齿轮设计实例

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ADAMS分析实例(两个定轴齿轮)

ADAMS分析实例(两个定轴齿轮)

ADAMS 分析实例-定轴轮系和行星轮系传动模拟有一对外啮合渐开线直齿圆柱体齿轮传动.已知 20,4,25,5021====αmm m z z ,两个齿轮的厚度都是50mm 。

⒈ 启动ADAMS双击桌面上ADAMS/View 的快捷图标,打开ADAMS/View 。

在欢迎对话框中选择“Create a new model ”,在模型名称(Model name )栏中输入:dingzhouluenxi ;在重力名称(Gravity )栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”;在单位名称(Units )栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg ”。

如图1-1所示。

图1-1 欢迎对话框⒉ 设置工作环境2.1 对于这个模型,网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。

在ADAMS/View 菜单栏中,选择设置(Setting )下拉菜单中的工作网格(Working Grid )命令。

系统弹出设置工作网格对话框,将网格的尺寸(Size )中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ,间距(Spacing )中的X 和Y 都设置成50mm 。

然后点击“OK ”确定。

如图2-1所表示。

2.2 用鼠标左键点击选择(Select )图标,控制面板出现在工具箱中。

2.3 用鼠标左键点击动态放大(Dynamic Zoom )图标,在 模型窗口中,点击鼠标左键并按住不放,移动鼠标进行放大或缩小。

⒊创建齿轮3.1 在ADAMS/View 零件库中选择圆柱体(Cylinder )图标,参数选择为“NewPart ”,长度(Length )选择50mm (齿轮的厚度),半径(Radius )选择100mm (10025042z m 1=⨯=⨯) 。

如图3-1所示。

图 2-1 设置工作网格对话框图3-1设置圆柱体选项3.2 在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标任意左键选择点(0,0,0)mm ,然后选择点(0,50,0)。

齿轮传动设计计算实例.docx

齿轮传动设计计算实例.docx

各类齿轮传动设计计算实例例1设计铳床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。

C 知:传递功率P = 7.5kw .小齿轮转速 m=1450r/mm 、传动比< = 2.08.小齿轮相对轴乐为不对称布誉,两班制,毎年I •作300d (天),使用 期限为5a (年九解,(1)选择齿轮材料及粘度等级考應此对齿轮传递的功率不大,故大、小齿轮都选用软齿而。

小齿轮选用4OCr,调质•齿而峡度为240〜260HBS ;大齿轮选用45钢,调质,齿而硬度为220HBS (表8.5)•因是机床用齿轮,由表8.10选7精度,要求齿山丙1糙度R a < 1.6〜3.2“” .(2)按齿面接触疲劳强度设讣因两齿轮均为钢制齿轮,所以山(8.28)式得2叫S 誹确定冇关参数如下:1) 齿数乙和齿宽系数Pd収小齿轮齿轮勺=30,则大齿轮齿数z 2=i Zl =2.08x30 = 62.4・圆整z 2 = 62 o 实际传动比i 0 = — = — = 2.067◎ 30传动比误基 = 2 08-2.067 = 0 6%<2-5% 町用。

i2.08齿数比u = /0 = 2.067由表8.9 取忆= 0.9 (因非对称布置及软齿而)2) 转矩T,P7 5T. =9.55xl06—= 9.55xl06x —/nw = 4.94xl04mm“I 14503) 載荷系数K由表8.6取K = 1.35I )许用接触应力0〃]曲图 8. 33c 査得 o Hhmi = 775M/U o Hhml = 520M 內 由式(8.33)计算应力循环次数NzN u = 6叽5 = 60 x 14 50 x 1 x (16x 300 x 5)= 2.09xl09N"由图& 34査得接傩疲劳的寿命系数Z 灯i =0.89 , Z 附2 =0.93 通过齿轮和一般匚业齿轮,按一般可靠度要求选取A S Z/ =1.0-所以计算两轮的许用接触卜/故得笛胖689.81叭1.0MFd = 483・6MFd520x0.93心"6处竺怦=7643』站心仆心x (2.076 + l)〃吩59.40MV <Pd lt \pH F V 0.9x2.076x483 62I )许用弯曲应力\a F ]由式(8.34)由图& 35c 森得:= 290MPa 厂 2L0MPa由图8. 36査得试验齿轮的咸力修正系数 按一般可靠度选取安全系数 计算阳轮的许用弯曲应力[J =叽上/ f = 290X 2X 0.SS = 40&32M 〃1 h S N1.25[]=m = 210x2x09 Mpa = 302.4M 九 1 J - S N 1.2、将求得的各参数代入式(8.29〉2K1\F 严厂亠丫刖bnrzi= 2x1.35x4.94x2 x2 52x1.625咖55X 22 X 30= 82・76MFa<E[= 80 18MF% 订 2故轮齿齿根穹曲彼劳强度足够。

齿轮Kisssoft全实例教程

齿轮Kisssoft全实例教程

误差类型
可以采用测量法、解析法、数值 法等方法对齿轮加工误差进行分 析,以确定误差的大小和性质。
误差分析方法
为了提高齿轮的加工精度,可以 采取提高机床精度、选用优质刀 具、优化加工工艺等措施来控制 误差。
THANKS
感谢观看
模型检查与优化
对模型进行干涉检查、 齿形修正等优化操作。
圆锥齿轮建模
01
02
03
04
设计参数设置
包括大端模数、齿数、压力角 、螺旋角等参数设定。
齿轮轮廓绘制
根据设计参数,绘制圆锥齿轮 的齿廓曲线。
齿轮实体建模
通过拉伸、旋转、扫掠等操作 ,将齿廓曲线转化为三维实体
模型。
模型检查与优化
对模型进行干涉检查、齿形修法
常见的齿轮加工方法有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等,每种 方法都有其特点和适用范围。
齿轮加工设备
包括滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机、磨齿机等,设备的选择 取决于齿轮的精度要求和生产批量。
齿轮加工仿真演示
仿真软件介绍
Kisssoft是一款专业的齿轮设计软 件,具有强大的仿真功能,可以 模拟齿轮的加工过程和结果。
丰富的齿轮库
Kisssoft软件自带丰富的齿轮库,包含各种标准和非标准齿轮,方便 用户快速调用和修改。
灵活的参数化设计
软件支持参数化设计,用户可通过修改参数快速调整齿轮结构,提高 设计效率。
软件界面与操作
直观的界面设计
01
Kisssoft软件界面简洁直观,功能分区明确,方便用户快速上手

便捷的操作方式
齿轮上的轮齿数量,影响传动比 和齿轮尺寸。
齿轮材料选择

具有良好的综合力学性能,是齿 轮最常用的材料之一。

直齿轮传动设计计算实例

直齿轮传动设计计算实例

直齿轮传动设计计算实例直齿轮传动设计计算实例已知条件:斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为PI =4.17kw,齿轮转速为nI=626r/min,传动比为i2=3.7,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变。

1、齿轮基本参数选定(齿轮设计参照《机械设计》教材进行设计)(1)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度。

(2)材料:参照表10-1高速级小齿轮选用45#钢调质处理,齿面硬度为250HBS。

高速级大齿轮选用45#钢调质,齿面硬度为220HBS。

(3)小齿轮齿数初选为,大齿轮齿数。

2、按齿面接触强度计算由设计计算公式(10-9a)进行计算,即(1)确定公式内的各计算数据①试选载荷系数②计算小齿轮传递的转矩③由表10-7选取齿宽系数④由表10-6查得材料的弹性影响系数⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限⑥由式10-13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,由式(10-12)得﹙2﹚计算①试算小齿轮分度圆直径,代入中最小值。

②计算圆周速度v③计算齿宽b④计算齿宽与齿高之比模数齿高⑤计算载荷系数根据,8级精度,由图10-8查得动载荷系数;直齿轮,;由表10-2查得使用系数;由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,。

由,查图得;故载荷系数⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得⑦计算模数m3、按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得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查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限;②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,;③计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.3,由式(10-12)得④计算载荷系数K⑤查取齿形系数由表10-5查得⑥查取应力校正系数由表10-5查得⑦计算大、小齿轮的并加以比较故小齿轮的数值较大。

直齿轮设计计算实例

直齿轮设计计算实例

直齿轮设计计算实例直齿轮是一种常见的传动装置,广泛应用于工业设备和机械系统中。

它通过直接接触的方式将动力传递给相邻的齿轮,从而实现速度和力矩的转换。

在设计直齿轮时,需要进行一系列的计算和分析,以确保其正常运行和稳定性。

首先,我们需要确定直齿轮的传动比。

传动比是输入轴的转速与输出轴的转速之比。

一般情况下,传动比由所需的速度和力矩传递来确定。

通常,传动比可以根据系统的需求来选择,以满足所需的转速和力矩输出。

接下来,我们需要计算齿轮的模数和齿数。

模数是指齿轮齿廓的尺寸,它是齿轮的重要参数之一。

齿数是指齿轮上的齿的数量。

通过选择合适的模数和齿数,可以确保齿轮的传动效率和寿命。

设计直齿轮还需要考虑齿轮的齿廓曲线。

常见的齿廓曲线有直线齿廓、圆弧齿廓和渐开线齿廓等。

不同的齿廓曲线具有不同的性能特点和应用范围。

选择合适的齿廓曲线可以提高齿轮的传动效率和减小噪声。

此外,直齿轮设计还需要考虑齿轮的材料和热处理。

齿轮通常需要具有一定的硬度和韧性,以确保其在传动过程中不易受到磨损和断裂。

常见的齿轮材料有合金钢、碳钢和铸铁等。

通过适当的热处理,可以改善齿轮的力学性能和耐磨性能。

最后,设计完成后,还需要进行齿轮的强度计算和校核。

强度计算包括齿轮的弯曲强度和接触疲劳强度等。

校核的目的是确保齿轮在运行过程中不会出现过载和破坏等情况。

综上所述,直齿轮设计计算是一个复杂而重要的过程,需要考虑多个因素和参数。

只有在合理选择和计算的基础上,设计出的直齿轮才能满足实际工作需求,并且具有良好的可靠性和稳定性。

齿轮齿条设计计算公式

齿轮齿条设计计算公式

齿轮齿条设计计算公式齿轮和齿条是机械传动中常见的元件,用于传递动力和转速。

齿轮齿条的设计计算是设计师在进行齿轮齿条设计时所必须掌握的知识。

本文将介绍齿轮齿条设计计算的一些基本公式和原理。

一、齿轮设计计算公式1. 齿数计算公式齿数是齿轮设计中最基本的参数之一,可以通过以下公式计算:N = (π * D) / m其中,N为齿数,D为齿轮直径,m为模数。

2. 齿轮间距计算公式齿轮间距是指两个相邻齿轮之间的中心距离,可以通过以下公式计算:P = (N1 + N2) / 2 * m其中,P为齿轮间距,N1和N2分别为两个相邻齿轮的齿数,m为模数。

3. 齿轮传动比计算公式齿轮传动比是指两个相邻齿轮的转速之比,可以通过以下公式计算:i = N2 / N1其中,i为传动比,N1和N2分别为两个相邻齿轮的齿数。

4. 齿轮模数计算公式齿轮模数是指齿轮齿数和齿轮直径之间的比值,可以通过以下公式计算:m = D / N其中,m为模数,D为齿轮直径,N为齿数。

二、齿条设计计算公式1. 齿条模数计算公式齿条模数是指齿条齿数和齿条长度之间的比值,可以通过以下公式计算:m = L / N其中,m为模数,L为齿条长度,N为齿数。

2. 齿条传动比计算公式齿条传动比是指齿条的移动距离与齿轮转动角度之间的比值,可以通过以下公式计算:i = L / (π * D)其中,i为传动比,L为齿条的移动距离,D为齿轮的直径。

3. 齿条齿数计算公式齿条齿数是指齿条上的齿数,可以通过以下公式计算:N = L / m其中,N为齿数,L为齿条长度,m为模数。

三、齿轮齿条设计计算实例假设有一对齿轮,其中一个齿轮的齿数为20,直径为40mm,另一个齿轮的齿数为40,直径为80mm,模数为2mm。

我们可以通过上述公式进行计算。

根据齿数计算公式,可得第一个齿轮的齿数为20,第二个齿轮的齿数为40。

根据齿轮间距计算公式,可得齿轮间距为(20+40)/2*2=60mm。

非圆齿轮的设计

非圆齿轮的设计
图5 滑块的位移和速度比
在角速度比差 , 使齿轮 D 产生旋转输出 。 如果 齿 轮 A 与 D、 齿轮 C 与 B 分别为同一 形状 , 则 角 速 度 比 之 差 为零 , 即使输入轴旋转 , 输出 轴 也 将 不 动 , 除 齿 侧间隙外处于自锁状态 。 续非 匀 速 旋 转 , 在 这一 过 程 中 , 后 者 不可 能 出 现 停 止 和 改变 旋 转 方 向 。但 是 , 利用齿轮组合 和差 动 机 构 能 够 实 图9 非圆齿轮差动机构输入、 输出角度的关系
A、
歇摇动 ; (5) 间歇旋转 。 非圆齿轮的设计与所控制的对象有关 , 是非常复杂 的 , 但可以根据工作要求 , 有效灵活地应用非圆齿轮 , 设 计制作出有特点的机械机构 。 杨晓光译自 ( 日) 机械设计第 39 卷 肖 莉校对
图8 齿轮差动机构原理
《工程设计》杂志 1997 年征订
《工程设计》杂志是我国政府正式批准的技术产品设计领域第一家国际合作刊物 , 由浙江大学和中 国机械工程学会主办 , 德国施普林格 ( Springer) 出版社和柏林工业大学协办 。 本杂志通过将德国作者的最新论文介绍给国内读者 , 同时刊登中国作者的论文向海外发行 , 致力于反 映和交流国内外在工程技术产品设计理论 、方法和技术方面的研究成果及其在工业界的应用情况 , 以促进 我国工程设计的现代化 , 加快技术产品创新 , 提高市场竞争能力 。本刊为大 16 开国际杂志通用版本 , 季 刊 , 国内外公开发行 , 每期定价 5100 元 , 欢迎从事技术产品开发的工业企业 、设计院所 、大专院校及个 人直接向本刊编辑部订阅 。 编辑部地址 : 浙江杭州浙江大学出版社 邮政编码 : 310027 电话 : ( 0571) 7951662 联系人 : 樊晓燕

齿轮齿条设计实例

齿轮齿条设计实例

齿轮齿条设计实例
齿轮齿条的设计涉及到很多因素,包括齿轮的模数、齿数、齿条的长度、宽度、厚度等。

以下是一个简单的齿轮齿条设计实例:
1. 确定齿轮模数:假设我们选择模数为2mm,这是齿轮和齿条强度和精度的基本要求。

2. 确定齿数:假设我们选择齿数为30,这将影响齿轮和齿条的传动比和运动特性。

3. 确定齿条长度:假设我们选择齿条长度为500mm,这将影响齿轮齿条的应用范围。

4. 确定齿条宽度和厚度:假设我们选择齿条宽度为20mm,厚度为5mm,这将影响齿轮齿条的承载能力和稳定性。

根据以上参数,我们可以使用以下公式计算齿轮和齿条的基本参数:
1. 齿轮分度圆直径 = 模数× 齿数= 2mm × 30 = 60mm
2. 齿条齿顶高 = 模数× (齿数+ 2) = 2mm × (30 + 2) = 64mm
3. 齿条齿根高 = 模数× (齿数+ ) = 2mm × (30 + ) = 65mm
4. 齿条长度 = 500mm
5. 齿条宽度 = 20mm
6. 齿条厚度 = 5mm
以上数据仅供参考,实际设计时还需要考虑齿轮和齿条的材料、热处理方式、加工工艺、安装方式等因素。

齿轮传动设计计算实例(114)

齿轮传动设计计算实例(114)

解:
cos

mn 2a
z1

z2

4 30 60
2 190
0.9474
所以
1840
tan t

tan n cos

tan 20 cos1840

0.3640 0.9474
0.3842
d1

mn cos
z1
4 30 0.9474
mm 126.662mm
F2

2KT1 bm 2 z 2
YFa2YSa2
F1
YFa 2 YSa 2 YFa1YSa1
82.76 2.2881.734 MPa 2.52 1.625
80.18MPa< F 2
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。
(4)计算齿根传动的中心距 a
a

m 2
z1

z2


2 2
db2 d 2 cos t 253.325 0.9335mm 236.479mm
例 3 试设计带式运输机减速器的高速级圆柱齿轮传动。已知输入功率 P 40kW ,小齿轮转速 n1 970r / min ,传动比 i 2.5 ,使用寿命为 10a(年)(设每年工作 300d(天)),单班制,电动机驱动,
(3)校核齿面接触疲劳强度
由式(8.45)
H 3.17Z E
KT u 1
bd 12 u


H

确定有关参数和系数:
1)分度圆直径
d1

mn z1 cos

3 24 cos1415
mm 74.29mm

齿轮传动设计实例

齿轮传动设计实例

3、螺旋角β:
β arccosmn Z1 Z2 arccos2.5(2187) 15o21'32"
2a
2140
4、分度圆直径d:
d1

mnZ1 cos β

2.5 21 cos15 o 21'32"
=54 .44 mm
d2

mn Z 2 cos β

2.5 87 cos15 o 21'32"
6、齿宽系数Ψd : 根据齿轮布置情况,查 表6-7 得0.9~1.4 取Ψd =1.0
二、按接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径 d1
d1
3
2KT1 ψd
u
u
1

Z
E
ZH Zε
σ H

2
εα

1.88

3.2

1 Z1

1 Z2
cos β
σF2

σ F1
2.181.78=35.97MPa 2.681.58

[σ]F2

390MPa
弯曲强度校验通过!
齿轮计算完成!
后面作练习题
练习题
设计一闭式斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿数比u=3.32,由接触 疲劳强度计算得d1≥32.23mm,设计此传动。
0、齿数z、螺旋角β:
取齿数z1=20,则齿数z2=z1×i=20×3.32=66.4、取z2=66,i‘=66/20=3.3 传动比误差|Δi/i|=(3.32-3.3)/3.32=0.6%<5%
4、齿轮齿数: 取 Z1 =21 (闭式软齿面一般为20--40)
则 Z2= Z1i= 21×4.14=86.94

行星齿轮设计-毕设

行星齿轮设计-毕设

行星齿轮设计的基本原则
总结词
行星齿轮设计应遵循结构简单、传动效率高、承载能 力强、寿命长等原则。
详细描述
在进行行星齿轮设计时,需要遵循一系列基本原则。首 先,要保证结构简单,设计出的行星齿轮应具有较少的 零件数量和简单的装配关系,方便制造和维修。其次, 要追求传动效率高,通过合理的齿形设计和参数匹配, 降低齿轮传动的能量损失,提高传动效率。此外,还要 保证承载能力强、寿命长,通过合理的材料选择和热处 理工艺,提高齿轮的强度和耐磨性,延长其使用寿命。 同时,设计过程中还需考虑制造成本、环保要求等方面 的因素。
制造工艺
采用先进的加工中心和数控机 床,确保齿轮的加工精度和装
配精度。
实例三:某型号传动系统的行星齿轮设计
传动系统类型
该实例为多级传动系统,通过行星齿 轮机构实现多轴之间的动力传递。
设计参数
行星轮系的设计、传动比计算、功率 分配等参数经过详细分析,以确保系 统的稳定性和可靠性。
材料选择
选用高强度合金钢,经过特殊处理提 高其抗疲劳性能和耐久性。
行星齿轮的动态特性分析
总结词
行星齿轮的动态特性对其稳定性和寿 命具有重要影响,通过对其动态特性 的分析,可以预测齿轮在不同工况下 的振动和疲劳寿命。
详细描述
行星齿轮的动态特性分析包括模态分 析、谐响应分析和瞬态分析等。通过 这些分析方法,可以获取齿轮在不同 频率下的振动特性,预测其疲劳寿命, 为优化设计提供依据。
详细描述
行星齿轮由于其独特的传动特点,在许多领域都有广泛 的应用。在汽车领域,行星齿轮主要用于自动变速器、 差速器等部件,实现车辆的减速和变速功能。在航空领 域,行星齿轮用于飞机的起落架系统、减速器等部件, 实现高速旋转的减速和稳定。在船舶领域,行星齿轮用 于推进系统、舵机等部件,实现船舶的推进和转向。在 工业机械领域,行星齿轮用于各种传动系统,实现机器 的高速运转和精确控制。

齿轮传动装置设计与实例

齿轮传动装置设计与实例

齿轮传动装置设计与实例摘要:1.齿轮传动装置的概念与分类2.齿轮传动设计的主要参数与方法3.齿轮传动装置的设计实例4.齿轮传动装置的效率与功率5.结论正文:一、齿轮传动装置的概念与分类齿轮传动装置是一种用于传递动力和运动的机械传动装置,主要由齿轮组成。

根据齿轮的形状、大小和传动方式的不同,齿轮传动装置可以分为多种类型,例如外啮合圆柱齿轮机构、内啮合圆柱齿轮机构、圆锥齿轮机构和蜗杆机构等。

二、齿轮传动设计的主要参数与方法齿轮传动设计的主要参数包括传递功率、转速、传动比、齿面接触疲劳强度等。

在设计过程中,需要根据实际工况和设计要求选择合适的齿轮材料、精度等级、齿面硬度等,以保证齿轮传动装置的可靠性和耐用性。

齿轮传动设计的方法主要包括以下步骤:1.根据传递功率、转速和传动比计算齿轮的大小和齿数;2.根据齿面接触疲劳强度选择合适的齿轮材料和精度等级;3.校核齿轮的强度和刚度,以确保齿轮传动装置的安全性和稳定性;4.考虑齿轮的安装和维护,选择合适的齿轮结构和布局。

三、齿轮传动装置的设计实例以下是一个齿轮传动装置的设计实例:设计要求:传递功率P=7.5kW,小齿轮转速n1=1450r/min,传动比i=2.08,小齿轮相对轴承为不对称布置,两班制,每年工作300 天,使用期限为5 年。

1.选择齿轮材料及精度等级:考虑到传递功率不大,大、小齿轮都选用软齿面。

小齿轮选用40Cr 调质,齿面硬度为240~260HBS;大齿轮选用45 钢调质,齿面硬度为220HBS。

因是机床用齿轮,由表8.10 选7 精度,要求齿面粗糙度R1.6~3.2m。

2.按齿面接触疲劳强度设计:齿数z 和齿宽系数d 取小齿轮齿轮z1=30,则大齿轮齿数z2=iz1×2.083062.4,圆整z2=62。

z2 实际传动比i0=2.067,传动比误差为0.6%。

由表8.9 取齿数比ui0=2.067。

3.校核齿轮的强度和刚度:根据齿面接触疲劳强度公式KT1u1d176.4332udH,计算有关参数,以确保齿轮传动装置的安全性和稳定性。

齿轮传动装置设计与实例

齿轮传动装置设计与实例

齿轮传动装置设计与实例齿轮传动装置是机械传动中常用的一种传动方式,它通过齿轮的啮合来实现动力传递。

在机械制造中,齿轮传动装置的设计非常重要,它的结构和性能直接影响着机械设备的运行效果和寿命。

本文将介绍齿轮传动装置的设计原理和实例。

一、齿轮传动装置的设计原理齿轮传动装置是一种通过齿轮的啮合来实现动力传递的机械传动方式。

齿轮传动装置由驱动轴、从动轴、齿轮以及支承齿轮的轴承等部件组成。

当驱动轴旋转时,通过齿轮的啮合,将动力传递到从动轴上。

齿轮传动装置的设计需要考虑以下几个因素:1.传动比传动比是指驱动轴转速与从动轴转速之比。

在齿轮传动装置中,传动比由齿轮的模数、齿数和啮合方式等因素决定。

传动比的选择应根据机械设备的工作要求和转速范围来确定。

2.齿轮参数齿轮参数包括模数、齿数、压力角、啮合角等。

这些参数的选择应根据传动比、负载、转速等因素来确定。

在设计过程中,需要进行齿轮强度计算和齿面接触强度计算,以确保齿轮的强度和接触强度满足要求。

3.轴承选择齿轮传动装置中的支承齿轮的轴承选择应根据负载、转速和使用环境等因素来确定。

常用的轴承有滚子轴承、滑动轴承和球轴承等。

二、齿轮传动装置设计实例下面以一个简单的齿轮传动装置为例,介绍其设计过程。

假设需要设计一个传动比为2:1的齿轮传动装置,其驱动轴转速为1000r/min,从动轴转速为500r/min。

1.确定齿轮参数根据传动比和转速,可以计算出驱动轴和从动轴上的齿轮模数和齿数。

假设驱动轴上的齿轮模数为3,齿数为30,从动轴上的齿轮模数为6,齿数为60。

2.计算齿面接触强度根据齿面接触强度计算公式,可以计算出两个齿轮之间的接触强度。

假设压力角为20度,则两个齿轮之间的接触强度为1.2。

3.计算齿轮强度根据齿轮强度计算公式,可以计算出两个齿轮的强度。

假设材料为45钢,模数为3,则驱动轴上的齿轮强度为1.8kw,从动轴上的齿轮强度为3.6kw。

4.选择轴承根据负载和转速等因素,选择适当的滚子轴承作为支承齿轮的轴承。

CH5-2齿轮传动实例

CH5-2齿轮传动实例
(1)接触疲劳强度哪个齿轮最弱? (2)弯曲疲劳强度哪个齿轮最弱?
假设所有齿轮许用接触应力、许用弯曲应 力都相同,两对齿轮的重合度系数、也相同。 忽略载荷系数的微小差别,忽略摩擦损失。
H ZEZH Z
2KT1 bd12
u 1 u
[
H
]
F
2KT1 bd1m
YFaYSa
Y
[ F ]
机械设计 第五章 齿轮传动
2、闭式软齿面齿轮传动中,齿面疲劳点蚀通常出现在 处, 提高材料 可以增强轮齿抗点蚀的能力。
靠节线的齿根面 硬度
机械设计 第五章 齿轮传动
13
3、在圆柱齿轮传动中,齿轮直径不变而减小模数,轮齿的弯曲强度 将 ,接触强度将 ;传动平稳性将 。
下降;不变;提高。
4、齿轮常见的失效形式有两类:轮齿折断,具体包括 折断和 折 断;齿面失效,具体包括 、 、 和 。
(2)标出齿轮2和3所受各分力的方向; (3)如果为使中间轴II的轴承不受轴向力,则齿轮3 的螺旋角3应取多大值?(忽略滚动轴承的摩擦损失)。
机械设计 第五章 齿轮传动
3
解: (1)为使中间轴所受轴向力最小,则应使齿轮2和齿轮3所受的轴 向力方向相反,互相抵消。2齿轮是从动轮,因此应从主动轮I判 断,齿轮l是左旋用左手,按图示转向可判断齿轮l受轴向力方向 向左。于是齿轮2所受轴向力方向向右。为使轴向力互相抵消, 齿轮3所受轴向力方向应向左,由于齿轮3是主动轮,且已知齿轮 3转向及轴向力方向,可以看出齿轮3符合右手法则,故齿轮3旋 向应是右旋。
/ cos / cos
3 2
tg 2
化简后得:
sin
3
mn3Z3 mn 2 Z 2
sin
2
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SH 1.0
SF
1.25

②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: T1 9.55106 P 9.55106 40 2.6 105
初步选择螺旋角 =150
n1 1470N mm源自63 3.32 19故应将
YF 1YS1
F1
法向模数
2 KT1YF 1YS1 2 mn 3 cos 2 d z1 F 1
5 2 1 . 3 2 . 6 10 2 3 0 . 0095 cos 15 2.75m m 2 0.8 19 mn取标准值查表4 1得 mn 3m m
d 齿宽系数,b d d1,按表11 6确定;
F 许用弯曲应力;
Ys 为应力修正系数,与当 量齿数Z v有关,查图 11 9确定。
mn 法面模数;

已知某两级斜齿圆柱齿轮减速器传递的功率 P 40 kW ,高速级传动 比 i 3.3 ,高速轴转速 n1 1470r min,用电动机驱动,长期工作,双向 传动,载荷有中等冲击,要求结构紧凑,试设计此高速级齿轮传动。
Z 修正 修正d1。
强度计算
齿面弯曲疲劳强度计算
F
2KT1YF Ys F bd1mn MPa
b d d1,d1 mn z1 cos
2 KT1 cos YF Ys mn 3 2 F d z1
2
mm
K 载荷系数; T1 小齿轮上的转矩; YF 齿形系数,与当量齿数 Z v有关,查图 11 8;
2 2
m m

z2 118 齿数:取z1=32,z2 uz1 3.7 32 118 ,则i 3.69; z1 32 模数 d1 m 2.8,根据模数标准系列取 z1 m 3m m
实际d1 m z1 96m m,d 2 m z2 354m m
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:
F1 F lim1 600 480MPa
SF 1.25
F 2 F lim2 510 408MPa
SF 1.25

⑵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。
2 K T1 u 1 Z E Z H Z 3 d1 d u H

2
强度计算
2 KT1 u 1 H ZE ZH Z H 2 b d1 u
2 K T1 u 1 Z E Z H Z d1 3 d u H
小齿轮上的转矩:
T1 9.55106 P 17 9.55106 2.18105 n1 745 N mm
根据表 11 4,取Z E 188 则 2 KT1 u 1 Z E Z H d1 3 d u H 2 1.5 2.18105 3.7 1 188 2.5 3 89.7 0 . 8 3 . 7 564
b d d1 0.8 60.249 48.2m m b2 50m m,b1 55m m。

③验算齿面接触强度
H ZE ZH Z
2 KT1 u 1 bd12 u
2 1.3 2.6 105 4.32 189.8 2.5 cos185316 2 50 60.249 3.32 917MPa H 1 1500 ,安全。
齿数 取z1=19,z2=3.31963,取z2=63。实际传动比为 i
当量齿数 齿形系数 zv1

19 63 21 . 08 , z 69.9 v2 3 3 cos 15 cos 15 YF 1 2.88,YF 2 2.27 按当量齿数查齿形系数 图11 8得到
解:①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56~62HRC (表11-1); 大齿轮用20Cr渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC (表11-1) ; 取ZH=2.5,ZE=189.8 (表11-4)。
,S F 1.25安全系数表11 5,双向传动,故 因 F lim1 F lim2 850MPa弯曲疲劳极限图
F 2 F1
安全

④齿轮的圆周速度
3.14 96 745 v 3.74 60 1000 60 1000
d1n1
m/s
因此,根据表11-2选用8级精度是合宜的。
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:①重合度大,同时啮合的齿数多;②轮齿的接触线是倾斜的;

中心距 取 a mn z1 z 2 3 19 63 127.34m m 2 cos 2 cos15 a 130m m
确定螺旋角
=arccos
齿轮分度圆直径 齿宽 取
mn z1 z2 3 19 63 arccos 185316 2a 2 130 mn 3 19 d1 mt z1 z1 60.249m m cos cos185316

2
说明
设计时首先估定,范围 在15 30之间,最大不超过 40;
Z E 材料弹性系数,查表 11 4确定; Z H 节点区域系数,标准齿 轮时,Z H 2.5; Z 螺旋角系数,Z cos ;
12
d1 mn1 d1 cos z1 ,取标准值 修正 ;

H lim1 730MPa, H lim2 620MPa,S H 1.1, H 1 H lim1 730 664 MPa
SH 1.1

H 2 H lim2 620 564
SH 1.1
MPa
大齿轮用ZG35SiMn调质,齿面硬度 因 , 故 F lim1 600MPa, F lim2 510MPa,S F 1.25
齿轮设计例题

齿轮传动设计计算原则: ①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;
②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;
③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; ④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 许用应力等于闭式传动的许用弯曲应力乘以0.70.8。
④齿轮的圆周速度

v
d 1n1
60 1000

60.249 1470
60 1000
4.6 m s 10 m s
故选择8级制造精度是合宜的。
F1 F 2 0.7 F lim 0.7 850 476MPa
,S H 1.0安全系数表11 5,故 因 H lim1 H lim2 1500MPa接触疲劳极限图
H 1 H 2 H lim 1500 1500MPa
d cos2
③当量齿轮的分度圆半径较大( d v
)。
斜齿轮的接触应力和和弯曲应力均比直齿轮有所降低。 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:
齿面接触疲劳强度计算
2 KT1 u 1 H ZE ZH Z H 2 b d1 u
图11 8
应力集中系数
11 9。
按最小齿宽b 75m m计算 验算齿轮的弯曲强度
2 KT1YF 1YS 1 2 1.5 2.18 105 2.561.63 F1 124MPa F 1 480MPa 2 2 bm z1 75 3 32 YF 2YS 2 2.131.81 124 115MPa F 2 408MPa YF 1YS 1 2.56 1.63
应力集中系数
YS1 1.57,YS 2 1.75按当量齿数查应力集中 系数图 11 9得到

因 YF 1YS1
F1

Y Y 2.881.57 2.27 1.75 0.0095 F 2 S 2 0.0083 F 2 476 476 代入弯曲强度计算式计 算:
d1 d 2 96 354 中心距 a 225m m 2 2 齿宽 b d1d 0.8 89.7 71.8m m,取b2 75m m,b1 80m m

⑶验算轮齿的弯曲强度
齿形系数 YF1 2.56,YF 2 2.13 YS1 1.63 ,YS 2 1.81
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 i 3.7 ,高速轴转速 n1 745r min , 传动功率 p 17KW ,采用软齿面,试计算此高速级传动。

解:⑴选择材料及确定许用应

小齿轮用40MnB调质,齿面硬度为 241~286HBS(表11-1);
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