直齿圆柱齿轮的设计

直齿圆柱齿轮的设计
一、齿轮结构的设计
1选择齿轮形式
大齿轮2Z =79 m=3mm
分度圆直径d=237mm 齿顶圆直径d a =243mm ≤500mm
应做成腹板式齿轮
2齿轮结构尺寸
条件：1D ≈（0D +3D ）/2 ；2D ≈（0.25~0.35）（0D -3D ）；
3D ≈1.64D ；1n ≈0.5m n ;r ≈5mm ；
0D ≈d a -（10~14）m n ；C ≈（0.2~0.3）b ；
计算：取0D =213mm
4D =56mm
3D ≈1.64D =90mm
1D = 151mm
取2D =40mm
b=60mm 取C=12mm 1n =1.5mm
二、齿轮的精度计算
1确定齿轮的精度等级
其是减速器齿轮查表得精度等级大致在6~8级 V=1d 1000*60
πn =2.36m/s 由圆周速率查表知其精度等级为8级，由于该齿轮传递运动准确性要求不高，传递动力也不是很大（m N T ·251=）
，故准确性和载荷分布均匀性也可取为8级，则齿轮精度在图样上标准为：8GB/T 10095.1~2-2008。

2确定检验项目及允许值
（1） 齿距累计总偏差p F 查表得p F =0.070mm
（2） 单个齿距极限偏差pt f ±：mm f pt 018.0±=±
（3） 齿廓累积总偏差αF ： mm F 025.0=α
（4） 螺旋线总偏差βF ： mm F 029.0=β
3确定最小法向侧隙和齿厚极限偏差 中心距：mm z z m a 5.148)7920(2
3)(221=+=+=最小法相侧隙m in bn j 可以根据传动时允许的工作温度、润滑方法及齿轮的圆周速度等条件确定，由以下两部分组成。

（1）补偿传动时温度升高使齿轮和箱体产生的热变形所需的法相侧隙1bn j ，它的计算公式为：
n bn t t a j αααsin 2)(22111⨯∆-∆=
式中：a ——齿轮副的公称中心距
21αα、——齿轮和箱体材料的线膨胀系数（℃/1）
21t t ∆∆、——齿轮温度和箱体温度分别对20℃的偏差
n α——齿轮的法相压力角
将数据代入公式得：m j bn μ251=
（2）保证正常润滑条件所需的法相侧隙2bn j ，它取决于润滑方法和齿轮的圆周速度，经过查表可得： m j bn μ302=
则齿轮的最小法相侧隙为：
m j j j bn bn bn μ55015.0025.021min =+=+=
齿厚极限偏差
1） 确定补偿齿轮和齿轮箱体的制造、安装误差所引起的侧隙减少量bn J 确定齿厚上偏差sns E 即齿厚最小减薄量，它除了要保证齿轮副的最小法相侧隙m in bn j 外，还要补偿齿轮副加工和安装误差所引起的侧隙减小量bn J 。

计算bn J 时，应考虑要将偏差都转化到法相侧隙的方向上，整理后的公式如下：
经查表，m F m f m f pt pt μμμβ29181721===
222221])/(34.077.1[)(88.0βF b L f f J pt pt bn +++=
式中：L ——两对轴承孔的跨距
根据输出轴，经查表，确定轴承的尺寸如下：
外圈直径为mm 90Φ，内圈直径为mm 55Φ，轴向宽度为mm B 21=
取套筒轴向距离为mm l 12=
则可求得：mm L 105=
将上述数据代入公式得：m J bn μ89.53=
2）确定齿厚上偏差
根据以下公式确定齿厚上偏差：
)tan ||cos 2(
min n a n
bn bn sns f J j E αα++-= 经查表可得：m f a μ5.31= 则将数据代入公式可得：mm E sns 069.0-=
3）确定齿厚下偏差
齿厚公差的计算公式如下：
n r r sn F b T αtan 222⨯+=
经查表：m F m b r r μμ569.144==
代入公式可得：m T sn μ08.113=
则根据：sn sns sni T E E -=
可以求出：mm E sni 182.0-=
4）公法线长度极限偏差
对于中等模数齿轮，用检查公法线长度极限偏差来替代齿厚偏差，可以按下面的式组求出公法线长度极限偏差。

⎩⎨⎧+=-=n
r n sni wi n r n sns ws F E E F E E ααααsin 72.0cos sin 72.0cos 将数据代入公式可以求出：
⎩⎨⎧-=-=mm
E mm E wi ws 157.0079.0 跨齿数95.09
2≈+=z k 公称公法线长度mm z k m W k 594.78]014.0)5.0(952.2[2=+-⨯=
则公法线长度及其偏差为mm W k
079.0157.0594.78--=
4齿坯精度
（1） 基准孔的尺寸公差和形状公差和
查表可知取基准孔公差为7IT ，采用包容原则，则尺寸公差为
mm H 030.0056756+Φ=Φ。

基准孔的圆柱度公差取βF b L )/(04.0和p F 1.0中的较小者，经计算，
可求得圆柱度公差为： mm t 002.0=
（2） 齿顶圆的尺寸公差和形状公差
齿顶圆直径为mm m h d d a 240*
2=+=，取精度等级为8IT ，则尺寸公差为0
072.02438243-Φ=Φh
齿顶圆柱的圆柱度公差值为：
mm t 002.0=
经查表，齿顶圆对基准孔轴线径向圆跳动公差值mm F t p r 021.0070.03.03.0=⨯==
（3） 基准端面的圆跳动公差
经查表基准端面对基准孔轴线的轴向圆跳动公差值如下：
mm F b d t t 023.060/029.02372.0)/(2.02=⨯⨯==β
（4）齿坯表面粗糙度值 经查表齿面的表面粗糙度为6.1a R μm 。

5确定齿轮副精度
（1）齿轮副中心距极限偏差a f ±
经查表，0315.0±=±a f ，则在图上标注：mm a 0315.05.148±=
（2）轴线平行度误差δ∑f 和β∑f
β∑f =0.5(L/b) βF = 0.025mm
δ∑f =2β∑f =0.050mm
（3） 轮齿接触斑点
经查表可得，轮齿接触斑点要求如下：
在齿长方向上的%35/1≥b b c 和%35/2≥b b c ；在齿高方向上的%50/1≥h h c 和%50/2≥h h c
中心距极限偏差和轴线平行度公差在箱体图上标出。