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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

o

途的齿轮传动规定的压力角为α=20。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?d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?a的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计算出相应的?d值

表： 圆柱齿轮的齿宽系数?d

装置状况 两支撑相对小齿轮作对两支撑相对小齿轮作不对小齿轮作悬臂布称布置 称布置 置 ?d 0.9～1.4（1.2～1.9） 0.7～1.15（1.1～1.65） 0.4～0.6 注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时?d应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为

软齿面时?d可取表中偏上限的数值；

2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，?d可小到0.2； 4)非金属齿轮可取?d≈0.5～1.2。 齿轮传动的许用应力

齿轮的许用应力[σ]按下式计算

式中参数说明请直接点击 疲劳安全系数S

对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=SH=1。但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=SF=1.25?1.5.

寿命系数KN

弯曲疲劳寿命系数KFN，查图1 接触疲劳寿命系数KHN，查图2 图中N=60njLh n——齿轮转速(rpm), N——齿轮工作应力循环次数

j——齿轮每转一圈时，同一齿面啮合数 Lh——为齿轮的工作寿命（h）

图1： 弯曲疲劳寿命系数KFN

1一调质钢，珠光体、贝氏作球星铸铁，珠光体黑色可银铸铁；

2一镇联淬火用，火焰或感应表面淬火锅；

3一氨化的调质钢或氯化钢，铁索作球＊铸铁，结构纲．灰铸铁；

4一碳氮共修的调质钢