齿轮设计过程.
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。
齿轮的设计计算过程
齿轮的设计计算过程
齿轮的设计计算过程可以分为以下几个步骤：
1. 确定设计参数：确定齿轮的类型、传动功率、转速、齿数、模数等设计参数。
2. 确定齿轮的齿数和模数：根据设计参数中的传动功率和转速，计算出齿轮的齿数和模数。
3. 确定齿轮的几何参数：根据齿数和模数，计算齿轮的几何参数，如分度圆直径、齿高、齿厚等。
4. 确定齿轮的强度参数：根据设计参数中的功率和转速，计算齿轮的强度参数，如接触强度和弯曲强度。
5. 进行强度校核：根据计算出的齿轮强度参数，进行强度校核，确定齿轮的寿命和安全系数。
6. 进行结构设计：根据强度校核的结果，进行齿轮的结构设计，包括齿轮轴的直径、齿轮的材料选择等。
7. 进行CAD绘图和制造：根据设计结果，进行CAD绘图和制造，完成齿轮的设计和制造。
需要注意的是，在设计计算过程中，需要考虑到齿轮的噪音、磨损、振动等问题，以确保齿轮的设计质量和可靠性。
四、硬齿面斜齿轮传动设计步骤
四、硬齿面斜齿轮传动设计步骤已知：传递功率P ，转速1n 、2n （或传动比i ，齿数比u ）；齿轮的布置情况，载荷的变动情况，每天工作小时数，使用年限等。
设计：齿轮的材料，热处理，主要尺寸等 步骤：1．选择齿轮材料：包括大小齿轮的材料，热处理，硬度，查表7-5选择精度等级（一般为6~9级）；初选螺旋角()815β选12040Z = （闭式）；117~20Z =（开式） 但1HBS 、2HBS ＞3502．确定许用应力1）许用接触应力的确定 式（7-24）[]lim H bH HL HK S σσ=① 由表7-8 ，查lim 1H b σ 、lim 2H b σ，并取二者的小值计算[]H σ② 取安全系数 H S (课本：P145) ③ 计算应力循环次数60nt H N =, n 是与[]H σ对应齿轮的转速。
④ 由图7-35 查循环基数 HO N⑤ 计算HL K = 当H HO N >N 时，取1HL K = ⑥ 计算[]H σ2) 许用弯曲应力 式（7-30）[]l i m F bF FC FL FK K S σσ=①由表7-9，查lim 1F b σ ，lim 2F b σ ②取安全系数F S （课本：P148） ③取K FC （课本：P148）④计算K FL 一般FV H N =N ，6FO N =410⨯当HBS ＞350时，FL K =1 ≥，但≤1.6⑤计算[]1F σ、[]2F σ3.计算工作转矩6PT=9.5510n⨯ (如果已知，就不必计算) 4．根据齿根弯曲强度公式，求模数式（7-29）n mm k ≥初步计算时，取 1.4m k = ；由表7-7查d ψ ；图7-32查K βY F1 、Y F2 由 Z 1 、 Z 2 查图7-38得到 计算[]11F F Y σ 、[]22F F Y σ 并代入二者中的大值求出n m ,并取标准值，则12()2cos n m Z Z a β+=，圆整后，重新计算β：12()arccos 2n m Z Z aβ+=精确到秒则11cos n m Z d β=，1d b d ψ= 圆整后作为b 2 ，12(5~10)b b =+ 实际的21d b d ψ=5. 精确验算齿根弯曲应力式（7-28））[]1212F F Fd nT K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤式中：1Y K εβαε= ， 0.9 1.0K ε= 12111.88 3.2cos Z Z αεβ⎡⎤⎛⎫=-+⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦1140Y ββ=-， 11601000d n πν=⨯ m/s由图7-33查K ν，并计算：[]1111212F F F d n T K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤ ；[]1222212F F F d nT K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤如不满足，可增加模数重新验算，并将该模数作为该对齿轮的模数。
齿轮设计步骤范文
齿轮设计步骤范文齿轮设计是一项复杂的工程任务，需要考虑多个方面，包括应力分析、齿形设计、轴向力分析等。
以下是一个齿轮设计的基本步骤：1.确定设计需求：首先，需要明确齿轮的使用条件和要求，包括转速、扭矩、工作环境等。
这些条件将影响到齿轮的强度和材料的选择。
2.齿轮几何参数选择：根据设计需求，选择齿轮的几何参数，如模数、压力角、齿数等。
这些参数将决定齿轮的外形和尺寸，对应着材料的选择和强度的计算。
3.齿轮强度计算：根据齿轮的几何参数和工作条件，进行强度计算。
这包括齿轮的承载能力、寿命等。
需要考虑到不同类型的应力，如弯曲应力、接触应力等。
4.齿形设计：根据齿轮的几何参数和强度计算结果，进行齿形设计。
根据齿轮的模数和压力角，绘制出齿轮轮廓，包括齿廓曲线和齿宽等。
5.齿轮材料选择：根据齿轮的使用条件和强度要求，选择合适的齿轮材料。
齿轮常用的材料有钢、铸铁、铜合金等，不同材料有不同的强度和硬度特性。
6.热处理设计：对于一些高强度的齿轮，需要进行热处理来提高其硬度和强度。
根据齿轮的材料和使用条件，选择合适的热处理方法，如淬火、回火等。
7.轴向力分析：在设计齿轮传动系统时，需要考虑轴向力的影响。
根据齿轮的几何参数和工作条件，计算齿轮的轴向力，以确定轴承的选型和轴的强度。
8.传动效率计算：根据齿轮的几何参数和齿轮材料的选择，计算齿轮传动的效率。
传动效率与齿轮的设计和制造质量，以及润滑和摩擦等因素有关。
9.优化设计：根据以上步骤的结果，对齿轮设计进行优化。
可以对齿轮的几何参数、材料和热处理等进行调整，以提高齿轮的强度、耐用性和传动效率。
10.齿轮制造和测试：最后，根据设计结果，进行齿轮的制造和测试。
在齿轮的制造过程中，需要严格控制齿轮的几何尺寸和精度，以及材料的选择和热处理等。
齿轮设计涉及多个学科领域，需要综合考虑多个因素。
设计人员需要有扎实的理论知识和丰富的工程经验，以确保齿轮的正常工作和可靠性。
同时，设计人员还需要对相关的标准和规范有充分的了解，并密切关注齿轮设计领域的最新发展。
齿轮设计过程
（二）根据接触强度计算确定中心距a或者小齿轮的直径d1， 根据弯曲强度计算确定模数。
1．渐开线圆柱齿轮受力分析及计算 （1）直齿受力分析
Fr Fn α
Ft
P
法向载荷Fn垂直于齿面，为计算方便Fn在节点P 处分解为两个互相垂直的分力，即圆周力Ft与Fr。
公式：
T1
9549
P n1
Ft
2T1 d1
T1——传递的转矩 d1——分度圆直径
α——啮合角
（2）斜齿受力分析
Fr Ft tan
Fn
Ft cos
Fr
αt
Ft
P
αn Fn Fr
F’ P
F’ Fa β
Ft P
如图所示：
圆周力 径向力
Ft
2T1 d1
，
F ' Ft ห้องสมุดไป่ตู้os
F'
F'
tan n
Ft tann cos
轴向力 Fa Ft tan
举例 名称：输出齿轮 材料：20CrMnTi 热处理技术条件：齿面渗碳淬火，渗碳层深度0.8~1.2mm，齿面硬度 HRC58~62，心部硬度HRC32~45。 加工工艺路线：下料→锻造→正火→加工齿形→局部镀铜（防渗）→渗 碳、淬火、低温回火→喷丸→磨齿。
热处理工艺：正火、渗碳、淬火及低温回火。
r1 r2
Fn1 FR1
β1
Fa1
1
2
Fa2
T
β2
FR2
Fn2
中间轴轴向力的平衡
由上图可知，欲使中间轴上两斜齿轮的轴向力平衡， 需满足下述条件： Fa1=Fn1tanβ1 Fa2=Fn2tanβ2
由于传递的转矩T=Fn1r1=Fn2r2,为使两轴向力平衡，必须满足
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。
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5．齿轮强度 齿轮的失效形式 1.轮齿断裂 2.齿面磨损 3.齿面点蚀 4.齿面胶合 5.塑性变形
齿轮强度计算 根据变速器齿轮的损坏形式，常以接触应力和弯曲应力来计算齿轮强度。 (1)齿面接触疲劳强度计算。 FE 1 1 直齿圆柱齿轮的接触应力可用下列公式计: j 0.418 （ ） b 1 2
3.各挡齿轮齿数的分配 配齿的目的是确定变速器各挡齿轮的齿数，一般是在已知变速器各挡的 传动比和选定了轴中心距以及齿轮模数等条件下配齿的，与变速器的结构形 式密切相关。 （1）计算齿轮模数 m mj 3 T / Tj 用类比法，可选一个基型变速器，其结构和使用条件与所设计的相似， 估算齿轮模数，即
Fn2
中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴轴向力的平衡
r2
由上图可知，欲使中间轴上两斜齿轮的轴向力平衡， 需满足下述条件： Fa1=Fn1tanβ 1 Fa2=Fn2tanβ 2 由于传递的转矩T=Fn1r1=Fn2r2,为使两轴向力平衡，必须满足
tan 1 r1 tan 2 r2
根据上述条件，齿轮节圆半径r大，螺旋角β 要相应取大，但实际 上往往为了加工方便，所有斜齿轮采用一种螺旋角。
3）确定齿数 主、被动齿轮的齿数z与z’一定满足下式
z' ib z
式中ib ——各挡传动比。 所以初选中心距、齿轮模数以后，可根据变速器的挡数、传动比和传动 方案来分配各挡齿轮的齿数，在确定了每级的传动比和中心距，进而确定各 级几何参数。 4.齿轮几何尺寸计算 （1）主要几何尺寸 * * * * 由计算公式 d=mz， da d 2h am ，df d 2(h a c )m，h* a 1 ，c 0.25 然后计算各挡齿轮的主要几何尺寸。 （2）齿轮宽度 齿宽通常根据齿轮模数m的大小来选定，即齿宽 b kcm ， k c 为齿宽 系数。 ～ 7.5 ；对斜齿轮，kc 6.5～ 8.5 。 对直齿轮， kc 4.5
公式：
T1 9549 P n1
Ft
2T1 d1
Fr Ft tan
Fn
Ft cos
T1——传递的转矩 d1——分度圆直径
α——啮合角
（2）斜齿受力分析
αt Ft Fr P
αn
F’
Fn P
Fr
F’ β Ft
变速器齿轮设计
引言
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形 式很多，应用广泛，传递功率可达近十万千瓦， 其主要特点：效率高、结构紧凑、工作可靠，寿 命长、传动比稳定。
一、齿轮材料的选取
齿轮是机械设备中应用最常见的机械零件，其主要功能是 传递动力、改变运动速速和方向。 齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素很多，根据 齿轮的工作条件及失效形式，要求制造齿轮的材料应具有下列 性能： 1）高的弯曲疲劳强度，足够的齿心强度和韧性，防止疲劳、 冲击 和过载断裂； 2）高的接触疲劳强度及高的齿面硬度和耐磨性，防止齿面损 伤； 3）良好的切削加工性能和热处理工艺性能及焊接工艺性能。
式中m、mj——分别为设计与基型变速器的齿轮模数； T、Tj——分别为设计与基型变速器传递的转矩。 （2）估算齿数和 一般变速器轴中心距是由离合器尺寸确定的。两根轴间主、被动齿轮的 齿数和 z 与中心距A的关系为：
直齿：
z
2A m
斜齿：
z
2 A cos mn
齿数和只能是整数，又因齿轮对的模数相同，故各挡齿数和也相同。
二、齿轮参数的初步确定
齿轮传动的主要尺寸，可按下述两种方法来确定： （一）除受外部结构尺寸限定外，可参照同类产品用类比法确定，然 后再进行强度校核，确定齿轮的参数 1.模数和压力角 齿轮模数的因素很多，其中最主要的是齿轮的强度、质量、传动 噪声、工艺要求。减小模数，增加齿宽会使传动噪声降低，反之则能 减轻变速器的质量。主要从工艺要求出发，所有斜齿轮的法向模数均 取mt=5mm，所有直齿轮的模数均取m=4mm。 国家规定齿轮的标准压力角为20°，所以变速器齿轮普遍采用的压 力角为20°。
式中， F为齿面上的法向力（N），由计算载荷产生：为齿轮材料的弹 性模量（MP）；为齿轮接触的实际宽度（mm）；ρ 1、ρ 齿轮节点处的曲率半径(mm)。 (2)齿根弯曲疲劳强度计算。 F 1KKf 直齿圆柱齿轮的弯曲应力可用下列公式计算 w btY 影响系数；b为齿宽；t为断面齿距；Y为齿形系数。
2为主、从动
式中，F1为圆周力，由计算载荷产生；Kσ 为应力集中系数；Kf为摩擦力
（二）根据接触强度计算确定中心距a或者小齿轮的直径d1， 根据弯曲强度计算确定模数。 1．渐开线圆柱齿轮受力分析及计算 （1）直齿受力分析
α Ft
Fn
Fr P
法向载荷Fn垂直于齿面，为计算方便Fn在节点P 处分解为两个互相垂直的分力，即圆周力Ft与Fr。
齿轮材料的选择原则 （1）齿轮材料必须满足工作条件的要求，这是选择齿轮材料首先考 虑的因素； （2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺； （3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平 稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷，调质碳钢可用于 制作在 中等冲击载荷下工作的齿轮； （4）合金钢常用于制作高速、重载并载冲击载荷下工作的齿轮； 汽车、拖拉机齿轮主要分装载变速箱和差速器中，他们工作时，承 受载荷大，超载和受冲击频繁，工作条件恶劣，目前广泛使用的齿轮用 钢是 20CrMnTi合金渗碳钢，该钢具有较高的强度（σ =1100MPa），径淬 火及低温回火后，表面硬度可达HRC58～62，心部硬度为HRC30～45，并 具有较好的切削加工性能和热处理工艺性能，渗碳速度块，淬火变形小， 对过热不敏感，渗碳后可直接淬火。
2.螺旋角 变速器斜齿轮的螺旋角一般为10 °~35 °。设计时，应力求使 中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，见下图一，因为中 间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，而第一、第二轴上的 斜齿轮应取为左旋，轴向力经轴承盖作用到壳体上。
2
F n1
r1
β1
F R1 Fa1
T
Fa2
β2
F R2
1