齿轮设计实例

1、齿轮设计例题例例例：例：某两级直齿圆柱齿轮减速器用电动机驱动，单向运转，载荷有中等冲击。高速级传动比 ，高速轴转速，传动功率，采用软齿面，试计算此高速级传动。7 . 3imin7451rn KWp17齿轮传动设计计算原则：齿轮传动设计计算原则：首先按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后对其它失效形式进行必要校核；软齿面闭式传动，先按接触强度设计传动的尺寸，再校核弯曲强度；硬齿面闭式传动，先按弯曲强度确定模数等尺寸，再校核接触强度；开式齿轮传动只进行弯曲强度计算，计算时考虑磨损的影响，弯曲许计算时考虑磨损的影响，弯曲许用应力等于闭式传动的许用弯曲应力乘以用应力等于闭式传动的许用弯曲应力乘

2、以0.7 0.8。例例解解：选择材料及确定许用应选择材料及确定许用应力力小齿轮用40MnB调质，齿面硬度为241286HBS(表11-1);大齿轮用ZG35SiMn调质，齿面硬度为241 269 HBS(表11-1)。根据接触疲劳极限图、弯曲疲劳极限图和安全系数表：MPaSMPaSSMPaMPaHHHHHHHHH5641 . 16206641 . 1730, 1 . 16207302lim21lim12lim1lim故，因MPaSMPaSSMPaMPaFFFFFFFFF40825. 151048025. 160025. 15106002lim21lim12lim1lim故，因例例按齿面接触强度

3、进行设计按齿面接触强度进行设计设齿轮按8级精度制造（精度等级选择及应用表，v6m/s）。取载荷系数K=1.5（载荷系数表），根据表11-6，选取齿宽系数d=0.8。小齿轮上的转矩：mmNnPT561611018. 2745171055. 91055. 9mmZZuuKTdZHHEdE7 .895645 . 21887 . 317 . 38 . 01018. 25 . 12121884113253211则，取根据表例例mmbmmbmmdbmmddammmzdmmmzdmmmzdmzziuzzzd80758 .717 .898 . 022523549623549638 . 269. 3321181

4、18327 . 3321212122111112121，取齿宽中心距，实际，根据模数标准系列取模数；，则，齿数：取例例验算轮齿的弯曲强度验算轮齿的弯曲强度。，应力集中系数图，齿形系数91181. 163. 181113. 256. 22121SSFFYYYY安全计算按最小齿宽验算齿轮的弯曲强度MPaMPaYYYYMPaMPazbmYYKTmmbFSFSFFFFSFF40811563. 156. 281. 113. 21244801243237563. 156. 21018. 25 . 122752112212125121111例例齿轮的圆周速度齿轮的圆周速度smndv/74. 31000607

5、459614. 310006011因此，根据表11-2选用8级精度是合宜的。强度计算强度计算斜齿圆柱齿轮传动的强度计算是按法面进行分析的，其基本原理与直齿圆柱齿轮传动相似。特点：重合度大，同时啮合的齿数多；轮齿的接触线是倾斜的；当量齿轮的分度圆半径较大（）。斜齿轮的接触应力和和弯曲应力均比直齿轮有所降低。斜齿轮的接触应力和和弯曲应力均比直齿轮有所降低。2cosddv一对钢制标准斜齿轮传动（按当量直齿圆柱齿轮计算）的齿面接一对钢制标准斜齿轮传动（按当量直齿圆柱齿轮计算）的齿面接触应力和强度条件为：触应力和强度条件为：l齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算HHEHudbuKTZZZ211123

6、21112HHEdZZZuuTKdHHEHudbuKTZZZ21112321112HHEdZZZuuTKd强度计算强度计算。修正修正；修正，取标准值；螺旋角系数，；轮时，节点区域系数，标准齿确定；材料弹性系数，查表；之间，最大不超过在设计时首先估定，范围1111121coscos5 . 2411403015dZzdmdZZZZZnHHEl说明说明强度计算强度计算确定。有关，查图量齿数为应力修正系数，与当许用弯曲应力；法面模数；确定；，按表齿宽系数，；有关，查图齿形系数，与当量齿数小齿轮上的转矩；载荷系数；91161181111vsFnddvFZYmdbZYTKMPambdYYKTFnsFF11

7、2mmYYzKTmFsFdn32121cos2cos111zmddbnd，l齿面弯曲疲劳强度计算齿面弯曲疲劳强度计算例例已知某两级斜齿圆柱齿轮减速器传递的功率传递的功率，高速级传动传动比比，高速轴转速转速，用电动机驱动，长期工作，双向传电动机驱动，长期工作，双向传动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑，试设计此高速级齿轮传动。kWP403 . 3imin14701rn 解解：选择材料和确定许用应力选择材料和确定许用应力因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC (表11-1);大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662

8、HRC (表11-1) ;取ZH=2.5，ZE=189.8 (表11-4)。 MPaSSMPaMPaSSMPaHHHHHHHFFFFFFF15000 . 115005110 . 1150047625. 18507 . 07 . 051125. 1850lim212lim1limlim212lim1lim，故安全系数表，接触疲劳极限图因，双向传动，故安全系数表，弯曲疲劳极限图因例例按轮齿弯曲强度设计计算按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.3(表11-3)，齿宽系数a=0.8（表11-6）。小齿轮上转矩：初步选择螺旋角 150齿数取z1=19，z2=3.31963，取z26

9、3。实际传动比为。mmNnPT56161106 . 21470401055. 91055. 932. 31963i得到系数图按当量齿数查应力集中，应力集中系数得到图按当量齿数查齿形系数，齿形系数，当量齿数91175. 157. 181127. 288. 29 .6915cos6308.2115cos1921213231SSFFvvYYYYzz例例mmmmmmzYYKTmYYYYYYnnFdSFnFSFFSFFSF31475. 215cos0095. 0198 . 0106 . 23 . 12cos20083. 047675. 127. 20095. 047657. 188. 2322532121111111222111得查表取标准值法向模数算：代入弯曲强度计算式计故应将因例例。，取齿宽齿轮分度圆直径确定螺旋角取中心距mmbmmbmmdbmmzmzmdazzmmmammzzmadntnn55502 .48249.608 . 0249.60613518cos193cos613518130263193arccos2arccos13034.12715cos263193cos21211112121 例例验算齿面接触强度验算齿面接触