硬齿面直齿轮传动设计

三、硬齿面直齿轮传动设计步骤

已知：传动功率P ，转速1n 、2n (或传动比ⅰ,齿数比u)；齿轮的布置情况、载荷情况，每天工作

小时数，使用年限等。

设计：齿轮的材料、热处理及主要尺寸等

步骤：

1． 选择齿轮材料、热处理及硬度（表7-5）、精度等级（一般为6~9级）、齿数Z 1 一般：HRC 1可以等于HRC 2，也可以HRC 1＞HRC 2，即HBS 1，HBS 2>350HBS 选：Z 1=20~40（闭式） Z 1=17~20（开式） 并计算21Z =uZ 取整数

2． 确定许用应力

1）许用接触应力 式（7—24）[]lim H b

H H L H

K S σσ=

①由表7-8查lim 1H b σ、lim 1H b σ，并取二者之间的小值计算[]H σ ②取安全系数H S ， （课本：145P ）

③计算应力循环次数 H N = 60nt, (n 是与[]H σ相对应的齿轮转速) ④由图7-35查循环基数 HO N

⑤计算

HL K =

当H N ＞ HO N 时，取HL K = 1

⑥计算[]H σ

2）许用弯曲应力 式（7-30）[]lim F b

F FC FL F

K K S σσ=

①由表7-9查1lim F b σ ，2lim F b σ

②取安全系数F S （课本：148P ）

③取FC K （课本：148P ）

④计算FL K 一般：FV N = H N ， FO N = 4 × 610

计算 FL K 当HBS ＞350

时，FL K = 1 ≥，但≤1.6

（课本：P148）

⑤计算[]1F σ ， []2F σ

3．计算工作转矩 6T=9.5510 P

n ⨯ (单位：P:KW ；n:rpm ；T ：Nmm 。有时T 是已知的不用计算)

4．根据齿根弯曲强度公式，求模数

式（7-29 ）

m m k ≥ mm

初步计算时，取 1.4m k = ；由表7-7查d ψ ；图7-32查K β

公式中代入 []1

1F F Y

σ 、 []

22F F Y

σ 中的最大值 Y F1 、Y F2 由 Z 1 、 Z 2 查图7-38得到

求出m 后，查表（7-1）取标准值 m

计算 11d =mz , 1d b d ψ= 取整后作为大齿轮的宽度b 2 小齿轮的宽度：12(5~10)b b =+ ；实际的21

d b d ψ=（精确的值）

5.精确验算齿根弯曲应力

式（7~27） []1212V F F F d T K K Y d m

βσσψ=≤

计算圆周速度 11

601000d n V π=⨯ m/s

由图7-33查K V （依据精确等级和圆周速度）

计算 []11F F σσ≤ ，[]22F F σσ≤ (注意：11212F F d T K K Y d m βνσψ= ，122

212F F d T K K Y d m

β

ν

σψ= )

如不满足，可以改变齿数或模数 重新验算（如减小齿数或增加模数）

6．验算齿面接触应力

式（7~22） 12u Z Z Z H H H E u d βνσσ

εψ⎡

⎤⎣⎦+=≤

取 1.76H Z = ， 1Z ε= ， E Z =计算 []H H σσ≤

一般是满足的，如不满足，可增加模数重新验算。

7．计算齿轮的尺寸

表7-2的所有尺寸。

8．齿轮的结构设计。画出大小齿轮的零件工作图。