ch11齿轮系及其设计
机械原理答案第十一章齿轮系及其设计
第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比i 15，并指出当提升重物时手柄的转向（在图中 用箭头标出）。 解： 此轮系为空间定轴轮系 78 .57718115205240305043215 43215=??????= =' ''z z z z z z z z i 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构，工作台与涡轮5固联。若已知z 1=z 1′=15，z 2=35，z 4′=1（右旋），z 5=40，滚刀z 6=1（左旋），z 7=28。今要切制一个齿数z 5′=64的齿轮，应如何选配挂轮组的齿数z 2′、z 3和z 4。 解：由范成原理，滚刀6与轮坯5’的角速度比应为646 55656===' ''z z i ωω 转向如图。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 5624 2442175421155011528403515'' ''''=?=?????==i z z z z z z z z z z z z i 转向如图 可求得 25 3252=z z 至于Z 3为惰轮，其齿数可根据中心距A 24的需要确定。
2 3 4 5 6 7 1′ 4′5′ 1 题11-2 题11-3 如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图，模数mm m 11.0=（为非标准模数）。若要测量杆1每移动mm 001.0时，指针尖端刚好移动一个刻度()mm s 5.1=。问指针的长度?=R （图中齿轮5和游丝的作用是使各工作齿轮始终保持单侧接触，以消除齿轮间隙对测量精度的影响） 解：()4332-'-组成定轴轮系 100 1160120121632431224=??===''z z z z i ?? 24100??=∴ 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动mm 001.0时，齿轮2的转角为： 42221027.611 .029001 .022-?=??=== m Z h r h ? 此时要求指针刚好移动一刻度()mm s 5.1=，由4?R s =可得指针的长度为 mm s s R 241027.61005 .11004 24 =??== = -?? 题11-4 如图所示为绕线机的计数器。图中1为单头蜗杆，其一端装手把，另一端装被绕制线圈。2、3为两个窄蜗轮， z 2=99，z 3=100。在计数器中有两个刻度盘，在固定刻度盘的一周上有100个刻度，在与蜗轮2固联
齿轮设计说明书
设计计算说明书设计题目：齿轮 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
计算内容计算说明结果 1.计算齿轮传动 比i2根据ω=2πn，v=ωr ，求得 n=ω/2π=1.96*60=117.6r/min 由此算出i2=1500/(2.5*117.6)=5.1 传动比i2=5.1 2选择齿轮材料，并确定许用应力大丶小齿轮都采用CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC60.根据参考文献[1]图10-38和图10-39查出齿 轮的疲劳极限强度，确定许用应力。 σHlim 1=σHlim 2=1500MPa σFlim 1=σFlim=460MPa [σH]=0.9σHlim 1=0.9*1500=1350MPa [σF]=1.4σFlim 1=1.4*460=644MPa 材料：大丶小齿轮都采 用CrMnTi，渗碳淬火 许用应力。 σHlim1=σHlim2=1500MPa σFlim1=σFlim=460MPa [σH]=1350MPa [σF]=644MPa 3.选取设计参数取最小齿轮齿数Z1=17，则 Z2=i2Z1=5.1*17=86.7,取大齿轮齿数Z2=87 Z1=17 Z2=87 4计算齿数比U=Z2/Z1=5.1 U=5.1 5计算相对误差是 否合理由于传动比误差为|（u-i）/i|*100%=0.39%<3%~5%， 所以齿轮数选择合理 合理 6选齿宽系数Φd参考表10—11选齿宽系数Φd =0.5 （齿轮相对于轴承为对称布置） Φd =0.5
7计算系数 A m、A d 初选螺旋角β=10°， 根据表10—8，系数A m=12.4，A d=756 A m=12.4 A d=756 8计算小齿轮的功率P1和小齿轮的转 速n1取传动带的效率 η=0.95，P1=P c*0.95=28.8*0.95=27.36w n1=V/i=1500/2.5=600(r/min) P1=27.36w n1=600(r/min) 9计算小齿轮的转 矩T1T1=9550*（P1/n1） =9550*（27.36/600）=435.48(N·m) T1=435.48(N·m) 10计算当量齿数按式（10-32）计算齿轮当量齿数 Z V1=Z1/cos3β=17/cos310°=17.8 Z V2=Z2/cos3β=87/cos310°=91.1 Z V1=17.8 Z V2=91.1 11计算模数m n根据表10—10查出复合齿形系数 Y SF1=4.49,Y SF2=3.85 取载荷系数K=1.2 m n≥A m31Y KT FS1/Φd Z12[σF] =12.4*) 644 * 2 ^ 17 * 5.0 /( ) 49 .4 * 48 . 435 * 2.1( 3=3.6 按表10—1取标准值m n=4mm M n=4mm 11计算中心距a a=[m n(z1+z2)]/2cosβ =[4*(17+87)]/2*cos10°=211.2mm 取a=212mm a=212mm
齿轮机构及其设计(全部习题参考答案)
第5章 齿轮机构及其设计 5.1 已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮123, 1941m mm z ===，z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。 解： ()1212121219357,413123133,1.253 3.753.7530.75,0.55712390572363, 12323129572 3.7549.5,1232 3.75115.557cos2053.563,123cos20a f a a f f b b d mm d mm h mm h mm c mm a mm d mm d mm d mm d mm d mm d =?==?==?==?====?+==+?==+?==?==?==??==??=－－－115.58339.425mm p ==mm π 5.2 已知一正常齿标准直齿圆柱齿轮20,540m mm z α=?==，，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。 解：分度圆上：0.554010020sin 100sin 2034.20r mm r mm αρα=??====?=o 基圆上： 100cos2093.9700 b b b r r cos mm ααρ=?=??==? = 齿顶圆上：1 1005105cos (/ )26.5 sin 105sin26.546.85a a b a a a a r mm r r r mm αρα-=+=====?=o 5.4 在某项技术革新中，需要采用一对齿轮传动，其中心距144a mm =，传动比2i =。现在库房中存有四种现成的齿轮，已知它们都是国产的正常齿渐开线标准齿轮，压力角都是20°，这四种齿轮的齿数z 和齿顶圆直径a d 分别为： 1a12a23a34a424,=104mm;47,196mm; 48,250mm; 48,200mm. z d z d z d z d ======= 试分析能否从这四种齿轮中选出符合要求的一对齿轮来。 解：根据传动比要求，显然齿轮2不合适。又
第十章 齿轮机构及其设计要点
第十章齿轮机构及其设计 1 一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同？是否都是标准值？ 2 为什么模数值要标准化？ 3 标准为什么规定压力角为20°？ 4 如果齿轮的五个基本参数中，除模数以外其余四个基本参数都相同，齿轮的几何尺寸有何不同？ 5 确定蜗杆头数和蜗轮的齿数要考虑哪些问题？ 6 何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面？在中间平面内，蜗杆蜗轮传动相当于什么传动？ 7 确定蜗杆直径系数的目的是什么？的大小对蜗杆蜗轮机构有什么影响？它与蜗杆分度圆直径是什么关系？ 8 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮？引入背锥和当量齿轮的目的是什么？当量齿数如何计算？ 9 在直齿圆锥齿轮中何处为标准值？ 10 渐开线标准齿轮是指m、α、*a h、*c均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。 11 渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上的压力角。 12 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的线与轮坯的圆之间作纯滚动。 13 一对渐开线圆柱齿轮传动，其圆总是相切并作纯滚动，而两轮的中心距不一定等于两轮的圆半径之和。 14 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其圆重合。 15 用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均。 16 正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高，齿根高。 17 要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用传动。 18 斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是的。 19一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。 20 蜗杆的标准模数和标准压力角在面，蜗轮的标准模数和标准压力角在面。 21 直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以作为基准。 22 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 。 23 一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是。 24蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是。 25标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。 26一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。 27 共轭齿廓是指一对的齿廓。 28 用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线，加工变位齿轮时，中线与分度圆。被加工的齿轮与吃条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆。 29 有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮的下列尺寸，哪一个较大、较小或相等:d b1d b2； d a1d a2；d1d2；d f1d f2；s a1s a2；s1s2。 30标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是。 31斜齿轮在上具有标准模数和标准压力角。
齿轮的设计
齿轮的设计 变位齿轮(gear with addendum modification)简介 通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮。切制轮齿时，改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置称为径向变位。改变标准刀具的齿槽宽称为切向变位。最常用的是径向变位，切向变位一般用于圆锥齿轮的变位。 切制 加工径向变位齿轮时，齿条形刀具的中线相对被加工齿轮分度圆移动的距离称为变位量,用xm表示,x称为变位系数，m为模数。通常规定，刀具中线相对轮心移远时，x 取正值,称为正变位；刀具中线相对轮心移近时，x取负值，称为负变位。 特点 变位齿轮与标准齿轮相比，其模数、齿数、压力角均无变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增大，齿根高减小，齿顶高增大，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增大，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减小，齿根高增大，齿顶高减小，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减小。传动类型 径向变位齿轮传动可分为高变位齿轮传动和角变位齿轮传动。 高变位齿轮传动又称变位零传动，其特点是两轮的变位系数x1+x2=0。因此，高变位齿轮传动的啮合角α′等于压力角α，即α′=α；节圆与分度圆重合，即r′=r；中心距a′等于标准齿轮传动的中心距a，即a′=a。但由于变位齿轮齿顶高和齿根高发生了变化，高变位齿轮传动可用于中心距等于标准中心距，而又需要提高小齿轮齿根弯曲强度和减小磨损的场合。 角变位齿轮传动的特点是x1+x2≠0，故α′≠α，r′≠r，a′≠a。与标准齿轮传动相比，其啮合角发生了变化。当x1+x2>0 时，称为正传动，此时α′>α，r′>r,a′>a。采用正传动可以提高轮齿的接触强度和弯曲强度，改善轮齿的磨损，凑配中心距，但重合度有所减小。当x1+x2<0 时，称为负传动，此时α′<α，r′
齿轮系及其设计试题
第11章 齿轮系及其设计 I.填空题 1 平面定轴轮系传动比的大小等于 ；从动轮的回转方向可用 方法来确定。 2 所谓定轴轮系是指______，而周转轮系是指_______ 3 在周转轮系中，轴线固定的齿轮称为_____；兼有自转和公转的齿轮称为_____；而这种齿轮的动轴线所在的构件称为_____。 II.判断题 1 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ） 2 周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ） 3 行星轮系中若系杆为原动件可驱动中心轮，则反之不论什么情况，以中心轮为原动件时也一定可驱动系杆。（ ） III.选择题 1 下面给出图示轮系的三个传动比计算式，为正确的。 （A ）H H H i ωωωω--= 2112 （B ）H H H i ωωωω--= 3113 (C )H H H i ωωωω--= 3223 IV.计算题 1 在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n 11440= r /min ,转动方向如图示，
其余各轮齿数为：z 240?=，z 220'=，z 330=，z 318'=，z 454?=，试： （1）说明轮系属于何种类型；（2）计算齿轮4的转速n 4；（3）在图中标出齿轮4的转动方向。 2 在图示轮系中，所有齿轮均为标准齿轮，又知齿数z 130=，z 468?=。试问： （1）z 2? ?=，z 3=? （2）该轮系属于何种轮系？ V.问答题 1 在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，在图上标出蜗轮4的转动方向。
VI.计算题 1 在图示的轮系中，已知各轮齿数为zz z z z 1235620=====，已知齿轮1、4、5、7为 同轴线，试求该轮系的传动比i 17。 2 在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杆传给工 作台。已知丝杆螺距P=50mm ，且单头。z z 1219==，z 318=，z 420=，试计算手柄 转一周时工作台的进给量s 。
齿轮设计实例
【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=5.5kW ，小轮转速n 1=960r/min ，齿数比u =4.45。 解： 1．轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 HB 1=210～230， 大轮：45正火 HB 2=170～210， 取小轮齿数Z 1=22，则大轮齿数Z 2=uZ 1=4.45×22≈98， 对该两级减速器，取φd =1。 ②确定许用应力： 许用接触应力 N H lim H H min []Z S σσ= 许用弯曲应力 Flim ST NT F F min []Y Y S σσ= 式中 σHlim1=560MPa ，σHlim2=520MPa （图8-7（c ））， σFlim1=210MPa ，σFlim2=200MPa （图8-7（c ））。 σFlim 按图8-26查取，应力修正系数Y ST =2，而最小安全系数σHlim =σFlim =1（表8-5），故 H11560 []5601σ?== MPa H21520 []5201σ?== MPa F12102 []4201σ?== MPa F22002 []4001 σ?= = MPa ③ 按齿面接触强度设计 由式 d 1 计算小轮直径。 载荷系数K =K A K V K β 取K A =1（表8-2），K V =1.15，K β=1.09（表8-3），故 K =1×1.15×1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55×106p /n =9.55×106×5.5/960=54713.5N ?mm 弹性变形系数Z E =189.8（表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得
齿轮设计说明书
重庆大学本科学生课程设计零件齿轮的工艺规程设计 学生：何XX 学号：2XX 指导教师：XXX 专业：机械电子工程 重庆大学机械工程学院 二0一七年十二月
目录 重庆大学本科学生课程设计任务书 (3) 1. 序言 (4) 2. 零件分析 (4) 2.1. 零件的作用 (4) 2.2. 零件的工艺分析 (4) 3. 基准的选择 (4) 3.1. 定位方式 (4) 3.1.1. 带轴齿轮的定位方式 (4) 3.1.2. 以内孔和端面定位 (5) 3.1.3. 以外圆和端面定位 (5) 3.2. 零件的技术条件 (6) 3.2.1. 零件的表面粗糙度和加工精度 (6) 3.2.2. 各表面的位置精度（略） (6) 3.2.3. 零件表面的加工方法 (6) 4. 工艺规程的设计 (7) 4.1. 毛坯的确定 (7) 4.1.1. 确定机械加工余量 (8) 4.1.2. 确定毛坯尺寸公差 (8) 4.1.3. 确定圆角半径 (8) 4.1.4. 确定拔模斜度 (9) 4.1.5. 确定分模位置 (9) 4.1.6. 确定毛坯的热处理 (9) 4.2. 制定工艺路线（见机械加工工艺过程卡片） (9) 4.2.1. 粗铣 (9) 4.2.2. 精铣 (9) 4.2.3. 粗车 (9) 4.2.4. 粗车 (9) 4.2.5. 拉孔 (9) 4.2.6. 滚齿 (9) 4.3. 重点工序的说明（见工序卡片） (10) 5. 各工序切削用量的选择热处理工艺及工时的计算 (10) 5.1. 工序1（略） (10) 5.2. 工序2（略） (10) 5.3. 工序3（略） (10) 5.4. 工序4：见工序卡片 (10) 5.4.1. 切削用量 (10) 5.4.2. 工时的计算 (10) 6. 设计心得体会 (11)
齿轮设计
微型汽车所配发动机的基本参数，其最大功率58.8KW/6000rpm ，最大转矩108Nm/4400rpm 变速器的设计。 参考一款类似车型的传动比大小，初步选定各档传动比值 传动比：一档769.322 2714431=?=i 二档915.1222725392=?= i 三档339.122 2733363=?= i 四档14=i 五档89.022 2740295=?= i 齿轮的初步参数 中心距：根据经验公式初选31max g e A i T K A η= K A 是中心距系数，乘用车8.9~9.3，商用车8.6~9.6。max e T 发动机最大转矩（Nm ）1i 一档传动比，η传动效率96% 初选模数：经验公式，一档mm i T K m e m n ,31max 1η=，1m K 为模数系数，一般为0.27~0.37， max e T 发动机最大转矩，1i 变速器一档传动比，η变速器传动效率0.96 高档齿轮 mm T K m e m n ,3max =，m K 模数系数0.37~0.48 齿宽：齿轮宽度较大时，其承载能力会提高，但是当齿轮受载后，由于存在轴的挠度变形及齿轮的齿向误差等原因，使得齿轮沿齿宽方向的受力不均匀，因而选择齿宽时不宜过大。通常情况下，齿宽的确定是根据齿轮模数的相关经验公式来选取的 n c m K b = c K 齿宽系数，直齿轮取4.4~7.0；斜齿轮取7.0~8.6。为便于装配和调整，一般小齿轮宽度 再加大5~10mm ，但计算时按大齿轮宽度计算。 螺旋角：一般10°~35°，过大，轴向力大；过小， 中间轴上轴向力平衡111tan βn a F F = 222tan βn a F F = 传递的扭矩相等2211r F r F T n n == 2 1 21tan tan r r =ββ，尽量抵消轴向力 各档齿数的分配
齿轮设计实例
【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已 知传递的功率 P i =5.5kW ，小轮转速n i =960r/min ，齿数比u=4.45。 解： 1 ?轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 大轮：45正火 取小轮齿数Z 1=22 , 对该两级减速器，取 ② 确定许用应力： 许用接触应力 许用弯曲应力 S Fmin d U 计算小轮直径。 载荷系数K = K A K V K B 取 K A =1 （表 8-2）, K V =1.15, K B =1.09 （表 8-3）,故 K=1X 1.15 X 1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55 >106 p/n=9.55 M 06 X5.5/960=54713.5N mm 弹性变形系数 Z E =189.8 （表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得 HB 1=210 ?230 , HB 2=170 ?210 , 则大轮齿数 Z 2=U Z 1=4.45 X 2- 98 , d =1。 [H ] Z N Hlim S H min Flim Y ST Y NT F ] 式中 Hlim1 =560MPa , Flim1 =210MPa , Flim 按图 8-26查取, 8-7 （c ））. （图 （图 8-7 ③ 由式 Hlim2 =520MPa Flim2=200MPa 应力修正系数 Y ST =2 ,而最小安全系数 Hlim = Flim =1 （表 8-5）, 按齿面接触强度设计 H1 ] F2] 560 MPa 520 MPa 420 MPa 400 MPa d 1> 3 ------------------------------------------------ 2 2KT 1 u 1 Z E Z H 1 560 Fl ] 1 H2 ]
11第十一章 齿轮系及其分类
第十一章 齿轮系及其分类 第一节 齿轮系及其分类 如图8—1所示，由一系列齿轮相互啮合而组成的传动系统简称轮系。根据轮系中各齿轮运动形式的不同，轮系分类如下： ???? ? ??? ????? ?==?? ?成 由几个周转轮系组合而和周转轮系混合而成或混合轮系：由定轴轮系）行星轮系（）差动轮系（周转轮系（轴有公转）空间定轴轮系平面定轴轮系 定轴轮系（轴线固定）轮系12F F 图11—1 图11—2 图11—3 定轴轮系中所有齿轮的轴线全部固定，若所有齿轮的轴线全部在同一平面或相互平行的平面内，则称为平面定轴轮系，如图11—1所示，若所有齿轮的轴线并不全部在同一平面或相互平行的平面内，则称为空间定轴轮系；若轮系中有一个或几个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其它齿轮的固定轴线回转,如图，11—3所示，则这种轮系称为周转轮系，其中绕着固定轴线回转的这种齿轮称为中心轮（或太阳即绕自身轴线回转又绕着其它齿轮的固定轴线回转的齿轮称为行星轮，支撑行星轮的构件称为系杆（或 转臂或行星架），在周转轮系中，一般都以中心轮或系杆作为运动的输入或输出构件，常称其为周转轮系的 基本构件；周转轮系还可按其所具有的自由度数目作进一步的划分；若周转轮系的自由度为２，则称其为差动轮系如图11—2所示，为了确定这种轮系的运动，须给定两个构件以独立运动规律，若周转轮系的自由度为１，如图11—3所示，则称其为行星轮系，为了确定这种轮系的运动，只须给定轮系中一个构件以独立运动规律即可；在各种实际机械中所用的轮系，往往既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者由几部分周转轮系组成，这种复杂的轮系称为复合轮系如图所示，该复合轮系可分为左边的周转轮系和右边的定轴轮系两部分。 图11—4
齿轮设计说明书
齿轮参数化建模说明书 已知参数为:齿数z=34，模数m=2,压力角α=20°,建立直齿圆柱齿轮参数化建模。参数化建模过程： 1、启动Pro/E程序后，选择【文件】/【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项，在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模版】选项的选中状态，最后在【名称】文本框中输入gear，单击按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模版】选项组 中选择mmns_part_solid选项，最后单击该对话框中的按钮后进入Pro/E系统的零件模块。
2、设置尺寸参数单击菜单栏【工具】在下拉菜单单击【参数】，在【参数】对话框中添加尺寸的各个参数，如下图所示
3、设置关系参数 在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框，并在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿 顶圆直径关系，如下图所示： 4、绘制齿轮基本圆 （1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“左”，如图2-1 所示。单击【草绘】进入草绘环境。
（2）在绘图区以绘图提供的原点为圆心，绘制四个同心圆，并且标注圆的直径尺寸。在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制，如下图所示： （3）在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。在
“关系”对话框中输入尺寸关系，通过该关系创建的圆即分别为分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆。 (4)在【关系】对话框中单击确定按钮，系统自动根据设定的参数和关系式再生模型并生成新的基本尺寸。最终生成如下图所示的标准齿轮基本圆。 5、创建齿轮轮廓线在右工具箱中单击“基准曲线”按钮打开【曲线选项】菜单，在该菜单中选择【从方程】选项，然后选取【完成】选项。 系统提示选取坐标系，在模型树窗口中选择当前的坐标系，然后在【设置坐标类型】菜单中选择【笛卡尔】选项。系统打开一个记事本编辑器。在记事本中添加如下图所示的渐开线方程式，完成后依次选取【文件】／【保存】选项保存方程式，然后关闭记事本窗口。
第十一章 齿轮系及其设计
第十一章齿轮系及其设计 1．简答题： （1）为什么要应用轮系？齿轮系有几种类型？试举例说明。 （2）什么叫周转轮系的“转化机构”？它在周转轮系传动比中起什么作用？ （3）i GK是不是周转轮系中G、K两轮的传动比？为什么？ （4）周转轮系中两轮传动比的正负号与该周转轮系转化机构中两轮传动比的正负号相同吗？为什么？ （5）什么是惰轮？它在轮系中起什么作用？ （6）在空间齿轮所组成的周转轮系中，能否用转化机构法求传动比？它需要什么条件？ （7）如何从复杂的复合轮系中划分出各个基本轮系？ （8）如何确定行星轮系中各轮的齿数？它们应满足什么条件？ （9）在差动轮系中，若已知两个基本构件的转向，如何确定第三个基本构件的转向？ （10）求复合轮轮传动比的基本思路是什么？能否通过给整个轮系加上一个公共的角速度（- H）的方法来计算整个轮系的传动比？为什么？ 2．图7.8所示的轮系中，已知齿轮1的转速n1=120r/min，转向如图所示，而且Z1=40，Z2=20，试求： （1） Z3； （2） n3=0时，齿轮2的转速（大小和方向）； （3） n2=0时，齿轮3的转速（大小和方向）； 3．在图7.9所是万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杠传给工作台。已知丝杠螺旋距P=50mm,且单头，Z1=Z2=19，Z3=18，Z4=20。试计算手柄转一周使工作台的进给量s。
4．在图7.10所示轮系中，已知各轮齿数为Z1=30，Z2=25,Z3=Z4`=24,Z5=121,n A=48r/min,n B=316r/min,方向如图所示。试求轮6的转速n6。 5．在图7.11所示的电钻轮系中，已知各齿轮均为标准齿轮，齿数Z1=20，Z2=30,电动机M 的转速n1=3000r/min。试求钻头转速n a的大小及方向。 6．图7.12所示轮系中，z1=20,z2=30,z3=z4=z5=25,z6=75,z7=25,n A=100r/min.方向如图所示。 求n B。
齿轮设计
第6章传动零件的设计计算 图6 传动示意图 6.1齿轮的设计 齿轮3、齿轮4设计计算: 1.选择齿轮类型、精度等级、材料、热处理、齿面硬度、及齿数 ①选择齿轮类型 按图6-1所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 ②选择精度等级 由于该扩孔钻床速度不高，选用7级精度。 ③选取齿轮材料、热处理方法及齿面硬度 齿轮选便于制造和价格便宜的材料，采用软齿面齿轮传动。由《机械设计》表10-1选择小齿轮3材料为45钢（正火），齿部高频淬火，硬度为200HBS，大齿轮4材料为45钢（正火），齿部高频淬火，硬度为180HBS，二者材料硬度差为20HBS。 ④选齿数
试选小齿轮齿数Z3＝23，大齿轮齿数 Z4＝i3-4*Z3=1.92×23=44.16,取Z4＝45 2.按齿面接触强度设计 由《机械设计》设计计算公式10-9a 进行试算，即 []32 93132.2???? ??±?≥H E d t Z u u KT d σφ 确定各值，代入公式 ① 载荷系数选为Kt=1.2 ② 计算小齿轮3转矩 mm N mm N n P T ?=??== 35.19073055 .1495509550999 ③ 由《机械设计》表10-7选取齿轮齿宽系数 8 .0=d φ ④ 由《机械设计》表10-6选取材料弹性影响系数2 1 8.189Mpa Z E = ⑤ 由《机械设计》图10-21d 查得，MPa MPa H H 550,5804lim 3lim ==σσ ⑥ 计算齿轮应力循环次数 9 449 33101.1)1030082(13806060N 101.2)1030082(17306060N ?=??????==?=??????==h h jL n jL n 由《机械设计》图10-19选取接触疲劳寿命系数 1 ,143==NH NH K K 接触疲劳许用应力 取失效概率为1﹪接触疲劳最小安全系数S=1，由《机械设计》式10-12 计算小齿轮分度圆直径，取较小值 []mm Z u u KT H E d t d 43.865508.18992.192.28.01035.1902.132.2132.232 332 93=??? ?????=???? ??±?≥σφ 计算圆周速度 s m n d v t /3.31000 60730 43.861000 609 3=???= ?= ππ []H σ
齿轮设计说明书
绵阳职业技术学院 机械制造工艺学课程设计说明书 题目：设计“齿轮”零件的机械加工工艺 规程及工艺装备（年产量为4000件） 内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程综合卡片 1张 4.结构设计装配图 1张 5.结构设计零件图 1张 6课程设计说明书 1张 班级：机制151 学生姓名：蒋杰蒋金男钟升夏洋薛丁山 指导教师：梁春光 2016年11月25日
一.零件的分析 （一）零件的作用 轮齿是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。 齿轮的作用是能将一根轴的转动传递给另一根轴，也可以实现减速、增速、变向和换向等动作。 本课题缩小到对齿轮轴的研究，本课题中的加工精度高，因此对技术也就会随之提高，包括尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度等。使齿轮轴起到它的作用，更好的支撑传动部件、传递扭矩和承受载荷。从而使产品更加畅销，寿命延续更长，具有长远的意义，齿轮轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，严重时会导致相关部件的损坏。 本课题的研究主要是加工工艺的注意点和改进的方法，通过总结零件的的加工，提高所加工工件的质量，完善产品，满足要求，提高经济效益和劳动生产率 （二）零件的工艺分析
(1)齿轮零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该齿轮齿面的表面粗糙度要求Ra1.6，虽然要求比较高，但对加工工艺设计无影响。 齿轮零件图 二.工艺规程设计 （一）选择毛坯 齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为45钢，轮廓尺寸不大。形状亦不复杂，又屑成批生产，故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量簇近。部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 （二）定位基准的选择 本零件是带孔的投状齿轮，孔是其没计基准(亦是装配技基准和测量基准)，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而轩，即选Φ68K7孔及一端面作为精基推。
齿轮设计知识
齿轮设计知识 1) 什么是「模数」？ ★模数表示轮齿的大小。 模数是分度圆齿距与圆周率（π）之比,单位为毫米(mm)。 除模数外,表示轮齿大小的还有ＣＰ（周节：Circular pitch）与ＤＰ（径节：Diametral pitch）。 齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。 2) 什么是「分度圆直径」？ ★分度圆直径是齿轮的基准直径。 决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、 分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。 过去,分度圆直径被称为基准节径。最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。 3) 什么是「压力角」？ ★齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角。一般所说的压力角,都是指分度圆压力角。 最为普遍地使用的压力角为２０°,但是,也有使用１４．５°、１５°、１７．５°、２２．５°压力角的齿轮。 4) 单头与双头蜗杆的不同是什么？ ★蜗杆的螺旋齿数被称为「头数」,相当于齿轮的轮齿数。 头数越多,导程角越大。 5) 如何区分Ｒ（右旋）?Ｌ（左旋）？ ★齿轮轴垂直地面平放, 轮齿向右上倾斜的是右旋齿轮、向左上倾斜的是左旋齿轮。 6) Ｍ（模数）与ＣＰ（周节）的不同是什么？ ★ＣＰ（周节：Circular pitch）是在分度圆上的圆周齿距。单位与模数相同为毫米。 ＣＰ除以圆周率（π）得Ｍ（模数)。 Ｍ（模数）与ＣＰ得关系式如下所示。 Ｍ（模数)＝ＣＰ／π（圆周率） 两者都是表示轮齿大小的单位。 7)什么是「齿隙」？
★一对齿轮啮合时,齿面间的间隙。 齿隙是齿轮啮合圆滑运转所必须的参数。 8) 弯曲强度与齿面强度的不同是什么？ ★齿轮的强度一般应从弯曲和齿面强度的两方面考虑。 弯曲强度是传递动力的轮齿抵抗由于弯曲力的作用,轮齿在齿根部折断的强度。 齿面强度是啮合的轮齿在反复接触中,齿面的抗摩擦强度。 9) 弯曲强度和齿面强度中,以什么强度为基准选定齿轮为好？ ★一般情况下,需要同时讨论弯曲和齿面的强度。 但是,在选定使用频度少的齿轮、手摇齿轮、低速啮合齿轮时,有仅以弯曲强度选定的情况。最终,应该由设计者自己决定。 10) 什么是「中心距」？ ★中心距是指一对齿轮的轴间距离。 中心距的大小对齿隙产生影响。 中心距越大,齿隙也越大。 11) 正齿轮的中心距容许差,一般情况下应该取多少？ ★一般取基准值的近似于0的±公差。 12) 什么是「轴交角」？ ★相交轴齿轮（伞形齿轮）及交错轴齿轮（交错轴斜齿轮和蜗杆蜗轮）的二轴间所成之角度。一般为９０°。 轴交角的大小是对轮齿接触及齿隙产生重要影响的要素。 13) 什么是「组装距离」？ ★伞形齿轮的圆锥顶点到定位面（安装基准面）的轴向距离。 组装距离是影响轮齿接触与齿隙等的重要尺寸。 ☆小知识：在英语中,组装距离被称为 Locating distance ( Mounting distance )。 14) 「组装距离」的尺寸容许差应该取多少？ ★为得到适当的齿隙及轮齿接触,应尽量使容许差接近于0。 基准尺寸（容许差近似于0）的公差,推荐使用js7～js9。 15) 什么是「零度伞形齿轮」？ ★螺旋角为０°的弧齿伞形齿轮。 外形近似于直齿伞形齿轮的弧齿伞形齿轮。 其优点为: ?作用在齿轮上的力与直齿伞形齿轮相同。 ?比直齿伞形齿轮强度高、噪音低（就一般而言）。 ?因为可以进行磨齿加工＝可以生产出高精度齿轮。 ☆小知识：弧齿伞形齿轮的螺旋角一般为３５° 16) 怎样求出ＤＰ（径节）正齿轮的分度圆直径（DP8-15ｚ）？ ★将ＤＰ（径节）换算为模数。 Ｍ（模数）＝２５．４／ＤＰ（径节）＝２５．４／８＝３．１７５ mm 近似分度圆直径。 ｄａ＝３．１７５×１５＝４７．６２５ mm １英寸＝２５．４ｍｍ 17) 什么是「修鼓形加工」？ ★沿齿宽方向修整齿形,使齿宽中央部的齿形呈适当的鼓形。
机械原理答案第十一章齿轮系及其设计
Z 4‘ =1 （右旋），Z 5=40,滚刀 Z 6=1 （左旋）， Z 7=28O 今要切制一个齿数 Z 5‘ =64的齿轮，应 如 何选配挂轮组的齿数 Z 2‘、Z 3和Z 4。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 32 至于Z 3为惰轮，其齿数可根据中心距 A 24的需要确定。 Z 5 25 第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置， 其 中各轮齿数均已知，试求传动比 i 15,并 15, 指出当提升重物时手柄的转向（在图中 用箭头标出）。 解：此轮系为空间定轴轮系 Z 2Z 3Z 4Z 5 i l5 Z 1 Z 2 Z 3 乙 H Z 4=40 Z 4' =18 Z 2=50 Z i =20 题 11-1 50 30 40 52 20 15 1 18 = 577.78 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构, 工作台与涡轮 5 固联。若已知 Z 1=z 1 ' =15， 2=35， 解：由范成原理，滚刀 6与轮坯5'的角速度比应为 ∣65"二 ■6 _ = 64转向如图。 Z 6 ∣15 二 Z 1 Z 2Z 4 Z 5 15 35 40 Z 4 4 Z 7NZ 2Z 4 28 15 1 Z 2 = 50 了 = ∣65转向如图 Z 2 可求得
1为单头蜗杆，其一端装手把，另一端装被绕制 Z2=99, Z3=100。在计数器中有两个刻度盘，在固定刻度盘的一 周上有100个刻度，在与蜗轮2固联的活动刻度盘的一周上有99个刻度，指针与 蜗轮3固联。问指针在固定刻度盘上和活 题11-3如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图，模数m = 0.11mm （为非标准模数）。若要测量杆1每移动0.001 mm时，指针尖端刚好移动一个刻度s =1.5mm。问指 针的长度R=?（图中齿轮5和游丝的作用是使各工作齿轮始终保持单侧接触，以消除齿轮 间隙对测量精度的影响） 解：2-33'-4组成定轴轮系 φ2 Z3Z4 16X2 1 i 24 = = = = 1 Z2Z3 120 160 100 4 =100 2 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动0.001mm时，齿轮2的转角为: h 2h 2 0.001 r2 Z2m 29 0.11 -6.27 10, 此时要求指针刚好移动一刻度s=1.5mm ,由^R 4可得指针的长度为 S 100 ： 1.5 100 6.27 10* =24mm 题11-4如图所示为绕线机的计数器。图中 线圈。2、3为两个窄蜗轮， 5
机械原理答案第十一章 齿轮系及其设计
第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置,其中各轮齿数均已知,试求传动比i 15,并指出当提升重物时手柄的转向(在图中用箭头标出)。 解: 此轮系为空间定轴轮系 78 .577181152052 40305043215 43215=??????= =' ''z z z z z z z z i 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构,工作台与涡轮5固联。若已知z 1=z 1′=15,z 2=35,z 4′=1(右旋),z 5=40,滚刀z 6=1(左旋),z 7=28。今要切制一个齿数z 5′=64的齿轮,应如何选配挂轮组的齿数z 2′、z 3与z 4。 解:由范成原理,滚刀6与轮坯5’的角速度比应为646 55656===' ''z z i ωω 转向如图。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 5624 2442175421155011528403515'' ''''=?=?????==i z z z z z z z z z z z z i 转向如图 可求得 25 3252=z z 至于Z 3为惰轮,其齿数可根据中心距A 24的需要确定。
2 3 4 5 6 7 1′ 4′5′ 1 题11-2 题11-3 如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图,模数mm m 11.0=(为非标准模数)。若要测量杆1每移动mm 001.0时,指针尖端刚好移动一个刻度()mm s 5.1=。问指针的长度?=R (图中齿轮5与游丝的作用就是使各工作齿轮始终保持单侧接触,以消除齿轮间隙对测量精度的影响) 解:()4332-'-组成定轴轮系 100 1160120121632431224=??===''z z z z i ?? 24100??=∴ 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动mm 001.0时,齿轮2的转角为: 42221027.611 .029001.022-?=??=== m Z h r h ? 此时要求指针刚好移动一刻度()mm s 5.1=,由4?R s =可得指针的长度为 mm s s R 241027.61005 .11004 24 =??== = -?? 题11-4 如图所示为绕线机的计数器。图中1为单头蜗杆,其一端装手把,另一端装被绕制线圈。2、3为两个窄蜗轮, z 2=99,z 3=100。在计数器中有两个刻度盘,在固定刻度盘的一周上有100个刻度,在与蜗轮2固联的活动刻度盘的一周上有99个刻度,指针与蜗轮3固联。问指针在固定刻度盘上与活动刻度盘上
机械设计——齿轮传动(1)
第十二章 齿轮传动 1、图示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1）画出轴II 和轴III 的转向。 （2）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （3）低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ （4）画出各个齿轮所受轴向力。 2、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW ，n 1=200r/min ，齿轮的法面模数m n =4mm ，齿数z 1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。试求各对齿轮传动轴向力的大小？ 3、图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴III 的转向，齿轮2的参数m n =3mm ，z 2=57， β2 =14°；齿轮3的参数m n =5mm ，z 3=21。试求： （1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，选择各齿轮的螺旋线方向，并在图上标出； （2）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向； （3）如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值（忽略摩擦损失）？ 10、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。己知：小齿轮齿数221=z ，大齿轮齿数902=z ，法向模数 mm m 2n =，中心距mm a 120=，传递功率KW P 2=，小齿轮转速m in /3201r n =，小齿轮螺旋线方向右旋。求： （1) 大齿轮螺旋角β大小和方向； 1 2 3 4
（2) 小齿轮转矩1T ； （3) 小齿轮和大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。 11、有一齿轮传动如图所示，已知：281=z ，702=z ,1263=z ,模数mm m 4n =，压力角ο20=α，中心距mm a 2001=， mm a 4002=，输入轴功率kW P 101=，转速m in /10001r n =，不计摩擦。 （1) 计算各轴所受的转矩； （2)分析中间齿轮的受力，在图中画出，并计算所受各力的大小。 13、图示二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级和低速级的传动比相等，u 1=u 2=3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3倍，齿轮材料为45钢，小齿轮均调质处理，大齿轮均正火处理，其许用应力为： 齿轮1：[ H ]1 =590MPa ；齿轮2：[ H ] 2 =490MPa ；齿轮1：[ H ] 3 =580MPa ；齿轮1：[ H ] 4 =480MPa 两级齿轮的载荷系数K 、Z E 、Z H 、Z 均相同，其中高速级已根据接触强度算得d 1=75mm ，若使两对齿轮等接触强度，试问低速级小齿轮的直径d 3应为多少？ 附：[]H u u bd KT Z Z Z σσε ≤+?=1 22 11E H H 14、一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：z 1=20，z 2=60，m =3mm ，d =1，小齿轮转速n 1=950r/min ，主从动轮的许用应力[ H 1 ]=700MPa ， [ H 2 ]=650MPa ，载荷系数K=1.6，节点区域系数Z H =2.5，弹性系数Z E =189.9MPa ，重合度系数Z =0.9。按接触疲劳强度， 求该对齿轮所能传递的功率。 附：[]H u u bd KT Z Z Z σσε ≤+?=122 11E H H