齿轮的设计计算过程

1.选定类型，精度等级，材料及齿数 （1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动 （2）精度等级初定为8级 （3）选择材料及确定需用应力

小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS （4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取Z2=77

2. 按齿面接触强度设计计算

（1）初选载荷系数K t

电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3， （2）小齿轮转矩

)(29540/97039550000/9550111mm N n P T ⋅=⨯==(3)选取齿

宽系数1=d φ.

⑷取弹性影响系数2

1

8.189MPa Z E =

⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ

⑹计算应力循环次数

N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109

N 99

210397.12

.310470.4⨯=⨯=

⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1

[]a HN H MP MPa S

K 4.5105709.01lim 11=⨯==σσ

[]a HN H MP MPa S

K 8.46253095.02

lim 22=⨯==σσ

⑼按齿面接触强度设计计算 ①试算小齿轮分度圆直径

mm Z u u T K d H E d t t 248.56)8

.4628.189(2.32.4110954.28.132.2)][(132.232

4

3211=⨯⨯⨯=+〉σφ②计算齿

轮圆周转速v 并选择齿轮精度 s m n d V t /48.21000

60970

248.561000

601

1=⨯⨯⨯=

⨯=

ππ

③计算齿轮宽度b

mm d b t d 248.56248.5611=⨯=⨯=φ

④计算齿轮宽度b 与齿高h 之比

模数 mm mm Z d m t 033.222

72.44111===

齿高 mm mm m h 574.4033.225.225.21=⨯==

67.10=h

b

⑤计算载荷系数

根据v=2.27m/s 。8级精度得，动载系数08.1=v K

75

.1;1===A F H K K K αα

26.1,342.1==ββF H K K

故载荷系数 403.326.1342.115.175.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=βαH H v A K K K K K ⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径

mm K K d d t t 616.792

.1403.372.4433

11=⨯== ⑦计算模数m

mm mm Z d m 513.224

616.7911===

3、按齿根弯曲强度设计 ⑴确定各计算值

①MPa MPa FE FE 380,52021==σσ

②弯曲疲劳寿命系数88.0,85.021==FN FN K K ③计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 小齿轮的弯曲疲劳安全系数为334.29Mpa 大齿轮的弯曲疲劳系数为257.86Mpa 4）计算在载荷系数

K=KaKvK Fa K FB =1.75X1.15X1X1.26=2.536 5）查取齿形系数 Y Fa1=2.65 Y Fa2=2.28 6）查取应力校正系数 由表（10-5）查得 Ysa 1=1.58 Ysa 2=1.83 （2）设计计算

带入公式求得，m ≥1.61mm

对比计算结果，由齿面的接触的接触疲劳强度计算的模数m ≥齿根强度计算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅于齿轮直径有关，可去弯曲疲劳强度模数2.513，就近圆整为标准值m ＝3mm ，接触疲劳强度算得分度圆直径为79.616mm ，算出小齿轮齿数

Z1＝d1B/m=79.616/3＝26.54≈27

Z2＝3.2X27＝84.9≈85，取Z2＝85 4.几何尺寸计算

（1）分度圆直径

d1＝z1m＝27X3＝81mm

d2＝z2m＝85X3＝255mm （2）齿轮宽度b＝1X81＝81mm 取B2＝81mm B1＝86mm

齿轮的加工制造

.齿轮的制造主要内容包括确定齿轮毛皮制造方法、选择齿轮的定位基准。选择吃配和吃面的加工方案、确定齿轮加工工艺过程。

1、确定齿轮毛坯制造方法

齿轮的毛坯形式有棒料。锻件、铸件三种选择。

锻件用于强度高、耐磨性好、耐冲击的齿轮。锻件锻后腰进行正火处理，消除锻造应力、改善晶粒组织和切削性能。

2、选择齿轮加工的定位基准。

（1）定位要求、

①齿轮加工时的定位基准应可能的与装配基准、测量基准相一致，以避免基准不重合产生的误差，符合基准重合原则

②在齿轮加工的整个过程中应尽可能的采用相同的定位基准

详细的加工过程的各个基准

（2）滚齿机方案的选择

普通中小型滚齿机的性能特点：

使用广泛，产品型号多。只具备一般性能，如一次方框工作循环，可顺切、逆切滚齿，滚刀自动窜刀，有车削速度和进给量的变换机构，能做快速机动调整。多数为工作台径向移动的立式布局，少数有卧式布局。主要供各类机械加工和修理厂单件小批量生产使用。加工精度一般为6-7级。