直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计
齿轮的设计参数（直齿圆柱齿轮）
节圆d'⼀对齿轮传动时，两齿轮的齿廓在连⼼线O1O2上接触点C 处，两齿轮的圆周速度相等，以O1C和O2C为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。
压⼒⾓α齿轮传动时，⼀齿轮(从动轮)齿廓在分度圆上点C的受⼒⽅向与运动⽅向所夹的锐⾓称压⼒⾓。
我国采⽤标准压⼒⾓为20°。
啮合⾓α'在点C处两齿轮受⼒⽅向与运动⽅向的夹⾓模数m是设计和制造齿轮的重要参数。
不同模数的齿轮要⽤不同的⼑具来加⼯制造。
为了便于设计和加⼯，模数数值已标准化，其数值如表10.1.2-2所⽰。
表10.1.2-2 齿轮模数标准系列（摘录GB/T1357-1987）第⼀系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50第⼆系列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45注：选⽤模数时，应优先选⽤第⼀系列；其次选⽤第⼆系列；括号内的模数尽可能不⽤。
标准直齿圆柱齿轮各部分的尺⼨与模数有⼀定的关系，计算公式如表10.1.2-3。
表10.1.2-3 标准直齿圆柱齿轮轮齿各部分的尺⼨计算名称符号公式分度圆直径d d＝mz齿顶圆直径da da ＝d+2 ha ＝m(z+2)齿根圆直径df df ＝d+2 hf ＝m(z-2.5)齿顶⾼ha ha ＝m齿根⾼hf hf ＝1.25m全齿⾼h h ＝ha + hf = 2.25m中⼼距a a ＝m⁄2 (z1+z2)齿距p P = πm⼀对相互啮合的齿轮，模数、压⼒⾓必须相等。
标准齿轮的压⼒⾓（对单个齿轮⽽⾔即为齿形⾓）为20°。
二级展开式直齿圆柱齿轮减速器毕业设计
论文题目：二级直齿圆柱齿轮减速器毕业设计（论文）任务书院（系）系机电工程专业机械设计及其自动化1.毕业设计（论文）题目：二级齿轮减速器2.题目背景和意义：本次论文设计进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。
综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理。
掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力。
3.设计(论文)的主要内容：带式输送机传动总体设计；带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写设计论文；翻译外文资料等4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：，地点：主要参：转距T=850N•m，滚筒直径D=380mm，运输带工作转速V=1.35m/s 工作条件：送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，空载起动，每天两班制工作，每年按300个工作日计算，使用期限10年。
具体要求：主要传动机构设计；主要零、部件设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写设计论文；选一典型零件，设计其工艺流程；电动机电路电气控制；翻译外文资料等5.毕业设计（论文）的工作量要求：设计论文一份1.0万~1.2万字装配图1张 A0，除标准件外的零件图9张 A3 设计天数：四周指导教师签名：年月日学生签名：年月日系（教研室）主任审批：年月日带式运输机传动装置传动系统摘要本次论文设计的题目是“带式输送机传动装置的设计及制造”。
进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。
本次的设计具体内容主要包括：带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写开题报告；撰写毕业设计说明书；翻译外文资料等。
直齿圆柱齿轮工艺及夹具设计
直齿圆柱齿轮工艺及夹具设计对于直齿圆柱齿轮的工艺设计，首先需要进行齿轮的结构设计，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
然后，根据齿轮的类型和尺寸，选择合适的加工工艺。
一般情况下，直齿圆柱齿轮的加工工艺包括车削、铣削和磨削等过程。
下面，我将分别介绍这些工艺的具体步骤。
1.车削加工：车削是直齿圆柱齿轮加工的主要方法之一、车削加工需要使用齿轮车削机，通过将刀具沿齿轮的螺旋线进行切削来加工齿轮齿面。
车削加工的关键是确定好刀具的进给量和切削速度，以保证齿轮齿面的质量和精度。
2.铣削加工：铣削是直齿圆柱齿轮加工的另一种常用方法。
铣削加工需要使用齿轮铣床，通过将刀具沿齿轮的齿廓进行切削来加工齿轮齿面。
铣削加工通常采用刀具分多次切削的方式，以提高加工效率和保证齿轮齿面的质量。
3.磨削加工：磨削是直齿圆柱齿轮加工的最后一道工序。
磨削加工需要使用齿轮磨床，通过将砂轮沿齿轮的齿廓进行磨削来加工齿轮齿面。
磨削加工可以大大提高齿轮的精度和光洁度，达到高精密要求。
除了工艺设计，夹具设计也是直齿圆柱齿轮加工中不可忽视的一环。
夹具的设计应根据齿轮的类型和尺寸来确定，以确保齿轮在加工过程中的稳定性和精度。
常见的齿轮夹具包括顶夹具、侧夹具和中心夹具等。
在夹具设计过程中，需要考虑夹紧力、夹紧方式、夹紧面形状等因素，以提高夹具的稳定性和工作效率。
综上所述，直齿圆柱齿轮的工艺及夹具设计对于保证齿轮加工质量和提高生产效率至关重要。
在工艺设计中，需要选择合适的加工工艺，并控制好加工参数，以确保齿轮的精度和光洁度。
在夹具设计中，需要根据齿轮的类型和尺寸，设计合理的夹具结构和夹紧方式，以提高夹具的稳定性和工作效率。
机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器
机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号学生姓名：指导老师：完成日期：所在单位：设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。
2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件（1）工作情况：两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳。
（2）使用期限：5年。
（3）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。
（4）允许误差：允许输送带速度误差5%±。
5、设计任务（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110a≤时）或1：（当齿轮副的啮合中心距110a>时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
目录一传动装置的总体设计 (3)二传动零件的设计 (7)三齿轮传动的设计计算 (9)四轴的计算 (11)五、箱体尺寸及附件的设计 (24)六装配图 (28)设计内容：一、传动装置的总体设计1、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2，选择电动机（1）选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率①带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据，即：表一工作机所需功率为： kW sm N Fv w 44.51000/7.132001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为：212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P 459的附录3 选取1η= 、2η=（8级精度）、3η=（球轴承）、4η=、5η=故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为kW sm N Fv d 33.6852.0*1000/7.1*32001000P ===η 又因为电动机的额定功d ed P P ≥（3） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：min r/2.814007.1100060v 100060=⨯⨯=⨯⨯=ππD n 滚筒查《机械基础》P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~5（8级精度）。
标准直齿圆柱齿轮的传动设计计算
标准直齿圆柱齿轮的传动设计计算：
一.齿轮的受力分析：
圆周力Ft=Ft1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2;
径向力Fr=Fr1=Fr2=Ft.tanа;
法向力Fn=Fn1= Fn2=Ft/COSа;式中：T1、Ｔ2为两齿轮的转距，Ｎ．ｍｍ；d1、d2为两齿轮的分度圆直径，mm；а为压力角，а＝20°。
若Ｐ为传递的功率，KW；n1为小齿轮的转速，r/min；可得转矩：T1=9.55*106P/n1.式中T1的单位为N.mm。
二.轮齿的计算载荷：
上式分析的法向力Fn是作用在轮齿上的理想状况下的载荷，称为名义载荷，在强度计算时，需引用载荷系数K（新国标中用使用系数、动载系数、分布系数、分配系数等考虑多种因素的影响，本处为简化计算，仅用载荷系数表示。
）则计算载荷Fnc=KFn；载荷系数K值可根据载荷特性查设计手册表中所得。
三.齿面接触疲劳强度计算：
四.齿面疲劳强度计算的目的是为了防止齿面点蚀失效。
防止齿面点蚀的强度条件为：节点
处的计算接触应力应该小于齿轮材料的许用接触应力，即：σH≤〖σH〗。
齿面最大的计算接触应力，可用赫兹应力公式计算：
式中：σH的单位为Mpa；Fn为作用在轮齿上的法向力，N;b为轮齿的宽度，mm；ρ1，ρ2为两轮齿廓在节点处的曲率半径，mm；μ1，μ2为两轮材料的泊松比；E1、E2为两轮材料的弹性模量，Mpa；正号用于外啮合，负号用于内啮合。
令ZE=
ZE称为齿轮材料的弹性系数，
普通圆柱蜗杆的传动效率η=（100-3.5i）%。
毕业设计(论文)--直齿圆柱齿轮的加工工艺规程
直齿圆柱齿轮的加工工艺规程摘要人们的生产和生活广泛使用各种机器。
随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。
本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。
各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。
随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。
设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。
【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。
目录一摘要 (1)前言 (3)二齿轮加工工艺 (4)第一章齿轮转动基础知识 (4)第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)第三章齿轮的种类及应用范围 (9)第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)三结束语 (18)四参考文献 (19)五结束语 (20)前言齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。
实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。
齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。
齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。
仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。
范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为：(1)插齿机：多用于粗、精加工内外啮合的直齿圆柱齿轮，特别适用于双联、多联齿轮，当机床上装有专用装置后，可以加工斜齿圆柱齿轮及齿条。
(2)滚齿机：可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等加工。
直齿圆柱齿轮设计步骤资料
直齿圆柱齿轮设计步骤直齿圆柱齿轮设计1.齿轮传动设计参数的选择齿轮传动设计参数的选择：1）压力角α的选择2）小齿轮齿数Z1的选择3）齿宽系数 d的选择齿轮传动的许用应力精度选择压力角α的选择由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。
我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。
为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。
但增大压力角并不一定都对传动有利。
对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。
的选择小齿轮齿数Z1若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。
另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。
但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。
不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。
闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z1=20~40。
开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。
为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z1≥17。
Z 2=u·z1。
齿宽系数φd的选择由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。
圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。
对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为所以对于外捏合齿轮传动φa的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。
直齿圆柱齿轮设计步骤
直齿圆柱齿轮设计1.齿轮传动设计参数的选择齿轮传动设计参数的选择：1）压力角α的选择2）小齿轮齿数Z1的选择3）齿宽系数φd的选择齿轮传动的许用应力精度选择压力角α的选择由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。
我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。
为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。
但增大压力角并不一定都对传动有利。
对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。
小齿轮齿数Z1的选择若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。
另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。
但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。
不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。
闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z1=20~40。
开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。
为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z1≥17。
Z2=u·z1。
齿宽系数φd的选择由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。
圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。
对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为所以对于外捏合齿轮传动φa的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。
机械制造工艺学课程设计—齿轮设计
机械制造工艺学课程设计题目：直齿圆柱齿轮设计姓名（学号）：）教学院：专业班级：指导教师：完成时间：教务处制目录引言 (1)1.齿轮零件结构分析 (1)1.1 齿轮零件图分析 (1)1.2 齿轮零件结构分析 (2)1.2.1零件表面组成 (2)1.2.2确定主要表面与次要表面 (2)1.2.3零件结构工艺性分析 (2)2.毛坯的确定 (2)2.1毛坯的确定原则 (2)2.2毛胚的选择原则 (2)3.选择定位基准 (3)3.1以内孔和端面定位 (3)3.2以外圆和端面定位 (3)4.拟定齿轮的工艺路线 (3)4.1确定加工方案 (3)4.1.1齿坯加工方案的选择 (3)4.1.2齿形加工 (4)4.2划分加工阶段 (4)4.3选择定位基准 (4)4.4加工工序安排 (4)5.确定加工尺寸和切削用量 (4)5.1背吃刀量的选择 (4)5.2进给量的选择 (5)5.3切削速度的选择 (5)6.设计工序内容 (5)6.1确定工序尺寸 (5)6.2选择设备工装 (6)7.夹具设计 (6)7.1机床夹具的定位误差 (6)7.1.1心轴 (6)7.1.2定位套 (7)7.2机床夹具的对刀装置 (7)7.2.1确定插床夹具对刀块位置尺寸的步骤 (8)7.2.2精度校验 (8)7.3机床夹具的选择原则 (8)9.附件 (9)参考文献 (10)致谢词 (10)引言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作惊醒一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
为今后的工作打下一个良好的基础。
直齿圆柱齿轮传动设计
直齿圆柱齿轮传动设计首先，设计直齿圆柱齿轮传动需要确定齿轮的参数。
齿轮的参数包括模数m、齿数z、齿宽b、压力角α等。
模数决定了齿轮的尺寸，一般根据传动功率、转速等参数进行估算。
齿数z决定了齿轮的传动比，一般根据传动机构的要求确定。
齿宽b根据齿轮的载荷大小进行估算。
压力角α一般选取20°、22.5°、25°等常用的值。
确定了这些参数后，可以根据齿轮的几何特征进行齿轮的绘制。
接下来，需要计算直齿圆柱齿轮的传动比。
传动比一般定义为输入轴的转速与输出轴的转速之比，可以根据齿轮参数和传动机构的要求进行计算。
传动比的计算公式为：传动比=输出轴齿轮齿数/输入轴齿轮齿数在计算传动比时，还需要考虑两个齿轮的模数是否相等，如果不相等，需要进行修正。
修正公式为：修正传动比=传动比×(模数2/模数1)其中，模数1为输入轴齿轮的模数，模数2为输出轴齿轮的模数。
当修正传动比计算完成后，可以根据实际需求进行调整。
然后，需要进行齿轮的强度校核。
齿轮的强度校核是为了保证齿轮在正常工作状态下不会产生破坏。
常用的齿轮强度计算理论有力学强度设计法和面强度设计法。
力学强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面弯曲破坏，通过计算齿面弯曲强度和弯曲疲劳强度来进行判断。
面强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面所受的接触压力引起的疲劳破坏，通过计算齿面强度和疲劳寿命来进行判断。
最后，需要进行齿轮传动的精度校核。
直齿圆柱齿轮传动的精度校核主要有几何精度校核和运动精度校核。
几何精度校核包括齿轮齿宽误差、齿轮齿距误差和齿轮齿高误差等方面。
运动精度校核主要包括齿轮传动的轻载配合误差和重载配合误差两方面。
通过对齿轮传动的精度校核，可以保证齿轮传动的正常运行和传动精度。
综上所述，直齿圆柱齿轮传动的设计过程包括齿轮参数的选择、传动比的计算、齿轮的强度校核和精度校核。
在设计过程中，需要根据传动机构的要求和实际情况进行参数选择和计算，并进行强度和精度的校核。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目：直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计学院冀中职业学院学生姓名李朋辉学号2009040217专业机电一体化技术届别2009指导教师姜小丽职称二011年月诚信承诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人毕业论文中为剽窃他人的学术观点、思想和成果，为篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校处理。
学生（签名）：李朋辉2011年月日摘要现在齿轮传动是机械传动最常用的形式之一，它在机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航天等设备中得到广泛应用。
其中直齿圆柱齿轮是汽车及机械行业中重要的传动零件，其形状复杂，材质尺寸精度表面质量及综合机械性能很高。
本文主要介绍直齿圆柱齿轮的结构及设计和加工工艺。
目录概述…………………………………………………..第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮基础知识……………………………………1.2直齿圆柱齿轮结构及零件图……………………1.3直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取…………第二章直齿圆柱齿轮的加工工艺2.1夹具及毛坯的选取………………………………2.2齿轮加工方法……………………………………2.3齿轮加工方案选择及使用要求…………………2.4直齿圆柱齿轮加工工艺过程……………………结束语………………………………………………..参考文献……………………………………………..概述齿轮是机械行业量大面广的基础零件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，航空，工程机械等领域，而对加工精度，效率和柔性提出越来越高的要求。
齿轮加工技术从公元前400—200年的手工业制作阶段开始经历了机械仿形阶段、机械返程加工阶段以及20世纪80年代至今的数控技术加工阶段。
第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮的基础知识1.1.1齿轮机构的特点如下：（1）齿轮机构的优点有：1）齿轮机构传动比恒定，寿命长，工作可靠性高。
2)齿轮机构传递的功率和圆周速度分别可达100000k w、300m∕s。
3）齿轮机构能够实现平行轴和不平行轴之间的传动。
（2）齿轮机构的缺点有：1）齿轮机构的制造成本过高。
2）齿轮机构不适用于远距离的传动。
3）低精度齿轮会产生有害的冲击，噪音和振动。
1.1.2齿轮的分类齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法分类。
齿轮的齿形包括齿廓曲线压力角齿高和变位。
齿轮按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗轮蜗杆；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿、曲线齿轮；按齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮；按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。
1.2直齿圆柱齿轮的结构及零件图1.2.1直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号1）齿顶圆--齿轮齿顶所在的圆。
其直径（或半径）用da（或ra ）表示。
2）齿根圆--齿轮齿槽底所在的圆。
其直径（或半径）用df（或rf）表示。
3）分度圆--用来分度（分齿）的圆，该圆位于齿厚和槽宽相等的地方。
其直径（或半径）用d（或r表示）。
4）齿顶高--齿顶圆与分度圆之间的径向距离，用ha表示。
5）齿根高--齿根圆与分度圆之间的径向距离，用hf表示。
6）全齿高--齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表示。
显然有：h = ha + hf7）齿厚--一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用s表示。
8）槽宽--一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用e表示。
9）齿距--相邻两齿的同侧齿廓之间的分度圆弧长，用p表示。
显然有：p = s + e10）齿宽--齿轮轮齿的宽度（沿齿轮轴线方向度量），用b表示。
1.2.2直齿圆柱齿轮的基本参数与齿轮各部分的尺寸关系1)齿数z一个齿轮的轮齿总数。
2）模数m 以z表示齿轮的齿数，那么齿轮的分度圆周长=πd = z p。
因此分度圆直径为：d=(p/π)·z,式中：p/π称为齿轮的模数，用m表示，即要使两个齿轮能啮合，它们的齿距必须相等。
因此互相啮合的两齿轮的模数m必须相等。
从d = mz中可见，模数m越大，轮齿就越大；模数m越小，轮齿就越小。
模数m是设计、制造齿轮时的重要参数。
不同模数的齿轮，要用不同模数的刀具来加工制造。
为了便于设计和减少加工齿轮的刀具数量，GBI357一78对齿轮的模数m已系列化，如下表所示。
3）在选用模数时，应优先采用第一系列的模数，其次是第二系列，括号内的尽可能不用。
当标准直齿圆柱齿轮的模数m确定后，按照与m的比例关系可算出轮齿的各基本尺寸。
1.2.3直齿圆柱齿轮零件图在齿轮零件图上不仅要表示出齿轮的形状、尺寸和技术要求，而且要列出制造齿轮所需要的参数和公差值，如图7.2-6所示。
图7.2-6 直齿圆柱齿轮的零件图1.3直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取在加工之前，为了保证齿轮的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据实际的工作条件和材料的特点来选取。
对直齿圆柱齿轮材料的基本要求是;应使齿面有足够的硬度和耐磨性，齿心具有足够的韧性，以防止齿的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。
1.3.1满足材料的机械性能加工过程中，如果齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效；如果齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。
齿轮主要的失效形式有齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。
因此我们要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，心部要有一定的强度和韧性。
1.3.2满足材料的工艺性能材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。
齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选择材料时要特别注意材料的工艺性能。
一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。
而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。
因此可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。
1.3.3材料的经济性要求在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应注意尽量降低零件的总成本。
从材料本身价格来考虑，碳钢和铸铁的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可以降低成本。
1.3.4齿轮的材料及热处理对于齿轮材料基本要求如下：齿面要硬，齿芯要韧；易于加工及热处理；软齿面齿轮齿面配对硬度差为30—50HBS常用的齿轮材料及其热处理方法有:(1)中碳钢（如45钢）进行调质或表面淬火，综合力学性能较好，用于低速轻载或中载的一些不重要的齿轮。
(2)合金调质钢(如4Cr)进行调质或表面淬火，综合性能更好，其热处理变形小，适用于中速、中载及精度较高的齿轮。
(3)合金渗碳钢进行渗碳淬火或液体碳氮共渗，齿面硬度可达58HRC，且心部有较高韧性，适用于高速、中载和或有冲击载荷的齿轮(4)铸铁及其他非金属材料。
这些材料强度低、易加工，适用于一些轻载齿轮。
a表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr钢等。
表面淬火后，齿面硬度一般为40—55HRC。
特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高，耐磨性好;由于齿心部分未淬硬。
齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。
b渗碳淬火常用于低碳钢和低碳合金钢。
渗碳淬火后齿面硬度可达56—62HRC，而齿轮心部仍保持较高的韧性，齿轮的抗弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。
齿轮经渗碳淬火后，齿轮变性较大，应进行磨削加工。
c渗氮是一种表面化学热处理。
渗氮后不需要进行其他热处理，齿面硬度可达700—900HV。
由于渗氮处理后的齿轮硬度较高，工艺温度低，变形小，故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于铅、铝等合金元素的渗氮钢。
d调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、35SiMn钢等。
调质处理后齿面硬度一般为200—280HBS。
因硬度不高，齿轮精加工可在热处理后进行。
e正火能消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。
机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理，大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。
本文中用到的齿轮材料为钢制齿轮，其热处理方法是正火和调质，选用8级精度齿轮，其表面粗糙度m Raμ2.36.1-≤第二章直齿圆柱齿轮的加工工艺2.1夹具及毛坯的选取2.1.1夹具的选取齿轮按齿坯形状分为轴类和盘类。
加工轴类时一般采用双顶尖孔定位。
盘类齿轮的定位基准与设计基准及与轴连接的装配基准（圆孔和花键孔等）相一致。
盘类齿轮的端面作为辅助辅助定位基准。
因此在齿坯加工时，端面对内孔的圆跳动不得大于0.04mm。
滚齿夹具一般采用组合结构，即由夹具底座和心轴组成，同一规格的夹具，底座能安装不同规格的心轴，具有成本低调整方便的优点。
底座根据工件的大小可分为2—3种，按工件的分度圆选用。
两端棉对中心线的端面跳动不能大于0.005mm。
为保持夹具精度及使用寿命，心轴必须经过淬应处理和磨削。
各压圈、垫片的两端要平行平行度不大于0.005mm.为使工件夹紧时受力均匀，压紧用的垫圈采用球面垫圈。
剃齿夹具一般采用心轴形式。
因剃赤余量小，故切削力也小。
压套与工件接触的端面要求平整，端面跳动不大于0.005mm。
端面及内孔表面粗糙度不大于Ra0.4um。
心轴的工作尺寸选取与滚齿夹具相同，径向跳动不大于0.005mm。
端面及外圆表面的粗糙度不大于Ra0.4um。
压轴与心轴都要经过淬硬处理，中心孔需要研磨，表面粗糙度不大于Ra0.2um。
插齿工作尺寸小于40mm时，心轴采用整体结构，大于40mm时采用镶套结构。
心轴工作尺寸的选取与滚齿夹具相同。
外径及锥面径向跳动不大于0.005mm., 表面的粗糙度不大于Ra0.4um。
心轴必须经过淬硬处理和磨削，螺纹部位不淬硬。
2.1.2毛坯的选择由于齿轮毛坯的选择取决于齿轮材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。
常用的齿轮毛坯有：(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸较小，结构简单的齿轮。
(2)锻件用于重要而受力较大的齿轮。
(3)铸钢件用于直径大或结构形状复杂，不宜锻造的齿轮。
(4)铸铁件用于受力小，无冲击的开式传动的齿轮。
本文就用的是下料件。
2.2齿轮加工方法齿轮加工的关键是齿面加工。
目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。
按照加工原理，可分为成行法和展成法。
2.2.1成行法成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成型刀具加工齿形的方法。
用齿轮铣刀在铣床上加工齿轮是常用的成形法加工。
(1)铣刀应选择与被加工齿轮模数压力角相等的铣刀。
(2)我们在铣削的过程中，在卧式铣床上应将齿坯套在心轴上安装于分度头和尾架顶尖中，对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽，铣完齿退出进行分度，依次逐个完成齿数的铣削。
(3)铣齿加工特点：用普通的铣床设备，且成本低；生产效率低；齿轮精度低。