直齒圓柱齒輪的結構設計

1、 TOC o 1-5 h z 摘要2一引言3 HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 二齒輪的設計計算4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2.1選擇材料、熱處理方法及精度等級 4 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2.2齒面接觸疲勞強度設計齒輪 4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2.3主要參數(shù)選取及幾何尺寸計算 5 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2.

2、4 .齒輪結構設計 5三繪制齒輪圖、零件圖、三維造型7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 四結束語8五參考文獻9齒輪是廣泛應用于機械設備中的傳動零件。它的主要作用是傳遞運動、改變方向和 轉速。根據齒輪的工況，合理的設計齒輪的結構，使得齒輪傳動平穩(wěn)有足夠的強度。通 過強度計算、材料的選擇、熱處理方法精度選擇、幾何尺寸計算?？紤]齒面接觸疲勞強 度和齒根曲面疲勞強度得出齒輪的結構。關鍵詞：齒輪傳動、齒輪精度、熱處理、疲勞強度隨著我過工業(yè)的發(fā)展，齒輪是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種機械傳動零件。它的結 構設計隨著工業(yè)的需要而改變。齒輪的結構設計與齒輪的幾何

3、尺寸、毛坯、材料、加工 方法、使用要求及經濟性等因素有關。進行齒輪的結構設計時，必須綜合地考慮上述各 方面的因素。通常是先按齒輪的直徑大小，選定合適的結構形式，然后再根據薦用的經 驗數(shù)據，進行結構設計。隨著科技技術的不斷進步，生產都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這 就要求企業(yè)的生產在體現(xiàn)人性化的基礎上降低工人的生產強度和提高工人的生產效率， 降低企業(yè)的生產成本。現(xiàn)代的生產和應用設備多數(shù)都采用機電一體化、數(shù)字控制技術和 自動化的控制模式。在這種要求下齒輪零件越發(fā)體現(xiàn)出其廣闊的應用領域和市場前景。 特別是近年來與微電子、計算機技術相結合后，使齒輪零件進入了一個新的發(fā)展階段。 在齒輪零部件

4、是最重要部分，因需求的增加，所以生產也步入大批量化和自動化。為適應機械設備對齒輪加工的要求，對齒輪加工要求和技術領域的拓展還需要不斷的更 新與改進。齒輪的設計計算2.1選擇材料、熱處理方法及精度等級齒輪傳動的承載能力主要取決于輪齒的材料和幾何尺寸，因此，選擇適宜的材料及熱處理方法是齒輪設計的一個重要環(huán)節(jié)。選擇輪齒的材料及熱處理方法：1）使材料具有較好的抗失效性能，齒面具有足夠 的硬度和耐磨性，以使齒面有叫好的抗點蝕、膠合、磨損和抗塑性變形的能力；齒體具 有較高的彎曲強度和沖擊韌性，以保證在變載荷和沖擊載荷下不致斷齒。2）齒體材料還 要具有良好的工藝性，易于鍛造、鑄造、切削和熱處理等性能，以達到

5、所需要的精度等 級及表面粗糙度。齒輪材料為：45號鋼，正火處理，HB=200 初選精度等級7級。選擇載荷系數(shù)K=1.6選擇齒寬系數(shù)=0.62.2齒面接觸疲勞強度設計齒輪齒面接觸疲勞強度計算是為了防止齒面疲勞點蝕。疲勞點蝕是由于傳動過程中齒面 受接觸應力反復作用所致。g敢J零耳二W任 V甘 1 cos a tan a- I陽二稱為節(jié)點區(qū)域系數(shù)。齒面接觸疲勞強度的校核齒面接觸疲勞強度設計設齒寬系數(shù)-，并將7- - 7 - -代入上式，則得齒面接觸疲勞強度的設計2.3主要參數(shù)選取及幾何尺寸計算模數(shù)m=5 齒數(shù)Z=40 a =20分度圓直徑D=m*z基圓直徑Db=d*cos a齒頂高Ha=m*Ha*齒

6、根高 Hf= (Ha*+C*) *m齒全高 H=Ha+Hf齒頂圓直徑Da=D+2*Ha齒根圓直徑Df=D-2*Hf2.4 .齒輪結構設計齒輪采用鍛造毛坯的腹板結構因為齒頂圓直徑da500mm做成腹板式結構(下圖)，腹板上開孔的數(shù)目按結 構尺寸大小及需要而定。軸孔直徑d= *50輪轂直徑D1=1.6*D輪轂長度L=B= d*D輪緣厚度取E腹板厚度=10ntmC=40mm腹板孔直徑 取D0=35mm齒輪倒角n=0.5*m三繪制齒輪圖、零件圖、三維造型四結束語在21世紀成套機械裝備中，齒輪仍然是機械傳動的基本部件。齒輪是工業(yè)生產中 的重要基礎零件，其加工技師和加工能力反映一個國家的工業(yè)水平。實現(xiàn)齒輪

7、加工數(shù)控傾和自動化、加工和檢測的一體化是目前齒輪加工的發(fā)展趨勢。齒輪被廣泛地應用于機械設備的傳動系統(tǒng)中。CNC機床和工藝技術的發(fā)展，推動了機械傳動 結構的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設計中的電子控制、液壓傳動、齒輪、帶鏈的混合傳動， 將成為變速箱設計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設計中的學科交叉，將成為新型傳動產 品發(fā)展的重要趨勢。中國齒輪產品經過近10年的發(fā)展取得了長足的進步，不少產品已達到或接近國際 先進水平，但仍有相當大一部分齒輪與變速箱產品，在振動噪聲與疲勞壽命方面與國際 先進水平差距明顯，而這又與齒輪材料與熱處理裝備及工藝水平息息相關。五參考文獻張建民等.機電一體化系統(tǒng)設計.北京：北京理工大學出版社,2006陳庭