圆柱齿轮设计齿廓的综述(付治钧)

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斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成是通过两个齿轮之间的啮合过程。其中一个齿轮被称为驱动齿轮，另一个齿轮被称为从动齿轮。

首先，确定齿轮的基本参数，包括齿数、模数、压力角等。然后，根据这些参数计算出齿轮的尺寸和齿廓曲线的形状。

齿廓曲线的形状是通过齿轮的插齿切削来制造的。插齿切削是一种将切削刀具沿着齿轮齿廓的方向进行切削的方法。切削刀具的形状和尺寸与所需的齿廓曲线形状相对应。

插齿切削的过程中，切削刀具的齿形会逐渐将齿轮齿廓形成，而切削刀具和齿轮之间的相对运动会导致材料的去除。

最终，通过连续的切削动作，将齿轮的齿廓逐渐形成。

需要注意的是，斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面是斜的，而不是垂直于齿轮轴线的。这是为了使齿轮的啮合更加平稳。

总的来说，斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成是通过插齿切削将切削刀具沿着齿轮齿廓的方向进行切削，使齿轮的齿廓逐渐形成。

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。

机械设计课程设计圆柱齿轮传动设计

第六章圆柱齿轮传动设计

齿轮传动的适用范围很广，传递功率可高达数万千瓦，圆周速度可达150m／s(最高300m ／s)，直径能做到10m以上，单级传动比可达8或更大，因此在机器中应用很广。

6.1齿轮传动特点与分类

和其他机械传动比较，齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。

按齿线相对于齿轮母线方向分：直齿，斜齿，人宇齿，曲线齿

按齿轮传动工作条件分：闭式传动，形式传动，半形式传动

按齿廓曲线分：渐开线齿，摆线齿，圆弧齿

按齿面硬度分：软齿面(≤350佃)，硬齿面(>350佃)

6.2 齿轮传动的主要参数与基本要求

齿轮传动应满足两项基本要求:1)传动平稳;2)承载能力高。

在齿轮设计、生产和科研中，有关齿廓曲线、齿轮强度、制造精度、加工方法以及热理工艺等，基本上都是围绕这两个基本要求进行的。

6.2．1主要参数

——基本齿廓。渐开线齿轮轮齿的基本齿廓及其基本参数见表12．2或查阅机械设计手册。——模数。为了减少齿轮刀具种数，规定的标准模数见表12．3或查阅机械设计手册。——中心距。荐用的中心距系列见表12，4或查阅机械设计手册。

——传动比i、齿数比u。主动轮转速nl与从动轮转速n2之比称为传动比i。大齿轮的齿数z2与小齿轮齿数z1之比称为齿数比u。

减速传动时，u=i；增速传动u=1/i 。

——标准模数m：

①斜齿轮及人宇齿轮取法向模数为标准模数，锥齿轮取大端模数为标准模数。

工业设计概论齿廓

齿廓作为工业设计的重要组成部分，是指齿轮或齿条表面的形状。在机械传动中，齿廓的设计对传动效率、噪声和寿命等方面都有重要

影响，因此齿廓的设计需要考虑多个因素。

齿廓的设计首先需要考虑的是传动的类型和载荷条件，例如在高

负载下传递动力的齿轮与低载荷下传递速度的齿轮齿廓设计就不同。

同时，还需要考虑齿轮材料的硬度和强度特性，以及齿轮直径和齿数

的影响。

在设计齿廓时，需要考虑齿数和齿轮的齿向，从而确定齿面和齿

根的剖面形状。当齿数较多时，齿廓的变化可以更平滑，从而有效降

低噪音和振动。此外，还需要考虑齿轮间的啮合角度，以便在传递动

力时减小摩擦和损耗。

齿廓设计还需要考虑相关的制造和加工技术，例如数控机床制造、研磨和切削等。不同的制造技术可以影响齿廓的精度和表面光洁度，

从而影响齿轮传动的效果。

在实际工业设计中，需要对齿轮齿廓进行测试，以确保其符合要求。测试方法可以是通过检测齿轮运转时的噪音和振动来评估齿廓的

效果，或者利用测量设备对齿廓精度进行量化评估。

综上所述，齿廓设计是工业设计中重要的一部分，需要综合考虑

传动类型、载荷条件、材料特性、制造加工技术和测试评估等多个方

面。在实际设计中，需要持续探索创新的齿廓设计方案，为工业生产提供更高效、更可靠、更环保的解决方案。

毕业设计(论文)--直齿圆柱齿轮的加工工艺规程

直齿圆柱齿轮的加工工艺规程

摘要

人们的生产和生活广泛使用各种机器。随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。

【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。

一摘要 (1)

前言 (3)

二齿轮加工工艺 (4)

第一章齿轮转动基础知识 (4)

第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)

第三章齿轮的种类及应用范围 (9)

第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)

三结束语 (18)

四参考文献 (19)

五结束语 (20)

前言

齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。

齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为：

圆柱齿轮设计齿廓的综述

摘要:本文结合我国最新齿轮标准，就GB/T10095.1-2001渐开线圆柱齿轮精度第一部分，对圆柱齿轮K形齿的（注：本文将设计齿廓简称为K形齿）设计，检测与误差进行分析，并对当前的齿轮检测现状和今后的发展提出自己的看法。

一.K形齿的发展：

初期K形齿的设计大多采用中凸或4拐点式，并且K形齿的齿廓图仅仅是一张框图，如图一所示4拐点的K形齿廓图。

图一

随着对设计齿廓的进一步的研究，渐渐大家有了一个共识，那就是设计齿廓不能仅用一个K形齿廓图来要求，它同样也应该有齿廓的倾斜偏差f Hα和齿廓的形状误差f fα要求。所以现在的ISO标准，我国的最新齿轮标准GB/T10095.1，以及近两年来我厂新接收到美国伊顿公司的齿轮设计图中均已增加了齿廓倾斜偏差f Hα这个项目。如图二所示五拐点K齿形框图，

图二

由上面二图可以看出，图一只有一个K形框图，也就是测量的齿廓曲线必须落在K形框图内才算合格。由于没有齿轮的齿廓倾斜偏差要求，对被测齿轮压力角误差要求过严，剃齿刀的修磨难度增加，也影响了齿轮的加工生产。图二所示K形图，对齿廓要求则更进一步细化（多了一个拐点）,而且更加合理了（增加了齿廓倾斜偏差）。更利于剃齿刀的修磨和齿轮的加工生产。

二.K形齿的设计

K形齿是以渐开线为基础，考虑到齿轮加工误差和材料因载荷引起的弹性变形等产生的噪声，对齿廓进行修正的齿形。实际上K齿形就是修正的渐开线，也包括修缘齿形，凸齿形等。关于K齿形的设计步骤，作者早在1998年就有过论述。下面结合我国的最新齿轮标准GB/T10095.1，就K齿形的基本设计步骤简述如下：

【精品】直齿圆柱齿轮的设计及加工工艺燕山大学

b)铸铁，由于铸铁的抗耐冲击性能都比较差，因此主要用于制造低速不重复的开式传动，功率不大的齿轮，常用材料有HT250,HT300等，常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；。
c)非金属材料，对高速轻载而又要求低噪音的齿轮的齿轮传动，也可用非金属材料，加夹布胶木、尼龙等。常用的齿轮材料，热处理方法、硬度、应用举例见表6—4，适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。
a)钢材分锻钢和铸钢，只有尺寸较大(d>400～600mm)，结构形状复杂的齿轮宜用铸钢，一般都用锻钢制造齿轮。软齿面齿轮经调制或正火处理后切齿，常用45，40Gr等，因此齿面硬度不高，易制造，成本低，故应用广，常用于对尺寸和重量无严格限制的场合。为了使大小齿轮的寿命接近，应是小齿轮的齿面硬度比大齿轮的高出30～50HBS。对于高速重载或重要的齿轮转动，可使用硬度齿面组合，齿面硬度可大致相同。许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料；
3.2.1满足材料的机械性能
在加工过程中，如果齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效；如果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电蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。
因此我们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。
3.2.2材料的经济性要求
在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应该注意尽量降低零件的总成本。从材料本身价格来考虑，碳钢和铸铁的价格比较低廉，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，而且可以降低成本。

齿形齿向修形初探

陕西汽车齿轮总厂付治钧

摘要：

随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，齿轮的修形技术有了很大发展，特别是国外的重型汽车变速箱齿轮应用更为广泛。通过齿轮的修形明显改变了齿轮运转的平稳性，降低了齿轮的噪音和振动，提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，给齿轮生产厂带来了很大的经济效益。b5E2RGbCAP

目前世界上各齿轮制造厂家，已把齿廓修正数据和图形标注在图纸上，或标注在专门的工艺卡片上<透明胶片图）。检测人员可用该透明胶片对生产制造的齿轮进行检测。本文就结合国外变速箱齿轮的修形，对设计齿形，设计齿向着一初探。p1EanqFDPw

关键词：设计齿形，设计齿向，K框图

1、设计齿形、设计齿向的定义

设计齿形是以渐开线为基础，考虑制造误差和弹性变形对噪声，动载荷的影响加以修正的理论渐开线，它包括修缘齿形，凸齿形等。为了防止顶刃啮合，在新齿标中还明确规定，齿顶和齿根处的齿形误差只允许偏向齿体内。为了避免齿廓修正的齿轮与变位齿轮混淆，渐开线圆柱齿轮精度标准中定名为“设计齿形”。如图1所标。DXDiTa9E3d

图一

设计齿向是要求的实际螺旋角与理论螺旋角有适当的差值，或使齿向各处为不尽相同的螺旋角，以初偿齿轮在全工况下多种原因造成的螺旋有畸变的齿向，实现齿宽均匀受载，提高齿轮承载能力及减小啮合噪声。设计齿向可以是修正的圆柱螺旋线，或其它修形曲线，如图1所示。RTCrpUDGiT

2、设计齿形、设计齿向的设计

2.1设计齿形的设计

在设计齿形概念使用之前，通常所说的齿形是指标准的渐开线齿形，当齿轮齿廓为一理想<即没有形状或压力角误差）渐开线时，实测记录曲线是一条直线，如图2<a）。实际生产中，齿轮的齿形总是有偏差的，如图2<b）为正齿顶齿形，图2<c）为副齿顶齿形，当给定齿形公差为Δff 时，在图2<a）<b）中，只要包容实际齿形误差曲线的两条平行线之间的距离不超过Δff时，该齿形均判合格。5PCzVD7HxA

圆柱齿轮设计

5-4 圆柱齿轮设计

1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1）测长机中齿轮，由于工作速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）

2）材料选择。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 ，二者材料硬度差为40HBS 。

选择小齿轮齿数Z1=18，齿条齿数Z2=166

2.按齿面接触强度设计

由设计计算公式进行试算，即 321)(132.2H

E d h Z u u KT d σφ±*≥ 1）确定公式内的各计算数值

(1）试选载荷系数Kt=1.3.

(2)计算小齿轮传递的扭矩。

mm .101.59mm .600

10105.95551N N T ⨯=⨯⨯= (3)选取齿宽系数Φd=1。

(4)查得材料的弹性影响系数2

18.189MPa Z E =。

（5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳硬度极限MPa H 6001lim =σ；齿条的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ；

（6）计算应力循环次数

()8

11108.22.91059.21059.2153008216006060⨯=⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==N jL n N h

（7）取解除疲劳寿命系数95.090.021==H N H N K K ，。

（8）计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1％，安全系数S=1，

[][]MPa MPa S K MPa

MPa S

K N H N H 5.52255095.05406009.01lim 221lim 11=⨯===⨯==σσσσ

2）计算

直齿圆柱齿轮齿廓图形的构建

ｃａｅｔｅｄａｉｇｏｈｕｅｒｉｓｒｍｒｔｈｒｗｎｅｓｒａｔＭａｔｃ．ｅｆｔｐｇｗｈｅａ
ＫｅｒｓＳｕｅｒ；Ｔｏｔｕｌｅｙｗｏｄ：ｐｒｇａｏｈｏｔｎ；Ｃｒａｉｎｉｅｔｏ
大型卧式容器的风诱导振动设计
余滨江（阳市标准信息研究所。阳１００）沈沈１０６俞为扬（宁省轻工科学研究院。沈阳１０３）辽０６１
１渐开线齿廓的三次样条插值点求
（）１根据ｍ（模数）ｚ、２齿数）（、。Ｚ（压力角）Ｘ－（轮、、齿
… “，肌
的变位系数），由齿轮的几何计算，确定齿轮的齿顶圆半径ｒｌ、
齿根圆半径ｒ、圆半径ｒ、度圆半径ｒ卢角，ｔａ— ，基 ‘分和卢＝ｇ＋５（分度圆齿厚、／ｄ５ｄ分度圆直径）。（）＝（ｄ ‘／ｎ将渐开线在半径为２Ａｒｒ—ｒ），样条插值的插值点。由渐开线的参数方程：
直齿圆柱齿轮齿廓图形的构建
何晶昌（重庆三峡学院应用技术学院。重庆４４０）０００
Ｈｏｔｒａｅｔｅｄａｎｆｔｅｓｕｅｒｕｌｅｗｏｃｅｔｈｒｗｉｇｏｈｐｒａｔｎｇｏｉ

齿轮齿廓设计

1 齿廓啮合基本定律

图示为一对作平面啮合的齿轮，两轮的齿廓曲线分别为G1和G2。设轮1绕轴O1以角速度ω1转动，轮2绕轴O2以角速度ω2转动，图中点K为两齿廓的接触点，过点K作两齿廓的公法线nn，公法线nn与连心线O1O2交于点C。由三心定理可知，点C是两轮的相对速度瞬心，故有：

，由此可得：

在齿轮啮合原理中，将点C称为啮合节点，简称节点。i12称为传动比。

由以上分析可知：一对齿廓在任一位置啮合时，过接触点作齿廓公法线，必通过节点P，它们的传动比与连心线O1O2被节点C所分成两个线段成反比。这一规律称为齿廓啮合基本定律。

作固定传动比传动齿廓必须满足的条件

通常齿轮传动要求两轮作定传动比传动，则由式

可得节点C为固定点。由此得到两轮作定传动比传动时，其齿廓必须满足的条件：无论两齿廓在何处接触，过接触点作两齿廓的公法线必须通过固定节点C。节点C在两轮运动平面上的轨迹是两个圆，称为齿轮的节圆。因为两轮在节点C处的相对速度等于零，所以一对齿轮的啮合传动可以视为其节圆的纯滚动。

设两轮节圆半径分别为r1'和r2'，则

共轭齿廓:

凡是满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。理论上可以作为共轭齿廓的曲线有很多种，但是考虑到设计、制造、测量、安装及使用等问题，目前常用的齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧等。因渐开线齿廓能较全面地满足上述要求，因此现代的齿轮绝大多数都是采用渐开线齿廓。

2 渐开线齿廓

渐开线的形成

如图示，当直线n-n沿圆周作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。

圆柱齿轮传动设计案例

09-9

圆柱齿轮传动设计案例

顶层设计

基础型：软齿面直齿圆柱齿轮设计(案例一)

实用型：软齿面斜齿圆柱齿轮设计(案例二)

发展型：硬齿面斜齿圆柱齿轮设计(案例三)

要求

1、掌握基础

参数变异求解新课题

2、学会运用手册和设计规范：掌握查表选择方法

3、参数多、符号多特点：掌握物理意义和优化选择参数

4、通过案例模式掌握设计的具体步骤，完成设计

案例一：软齿面直齿圆柱齿轮案例

设计一带式运输机用减速器中的单级标准直齿圆柱齿轮传动。已知：小齿轮传递功率P1=9.5kW，小齿轮转速n1=584r/min，传动比

i=u=4.2，两班制工作，设计工作寿命8年（每年按260个工作日

计算）。运输机由电机驱动，单向运转，工作中有轻微冲击，但无严重过载。对传动尺寸不做严格限制，小批量生产，允许齿面出现少量点蚀。

（1）选择齿轮材料、热处理方法并确定许用应力

初选材料：

小齿轮：40Cr ，调质处理，品质中等，齿面硬度241～286HBW ；大齿轮：45钢，调质处理，品质中等，齿面硬度217～255HBW ；根据小齿轮齿面硬度260HBW 和大齿轮齿面硬度230HBW 。一般HBW 1=HBW 2+（20～50），硬度差符合要求。

确定许用应力：按GB 规定，有计算法（可直接查国标或有关教材）和图表法两种。由PPT 中图表按MQ 查得：

MPa H 7131lim =σMPa H 5732lim =σMPa

F 2981lim =σMPa

F 2182lim =σ

查图表得：接触寿命系数Z N1=0.94，Z N2=1.1 查图表得：弯曲寿命系数Y N1=0.85，Y N2=0.95 其中：

齿形齿向修形初探资料

齿形齿向修形初探

陕西汽车齿轮总厂付治钧

摘要：

随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，齿轮的修形技术有了很大发展，特别是国外的重型汽车变速箱齿轮应用更为广泛。通过齿轮的修形明显改变了齿轮运转的平稳性，降低了齿轮的噪音和振动，提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，给齿轮生产厂带来了很大的经济效益。

目前世界上各齿轮制造厂家，已把齿廓修正数据和图形标注在图纸上，或标注在专门的工艺卡片上（透明胶片图）。检测人员可用该透明胶片对生产制造的齿轮进行检测。本文就结合国外变速箱齿轮的修形，对设计齿形，设计齿向着一初探。

关键词：设计齿形，设计齿向，K框图

1、设计齿形、设计齿向的定义

设计齿形是以渐开线为基础，考虑制造误差和弹性变形对噪声，动载荷的影响加以修正的理论渐开线，它包括修缘齿形，凸齿形等。为了防止顶刃啮合，在新齿标中还明确规定，齿顶和齿根处的齿形误差只允许偏向齿体内。为了避免齿廓修正的齿轮与变位齿轮混淆，渐开线圆柱齿轮精度标准中定名为“设计齿形”。如图1所标。

图一

设计齿向是要求的实际螺旋角与理论螺旋角有适当的差值，或使齿向各处为不尽相同的螺旋角，以初偿齿轮在全工况下多种原因造成的螺旋有畸变的齿向，实现齿宽均匀受载，提高齿轮承载能力及减小啮合噪声。设计齿向可以是修正的圆柱螺旋线，或其它修形曲线，如图1所示。

2、设计齿形、设计齿向的设计

2.1设计齿形的设计

在设计齿形概念使用之前，通常所说的齿形是指标准的渐开线齿形，当齿轮齿廓为一理想（即没有形状或压力角误差）渐开线时，实测记录曲线是一条直线，如图2（a）。实际生产中，齿轮的齿形总是有偏差的，如图2（b）为正齿顶齿形，图2（c）为副齿顶齿形，当给定齿形公差为Δf f时，在图2（a）（b）中，只要包容实际齿形误差曲线的两条平行线之间的距离不超过Δf f时，该齿形均判合格。

圆柱齿轮设计

第13章圆柱齿轮机构 (225)

13.1 齿轮机构的特点、类型及应用实例 (225)

13.2 渐开线齿廓及其啮合特性 (228)

13.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸 (230)

13.4 渐开线齿轮的啮合传动 (232)

13.5 渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿加工方法 (235)

13.6 渐开线齿轮的根切现象 (237)

*13.7 变位齿轮 (238)

13.8 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 (239)

13.9齿轮传动的失效形式与设计准则 (243)

13.10齿轮轮齿受力分析 (246)

13.11 齿轮轮齿强度计算 (248)

13.12 直齿圆锥齿轮传动简介 (254)

13.13 齿轮传动设计 (258)

第13章圆柱齿轮机构

本章主要讲授齿轮机构组成、特点、分类和应用、渐开线齿轮参数、几何尺寸计算、啮合传动及齿轮设计和加工等问题。

13.1 齿轮机构的特点、类型及应用实例

齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，是应用最广的传动机构。它是通过轮齿的啮合来实现传动要求的，因此同摩擦轮、皮带轮等机械传动相比较，其显著特点是：传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的直径、圆周速度和功率范围广。

根据齿轮机构所传递运动两轴线的相对位置、运动形式及齿轮的几何形状，齿轮机构分以下几种基本类型：

直齿（a）

转向相反—外啮合圆柱齿轮斜齿（b）

平行轴人字齿（c）

转向相同—内啮合圆柱齿轮（d）

直齿（e）

回转回转相交轴—锥齿轮

运动运动斜齿（f）

螺旋齿轮（g）

齿轮传动空间交错轴

蜗轮蜗杆（h）

回转直线齿轮齿条（i）

圆柱齿轮传动的精度设计

一、传动齿轮的使用要求

齿轮是机器和仪器的重要零件，齿轮的精度在一定程度上影响着整台机器或仪器的质量。由于齿形比较复杂，参数比较多，所以齿轮精度的评定比较复杂。

现代工业对齿轮传动提出的要求，归纳起来有下列四项：

1、要求一转范围内传动比的变化尽量小，以保证传递运动准确。(运动准确)

2、要求瞬时传动比的变化尽量小，以保证传动平稳，冲击及振动小，噪声低。(工作平稳)

3、要求在受载下工作齿面能够良好接触，以保证足够的承载能力和使用寿命。(接触精度)

4、要求齿轮副有适当的齿侧间隙(啮合轮齿的非工作面间的间隙，以补偿热变形和贮存润滑油。)

不同用途和不同工作条件的齿轮及齿轮付对上述四项要求的侧重点是不同的。例如，控制系统或随动系统的分度传动的侧重点是运动精度，以保证主、从动齿轮的运动协调。汽车和拖拉机变速齿轮传动的侧重点是工作平稳性，以降低噪声。低速重载齿轮传动(如轧钢机的齿轮传动)的侧重点是齿面接触精度，以保证齿面接触良好。而涡轮机中的高速重械齿轮传动对三顶精度的要求都很高，而且要求很大的齿侧间隙，以保证较大流量的润滑油通过。

二、齿轮误差的评定指标

为了验收齿轮，对直齿圆柱齿轮建立了下列评定指标：

1、运动精度的评定指标

(1) 切向综合误差ΔFiˊ

定义：被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合转动时相对于测量齿轮的转角，在被测齿轮一转内被测齿轮实际转角与理论转角的最大差值。

它是一个综合性指标。

(2) 周节累积误差ΔFp，K个周节累积误差ΔFpk。

定义：在被测齿轮的分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值。

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