齿轮箱设计步骤

合集下载

齿轮设计的一般步骤

1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱动功率2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，发现模数选得太小，就必须重新确定齿轮模数，关于齿轮模数的选取，一般凭经验、或是参照类比，后期进行安全校核）3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动）4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比5、根据系统需要进行详细的传动结构设计（各个轴系的详细设计），这样的设计一般还在总装图上进行。

6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有干涉、制造与安装困难等），就需要及时的返回上面程序重新来过7、画出关键轴系的简图（一般是重载轴，当然，各个轴系都做一遍当然好），画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险截面，并进行轴的强度校核8、低速轴齿轮的强度校核9、安全无问题后，拆分零件图渐开线圆柱齿轮传动设计程序主要用于外啮合渐开线圆柱标准直齿齿轮传动设计、渐开线圆柱标准斜齿齿轮传动设计和渐开线圆柱变位齿轮传动设计。

程序中的各参数和各设计方法符合相关的国家标准，即：渐开线圆柱齿轮基本轮廓（GB/T1356－2001）、渐开线圆柱齿轮模数（GB/T1357－1987等效采用ISO54－1977），以及《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》（GB/T3480－1997等效ISO6336－1966）、渐开线圆柱齿轮精度（GB/T10095－2001等效ISO1328－1997）。

程序根据输入的齿轮传动设计参数和相关设计要求，进行齿轮几何尺寸的计算、齿轮接触疲劳强度校核和弯曲疲劳强度校核的计算，以及相关公差值的计算等。

整个设计过程分步进行，界面简洁，操作方便硬齿面齿轮风力发电增速齿轮箱中，其输入轴承受叶片传过来的轴向力、扭矩和颠覆力矩。

中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。

输出轴上的齿轮承受中间轴传过来的扭矩，同时也承受输出端刹车时带来的刹车力矩。

齿轮箱定位台阶轴

齿轮箱定位与台阶轴在机械工程中，齿轮箱是一种常用的传动装置，主要用于传递扭矩和转速。

齿轮箱是由多个齿轮组成的机械装置，通过齿轮的嵌合来实现转动的传输。

在齿轮箱中，定位是一个关键性的步骤，它确保了齿轮箱的正常工作和高效运行。

而台阶轴作为齿轮箱的一个组成部分，也起着重要的作用。

齿轮箱的定位主要包括两个方面的内容，即轴向定位和径向定位。

轴向定位是指齿轮轴的轴向位置确定，而径向定位则是指齿轮轴的径向位置确定。

在齿轮箱中，轴向定位主要通过轴承来实现。

轴承是一种用于支撑轴的机械元件，可以在齿轮的旋转中减少摩擦和磨损。

通过合理地选择和安装轴承，可以实现齿轮轴的准确定位。

一般来说，轴承的选型应根据负荷大小、转速要求等进行选择，以确保轴承在工作过程中具备足够的承载能力和稳定性。

同时，正确的安装轴承也非常重要，可以采用调整垫片、调整齐齿槽等方式来实现轴向定位。

径向定位是指齿轮轴在齿轮箱壳体内的径向位置确定。

与轴向定位类似，径向定位也是通过轴承来实现的。

合理地选择和安装轴承，可以控制齿轮轴的径向偏移量，确保齿轮和齿轮轴之间的配合尺寸。

此外，还可以采用定位销等方式来实现径向定位，通过固定齿轮轴的位置，使其不能产生径向移动。

台阶轴是齿轮箱中常用的一种小型齿轮轴，它具有多个不同直径的台阶。

台阶轴的设计可以有效地减小齿轮箱的尺寸和重量，提高整机的传动效率。

而在齿轮箱的定位中，台阶轴也起到重要的作用。

对于台阶轴的定位，可以采用轴套等方式来实现。

轴套是一种用于安装齿轮轴的套筒状零件，通过外径与齿轮箱壳体配合，内径与台阶轴配合，以实现台阶轴的准确定位。

在安装轴套时，应根据齿轮箱壳体上的设定孔进行安装，以确保台阶轴的定位位置正确。

总而言之，齿轮箱定位与台阶轴是齿轮箱传动系统中的重要环节。

通过合理地选择和安装轴承、轴套等零件，可以实现齿轮轴的准确定位，确保齿轮箱的正常工作和高效运行。

只有在定位准确的情况下，才能保证齿轮的正常嵌合和传递扭矩的稳定性，提高齿轮箱的工作效率和可靠性。

塑料齿轮设计注意事项

塑料齿轮是慢丝切割的螺纹可以对半分模，也可以旋转抽芯张学孟先生提出过两种噪音指标：一、控制最大滑动比的噪音指标Bcg。

原理是：在齿轮基圆的附近的渐开线的曲率变化大，敏感性高，齿面在啮合时的接触滑动比也大，所以在基圆附近的齿高传递力时，力的变化比较剧烈，齿面的粗糙度对力的影响也大，因此容易引起齿的振动，产生较大的噪音。

所以，应该使啮合起始圆尽可能的远离基圆。

二、摩擦噪音指标。

原理是：先说两个定义：1、主动齿轮的节园到啮合起始圆的这段弧形称为进弧区；2、从节园到其齿顶称为退弧区。

当齿面接触由进弧区移动到退弧区时，摩擦力的方向在节园处发生突变。

在进弧区内，主动齿轮的齿腹先于从动齿轮的齿顶接触，齿面滑动的方向是朝着主动齿轮的齿顶，摩擦力与之相反。

摩擦力产生的力矩的方向正好和主动齿轮加载的方向相同，因此摩擦力增大了齿面的法向压力。

刚超过节园时，摩擦力随着滑动方向的改变而改变。

齿面受力发生突变，导致牙齿发生振动而产生噪音。

减小从动齿轮的外径和增大主动齿轮的外径和改善摩擦噪音指标。

2.关于塑齿双啮测试压力的规定①目前未查到国内相关标准是如何规定的；②日本的齿轮标准：JISB1702-3_2008和JISB1752_1989都对测试压力进行了规定。

这两个标准对于塑齿测试压力的规定是一致的，如附图所示。

但是问题是：这两个标准中对于塑齿测试压力的数值规定明显的偏大。

以1个模数，齿宽b=20mm的齿轮为例，标准规定的测试压力是5.4*2=8.4N=856.56161890146gf=0.85656161890146kgf，这对于一般的双啮仪提供的测试力范围是不相符合的。

而且这个力明显的偏大。

从实际的情况是，对于塑齿的双啮测试一般是在100gf~200gf，一般取200gf=1.96133N≈2N。

对于塑胶斜齿轮一般都是用滚齿加工铜公，然后再用铜公加工模具。

对于斜齿设计推荐用标准的，但是如果斜齿轮的齿厚很小的情况下，在精度要求不是很苛刻的条件下也可以考虑用线割的方式直接割除斜齿齿廓，其出差在um (丝)级的。

RomaxDesigner自编教程(减速器、变速箱动态分析)

一、行业软件介绍1、MASTA(英国SMT技术公司)MASTA 是当今世界上功能最强，覆盖面最宽，技术最深，实用性最强的传动系统选配、设计/开发、制造一体化大型专用软件系统。

MASTA 软件应用涵盖了舰船(包括工业齿轮箱、风电齿轮箱等)、车辆（包括变速器、驱动桥和分动器）和航空领域。

MASTA 包含两部分：设计分析部分和齿轮制造部分，针对车辆，还有整车匹配部分。

设计分析部分包含三个方面的功能：建模或设计功能，分析功能，优化功能。

这三方面的功能都覆盖三个层面：零件，部件或称子系统，总成或称系统2、Romax Designer(英国Romax公司)Romax 是一家集软件工具开发和传动项目咨询为一体的公司，在传动领域有超过十二年以上的经验；总部设在英国，在欧洲、美国、日本、韩国、澳洲、印度等均开办有办事处。

由Romax 公司积累多年经验开发的Romax Designer 主要应用于齿轮传动系统虚拟样机的设计和分析，在传动系统设计领域享有盛誉，目前已成为齿轮传动领域事实的行业标准。

Romax 用来建立齿轮传动系统虚拟样机模型，还包括详细部件强度和可靠性分析，及传动系统振动噪声分析，大大加速传动系统的设计和开发流程。

在Romax 中，考虑结构柔性，同时考虑更多实际情况，如装配误差及轴承间隙、预载等。

Romax Designer 应用很广，其中包括汽车、船舶、工程机械、风力发电、工业、轴承以及航空航天等领域的齿轮传动系统的设计。

3、KISSSOFT HIRNWARE (瑞士软件)KISSSOFT 是一款用于机械传动设计分析的软件,计算操作过程简便,计算结果精确。

对于各类零件如齿轮、弹簧、链轮、花键、键、轴承等很多的零件提供了计算方法，类似于中国的机械设计手册，功能十分齐全。

唯一不足的是该软件计算整个系统传动时，操作性、结果不如Romax 和Masta 详细方便。

4、MDESIGN (德国软件)机械传动设计软件大牛MDESIGN，包括类似中国的机械设计手册，集成MATHCAD的机械计算程序包，标准零件库，齿轮，轴，花键，轴承计算，齿轮计算包括齿轮箱设计，齿轮设计，行星轮设计，包括使用标准进行计算强度已经有限元计算强度。

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。

风电齿轮箱结构原理及维护知识

一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类：按载荷方向：向心轴承、推力轴承按滚动体形态：球轴承滚子轴承：圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针
一、齿轮箱基本认识 3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型满圆柱滚子轴承；圆柱滚子轴承；调心滚子轴承；圆锥滚子轴承；四点接触球轴承；
一、齿轮箱基本认识
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 3）单级行星（半直驱）目前我公司有的型号： FLD1500F
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
4）两级行星目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750 该结构常见于Renk系列，重点在于齿圈输入，行星轮轴通过轴承连接到箱体上，该结构的好处就是行星齿轮上轴承外圈与箱体连接，改进了轴承工作环境，增加了轴承的使用寿命；但不足是该结构加工精度和装配要求高
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型圆柱滚子轴承：
圆柱滚子与滚道为线接触轴承。负荷能力大，主要承受径向负荷。滚动体与套圈挡边摩擦小，适于高速旋转。根据套圈有无挡边，可以分有NU、NJ 、NUP、N、NF等单列轴承，及NNU、NN等双列轴承。该轴承是内圈、外圈可分离的结构。内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承，其内圈和外圈可以向轴向作相对移动，所以可以作为自由端轴承使用。在内圈和外圈的某一侧有双挡边，另一侧的套圈有单个挡边的圆柱滚子轴承，可以承受一定程度的一个方向轴向负荷
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮失效的主要形式： 3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质

齿轮箱工作原理

齿轮箱工作原理
齿轮箱是机械传动装置的一种，用于改变机械设备传动的转速和转矩。

它通过齿轮的啮合作用，将输入轴的旋转运动转换为输出轴的旋转运动，实现不同速比的传递。

齿轮箱的工作原理可分为以下几个步骤：
1. 输入轴传动：输入轴通过外部力或电动机等驱动装置，将动力传递到齿轮箱内部。

输入轴通常是一根旋转的轴，其旋转运动会引起齿轮箱内部齿轮的转动。

2. 齿轮啮合：齿轮箱内部包含两个或多个齿轮，它们的大小、齿数和齿形可能不同。

当输入轴旋转时，其中一个齿轮会与输入轴啮合，从而传递输入轴的转动力和速度。

3. 速比变换：齿轮箱内部的齿轮通过啮合关系，形成不同的速比。

速比可根据不同的应用需求进行设计，例如，可以实现输入轴的高速转换为输出轴的低速，并同时增加输出轴的扭矩。

4. 输出轴传动：输出轴是齿轮箱内部的另一个轴，它通过齿轮的啮合和传递，将输入轴传递的转动力和速度转换为输出轴的转动力和速度。

输出轴通常是用于驱动其他机械设备或将动力传递到其他传动装置的轴。

通过这样的工作原理，齿轮箱可以实现不同速比的传递，从而适应不同的工作场景和要求。

在工业生产和机械制造等领域，
齿轮箱被广泛应用于各种机械设备中，如汽车、工程机械、机床等，提供传动和控制的功能。

塑料齿轮设计

但是，许多时候需要近似地作出圆柱齿轮的轮齿，以便在演示机构动作时、或者其它示意条件下使用。

下面讨论的“圆柱齿轮设计模板”，就是基于这样的需求和Inventor 目前的能力。

参见076-齿圈.IPT这个圆柱直齿轮设计建模的模版。

1. 齿廓的近似画法参见图01，这是一般推荐的齿廓近似画法。

其中：Df：分度圆Dj：基圆，按20°压力角，0.94DfDg：齿根圆Dd：齿顶圆Az：半齿角度圆弧齿轮设计说明1. 圆弧齿轮传动类型：1) 圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。

2) 单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高，但弯曲强度比渐开线低。

3) 圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面，采用硬齿面时一般用矮形齿。

2. 圆弧齿轮传动设计步骤：1) 简化设计：根据齿轮传动的传动功率、输入转速、传动比等条件，确定中心距、模数等主要参数。

如果中心距、模数已知，可跳过这一步。

2) 几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。

3) 强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。

4) 如果校核不满足强度要求，可以返回2)，修改参数，重新计算。

3. 圆弧齿轮传动的特点：1) 圆弧齿轮传动试点啮合这些参数都可以借助齿轮参数计算式，根据模数、齿数参数得到。

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)。

6、总装配图的设计
1）确定箱内传动件轮廓及相对位置
首先画出箱内传动件的中心线、齿顶圆、节圆、轮缘及轮毂宽等轮廓线。
2）箱体内壁位置的确定
3）视图布置和底图初绘
4）轴的结构设计
5）轴系零件的验算
轴、轴承和键连接的校核验算
6）绘制箱体和附件结构 7）减速器的润滑和密封
8）尺寸标注
9）技术特性
1、选择电动机
（类型、额定功率、转速）
2、计算总传动比和分配各级传动比
3、带传动设计从而获得较准来自的减速器传动比，确定各轴转速和转矩。
4、确定减速器各轴转速、转矩和功率
5、传动零件设计计算
6、总装配图的设计
传动零件、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零件的结构和尺寸随这些零件确定。绘制装配图时先画主要零件，后画次要零件；由箱内零件画起，逐步向外画；已确定轮廓为主。
10）零件编号及明细表
7、绘制轴和齿轮的零件图
8、编写设计说明书和装订