滚切交换齿轮a1，b1，c1，d1，再经13,12和17,16或14,15传给蜗杆20，蜗轮21。（3） 分度运动1、 分度运动由齿轮4传动齿轮5,6,7,10带动分度盘8,9再经分度交换齿轮A,B,C,D和11通过差动机构作用，使工作台多转过一个齿传动系统说明1. 带动滑座往复运动的系统2. 磨头主轴的运转2.2.2带动机床工作台的传动系统1）进给运动传动链2）滚切运动传动链3）分度运动传动链这三个传动链有N=1.5KW n=1500r/min的步进电动机经齿轮对1-2和3-4来传动的1) 进给运动传动链 进给运动由齿轮3带动后，经齿轮对38、39、37、36传经31，齿轮31与30或32啮合（即换向）经进给交换齿轮a/b，再经齿轮对29、26（粗进给）或28、27（精进给）和25、24、23、22，带动丝杠螺母，使工作台进给。当结合子“”处于关闭状态时，运动由锥齿轮对、或、经齿轮、和齿轮对、以及、传动丝杠，这时即为工作台的快速前进运动！2) 滚切运动传动链运动由齿轮，经滚切交换齿轮a1/b1/c1/d1再经13、12和17/16或者14、15传给蜗杆20涡轮21。3) 分度运动传动链 分度运动由齿轮4传动齿轮5、6、7、10带动分度盘8、9，再经交换齿轮A/B/C/D和11通过差动机构作用，使工作台多转过一个齿。2.2.3工作台直线与旋转往复运动及传动链齿轮箱和减速箱是整个机器的心脏，以上所说的三个传动链在机床工作时相互作用，使之能够保证待磨齿轮相对于砂轮产生范成运动，三个传动链（1） 、工作台的往复直线运动工作台的往复直线运动是工作台由A到B到C,再由C到B再到A过程，具体如下：1、 工作台由A-B的运动，此时由于碰块127压住挡铁128，于是拉杆124向右移动经齿轮125、126作用于旋式换向机构，使离合器111与齿轮32接通，由于挡铁95压住操纵机构的左挡铁，通过杠杆使离合器与112与35接通，传动链为下：电动机齿轮123438393736313033343525242322使丝杠顺时针旋转，推动工作台由AB快速移动。2、 工作台由B-C的运动 此时离合器111仍与齿轮32接通，由于挡铁95压住操纵机构的右挡铁通过杠杆使离合器112与齿轮27接通，传动链为下： 电动机齿轮1234383937363130进刀交换齿轮a/b28/27或29/2625242322，使丝杠顺时针旋转，推动工作台由BC进行磨削右齿廓。3、工作台由C-B的运动 此时由于碰块127压住挡铁129，于是拉杆124向左移动，经齿轮125、126作用于离合器111，使之与齿轮30接通。其余传动与BC过程相同，但是由于离合器111与齿轮31的接通，使丝杠旋转方向相反，为逆时针旋转，从而推动工作台由CB进行磨削左齿廓，传动链为下：电动机齿轮1234383937363132进刀交换齿轮a/b28/27或29/26252423224、工作台由B-C的运动 此时离合器111仍与齿轮30接通，由于挡铁95压住操纵机构的左挡铁，通过杠杆使离合器与112与35接通，其传动链为下：电动机齿轮123438393736313233343525242322使丝杠逆时针旋转，推动工作台由BA快速移动，并且此时工作台进行分度，即快退的过程也是分度时间。（2） 、工作台的往复旋转运动工作台的往复旋转运动与工作台的往复运动是密切配合的，这种配合运动组成了磨齿的范成运动，其配合如下：1. 当工作台由A-C移动时，工作台旋转方向为逆时针，这是因为运动由滚切交换齿轮传动到分度轴上，使分度轴上的蜗杆逆时针旋转，从而推动工作台也作逆时针旋转。（1） 、工作台由A-B的运动，传动链如下： 电动机齿轮12343839373631303334352524滚切交换齿轮a1/b1/c1/d11312/17或者14/1516蜗杆20涡轮21（2） 、工作台由B-C的运动，传动链如下： 电动机齿轮1234383937363130进刀交换齿轮a/b28/27或29/262524滚切交换齿轮a1/b1/c1/d11312/17或者14/1516蜗杆20涡轮212. 当工作台由C-A移动时，工作台旋转方向为顺时针，这是因为运动由滚切交换齿轮传动到分度轴上，使分度轴上的蜗杆顺时针旋转，从而推动工作台也作顺时针旋转，如上图（右）：（1） 、工作台由C-B的运动，传动链如下： 电动机齿轮1234383937363132进刀交换齿轮a/b28/27或29/262524滚切交换齿轮a1/b1/c1/d11312/17或者14/1516蜗杆20涡轮21(2) 、工作台由B-A的运动，也即分度运动，传动链如下：电动机齿轮1234567/8或者10/9分度交换齿轮A/B/C/D1312/17或14/1516蜗杆20涡轮21第三章减速箱元件的选取3.1选择电机3.1.1选择电机的原则电动机的选择包括选择类型，结构型式，容量和转速，并确定型号。工业上一般用三相交流电源，无特殊要求一般应选三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于其启动性能好，也适用于某些要求较高起动转矩的机械。需要经常起动，制动和反转的机械，要求电动机有较小转动惯量和较强的过载能力，应选用起重及冶金用的YZ系列或YZR系列异步电动机。电动机的结构型式，按安装位置不同，有卧式和立式两类。按防护方式不同有开启式，防护式，封闭式及防爆式等。可根据安装要求和防护要求选择电动机结构形式。常用结构形式为卧式封闭型电动机。选择电动机容量就是合理确定电动机的额定功率。决定电动机功率时要考虑电动机的发热，过载能力和起动能力三方面因素，但一般情况下电动机容量主要由运行发热条件而定。电动机发热与其工作情况有关。对于载荷不变或变化不大，宜在常温下长期连续运转的电动机，只要其所输出功率不超过其额定功率，工作时就不会过热，可不进行发热计算。3.1.2电动机选择的计算公式1） 工作机所需功率工作机所需功率应由机器工作阻力和运动参数确定。当已知工作机主动轴的输出转矩和转速时，则工作机主动轴所需功率 如果给出工作机的圆周力和速度，则工作机所需功率2） 电动机的输出功率考虑传动装置的功率损耗，电动机输出功率为 式中为电动机至工作机主动轴之间的总效率，即 3） 确定电动机额定功率根据计算出的功率可选定电动机的额定功率，应使 同一类型，功率相同的电动机具有多种转速。如选用转速高的电动机，其尺寸和重量小，价格较低，但会使传动装置的总传动比，结构尺寸和重量增加。选用转速低的电动机则情况相反。因此，应综合考虑电动机及传动装置的尺寸，重量，价格，分析比较，权衡利弊，选出合适的电动机转速。选择电动机转速时，可先根据工作机主动轴转速和传动系统中各级传动的常用传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，以供参考比较，即 一般常选用同步转速为1500r/min或1000/min的电动机本次设计选用J02-22-4型，不过这种电动机已不再生产，Y系列及其衍生的产品已经完全替代了J系列的电机了。所以选Y90L-4型三相异步电动机。3.2计算传动装置的运动参数和动力参数1） 各轴转速电动机轴为0轴，其余分别为1，2，3轴，各轴转速为2） 各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 3） 各轴转矩 将计算结果汇总备用 齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。3.3齿轮的选择计算3.3.1齿轮材料选取及加工工艺概述速度教高的齿轮传动，齿面容易产生疲劳点蚀，应选择齿面硬度较高而硬层较厚的材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选择韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。45钢热处理后有较好的综合机械性能。经过正火或调质可改善金相组织和材料的可切削性，降低加工后的表面粗糙度，并可减少淬火过程中的变形。因为45钢淬透性差 整体淬火后材料变脆，变形也大，所以一般采用齿面表面淬火，硬度可达HRC52-58。适合于机床行业，7级精度以下的齿轮。40Cr是中碳合金钢，和45钢相比，少量铬合金的加入可以使金属晶粒细化，提高强度、改善淬透性，减少了淬火时的变形。使齿轮获得高的齿面硬度而心部又有足够韧性和教高的抗弯曲疲劳强度的方法是渗碳淬火，一般选用低碳合金钢18CrMnTi，它具有良好的切削性能，渗碳时工件的变形小，淬火硬度可达到HRC56-62，残留的奥氏体量也少，多用于汽车，、拖拉机中承载大而有冲击的齿轮。38CrMoAlA氮化钢经氮化处理后，比渗碳淬火的齿轮具有更高的耐磨性与耐腐蚀性，变形很小，可以不磨齿，多用来作为高速传动中需要耐磨的齿轮材料。铸铁容易铸成复杂的形状，容易切削，成本低，但其抗弯强度、耐冲击和耐磨性能差。故常用于受力不大、无冲击、低速的齿轮，有色金属作为齿轮材料的有黄铜HPB59-1青铜QSNP10-1和铝合金LC4。非金属材料中的夹布胶木、尼龙、塑料也常用于制造齿轮。这些材料具有易加工、传动噪声小、耐磨、减振性好等优点，使用于轻载、需减振、低噪声、润滑条件差的场合。1.齿坯热处理钢料齿坯最常用的热处理为正火或调质。正火安排在铸造或锻造之后，切削加工之前。这样可以消除钢件中残留的铸造或锻造内应力，并且使铸造或锻造后组织上的不均匀性通过重新结晶得到细化而均匀的组织，从而改善了切削性能和表面粗糙度，还可以减少淬火时变形和开裂的倾向。调质同样起到了细化晶粒和均匀组织的作用，只不过它可以使齿坯韧性更高些，但切削性能差一些。对于棒料齿坯，正火或调质一般安排在粗车之后，这样可以消除粗车形成的内应力。2.轮齿热处理轮齿常用的热处理为高频淬火、渗碳、氮化。高频淬火可以形成比普通淬火稍高硬度的表层，并保持了心部的强度与韧性。渗碳可以使齿轮在淬火后表面具有高硬度且耐磨，心部依然保持一定的强度和较高的韧性。氮化是将论置于氨气中并加热到520-560度，使活性氮原子渗入轮齿表面层，形成硬度很高的氮化物薄层。在齿轮生产中，热处理质量对齿轮加工精度和表面粗糙度影响很大。往往因热处理质量不稳定，引起齿轮定位基面及齿面变形过大或表面粗糙度太大而大批报废，成为齿轮生产中的关键问题。3.齿轮毛坯的制造齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件、铸件。棒料用于小尺寸、结构简单而且对强度要求低的齿轮。锻件多用于齿轮要求强度高、耐冲击和耐磨。当齿轮直径大于400-600毫米时，常用铸造方法铸造齿坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度齿轮，可以直接铸出轮齿；压力铸造，精密铸造、粉末冶金、热扎和冷挤等新工艺，可制造出具有轮齿的齿坯等新工艺，可制造出具有轮齿的齿坯，以提高劳动生产率，节约原材料。齿轮材料的合理选择 A满足材料的机械性能 材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面，根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度，然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围，从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮，当840-860油淬，540-620回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880油淬，240280回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560氮化处理，氮化层0.15-0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能。 B满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求。但强度不够高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。 例如汽车变速箱中的齿轮选择20CrMnTi钢，该钢具有较高的机械性能，在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，芯部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。此外，20 CrMnTi还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi钢是比较合适的。 C材料的经济性要求 所谓经济性是指最小的耗费取得最大的经济效益。在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应注意尽量降低零件的总成本。我们可以从以下几方面考虑： 从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格是比较低廉的，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可降低成本。从金属资源和供应情况来看，应尽可能减少材料的进口量及价格昂贵材料的使用量。 从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样，如12CrNi3A钢渗碳表面淬火的费用要比氮化处理的费用少得多，而碳氮共渗又具有生产周期短和成本低的特点。其次，通过改进热处理工艺也可以降低成本。如某齿轮工作时在高速、中载且承受中等冲击条件下，原选用中合金高级渗碳钢18cr2Ni4WA材料，其经过910-940渗碳，850淬火，180-200回火后机械性能的抗拉强度1177Mpa、屈服强度834Mpa、延伸率10、断面收缩率45，冲击韧性980kJm2，硬度为58-62HRC。虽能满足齿轮的使用性能和工艺性能，但零件的价格高。现选用价格相对便宜的低碳中合金、中淬透性渗碳钢20CrMnTi。经过910-940渗碳，870淬火，180-200回火后机械性能的抗拉强度1100Mpa、屈服强度850Mpa、延伸率10、断面收缩率45，冲击韧性680，硬度为58-62HRC。仅此一项改进，材料费用不仅大大降低，而且满足了其使用性能和工艺性能。第三，所选钢种应尽量少而集中，以便采购和管理。随着齿轮形状、尺寸和材料向着多品种、多系列和个性化的方向发展，尤其是在型号多、产量小时，在齿轮锻造、机加工和热处理等生产工艺方面，存在着设计量大，生产周期长、效率低、成本高、能耗大、管理难和质量不易保证等不利状况，因此在齿轮选材时精选、优选和压缩材料牌号和规格有利于提高选材通用化、系列化和标准化程度，提高材料的利用率，提高材料采购的计划性，以减少库存积压、加快资金流动，方便储存和保管以及降低材料的成本消耗。最后，我们还可以通过改进工艺来提高经济效益。如模锻件生产的模锻工艺已突破传统工艺的要求，在提供成型毛坯时，可利用少无切削工艺，模锻与机械精加工相结合，部分或全部取代切削加工直接生产零件，或在生产中采用成组技术与工艺，也可提高产品质量、生产效率和降低成本。 3.3.2直齿轮选择计算）选用直齿圆柱齿轮传动选用7级精度（）选择小齿轮材料为（调质），硬度为，大齿轮材料为（调质）硬度为）选小齿轮齿数在Z1=27大齿轮齿数Z2=272.4=64.8，取Z2=64。2按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内各计算数值1） 试选载荷系数 2） 由表107选齿宽系数 3） 计算小齿轮传递的转矩。4） 由表10-6查得材料的弹性影响系数 5） 由图10-21d按齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度极限 6） 计算应力循环次数 7） 由图10-19取接触疲劳寿命系数 8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径2） 计算圆周速度3） 计算齿宽4） 计算齿宽与齿高之比模数 齿高 5） 计算载荷系数根据V=2.4m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数 直齿轮， 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时， 由 查图10-13得 故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，的 mm计算模数m 3.按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 （1） 确定公式内的各计算数值1） 由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 2） 由图10