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标题: 齿轮设计过程，齿轮应该这样设计 [打印本页]

作者: 一往冇前 时间: 2023-11-29 10:38
标题: 齿轮设计过程，齿轮应该这样设计

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，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。

齿轮材料的选取

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、冲击和过在断裂；

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。

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、重载并在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），经淬火及低温回火后，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，渗碳速度快，淬火变形小，对过热不敏感，渗碳后可直接淬火。

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°。

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。