开式锥齿轮传动设计

毕业设计说明书

专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机制3081班 姓 名： 弓宏国 学 号： 11308123 指导老师： 白福民

陕西国防工业职业技术学院

目 录

第一部分 工艺设计说明书……………………………………………………………………………4 …………

第二部分 第17号工序夹具设计说明书……………………………………………………………13 …………

第三部分 第7 号工序刀具设计说明书……………………………………………………………15 …………

第四部分 第17号工序量具设计说明书……………………………………………………………17 …………

第五部分 毕业设计体会………………………………………………………………………………18 …………

第六部分

参考资料……………………………………………………………………………………19 - 1 -

二O一O届毕业设计（论文）任务书 专业：机械制造与自动化 班级：机制3081班 姓名：钟磊 学号：11308110 一、设计题目(见附图)：

锥齿轮传动（CL24-A） 零件机

题目：直齿锥齿轮传动参数化设计系统

专业：机械设计制造及其自动化

学生： （签名）

指导教师： （签名）

摘 要

齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动，具有承载能力大，效率高，传动比准确，结构紧凑，工作可靠等优点。该系统主要用在直齿锥齿轮传动参数化设计。在实际设计过程中，知道几个已知参数，如传动功率、传动比、齿轮每天工作时间等，通过这些已知条件计算出齿轮的主要参数：大端模数m、锥距R、齿宽b、分度圆直径d等。设计过程中有一些设计参数需要从图表中查取，在选择完毕后，经过设计程序计算，最终显示出制造者所需要的参数值。本次设计简化了设计计算工作，提高了工作效率，比较方便、实用。

关键词：VB；齿轮；设计

Abstract The gear transmission is the most widely used in mechanical transmission, a transmission, with a large carrying capacity, high efficiency, transmission than accurate, compact, reliable,

一、转矩与功率

式中：P──齿轮传递的功率（kW）；T──传递的转矩（N.m）；n──齿轮的转速(r/min)。

二、传动比i计算

式中：n1、n2分别为两齿轮的转速（r/min）。

三、圆柱齿轮传动简化设计计算公式

齿轮类型 直齿轮 斜齿轮 式中：K──载荷系数，

接触强度 弯曲强度 。载荷平稳、精度高、速度较低、齿轮对称于轴承布置、

，

斜齿轮时，应取小值；反之，取大值。T1──小齿轮传递的额定转矩（N.m）。齿宽系数：

；齿数比：

，z1、z2分别为小齿轮、大齿轮的齿数；YFS──复合齿形系数；

。

为试验齿轮的接触疲劳极限应用

──许用弯曲应力

为抗弯强度计

──许用接触应用（N/mm2）， （N/mm2）， （N/mm2），

为接触强度计算的最小安全系数，一般大小1.1。

，

为齿轮材料的弯曲疲劳强度基本值，

算的最小安全系数，一般应大小1.4。

四 、齿轮疲劳强度校核公式

项目 强度条件 齿面接触疲劳强度 或 齿根弯曲疲劳强度 或 × 计算应力 N/mm2 许用应用 N/mm2 安全系数 式中：mn──法面模数（mm）；b──齿宽 （mm）；d1──小齿轮分度圆直径（mm）；Ft──分度圆上的圆周力（N）；KA──

机械设计之齿轮传动设计

齿轮传动设计

主要内容

1、齿轮传动的失效形式，各种失效的机理和特点，预防止措施及齿轮传动计算准则。 2、齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理方法及材料选用原则。 3、齿轮传动的受力分析，计算载荷，各种载荷系数的物理意义与影响因素。

4、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算与齿根弯曲疲劳强度计算、斜齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动的计算特点。

5、齿轮传动设计中主要参数的选择原则及影响因索，各参数间的相互影响关系。

基本要求

1、掌握齿轮传动的失效形式(轮齿折断、点蚀、磨损、胶合、塑性变形)的特点、失效部位、失效机理、防止或减轻失效的惜施，以及针对不同失效形式的设计计算准则。 2、掌握选用齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用材料与热处理方法，合理地选

用齿轮的配对材料及热处理方法。

3、熟练掌握齿轮传动的受力分析方法。

4、理解齿轮计算中要用计算载荷而不用名义载荷的道理，了解四个载荷系数的物理意义及其影响因素，采取哪些措施可减小载荷系数。

5、掌握直齿圆柱齿轮的接触疲劳强度计算与齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据，以及力学模型、应力的类型与变化特性；掌握公式中各参数的意义

题 目 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师

摘要

齿轮传动的设计 机械工程系 车辆工程 141 周六圆 1608140134

陈丰

齿轮传动式机械中最重要的应用最广泛的一种传动形式，对齿轮传动的最基本要求是运转平稳且有足够的承载能力。齿轮传动具有承载能力大，效率高，允许速度高，尺寸紧凑寿命长等特点，因此传动系统中一般首先采用齿轮传动，并且齿轮机构可以用来传递在任意两轴间的运动和动力，是现代机器应用最广泛的一种机械传动机构。

1 传动装置总体设计

1.1设计任务书 1设计任务

设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱直齿齿轮减速器传动。 2 设计要求

（1）外形美观，结构合理，性能可靠，工艺性好； （2）多有图纸符合国家标准要求；

（3）按毕业设计（论文）要求完成相关资料整理装订工作。 3 原始数据

（1）运输带工作拉力 F=4KN （2）运输带工作速度V=2.0m/s

(3)输送带滚筒直径 D=450mm （4）传动效率??0.96 4工作条件

两班制工作，空载起动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘，中小批量生产，使用期限10年，年工作300天。 1.2 确定传动

3.3锥齿轮的创建

锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角

一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。

3.3.1锥齿轮的建模分析

与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮

的过程中应用了大量的参数与关系式。

锥齿轮建模分析（如图3-122所示）：

（1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线 （2）创建渐开线 （3）创建齿根圆锥 （4）创建第一个轮齿 （5）阵列轮齿

图3-122锥齿轮建模分析

3.3.2锥齿轮的建模过程

1．输入基本参数和关系式

（1）单击，在新建对话框中输入文件名conic_gear,然后单击

；

（2)在主菜单上单击 “工具”→ “参数”，系统弹出“参数”对话框，如图3-123所

示；

图3-123 “参数”对话框

（3）在“参数”对话框内单击

按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次

输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-3所示；

名称 M Z Z_D ALPHA B HAX CX HA HF H D DB DA

值 2.5 24 45 20 20

一、作业P233#10-2：如图所示的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]。假定：

（1） 齿轮B为“惰轮”（中间轮），齿轮A为主动轮，设KFN=KHN=1； （2） 齿轮B为主动，齿轮A和C均为从动，设KFN=KHN=1。 C B A

解：齿面接触疲劳许用应力的计算式为：[?H]?KHN??Hlim

SHKFN??Flim

SF齿根弯曲疲劳许用应力的计算式为：[?F]?取SH=1 SF=1.4（1.25~1.5之间均可） 查P204图10-20（c），知在脉动循环交变应力作用下，B齿轮的弯曲疲劳强度极限σlim为： σlim=σFE=350Mpa （注意超出范围则采用外插法取值，为近似值，且设应力校正系数YST=1） 而受对称循环交变载荷作用时的应力极限值为脉动循环交变应力的70%——见P203倒数第6行） 查P207图10-21（d），知B齿轮的接触疲劳强度极限σHlim为：σHlim=620Mpa （1）、（2）两种情况下，B齿轮上的每个齿在一转的过程中，导致轮齿齿根弯曲的力的方

例 1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。

解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数

1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故选择8级精度。

2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表11-1，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度217~255HBS ，σ

HLim1=595MPa ，σ

FE1=460MPa ；大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度162~217HBS ，σHLim2=390MPa ，σFE2=320MPa 。

3）选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=86。故实际传动比i=z 2/z 1=86/24=3.58，和要求的传动比3.57的误差小于3%。齿数比u=i=3.58。

对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

2. 按齿面接触强度设计

设计公式11-3 []321112???? ??+?Φ≥H H E d Z Z u u KT d σ

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

14.1 弧齿锥齿轮的基本概念

14.1.1 锥齿轮的节锥

对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角?1或?2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角?。节锥任意一点到节锥顶点O的距离称为该点的锥距Ri，节点P的锥距为R。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 ???1??2

大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比

图14-1 弧齿锥齿轮副

i12?z2 (14-1) z1图14-2 锥齿轮的节锥与节面

小轮和大轮的节点半径r1、r2分别为

r1?Rsin?1 r2?Rsin?2 (14-2)

它们与锥齿轮的齿数成正比，即

r2sin?2

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

14.1 弧齿锥齿轮的基本概念

14.1.1 锥齿轮的节锥

对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角?1或?2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角?。节锥任意一点到节锥顶点O的距离称为该点的锥距Ri，节点P的锥距为R。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 ???1??2

大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比

图14-1 弧齿锥齿轮副

i12?z2 (14-1) z1图14-2 锥齿轮的节锥与节面

小轮和大轮的节点半径r1、r2分别为

r1?Rsin?1 r2?Rsin?2 (14-2)

它们与锥齿轮的齿数成正比，即

r2sin?2