齿轮传动设计

机械原理

课程设计说明书

设计题目：齿轮传动设计

学院：工程机械学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：25040808

设计者：刘春（学号：25）

指导教师：张老师

2011-01-13

课程设计说明书

一、设计题目：齿轮传动设计

如图所示，齿轮变速

箱中，两轴中心距为80㎜，

各轮齿数为Z1=35，Z2=45，

Z3=24，Z4=55，

Z5=19,Z6=59，模数均为

m=2㎜，试确定各对齿轮的传动传动类型，并设计这三对齿轮传动。

二、全部原始数据：

Ｚ１=35，Ｚ2=45,Ｚ3=24,Ｚ4=55,Ｚ5=19,Ｚ6=59,

ｍ=2mm,ha*=1,c*=0.25, α=20，a'=80mm

三、设计方法及原理：

（一）传动的类型及选择：

*按照一对齿轮的变位因数之和（Ｘ1+Ｘ2）的不同，齿轮传动可分为三种类型。

1.零传动（X1+Ｘ2=0）

a.标准齿轮传动：X1=Ｘ2=0

传动特点：设计简单，便于互换。

b.高度变为齿轮传动：Ｘ1=-Ｘ2≠0，Ｘ1+Ｘ2=0。一般小齿轮

采用正变位，大齿轮采用负变位。

传动特点：互换性差，需成对设计和使用，重合度略有降低。

2.正传动(Ｘ1+Ｘ2>0)

传动特点：

①可以减小齿轮机构的尺寸。

②可以减轻齿轮的磨损程度。

③可以配凑中心距。

④可以提高两轮的承载能力，由于两轮都可以采用正变。

位，可以增加两齿轮的齿根厚度，从而提高两齿轮的抗弯能力。

⑤互换性差，需成对设计，制造和使用。

⑥重合度略有降低。

3.负传动(Ｘ1+Ｘ2<0）

传动特点：

①重合度略有降低。

②互换性差，需成对设计，制造和使用。

③齿厚变薄，强度降低，磨损增大。

综上所述，正传动的优点突出，所以在一般情况下，采用正传动；负传动是最不理想的传动，除配凑中心距的不得已情况下，尽量不用；在传动中心距等于标准中心距时，为了提高传动质量，可采用高度变位齿轮传动代替标准齿轮传动。

（二）变位因数的选择：

*根据设计要求，可在封闭图上选择变位因数。

封闭图内容解释：

1.封闭图中阴影区是不可行区，无阴影区是可行区。所选择的变位因数的坐标点必须在可行区内。

2.根据不发生根切的最小变位因数算出两个齿轮不发生根切的限制线Ｘ1min，Ｘ2min分别平行于两坐标轴，若变位因数Ｘ1在Ｘ1min线的右边，变位因数Ｘ2在Ｘ2min线的上方，则所设计的齿轮完全不发生根切。

曲线①和②是允许两齿轮有微量根切的限制线。当这种微量跟切得跟切点不进入不进入齿廓工作段时，将不会降低重合度。如果允许微量根切，则变位因数可取在曲线①右侧和曲线②的上方。

3.曲线③是重合度位1的曲线，还有一条是重合度为1.2的曲线。当在曲线③的左下方选取变位因数时，则εα≥1，当在εα=1.2曲线左下方选取变位因数时，εα＞1.2。

4.曲线④是齿顶厚s a1=0的限制曲线，还有两条限制曲线分别是s a1=0.25ｍ和s a2=0.4ｍ。

例：所设计齿顶厚s a1＞0.4ｍ，则应在s a1=0.4ｍ曲线左上方选取Ｘ1值。

5.曲线η'=η"是等滑动磨损曲线。表示两齿轮材质相同，齿根部分磨损相同。

6.节点位置曲线，曲线δ1=0.0表示节点正好位于两齿轮啮合图中靠近B1点的C点位置。（注：C为一对齿轮单齿啮合区和双齿啮合区的分界点）曲线δ1=0.6表示节点位于靠近B1点的双齿啮合区内，与C点相距0.6ｍ；曲线δ2=0.0表示节点正好位于另一单齿啮合与双齿啮合的分界点D；δ2=0.6ｍ的曲线表示节点位

于靠近B2的点的双齿啮合区内离D点距离为0.6ｍ。如果在曲线δ1=0.0与δ2=0.0之间的区域内选择变位因数，则节点位于单齿啮合区内。

7.两轮齿根弯曲疲劳强度相等的曲线是：

①点划线a：两轮材料相同，小齿轮为主动轮时；

②点划线b：两轮材料相同，大齿轮为主动轮时；

由上述论述可知，对于两齿轮齿数不同的组合，就有不同的封闭图。但是，封闭图册上的齿数组合是有限的。当所设计的齿轮其齿数组合与图册上的不同时，可参考齿数相近的封闭图。

四、设计及计算过程：

（一）齿轮Ｚ1和齿轮Ｚ2

1.求标准中心距a:

a=ｍ（Ｚ1+Ｚ2）／2=80㎜

2.求啮合角α'

cosα'=acosα/a' α'=20°

3.求变位因数之和X1+X2;

由无侧隙啮合方程式可得：

X1＋X2=（Z1+Z2）（invα'－invα）／2tanα=0.0

4.在封闭图上做直线X1＋X2=0.0，此直线上所有点均满足变

位

因数之和为0，中心距为80㎜的要求。此直线与等滑动磨损曲

线η'=η"的交点坐标为X1=0.165，X2=-0.165满足两齿根磨损相等要求。

5.计算几何尺寸：

参考变位系数值，选该齿轮传动为零传动。

中心距变动系数：y=（a'－a）／m=0

齿顶高变动系数：σ=X1＋X2－y=0

齿顶高：h a1=（h a*+X1-σ）m=2.33㎜

h a2=（h a*+X2-σ）m=1.67㎜

齿根高：h f1=（h a*+c*-X1）m=2.17㎜

h f2=（h a*+c*-X2）m=2.83㎜

全齿高：h1=h a1+h f1=4.50㎜

h2=h a2+h f2=4.50㎜

分度圆直径：d1=mz1=70㎜

d2=mz2=90㎜

齿顶圆直径：d a1=d1+2h a1=74.66㎜

d a2=d2+2h a2=93.34㎜

齿根圆直径：d f1=d1-2h f1=65.66㎜

d f2=d2-2h f2=84.34㎜