直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮计算
齿轮传动力方向和大小判定方法
齿轮传动力方向和大小判定方法
斜齿的左右判别我的经验是你将齿轮的端面向下时,看齿是左高还是右高,左高就左旋,右高就右旋.
1．轴向力主动齿左旋用左手,右旋用用右手,四指握向齿轮的旋转方向,大拇指就是轴向力方向,要是被动齿就用与旋向相反的手,或从与其啮合的主动齿的轴向力的方向与作用力与反作用力判断.
2．蜗轮与蜗杆旋向一致
3．圆锥齿轮旋向不一致
蜗轮也是一种变相的齿轮传动,由蜗杆蜗轮组成,优点可在一级传动下就获得高传动比,并自锁蜗杆还能自锁,缺点就是一般情况下,效率低,并蜗轮外缘一般要贵重的铜合金制造.可看成若干齿的齿轮和蜗轮的齿轮传动,这若干齿为蜗杆的头数.简单的话,你用合适的一螺钉和一齿轮就能组成蜗轮蜗杆传动,但实际的传动的蜗轮蜗杆的轮廓曲线很复杂.。
齿轮计算公式大全
1. 内齿模数齿轮5. 变位模数齿轮8. 齿条节圆柱上的螺旋角：基圆柱上的螺旋角：齿厚中心车角：销子直径：中心距离增加系数：标准正齿轮的计算（小齿轮①，大齿轮②）1．齿轮齿标准2．工齿齿形直齿3．模数 m4．压力角5．齿数6．有效齿深7．全齿深8．齿顶隙9．基础节圆直径10．外径11．齿底直径12．基础圆直径13．周节14．法线节距15．圆弧齿厚16．弦齿厚17．齿轮油标尺齿高18．跨齿数19．跨齿厚20．销子直径21．圆柱测量尺寸（偶数齿）（奇数齿）其中,22．齿隙标准螺旋齿的计算公式（齿直角方式）（小齿轮①，大齿轮②）1.齿轮齿形标准2.齿形基准断面齿直角3.工具齿形螺旋齿4. 模数5.压力角6.齿数 Z17.螺旋角方向β0（左或右）8.有效齿深9.全齿深10.正面压力角11.中心距离12.基准节圆直径13.外径14.齿底圆直径15.基圆直径16.基圆上的螺旋角17.导程18.周节（齿直角）19.法线节距（齿直角）20.圆弧齿厚（齿直角）21.相当正齿轮齿数22.弦齿厚23.齿轮游标尺齿深24.跨齿数25.跨齿厚26.梢子直径其中，27.圆柱测量尺寸（偶数齿）（奇数齿）28.齿隙移位正齿轮计算公式（小齿轮①，大齿轮②）1．齿轮齿形转位2．工具齿形直齿3．模数m4．压力角5．齿数Z6．有效齿深7．全齿深或8．齿隙 C9．转位系数10．中心距离11．基准节圆直径12．啮合压力角13．啮合节圆直径14．外径15．齿顶圆直径16．基圆直径17．周节18．法线节距19．圆弧齿厚20．弦齿厚21．齿轮游标尺齿高22．跨齿数23．跨齿厚24．梢子直径25．圆柱测量尺寸（偶数齿）（奇数齿）移位螺旋齿的计算公式（齿直角方式）（小齿轮①，大齿轮②）1.齿轮齿形移位2.齿形基准断面齿直角3.工具齿形螺旋齿4.模数（齿直角）5.压力角（齿直角）6.齿数Z17.螺旋方向β08.有效齿深9.全齿深10.移位系数11.中心距离12.正面模数13.正面压力角14.相当正齿轮齿数15.齿直角啮齿压力角16.基准节圆直径17.外径18.啮齿节圆直径19.基圆直径20.基础圆柱上的螺旋角21.圆弧齿厚22.弦齿厚23.齿轮游标尺齿高24.跨齿数25.跨齿厚26.销子直径27.圆柱测量尺寸（偶数齿）（偶数齿）注：齿隙f=m 1.25以下 0.025-0.075m 1.25-2.5 0.05-0.10蜗轮、蜗杆的计算公式：1、传动比=蜗轮齿数÷蜗杆头数2、中心距=（蜗轮节径+蜗杆节径）÷23、蜗轮吼径=（齿数+2）×模数4、蜗轮节径=模数×齿数5、蜗杆节径=蜗杆外径-2×模数6、蜗杆导程=π×模数×头数7、螺旋角（导程角）tgB=（模数×头数）÷蜗杆节径。
蜗轮蜗杆计算
2、根据齿面形状不同分为：
普通蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
3、阿基米德蜗杆
在轴剖面：直线齿廓 法剖面：凸曲线 垂直轴剖面：阿基米德螺线 车削加工，不能磨削，精度低。
蜗轮滚刀：与蜗杆尺寸相同 在中间平面上可看成直齿齿条与渐开线齿轮啮合
9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
中间平面上的参数作为设计基准
单位时间由箱体外壁散发到空气中的热量为
H 2 K s A(t t0 )
W
式中 Ks—散热系数 A—散热面积 t—达到平衡时，箱体内的 油温，t在800以内 t0—周围空气温度， t0=200
根据热平衡条件H1=H2可求得既定工作条件下 的油温
t
t0
1000 P1 (1 )
Ks A
C
在既定工作条件下，保持正常油温所需要的 散热面积
一、蜗杆传动的特点和应用
1、特点：
单级传动比大; 结构紧凑; 传动平稳，无噪音; 可自锁; 传动效率低; 成本高。
2、应用：
机床：数控工作台、分度 汽车：转向器 冶金：材料运输 矿山：开采设备 起重运输：提升设备、电梯、 自动扶梯
二、蜗杆传动的类型
1、按蜗杆形状分
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
A 1000 P1 (1 )
K s (t t0 )
m2
一般应使t在80℃以下
若t>80℃或有效的散热面积不足时,则必须
采取措施,以提高其散热能力
常用措施: 1 、合理设计箱体结构,铸 出或焊上散热片,以增大散 热面积
2 、在蜗轮轴上装置风扇, 进行人工通风,以提高散 热系数
3 、在箱体油池内装 设蛇形冷却水管
[ ]H —蜗轮材料的许用接触应力，MPa
过程装备基础 第11章 齿轮传动与蜗杆传动
rb2 ’
ra2
2 OO 2 2
24
啮合线
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25
11.5
斜齿圆柱齿轮传动
11.5.1 斜齿圆柱齿轮的形成及其传动特点
(1)齿廓曲面的形成 基圆柱上的螺旋角： b 分度圆柱上的螺旋角：
发生面 K K A 发生面 发生面 K
渐开线 ？端面齿形
b
K
A
B
A B
A
直齿轮齿廓曲面的形成
40
(5)齿面塑性变形
原因：用软钢或其它较软的材料制造的齿轮在重 载下工作。 条件：低速、起动频繁和瞬时过载。 现象：渐开线形状被破坏，瞬时传动比不恒定。 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油。
41
11.6.2 齿轮材料及热处理 (1)齿轮材料
45号钢 中碳合金钢 金属材料 低碳合金钢 最常用，经济、货源充足 40Cr、40MnB、35SiMn等 20Cr、20CrMnTi等
* 齿根圆直径 d f d 2hf ( z 2ha 2c* )m
基圆直径 db d cos mzcos
p m 齿距 齿厚与槽宽 s e m / 2
基圆齿厚
pb db / z mzcos / z m cos p cos
43
(3)按齿面硬度分类
软齿面( HBS≤350)齿轮:
主要失效形式：齿面点蚀。 应用：多用于中、低速传动。 热处理：调质或正火处理，热处理后再进行轮齿的精切。
硬齿面( HBS>350)齿轮:
主要失效形式：齿根弯曲疲劳折断。 应用：高速、中载、无猛烈冲击的重要齿轮。
热处理：中碳钢经表面淬火处理或用低碳钢经表面渗碳淬火处理。
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-7 直齿圆锥齿轮传动的强度计
算 方向： Ft——主反从同
Fr——指向各自的轴线
一、直F齿a—圆—锥指齿向轮大传端 动的受力分析
Fr1 Fa2
Fa1 Fr 2
Ft1=-Ft2
二、强度计算
1、齿面接触强度的计算 2、齿根弯曲强度的计算
P120
§7-8 蜗杆传动强度计算
一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料
2T1 d1
Fa2
பைடு நூலகம்Ft 2
2T2 d2
Fa1
Fr1 Fr2 Ft2tg
力的方向和蜗轮转向的判别
蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右
手螺旋定则
三、蜗杆传动强度计算
1、蜗轮齿面接触强度的计算 2、蜗轮齿根弯曲强度的计算
（2）铸钢 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除 铸造应力。 强度稍低 。
2、铸铁 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差， 但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平 稳、低速和小功率场合。
常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好
的机械性能和耐磨性 ）
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼 龙）、夹布胶木
适于高速、轻载和精度不高的传动中， 特点是噪音较低，无需润滑；
四、蜗杆传动热平衡计算
1、原因 效率低，发热大，温升高，润滑油粘度 下降润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损 和胶合。
2、冷却措施 加散热片以增大散热面积；风扇；
冷却水管；循环油冷却
§7-9 齿轮、蜗杆和蜗轮的构造 一、结构
1、齿轮轴 2、实体式 3、辐板式(孔板式) 4、轮辐式 5、镶圈齿轮
机械原理第五章
正常齿标准 ha* 1, c* 0.25 短齿标准 ha* 0.8, c* 0.3
（6）渐开线圆柱齿轮的基本（基准）齿廓（齿形）
（1）齿条同侧齿廓为平行的直线，齿廓上各点具有相同的压 力角，即为其齿形角，它等于齿轮分度圆压力角。
（2）与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p m 。
（7）斜齿齿轮齿条机构
斜齿轮斜齿条啮 合传动应用较少。
（8）非圆齿轮机构
轮齿分布在非圆柱体上，可实现一对齿轮的变 传动比。需要专用机床加工，加工成本较高， 设计难度较大。
这是利用非圆齿轮变传动比的工作原理，设计的 一种容积泵。现已获得实用新型专利。
2、相交轴之间传递运动 (1) 直齿圆锥齿轮机构
s pb a
公
式
d1=mz1 d2=mz2
db1=mz1cos、
ha = ha*m
db2=mz2cos
hf = (ha* + c* )m
da1 d1 2ha m( z1 2ha* )
da2 d2 2ha m( z2 2ha* )
*
*
d f 1 d1 2h f m(z1 2ha 2c )
3.渐开线方程
如右图所示，以OA为极坐标轴， 渐开线上的任一点K可用向径rK和 展角θK来确定。根据渐开线的性 质，有
rb(K +K ) = AN = KN = rbtanK
故 K = tan K － K
式中K称为渐开线在K点的压力角，它是K点作用力F的方
向(K点渐开线的法线方向)与该点速度VK方向的夹角。
两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时， 可组成两轴线任意交错传动，两轮 齿为点接触，且滑动速度较大，主 要用于传递运动或轻载传动。
《机械设计手册》之蜗杆锥齿轮
αx1 = αt2 = α β1 + β 2 = 90° (γ1 = β 2 ) 旋向相同 °
结束
§ 10-8 蜗杆传动
四、主要参数和几何尺寸 （一） 主要参数
1、 齿数 、 蜗杆齿数 z1 亦称为头数 一般 z1=1 ~ 10 要求自锁时，取z1=1 z1 → γ1 2、 模数 m 、 推荐 z1=1、2、4、6
R=
d mz = 2 sin δ 2 sin δ
结束
§ 10 - 9 圆锥齿轮传动
三、几何参数和尺寸计算
1、几何尺寸 、 大端的参数为标准值，计算大端的尺寸
d = mz
d a = d + 2 ha cos δ
d f = d − 2 h f cos δ
δ f = δ −θ f
⇐ tan θ f = h f / R
6. 成本 → 蜗轮材料贵重
结束
§ 10-8 蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型介绍 圆柱蜗杆 蜗杆的形状 环面蜗杆 圆锥蜗杆
圆柱蜗杆— 设计、制造简单
常用
环面蜗杆、圆锥蜗杆— 啮合性能好，承载能力、效率高， 但设计、制造复杂
少用
结束
§ 10-8 蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型介绍
按照蜗杆齿廓形状不同
阿基米德蜗杆 蜗杆 渐开线蜗杆 圆弧齿蜗杆
m m a = r1 + r2 = (q + z 2 ) ≠ ( z1 + z 2 ) 2 2
结束
§ 10-8 蜗杆传动
五、蜗杆传动的运动学参数
1. 传动比 啮合传动 2. 转向的判定
i=
ω1 n1 z 2 d 2 = = ≠ ω 2 n2 z1 d1
P
v 2 = v 1 + v 21
蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总
蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是：标准齿轮：模数、压⼒⾓、齿顶⾼系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。
我国规定的标准模数系列表注:选⽤模数时,应优先采⽤第⼀系列,其次是第⼆系列,括号内的模数尽可能不⽤.系列（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987）第⼀系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 11.25 1.5 22.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50第⼆系列0.35 0.7 0.9 0.75 2.25 2.75 （3.25）3.5 （3.75） 4.55.5 （6.5）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45（2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990）0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 910 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。
2.优先选⽤第⼀系列，括号内的模数尽可能不⽤。
3.模数代号是m，单位是mm名称含有蜗轮的标准SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KBSJ 1824-81 ⼩模数蜗轮蜗杆优选结构尺⼨206KBJB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺⼨520KBJB/T 8361.2-1996 ⾼精度蜗轮滚齿机技术条件206KBJB/T 8361.1-1996 ⾼精度蜗轮滚齿机精度261KB名称含有蜗杆的标准SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KBQC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹⼦347KBQC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹⼦83KBGB／T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的⼏何参数-蜗杆装置的铭牌、中⼼距、⽤户提供给制造者的参数121KB SJ 1824-81 ⼩模数蜗轮蜗杆优选结构尺⼨206KBJB/T 9925.2-1999 蜗杆磨床技术条件160KBJB/T 9925.1-1999 蜗杆磨床精度检验244KBJB/T 9051-1999 平⾯包络环⾯蜗杆减速器922KBJB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮250KBJB/T 7936-1999 直廓环⾯蜗杆减速器731KBJB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器467KBJB/T 7848-1995 ⽴式圆弧圆柱蜗杆减速器175KBJB/T 7847-1995 ⽴式锥⾯包铬圆柱蜗杆减速器203KBJB/T 7008-1993 ZC1型双级蜗杆及齿轮蜗杆减速器548KBJB/T 6387-1992 轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器679KBJB/T 5559-1991 锥⾯包络圆柱蜗杆减速器524KBJB/T 5558-1991 蜗杆减速器加载试验⽅法96KBJB/T 53662-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器产品质量分等274KBJB/T 3993-1999 蜗杆砂轮磨齿机精度检验287KBJB/T 10008-1999 测量蜗杆267KBHG/T 3139.8-2001 釜⽤⽴式减速机CW系列圆柱齿轮、圆弧圆柱蜗杆减速机646KBHG/T 2738-1995 轮胎定型硫化机⽤平⾯⼆次包络环⾯蜗杆减速机系列与基本参数182KB齿轮的基本参数2009-11-15 16:3610.1.2直齿圆柱齿轮的基本参数、各部分的名称和尺⼨关系当圆柱齿轮的轮齿⽅向与圆柱的素线⽅向⼀致时，称为直齿圆柱齿轮。
直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮计算
Sz1=0.45πMdu Sf1=Sz1cosλ h~=Mdu Z2=iZ1 Dfe2=MduZ2 Dje2=Dfe2=MduZ2 Dg2=Mdu(Z2-2.4) Ddi2=Mdu(Z2+2)
Dw2=Ddi2+Mdu(根据注：及时改）
b=0.65Ddi1 R1=0.5Dfe1-Mdu R1=0.5Ddi1+1.2Mdu
注：蜗杆特性系数q 为 14,13,12,11,10,9, 8
注:☆蜗杆螺纹长度 L:当Z=1~2时取大于 (11+0.06Z2)Mdu, 当Z=3~4时取大于 (12.5+0.09Z2)Mdu
注：蜗杆在分度圆 上的轴向齿厚 =1.498m,分度圆上 的法向齿厚 =1.498mcosλ
切制螺纹部分长度L
A
模数
Mdu
轴截面齿形角
α
传动比
i
变位系数 径向间隙
蜗
杆
蜗 轮
ξ
c
头数
Z1
特性系数
q
齿顶高
hdi
齿根高
hg
分度圆直径
Dfe1
节圆直径
Dje1
齿顶圆直径
Ddi1
齿根圆直径
Dg1
分度圆螺旋导角(弧度）
λ
法向模数
mf
螺旋长度
L☆
轴截面齿距
P
螺旋导程
PZ
螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚 Sz1 螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚 Sf1
备注
ξ=(A/Mdu)-0.5(q+z2) C=0.25Mdu Z1=1,2,4 q=Dfe1/Mdu hdi=Mdu hg=1.2Mdu Dfe1=qMdu Dje1=Dfe1+2Mduξ=Mdu(q+2ξ) Ddi1=Mdu(q+2) Dg1=Mdu(q-2.4) λ=arctgZ1/q mf=Mducosλ L=(12+0.1z2)Mdu L=(13+0.1z2)Mdu P=πMdu
《齿轮传动设计》PPT课件
三、渐开线齿轮的啮合特性
渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定 律,即能保证定传动比传动 由齿廓啮合基本定律知
i12
1 2
O2P O1P
❖ 由渐开线性质知,
❖ 啮合点公法线与二基圆内公切
线重合
N2
❖ 二基圆为定圆,N1N2为定直线, 则节点P为定点
i12 12
O2Pr2'rb2 O1P r1' rb1
co
n. st
机械设计基础 ——齿轮传动
例题2
❖已知:一渐开线直齿圆柱齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径 da=208mm, 齿根圆直径df=172mm, 数得齿数z=24.
❖求：该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
解:
da(z2ha *)m208 mm
df(z2h a *2c*)m 17m 2 m
m 8 mm
O1
1 rb1
P K’
N1 K
C１
C２
2 rb2
O2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、渐开线齿轮的啮合特性
机械设计基础 ——齿轮传动
5-4 渐开线标准齿轮的基本尺寸
一、外齿轮 二、内齿轮 三、齿条
机械设计基础 ——齿轮传动
一、外齿轮
1 各部分名称和符号 2 基本参数 3 几何尺寸 4 例题
机械设计基础 ——齿轮传动
h
* a
1
c
*
0 .25
正常齿: 短齿:
m 1mm h a *1,c*0.25 m 1mm h a *1,c*0.35
ha*0.8,c*0.3
机械设计基础 ——齿轮传动
例题3
❖已知: 法向距离〔即公法线长度〕分别为 :W3 = 61.84mm,
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外啮合直齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算
外啮合斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算
压力角α20.0020.00
齿顶高ha 2.00 2.00
齿根高hf 2.50 2.50
全齿高h 4.50 4.50
分度圆直径d320.00160.00
齿顶圆直径da324.00164.00
齿根圆直径df315.00155.00
分度圆齿厚s 6.28 6.28
中心距a240.00
齿宽
计算m n=(da-df)/4.5
计算螺旋角cosβ =m n z/（da-2mn）
注
注:☆蜗杆齿宽:当
注:☆最大外圆直
注:☆蜗轮齿宽:当
注：模数为12,10
注：蜗杆特性系数
注:☆蜗杆螺纹长
注
外啮合直齿锥齿轮传动几何尺
齿顶高h di 齿根高hg 分度圆直径
D fe1节圆直径D je1齿顶圆直径D di1齿根圆直径
D g1分度圆螺旋导角(弧度）λ法向模数m f 轴截面齿距P 螺旋导程
P Z 螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚S z1螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚S f1齿厚测量高度h~齿数Z 2分度圆直径
D fe2节圆直径D je2齿根圆直径D g2齿顶圆直径D di2最大外圆直径Dw 2轮缘宽度b 齿顶圆弧半径R 1齿根圆弧半径
R 2
注:☆磨削蜗杆需加长:Mdu≤10时,加长25MM;10≤Mdu≤16时,加长35M 注:☆蜗杆齿宽:当Z=1~2时取(13~16)Mdu, 当Z=3~4时取(15~21)Mdu
注:☆最大外圆直径：当Z=1取≤Ddi2+2Mdu,当Z=2~3取≤Ddi2+1.5Mdu,当Z=4取≤Ddi2+Mdu 注:☆蜗轮齿宽:当Z≤3时取≤0.75Ddi1, 当Z=4时取≤0.67Ddi1，包角2θ=45°~130°注：模数为12,10,8,6,5,4,3,2.5,2,1.5,1注：蜗杆特性系数q为14,13,12,11,10,9,8
注:☆蜗杆螺纹长度L:当Z=1~2时取大于(11+0.06Z2)Mdu, 当Z=3~4时取大于(12.5+0.09Z2)
蜗 轮
蜗 杆
螺旋长度L☆齿根圆弧半
注：蜗杆在分度圆上的轴向齿厚=1.498m,分度圆上的法向齿厚=1.498λ
齿齿轴向齿形
齿齿分h 顶高h 根高轴向齿距 3:1
a
压力角齿根圆弧半
d 顶圆直径d 根圆直径d 度圆直径2
1
f 1
a 1
P x
a 1
f 1
（a ）蜗杆
（b
几何尺寸计算
长35MM;Mdu>16时,加长40-50MM 15~21)Mdu
Ddi2+1.5Mdu,当Z=4取≤Ddi2+Mdu 67Ddi1，包角2θ=45°~130°
当Z=3~4时取大于(12.5+0.09Z2)Mdu
齿顶圆弧半径R 齿根圆弧半径R f a
向齿厚=1.498mcosλ
齿顶圆弧半径
齿根圆弧半径R
R f a 2
（b）蜗轮。