齿轮的结构设计
直齿圆柱齿轮的结构设计
目录摘要 (2)一引言 (3)二齿轮的设计计算 (4)2.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (4)2.2 齿面接触疲劳强度设计齿轮 (4)2.3主要参数选取及几何尺寸计算 (5)2.4 .齿轮结构设计 (5)三绘制齿轮图、零件图、三维造型 (7)四结束语 (8)五参考文献 (9)摘要齿轮是广泛应用于机械设备中的传动零件。
它的主要作用是传递运动、改变方向和转速。
根据齿轮的工况，合理的设计齿轮的结构，使得齿轮传动平稳有足够的强度。
通过强度计算、材料的选择、热处理方法精度选择、几何尺寸计算。
考虑齿面接触疲劳强度和齿根曲面疲劳强度得出齿轮的结构。
关键词：齿轮传动、齿轮精度、热处理、疲劳强度一引言随着我过工业的发展，齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。
它的结构设计随着工业的需要而改变。
齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。
进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。
通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。
随着科技技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。
这就要求企业的生产在体现人性化的基础上降低工人的生产强度和提高工人的生产效率，降低企业的生产成本。
现代的生产和应用设备多数都采用机电一体化、数字控制技术和自动化的控制模式。
在这种要求下齿轮零件越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。
特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后，使齿轮零件进入了一个新的发展阶段。
在齿轮零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生产也步入大批量化和自动化。
为适应机械设备对齿轮加工的要求，对齿轮加工要求和技术领域的拓展还需要不断的更新与改进。
二齿轮的设计计算2.1 选择材料、热处理方法及精度等级齿轮传动的承载能力主要取决于轮齿的材料和几何尺寸，因此，选择适宜的材料及热处理方法是齿轮设计的一个重要环节。
选择轮齿的材料及热处理方法：1）使材料具有较好的抗失效性能，齿面具有足够的硬度和耐磨性，以使齿面有叫好的抗点蚀、胶合、磨损和抗塑性变形的能力；齿体具有较高的弯曲强度和冲击韧性，以保证在变载荷和冲击载荷下不致断齿。
齿轮的结构设计
常用的齿轮结构型式有以下几种： 1.齿轮轴
当圆柱齿轮的齿根圆至键槽底部的距离x < (2~2.5) mn或当锥齿轮小端 的齿根圆至键槽底部的距离x≤(1.6~2) m时，将齿轮与轴制成一体，称 为齿轮轴，如图1-40所示。
（a）
（b）
图1-40 齿轮轴
齿轮的结构设计
2式结构，
如图1-41所示。其材料常用锻钢。
（a）
（b）
图1-41 实体式齿轮
齿轮的结构设计
3.腹板式齿轮 当齿轮的齿顶圆直径da＞200~500 mm时，可采用腹板式结构，如图1-42 所示。其材料也多用锻钢，其各部分尺寸由图中经验公式确定。
(a)圆柱齿轮 图1-42 腹板式齿轮
(b)圆锥齿轮
齿轮的结构设计
4.轮辐式齿轮 当齿轮的齿顶圆直径da> 500 mm时，可采用轮辐式结构，如图1-43所示。 这种结构的齿轮常采用铸钢或铸铁制造，其各部分尺寸按图中经验公式 确定。
图1-43 轮辐式圆柱齿轮
齿轮的结构设计
实践环节：
设计带式输送机传动装置中的直齿圆柱齿轮传动。已知：主动轮转速 n1=306 r/mim，传递的功率P=3.5 Kw，传动比i=4。每天工作24小时， 工作年限为10年。
齿轮传动(强度计算,结构设计)
A. 经 济 性：正确选择材料和毛坯状态。 B. 工艺要求：选择合理的热处理方式。 C. 硬度选择：*软齿面硬度350HBS； *软齿面齿轮HBS1-HBS230～50； *选择避免胶合的材料合适配对。
齿轮的热处理方法：
软齿面齿轮 HBS≤350
工艺流程短， 成本低
常化（正火）
调质
毛坯 热处理 切齿 成品
例题
一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知Z1=20，Z2=40，小轮材料 为45Cr钢，大轮材料为45# 钢，许用应力是[σH1]=600MPa， [σH2]=500MPa；[σF1]=179MPa，[σF2]=144MPa；齿形系数 YFS1=2.8，YFS2=2.4；试问：（1）哪个齿轮的接触强度弱？ （2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？
表面淬火 淬火 整体淬火 渗碳淬火 氮化
毛坯 退火 切齿
成品 磨齿
硬齿面齿轮 HBS＞350
工艺流程复 杂，成本高
热处理
§06 直齿圆柱齿轮的强度计算 一、轮齿上的作用力
2T1 Ft d1
9.55106 P T1 N mm n1
Fr Ft tg
Ft Fn cos
力的分析：①大小 ②方向 ③关系
F1
YFS1
F2
YFS 2
2、齿轮弯曲强度比较
[ F ] [ F ] 较小者危险！ 较大者强度高。 YFS YFS
四、许用应力的确定
[ H ]
H lim
SH
[ F ]
F lim
SF
SH——接触疲劳强度安全系数，一般情况下， SH=1.0 ～ 1.2； SF——弯曲疲劳强度安全系数，一般情况下， SF=1.25～1.5。 σHlim、σFlim——齿轮的疲劳极限。
机械原理_齿轮传动
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件
1 [ Z1(tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 外啮合 2 1 [ Z1 (tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 内啮合 2 2ha Z1 (tg a1 tg ) 齿轮齿条 2 sin 2 与m无关，随Z增大而增大，当Z 也增大到无
齿轮机构及其设计 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 标准齿条的特点
1) 各同侧齿廓均为相互平行的直线，且齿廓上各 点压力角α相等，均等于齿形角 2) 不同线上的齿距相等，均为pi=p =πm，但 只有分度线上e=s
ha 、 h f 、h 、e 、s 、p 、c 等 仍用表10—2中有关公式计算
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线直齿圆柱齿轮传动的 啮合过程 N1N2—理论上可能 的最长啮合线段， 特称为理论啮合线 N1、N2为啮合极限点 B1B2—实际啮合线
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件 齿轮齿条啮合传动
PB1不变， ha 2 ha m PB2 且 sin sin 2 h 1 a [ Z1 (tg a1 tg ) ] 2 sin cos 2ha Z1 (tg a1 tg ) 2 sin 2
m1 m2 m 正确啮合条件 1 2
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 齿轮传动的中心距与啮合角
1 a (d 1 d 2 ) 2 m ( Z1 Z 2 ) 2
c
c c m
标准安装
1 d2 ) a (d 1 2
齿轮的设计与计算
标准化室
目录
❖ §1.齿轮传动的特点及分类 ❖ §2.渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、基本参数和
几何尺寸 ❖ §3.变位齿轮传动和变位系数的选择 ❖ §4.渐开线直齿圆柱齿轮传动的几何计算 ❖ §5.齿轮材料及热处理
§6.渐开线直齿圆柱齿轮的强度计算 §7.圆柱齿轮精度 §8.渐开线圆柱齿轮图样上应注明的尺寸数据 §9.直齿圆锥齿轮传动 §10.齿轮结构设计 小结
m越大，p越大，轮齿的尺寸也越大，齿轮承受载荷的 能力也越高。
（8）齿顶高 齿顶圆和分度圆间的径向距离,用ha表示。 ha=ha*m （ ha*—齿顶高系数）
（9）齿根高 分度圆和齿根圆间的径向距离,用hf表示。
h f=(ha*+c*)m （c* —顶隙系数） 我国标准规定：正常齿制ha*=1 ，c*=0.25
二、齿轮的常用材料及热处理
1．锻钢 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理
等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。
(1)软齿面齿轮：齿面硬度<350HBS，常用中碳钢和中 碳合金钢，如45钢、40Cr、35SiMn等材料，进行调质或 正火处理。这种齿轮适用于强度、精度要求不高的场合， 轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿，生产便利、成本较低。
三、齿根弯曲疲劳强度计算 （摘自GB/T 3480-1997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法)
轮齿的弯曲强度校核公式为
F
2KT1 bd1m
YFYs
2KT1 bm2 z1
YF
YS
[ F ](MPa)
将齿宽系数
d
b d
代入上式，得弯曲强度的设计公式
m
1.263
d
KT1
z12
齿轮箱结构设计
齿轮箱结构设计一、引言齿轮箱是机械传动中常用的一种装置，其结构设计直接关系到机械传动性能的稳定性和可靠性。
本文旨在介绍齿轮箱结构设计的基本原则和具体步骤。
二、齿轮箱结构设计的基本原则1.功能需求明确。
在进行齿轮箱结构设计时，首先需要明确其功能需求，即要传递多大的功率、扭矩等参数，以及需要满足哪些工作条件。
2.合理选材。
选材要考虑受力情况、使用环境等因素，选择合适的材料可以提高齿轮箱的寿命和可靠性。
3.合理布局。
布局要考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度，以及方便维修保养等因素。
4.合理配重。
齿轮箱内部各个部件之间应该平衡分布重量，避免出现过大偏差而导致振动或噪音等问题。
5.优化设计。
在满足功能需求和可靠性前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
三、齿轮箱结构设计步骤1.确定传动比和工作条件。
根据机械传动的要求，确定齿轮箱的传动比和工作条件，如转速、扭矩、功率等参数。
2.选择齿轮类型和材料。
根据传动比和工作条件，选择合适的齿轮类型和材料，如斜齿轮、直齿轮等，以及钢、铜等材料。
3.确定布局方案。
根据选定的齿轮类型和材料，设计出合理的布局方案，并考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度。
4.进行强度计算。
根据选定的材料、布局方案以及工作条件等因素，进行强度计算，并检查是否满足要求。
5.优化设计。
在满足强度要求前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
6.进行模拟分析。
使用相关软件对齿轮箱进行模拟分析，检查其在不同工况下的性能表现，并进行必要调整。
7.制作样品并试验验证。
制作出样品后进行试验验证，并对其性能表现进行评估。
四、常见齿轮箱结构设计问题及解决方法1.噪音过大：可能是由于齿轮间隙不合理、齿轮配合不良等问题引起的。
解决方法是重新设计齿轮间隙、优化齿轮配合。
2.寿命过短：可能是由于材料选择不当、强度计算不准确等问题引起的。
解决方法是重新选择材料、进行精确的强度计算。
3.体积过大：可能是由于布局不合理、部件过多等问题引起的。
2024年机械设计基础课件!齿轮机构H
机械设计基础课件!齿轮机构H机械设计基础课件：齿轮机构一、引言齿轮机构是机械设计中应用最广泛的一种传动机构，其结构简单、传动效率高、可靠性好，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮机构由齿轮副组成，包括齿轮、轴、轴承等零部件。
本课件将介绍齿轮机构的基本原理、分类、传动比计算、齿轮啮合条件、齿轮强度计算等内容。
二、齿轮机构的基本原理齿轮机构是利用齿轮的啮合来实现两轴之间的运动和动力传递的装置。
当两个齿轮啮合时，主动齿轮转动，通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮，从而实现运动的传递。
齿轮的啮合原理是基于齿廓曲线的几何关系，齿廓曲线是齿轮啮合的基础。
三、齿轮机构的分类齿轮机构根据齿轮的形状和布置方式可以分为多种类型，常见的有直齿轮机构、斜齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等。
1.直齿轮机构：直齿轮机构是齿轮齿面与轴线垂直的齿轮机构，其传动平稳、噪音低，但承载能力相对较小。
2.斜齿轮机构：斜齿轮机构是齿轮齿面与轴线呈一定角度的齿轮机构，其传动效率高、承载能力强，但噪音相对较大。
3.蜗轮蜗杆机构：蜗轮蜗杆机构是利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现传动的，其传动比大、传动平稳，但效率相对较低。
四、齿轮机构的传动比计算齿轮机构的传动比是指主动齿轮与从动齿轮转速的比值。
传动比的计算公式为：传动比=从动齿轮齿数/主动齿轮齿数在实际应用中，根据工作需求确定传动比，然后根据传动比选择合适的齿轮齿数，以满足设计要求。
五、齿轮啮合条件1.齿廓重合条件：齿轮啮合时，齿廓必须保持连续接触，避免齿廓间的冲击和滑动。
2.齿顶隙条件：齿轮啮合时，齿顶之间应保持一定的间隙，以避免齿顶干涉。
3.齿根隙条件：齿轮啮合时，齿根之间应保持一定的间隙，以避免齿根干涉。
4.齿侧隙条件：齿轮啮合时，齿侧之间应保持一定的间隙，以允许润滑油的进入和排出。
六、齿轮强度计算齿轮强度计算是齿轮设计的重要环节，主要包括齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算。
1.齿面接触强度计算：齿面接触强度计算是确定齿轮齿面接触应力是否满足材料屈服极限的要求。
齿轮传动的失效形式和设计约束结构设计
齿轮传动的失效形式和设计约束结构设计1、齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效一般发生在轮齿上，通常有轮齿折断和齿面损伤两种形式。
后者又分为齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形等。
1.1、轮齿折断一般发生在齿根部位，因为齿根是应力集中源而且应力最大。
轮齿折断可分为：(1)疲劳折断：轮齿受力后齿根部受弯曲应力的反复作用，当齿根过渡圆角处的交变应力超过了材料的疲劳极限时，其拉伸侧将产生疲劳裂纹(图3-1a)。
裂纹不断扩展(图3-1b)，最终造成轮齿的弯曲疲劳折断(图3-1c)。
(a)(b)(c)图3-1 疲劳折断(2)、过载折断：若齿轮严重过载或受冲击载荷作用，或经严重磨损后齿厚过分减薄时，导致齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然折断。
从折断现象上看，折断有全齿折断和局部折断之分。
前者一般发生在齿宽较小的直齿圆柱齿轮；后者齿根裂纹沿倾斜方向扩展，往往发生在齿宽较大的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及人字齿轮上。
选用合适的材料和热处理方法，使齿根芯部有足够的韧性；采用正变位齿轮，增大齿根圆角半径，对齿根处进行喷丸、辊压等强化处理工艺，均可提高轮齿的抗折断能力。
1.2、齿面点蚀(1)产生机理：轮齿受力后，齿面接触处将产生循环变化的接触应力，在接触应力反复作用下，轮齿表层或次表层出现不规则的细线状疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果，使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀，简称为点蚀(图3-2a)。
(2)现象一般多出现在节线附近的齿根表面上，然后再向其它部位扩展，这是因为在节线处同时啮合齿对数少，接触应力大，且在节点处齿廓相对滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大。
它可分为早期点蚀和破坏性点蚀。
(a) 点蚀机理(b)早期点蚀(c)破坏性点蚀(d)点蚀实例图3-2 疲劳点蚀早期点蚀：对于软齿面齿轮(硬度≤350HBS)，齿轮工作初期，相啮合的齿面接触不良造成局部应力过高会出现麻点。
经过一段时间跑合后，接触应力趋于均匀，麻点不再扩展，甚至消失，这种点蚀称为早期点蚀。
分体式组合齿轮结构
分体式组合齿轮结构是一种在工业传动系统中常见的设计，尤其是在大型、重型机械设备和特殊定制应用场合。
这种结构的主要特点包括：
1. 模块化设计：分体式组合齿轮通常由多个独立的齿轮部件组成，可以按照不同的齿数、模数、压力角等参数进行灵活组合，以适应不同的传动比需求和安装空间限制。
2. 易于安装与维护：由于齿轮是分开制造和装配的，因此在设备维修或更换时，无需整体替换整个齿轮装置，只需更换磨损或损坏的部分，大大降低了维护成本和时间。
3. 承载能力强：通过合理设计和选择材料，分体式齿轮能够承受较大的载荷，并且可以通过多片齿轮叠加的方式进一步增加其传递扭矩的能力。
4. 可调整性：某些分体式齿轮结构允许在一定范围内微调中心距，以实现更精确的啮合和更好的传动效果。
5. 组装便捷：各部分齿轮可以预先单独加工和热处理，然后通过键连接、花键连接、过盈配合或螺栓连接等方式组合成一个完整的齿轮组。
举例来说，在大型船舶推进系统的螺旋桨轴系、风力发电机组的主轴驱动系统、矿山机械及重型汽车的传动系统中，经常采用分体式组合齿轮来满足大功率、高可靠性以及便于维护的需求。
齿轮结构设计
齿轮结构设计涉及到多个方面，包括齿轮的类型选择、齿轮参数设计、齿轮的强度和耐用性分析等。
下面是一些常见的齿轮结构设计要点：
1. 齿轮类型选择：根据应用需求和传动方式，选择合适的齿轮类型，常见的有圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮、内齿轮等。
2. 齿轮参数设计：确定齿轮的模数、齿轮齿数、齿廓形状等参数。
这些参数的选择要根据传动功率、传动比、转速等因素进行综合考虑。
3. 齿轮宽度设计：齿轮宽度是指齿轮齿面的宽度，在设计时需要考虑到传递的力矩和受力情况来确定合适的宽度，以确保齿轮的强度和刚性。
4. 齿轮齿形设计：齿轮的齿形设计要考虑到传递功率和噪音等因素。
合理的齿形设计可以提高齿轮的传动效率和平稳性，减少振动和噪音。
5. 齿轮强度和耐用性分析：通过强度计算和寿命评估来验证齿轮设计的可靠性。
考虑到载荷、材料属性和制造精度等因素，进行强度校核和疲劳分析，确保齿轮在使用过程中不会
断裂或失效。
6. 齿轮润滑和冷却设计：齿轮在运动过程中会产生热量，需要适当的润滑和冷却措施来降低摩擦和磨损。
设计时考虑到合适的润滑方式和冷却通道，确保齿轮系统的稳定性和寿命。
7. 齿轮安装和对中设计：齿轮的安装和对中对于传动系统的正常运行至关重要。
设计时要考虑合适的轴向间隙、法兰设计和轴向定位等，以确保齿轮的正确配合和传动效果。
上述只是齿轮结构设计的一些基本要点，实际设计时还需要根据具体应用和需求进行更详细的设计和分析。
在进行齿轮结构设计时，可以借助计算机辅助设计软件和相关标准进行辅助和验证。
柴油发动机齿轮介绍
柴油发动机齿轮介绍柴油发动机齿轮是发动机中的关键部件之一，它承载着发动机的动力传递和转动控制功能。
本文将从柴油发动机齿轮的工作原理、结构设计、材料选择以及维护保养方面进行介绍。
一、工作原理柴油发动机齿轮的工作原理是利用齿轮的啮合和传动来实现发动机的动力输出。
在柴油发动机中，主要有曲轴齿轮、凸轮轴齿轮、油泵齿轮等多个齿轮。
当曲轴旋转时，通过齿轮的啮合，将动力传递给凸轮轴和油泵，从而实现气门的开闭和燃油的供给，保证发动机正常运转。
二、结构设计柴油发动机齿轮通常采用圆柱齿轮结构，齿轮齿数和模数根据发动机的设计参数确定。
为了保证齿轮的传动效率和可靠性，齿轮的齿形设计要符合一定的要求，如齿廓曲线应为渐开线，齿轮齿面硬度要达到一定的要求等。
三、材料选择柴油发动机齿轮的材料选择十分重要，一般要求材料具有较高的强度和硬度，以及良好的耐磨性和耐腐蚀性。
常见的材料有合金钢、碳钢、铸铁等。
在选择材料时，还要考虑到齿轮的制造成本和加工工艺。
四、维护保养柴油发动机齿轮的维护保养对于发动机的正常运行和使用寿命具有重要影响。
首先，要定期检查齿轮的磨损情况，及时更换磨损严重的齿轮。
其次，要保证齿轮的润滑和冷却，使用合适的润滑油，并定期更换。
另外，还要注意避免齿轮的过载和冲击，避免长时间高负荷运转。
总结：柴油发动机齿轮是发动机中不可或缺的重要部件，它承载着发动机的动力传递和转动控制功能。
合理的工作原理、结构设计和材料选择，以及科学的维护保养措施，都能够保证柴油发动机齿轮的正常运行和延长使用寿命。
为了保证发动机的性能和可靠性，我们在使用柴油发动机时要注意对其齿轮的维护保养，及时检查和更换磨损严重的齿轮，同时注意避免过载和冲击，保证齿轮的润滑和冷却。
只有这样，才能保证发动机的正常运行，并延长其使用寿命。
机械设计-齿轮传动
径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。
1. 直齿圆柱齿轮
（8－1）
§8-4 圆柱齿轮传动的受力分析和载荷计算
用集中作用于分度圆上齿宽中点处的法向力 代替轮齿所受的分布力，将 分解，得：
啮合传动中，轮齿的受力分析
2. 斜齿圆柱齿轮
切向力：
径向力：
轴向力：
（8－2）
斜齿轮受力
轴向力Fx的方向：用“主动轮左右手法则”判断。
圆柱齿轮传动的受力分析和载荷计算
1 主动
2
1 主动
2
1 主动
2
二级受力分析
练 习
K 为载荷系数
上述Fn 为轮齿所受的名义法向力。实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大。
轴交角为90º的直齿锥齿轮传动：
§8-8 直齿锥齿轮传动
一、主要参数和尺寸
直齿锥齿轮的大端参数为标准值。
直齿锥齿轮传动的几何参数
令 R = b/R－－齿宽系数，设计中常取R =0.25~0.35。
齿数比：
锥距：
C
t
二、轮齿的受力分析
用集中作用于齿宽中点处的法向力 Fn 代替轮齿所受的分布力。 将Fn分解为：切向力Ft，径向力Fr和轴向力Fx。
第八章 齿轮传动
§8-1 概述
§8-2 齿轮传动的失效形式及设计准则
§8-3 齿轮的常用材料
§8-4 圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷
§8-5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
§8-6 齿轮的许用应力
§8-8 直齿锥齿轮传动
§8-10 齿轮的结构
§8-9 齿轮传动的润滑与效率
§8-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
实心式齿轮结构尺寸标准
实心式齿轮结构尺寸标准
实心式齿轮是一种常见的机械传动元件，其结构尺寸标准通常
是根据国际标准化组织（ISO）和国家标准进行规定的。
在设计实心
式齿轮结构尺寸时，需要考虑以下几个方面：
1. 模数和齿数，实心式齿轮的模数和齿数是其结构尺寸的基本
参数。
模数决定了齿轮的齿条尺寸，齿数则决定了齿轮的直径和齿宽。
2. 齿轮齿面硬度，齿轮的齿面硬度要符合相关的国际或国家标准，以保证齿轮在使用过程中具有足够的耐磨性和承载能力。
3. 齿轮的精度等级，实心式齿轮的精度等级包括齿轮的圆度、
同心度、齿形偏差等参数，这些参数的标准通常由ISO或国家标准
规定。
4. 齿轮的材料选择，实心式齿轮的材料应符合相关的材料标准，常见的材料包括合金钢、不锈钢等，材料的选择应考虑到齿轮的使
用环境和工作条件。
5. 齿轮的齿形设计，齿轮的齿形设计应符合相关的几何标准，以保证齿轮的传动效率和平稳性。
总的来说，实心式齿轮结构尺寸标准是根据国际和国家标准进行规定的，设计时需要考虑模数和齿数、齿面硬度、精度等级、材料选择以及齿形设计等多个方面的因素，以确保齿轮具有良好的传动性能和使用寿命。
机械设计基础课件齿轮机构H
垂直轴传动
蜗杆蜗轮机构主要用于垂直轴之间的传动，具有 较大的传动比和自锁功能。
螺旋齿形
蜗杆和蜗轮的齿形为螺旋形，可实现连续、平稳 的传动。
高效率与低噪音
蜗杆蜗轮机构传动效率高，噪音低，适用于各种 高精度、低噪音要求的场合。
2024/1/26
18
其他特殊类型齿轮机构
2024/1/26
非圆齿轮机构
非圆齿轮机构可实现变传动比传动，满足某些特殊机械装置的需 求。
2024/1/26
工业革命时期
随着工业革命的兴起，金属加工技 术的进步促进了齿轮机构的快速发 展，出现了各种高精度、高效率的 齿轮传动装置。
现代时期
随着计算机技术和先进制造技术的 不断发展，现代齿轮机构设计更加 精确、制造更加精细，应用领域也 更加广泛。
6
02
齿轮机构基本原理
2024/1/26
7
齿轮传动比计算
10
03
齿轮机构设计方法与步骤
2024/1/26
11
设计目标确定与参数选择
确定设计目标
明确齿轮机构的使用场合、传递 功率、转速等要求。
选择齿轮参数
根据设计目标，选择合适的齿轮 模数、齿数、压力角等参数。
确定齿轮精度等级
根据使用要求和制造成本，选择 合适的齿轮精度等级。
2024/1/26
12
齿轮类型选择及优缺点比较
啮合特点
齿轮传动具有恒定的传动 比，且传动平稳、噪音小 、效率高。
9
齿轮受力分析及强度计算
受力分析
根据齿轮的啮合原理，分 析齿轮受到的径向力、圆 周力和轴向力。
2024/1/26
强度计算
根据齿轮的受力情况，进 行齿面接触强度和齿根弯 曲强度计算。
斜齿圆柱齿轮的强度计算与结构设计PPT课件
轴向重合度(附加重合度)
B sin mn
端面重合度
1
2
[ z1( tgat1
tgt'
) z2( tgat2
tg
' t
)]
13
三、斜齿圆柱齿轮的当量齿数
——与斜齿轮法面齿形相当 的直齿轮的齿数
zv z / cos3
当量齿数应用：
d f 2 mz2 2.4m cos2 126 .353 mm
Rm 2
z12
z22
3 2
172 432 69.358 mm
35
齿顶角 齿根角 顶锥角
a
arctg
ha R
rctg
13 2.48 69.358
f
arctg hf R
rctg 1.2 3 69.358
2KT1 bmd1
YFS
[ F ]
对比，直齿轮的 弯曲强度公式！
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2019/10/18
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直齿圆锥齿轮机构
圆锥齿轮机构用来实现两相交轴之间
的传动，通常轴交角=δ1+δ2＝90° 28
圆锥齿轮传动的特点
可传递交叉轴的运动， 常用Σ=90°；
一般使用场合：传动比 i≤３，v≤５m/s；
mm，00＜β＜200，i12=z2 / z1=5
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③ 斜齿轮几何参数计算
a mn( z1 z2 ) 234 3( z1 5z1 )
2 cos
2 cos
先取β=200
468＞3（z1+5z1）＞468
齿轮的腹板式结构尺寸表格
齿轮的腹板式结构尺寸表格
齿轮是一种常用的传动装置，它可以将动力从一个轴传递到另一个轴上。
腹板式结构是齿轮的一种常见设计，它具有以下特点：
•腹板式结构可以增加齿轮的刚性和承载能力，使其更适合高负荷和高速应用。
•腹板可以起到保护齿轮内部机构的作用，减少外界杂质的进入，延长齿轮的使用寿命。
•通过调整腹板的形状和尺寸，可以实现不同传动比例和工作条件下的齿轮设计。
齿轮的腹板式结构尺寸表格
在表格中，我们列出了几种常见齿轮类型的腹板式结构尺寸。
这些尺寸是根据实际工程经验和设计要求确定的，可以作为齿轮设计和制造的参考。
注意，这只是一个简化的示例表格，实际应用中还需考虑更多因素，如材料选择、热处理等。
齿轮设计需要综合考虑许多因素，包括传动扭矩、速度比、工作环境等，以确保齿轮能够可靠地运行并满足要求。
希望这个齿轮的腹板式结构尺寸表格能对您有所帮助！如有任何问题，请随时联系我们。
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常用齿轮的C值不应小于10mm，
航空用齿轮可取C≈(3～6)mm
腹板式结构的齿轮
当齿顶圆直径da<500mm时，可做成腹板式结构（上图），腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。齿顶圆直径da>300mm的铸造圆锥齿轮，可做成带加强肋的腹板式结构，加强肋的厚度C1≈0.8C，其他结构尺寸与腹板式相同。
当齿顶直径400mm<DA<1000MM时，可做成轮辐截面为"十"字形的轮辐式结构的齿轮。< p=""> </DA<1000MM时，可做成轮辐截面为"十"字形的轮辐式结构的齿轮。<>
为了节约贵重金属，对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构（如下左图）。齿圈用钢制成，而轮芯则用铸铁或铸钢。
用尼龙等工程塑料模压出来的齿轮，也可参照图<实心结构的齿轮>或图<腹板式结构的齿轮>所示的结构及尺寸进行结构设计。用夹布塑胶等非金属板材制造的齿轮结构见下右图。
进行齿轮结构设计时，还要进行齿轮和轴的连接设计。通常采用单键联接。但当齿轮转速较高时，要考虑轮芯的平衡及对中性，这时齿轮和轴的连接采用花健或双键联接。对于沿轴滑移的齿轮，为了操作灵活，也应采用花键或双导键联接。关于键和花键联接参看有关章节。
组装齿圈的结构
非金属板材制造的齿轮的组装结构
实心结构的齿轮
a)
b)
D1≈(D0+D3)/2；
D2≈(0.25～0.35)(D0-D3)；
D3≈1.6D4(钢材)；
D3≈1.7D4(铸铁)；
n1≈0.5mn；r≈5mm；
圆柱齿轮：
D0≈da-(10～14)mn；
C≈(0.2～0.3)B；
锥齿轮：
l≈(1～1.2)D4；C≈(3～4)m；来自尺寸J由结构设计而定；
对于直径很小的钢制齿轮（下图），当为圆柱齿轮时，若齿根键槽底部的距离e<2mt（mt为端面模数）；当为锥齿轮时，按齿轮小端尺寸计算而得的e<1.6m时，均应将齿轮和轴做成一体，叫做齿轮轴（图<齿轮轴>）。若e值超过上述尺寸时，齿轮与轴以分开制造为合理。
齿轮结构尺寸e
齿轮轴
当齿顶圆直径da≤160mm时，可以做成实心结构的齿轮（图<齿轮结构尺寸e>及图<实心结构的齿轮>）。但航空产品中的齿轮，虽da≤160mm，也有做成腹板式的。
齿轮的结构设计
通过齿轮传动的强度计算，只能确定出齿轮的主要尺寸，如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等，而齿圈、轮辐、轮毂等的结构形式及尺寸大小，通常都由结构设计而定。
齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。