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毕业设计（论文）题目： 齿轮传动设计 姓名： 学号： 二级院系部： 机电工程系 班级: 机电092 专业： 机电一体化 指导教师： 职称： 二 一二 年 六 月 齿轮传动设计【摘要】齿轮是机器、仪器中使用最多的传动零件，尤其是渐开线圆柱齿轮的应用更为广泛。齿轮是一个较复杂的几何体，对单个齿轮的齿廓加工误差国家标准规定了17种控制参数，根据齿轮使用要求的不同，对以上17个参数控制的要求也不同。如何确定齿轮的精度等级以及依据其精度等级确定相关控制参数的公差值，是齿轮设计的关键所在。 传统的设计方法是依据经验用类比法，结合查表及大量繁杂的公式计算，这样的方法一是工作量大，二是不可能对各参数进行优化及筛选，很难保证齿轮精度设计的合理性。因此，借用了辅助软件对齿轮的几何参数进行计算后，对齿轮精度的设计及其相关的数据进行计算机处理，使齿轮的精度设计达到快速、准确、合理，齿轮设计起来就没那么费时和吃力了。【关键词】材料选择；热处理；尺寸；强度计AbstractGEAR is the machine, the instrument use most of the transmission parts,especially the application of involute gear more widely. Gear is a more complicated geometry, to a single gear tooth profile processing error national standard for 17 kinds of control parameters, according to the requirements of the use of different gear, these 17 parameter control requirements are different. How to determine the accuracy of gear on the basis of the precision grade level and ensure that the relevant control parameters of the tolerance values, is the key to gear design. The traditional design method is based on experience with analogy method, combining look-up table and a large number of multifarious formula calculation, this method is a big workload, 2 it is not possible to optimize the parameters and screening, it was difficult to ensure that the rationality of the design of the accuracy. Therefore, the assistant software to borrow gear geometry parameters are calculated, on the accuracy of the design and its related data computer processing, make the precision of the gear designed to achieve rapid, accurate and reasonable, gear design up not as wasteful and exhausting.Key wordsmaterial selection; Heat treatment; Size; Strength calculation 目 录摘 要I关键词IAbstractIIKey wordsII目 录III绪 论11齿轮的组成结构及传动计算21.1齿轮的组成结构21.1.1齿轮传动设计步骤21.2内啮合标准齿轮传动的几何尺寸计算42. 齿轮传动62.1齿轮传动的失效形式62.1.1齿轮传动的失效形式62.1.2设计准则82.2齿轮常用材料及热处理82.2.1 材料钢82.2.2铸铁92.2.3非金属材料93. 齿轮传动精度及强度计算113.1精度等级113.1.1齿侧间隙113.2标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算123.2.1轮齿的受力分析123.2.2齿根弯曲疲劳强度计算133.2.3齿面接触疲劳强度计算144. 设计参数的选择及许用应力164.1主要参数的选择164.2许用应力165.齿轮传动的润滑与维护205.1齿轮传动的润滑205.2齿轮传动的维护20结 论.21致谢.22参考文献.23绪 论齿轮是机器、仪器中使用最多的传动零件，尤其是渐开线圆柱齿轮的应用更为广泛。本设计重点是渐开线圆柱齿轮传动设计的计算。研究外啮合齿轮和内啮合齿轮传动的主要几何参数计算、齿轮齿厚计算、精度计算和强度计算，帮助实现齿轮的合理设计。通过设计过程，掌握材料选择，热处理分析，齿轮尺寸及强度计算方法。齿轮是一个较复杂的几何体，对单个齿轮的齿廓加工误差国家标准规定了17种控制参数，根据齿轮使用要求的不同，对以上17个参数控制的要求也不同。如何确定齿轮的精度等级以及依据其精度等级确定相关控制参数的公差值，是齿轮设计的关键所在。传统的设计方法是依据经验用类比法，结合查表及大量繁杂的公式计算，这样的方法一是工作量大，二是不可能对各参数进行优化及筛选，很难保证齿轮精度设计的合理性。因此，借用了辅助软件对其进行计算后，对齿轮精度的设计及其相关的数据进行计算机处理，使齿轮的精度设计达到快速、准确、合理，齿轮设计起来就没那么费时和吃力了。1.齿轮的组成机构及传动计算 1.1 齿轮的组成结构齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆。轮齿简称齿，是齿轮上每一个用于啮合的凸起部分，这些凸起部分一般呈辐射状排列，配对齿轮上的轮齿互相接触，可使齿轮持续啮合运转；基圆是形成渐开线的发生线作纯滚动的圆；分度圆，是在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆。渐开线齿轮比较容易制造，且传动平稳，传递速度稳定，传动比准确，渐开线圆柱齿轮是机械传动量大而广的基础零部件，广泛在汽车、拖拉机、机床、电力、冶金、矿山、工程、起重运输、船舶、机车、农机、轻工、建工、建材和军工等领域中应用。因此现代使用的齿轮中，渐开线齿轮占绝多数，而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较小。 1.1.1齿轮传动设计步骤：1、简化设计：根据齿轮传动的齿数、啮合角和模数等，确定中心距等主要参数。2、几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。如：计算分度圆直径、齿高、齿顶高、齿根高、基圆直径等。3、齿厚测量尺寸计算：根据上步的计算结果和已知参数，计算齿轮的齿厚参数。如：固定弦齿厚、固定弦齿高等参数。4、精度计算：计算出齿轮的精度测量参数，如：各级精度等级、齿厚上/下偏差、侧隙公差、最小/大极限侧隙等。5、强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。分别将计算出的接触/弯曲强度允许传递功率与已知功率相比较，如果都大于实际功率，则所设计的齿轮强度过关。6、如果校核不满足强度要求，可以返回2)，修改参数，重新计算。课题研究的主要内容就是设计一个进行齿轮设计的计算软件，现在课题是几何尺寸计算，主要应集中在此，精度只是其中一部分。在设计渐开线圆柱齿轮时会计算出其齿数、齿形和齿高等。 渐开线圆柱齿轮几何参数和外啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸计算外啮合标准圆柱齿轮传动参数计算如表1.1。表1,1  外啮合标准圆柱齿轮传动参数名称符号直齿轮螺旋齿轮原始参数基准齿形齿形角=20°tgt=tg/cos齿顶高系数ha*=1hat*= ha*cos=cos径向间隙系数C*=0.25Ct*=C *cos=0.25cos齿根圆角半径系数*=0.38t*=*cos=0.38 cos模数m由强度计算或结构设计确定，一般传递动力的齿轮m>=1mt=m/cos齿数Z设计时选定设计时选定分度圆螺旋角=0°按推荐值或按中心距条件确定主要几何参数的计算（mm）中心距aa=m/2(Z1+Z2)=1/2(d1+d2)a=m/2cos(Z1+Z2)=1/2(d1+d2)一般希望a为标准数值或圆整的数值分度圆直径dd=mZd=mZ/cos名称符号直齿轮螺旋齿轮主要几何参数的计算（mm）齿顶高haha= ha*m齿顶圆直径dada=d+2ha=(Z+2)mda=d+2ha=(Z/ cos+2)m齿根高hfhf=( ha*+C*)m=1.25m齿根圆直径dfdf=d-2ht=(Z-2.5)mdf=d-2ht=(Z/ cos-2.5)m齿高hh= ha+ hf基圆直径dbdb=dcosdb=dcost1.2内啮合标准齿轮传动的几何尺寸计算内啮合标准齿轮传动的参数计算如表1.2。表1.2  内啮合标准齿轮传动的参数项目名称符号原 始 参 数齿 数小轮Z1内齿轮Z2模数m基准齿形齿形角齿顶高系数ha*径向间隙系数c*齿根圆半径系数r*插齿刀齿数Z02齿顶圆直径da02齿顶高系数ha02*切 齿 方 法小轮及大轮均用滚刀切制齿宽小轮b1大轮b2工作齿宽bw主要几何参数的计算（mm）项目名称符号计算公式中心距aa=(Z2-Z1)m/2 分度圆直径小轮d1=mZ1大轮d2=mZ2插齿刀变位系数X02X02=da02/2m-(Z02+2ha02*)/2内齿轮与插齿刀啮合角invw02invw02=2(x2-x02)tg/(Z2-Z02)+inv内齿轮与插齿刀中心距aw02aw02=(Z2-Z02)mcos/2cosaw02中心距分离系数y02y02= aw02/m-(Z2-Z02)/2主要几何参数的计算（mm）项目名称符号计算公式齿高h1h1=0.5(da1-df1)h2h2=0.5(df2-da2)齿根高hfhf=h-ha=m(ha*+c*-x)齿顶圆直径da1da1=d1+2(ha*-y02)mda2da2=d2-2(ha*-k2)m齿根圆直径df1df1=d1-2(ha*+c*)mdf2df2= 2aw02 + da02齿厚测量尺寸的计算(mm)固定弦齿厚s(_)cs(_)c =0.5mcos2或s(_)c =s(_)c*m(s(_)c*可查表)固定弦齿高h(_)ch(_)c =0.5(da-d-s(_)ctg)或h(_)c =0.5(da-d)-h(_)*m(h(_)*可查表)分度圆弦齿厚s(_)s(_)=Zsin/cos*m ,式中=(/2Z+2xtg/z)*cos3分度圆弦齿高h(_)ah(_)a =0.5da-(cos-sin2)/cos2*d2. 齿轮传动通过对减速器的设计，导入齿轮传动设计计算的重要性，提出齿轮传动的类型和基本要求、啮合特点、选型、材料及热处理方法，从齿轮传动的失效形式引出强度的设计准则和计算方法。2.1齿轮传动的失效形式和设计准则2.1.1齿轮传动的失效形式齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上。主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。1. 轮齿折断轮齿折断通常有两种情况：一种是由于多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一种是由于突然产生严重过载或冲击载荷作用引起的过载折断。尤其是脆性材料（铸铁、淬火钢等）制成的齿轮更容易发生轮齿折断。两种折断均起始于轮齿受拉应力的一侧，如图2-1所示。增大齿根过渡圆角半径、改善材料的力学性能、降低表面粗糙度以减小应力集中，以及对齿根处进行强化处理（如喷丸、滚挤压）等，均可提高轮齿的抗折断能力。2. 齿面点蚀轮齿工作时，齿面啮合处在交变接触应力的多次反复作用下，在靠近节线的齿面上会产生若干小裂纹。随着裂纹的扩展，将导致小块金属剥落，这种现象称为齿面点蚀，如图2-2所示。齿面点蚀的继续扩展会影响传动的平稳性，并产生振动和噪声，导致齿轮不能正常工作。点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动常见的失效形式。开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。提高齿面硬度和降低表面粗糙度值，均可提高齿面的抗点蚀能力。3. 齿面磨损轮齿啮合时，由于相对滑动，特别是外界硬质微粒进入啮合工作面之间时，会导致轮齿表面磨损。齿面逐渐磨损后，齿面将失去正确的齿形（图2-3），严重时导致轮齿过薄而折断，齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。为了减少磨损，重要的齿轮传动应采用闭式传动，并注意润滑。图2-1轮齿折断 图2-2齿面点蚀 图2-3齿面磨损4齿面胶合在高速重载的齿轮传动中，齿面间的压力大，温升高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，将使两齿面局部熔融、金属相互粘连，当两齿面作相对运动时，粘住的地方被撕破，从而在齿面上沿着滑动方向形成带状或大面积的伤痕（图2-4），低速重载的传动不易形成油膜，摩擦发热虽不大，但也可能因重载而出现冷胶合。采用粘度较大或抗胶合性能好的润滑油，降低表面粗糙度以形成良好的润滑条件；提高齿面硬度等均可增强齿面的抗胶合能力。图2-4齿面胶合 图2-5齿面塑性变形4. 齿面塑性变形硬度较低的软齿面齿轮，在低速重载时，由于齿面压力过大，在摩擦力作用下，齿面金属产生塑性流动而失去原来的齿形（图2-5）提高齿面硬度和采用粘度较高的润滑油，均有助于防止或减轻齿面塑性变形。2.1.2设计准则齿轮传动的失效形式不大可能同时发生，但却是互相影响的。例如齿面的点蚀会加剧齿面的磨损，而严重的磨损又会导致轮齿折断。在一定条件下，由于上述第1、2种失效形式是主要的。因此，设计齿轮传动时，应根据实际工作条件分析其可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则。对于软齿面（硬度350HBS）的闭式齿轮传动，润滑条件良好，齿面点蚀将是主要的失效形式，在设计时，通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。对于硬齿面（硬度350HBS）的闭式齿轮传动，抗点蚀能力较强，轮齿折断的可能性大，在设计计算时，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损。但由于磨损的机理比较复杂，目前尚无成熟的设计计算方法。故只能按齿根弯曲疲劳强度计算，用增大模数10%20%的办法来考虑磨损的影响。2.2齿轮常用材料及热处理由轮齿失效形式可知，选择齿轮材料时，应考虑以下要求：轮齿的表面应有足够的硬度和耐磨性，在循环载荷和冲击载荷作用下，应有足够的弯曲强度。即齿面要硬，齿芯要韧，并具有良好的加工性和热处理性。制造齿轮的材料主要是各种钢材，其次是铸铁，还有其它非金属材料2.2.1钢钢材可分为锻钢和铸钢两类，只有尺寸较大（d 400600mm）, 结构形状复杂的齿轮宜用铸钢外，一般都用锻钢制造齿轮。软齿面齿轮多经调质或正火处理后切齿，常用45、40Cr等。因齿面硬度不高，易制造，成本低，故应用广，常用于对尺寸和重量无严格限制的场合。由于在啮合过程中，小齿轮的轮齿接触次数比大齿轮多。因此，若两齿轮的材料和齿面硬度都相同时，则一般小齿轮的寿命较短。为了使大、小齿轮的寿命接近，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的高出3050HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。2.2.2铸铁由于铸铁的抗弯和耐冲击性能都比较差，因此主要用于制造低速、不重要的开式传动、功率不大的齿轮。常用材料有HT250、HT300等。2.2.3非金属材料对高速、轻载而又要求低噪音的齿轮传动，也可采用非金属材料，加夹布胶木、尼龙等。常用的齿轮材料，热处理方法、硬度、应用举例见表2.6表2.6常用的齿轮材料、热处理硬度和应用举例材 料牌号热处理方法硬 度应用举例齿 芯 HBS齿面HRC优质碳素钢35正火150180低速轻载的齿轮或中速中载的大齿轮451692175018022045调质217255合 金 钢35SiMn21726940Cr241286优质碳素钢35表面淬火1802104045高速中载、无剧烈冲击的齿轮。如机床变速箱中的齿轮452172554050合 金 钢40Cr241286485520Cr渗碳淬火5662高速中载、承受冲击载荷的齿轮。如汽车、拖拉机中的重要齿轮20CrMnTi566238CrMOAlA氮化229>850HV载荷平稳、润滑良好的齿轮铸 钢ZG45正火163197重型机械中的低速齿轮ZG55179207球墨铸铁QT700-2225305可用来代替铸钢QT600-2229302灰 铸 铁HT250170241低速中载、不受冲击的齿轮。如机床操纵机构的齿轮HT300187255 注：正火、调质及铸件的齿面硬度与齿心硬度相近3. 齿轮传动精度及强度计算3.1精度等级渐开线圆柱齿轮标准（GB/T1009588）中，规定了12个精度等级，第1级精度最高，第12级最低。一般机械中常用78级。高速、分度等要求高的齿轮传动用6级，对精度要求不高的低速齿轮可用9级。根据误差特性及它们对传动性能的影响，齿轮每个精度等级的公差划分为三个公差组，即第 I公差组（影响运动准确性），第II公差组（影响传动平稳性），第III公差组（影响载荷分布均匀性）。一般情况下，可选三个公差组为同一精度等级，也可以根据使用要求的不同，选择不同精度等级的公差组组合。常用的齿轮精度等级与圆周速度的关系及使用范围见表3-1。表3-1齿轮传动精度等级（第II公差组及其应用）精度等级齿面硬度HBS圆周速度v(m.s-1)应用举例直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮直齿圆锥齿轮635018369 高速重载的齿轮传动，如机床、汽车中的重要齿轮，分度机构的齿轮，高速减速器的齿轮等3501530735012256高速中载或中速重载的齿轮传动，如标准系列减速器的齿轮，机床和汽车变速箱中的齿轮等350102083506123一般机械中的齿轮传动，如机床、汽车和拖拉机中的一般齿轮，起重机械中的齿轮，农业机械中的重要齿轮等350599350482.5低速重载的齿轮，低精度机械中的齿轮等35036注：第I、III公差组的精度等级参阅有关手册，一般第III公差级不低于第II公差组的精度等级。3.1.1齿侧间隙考虑到齿轮制造以及工作时轮齿变形和受热膨胀，同时为了便于润滑，需要有一定的齿侧间隙。合适的侧隙可通过适当的齿厚极限偏差和中心距极根偏差来保证，齿轮副的实际中心距越大、齿厚越小，则侧隙越大。标准中规定渐开线圆柱齿轮的齿厚偏差有C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S等14种，每种代号所规定的齿厚偏差值可查有关手册。在齿轮工作图上用代号表示精度等级和齿厚极限偏差。例：877GM GB/T1009588代号，从左至右表示第I、II、III公差组精度等级分别为8级、7级、7级，齿厚上偏差代号为G、下偏差代号为M。3.2标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算3.2.1轮齿的受力分析a) b)图3-2 直齿圆柱齿轮传动的受力分析图3-2所示为齿轮啮合传动时主动齿轮的受力情况，不考虑摩擦力时，轮齿所受总作用力Fn将沿着啮合线方向，Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的切向力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr 。 圆周力 Ft= N径向力 Fr= Ft tg N (3-1)法向力 Fn= N式中:d1为主动轮分度圆直径,mm；为分度圆压力角，标准齿轮=20°。设计时可根据主动轮传递的功率P1（KW）及转速n1(r/min)，由下式求主动轮力矩 T1=9.55×106× （N mm） （3-2）根据作用力与反作用力原理，Ft1=-Ft2，Ft1是主动轮上的工作阻力，故其方向与主动轮的转向相反，Ft2是从动轮上的驱动力，其方向与从动轮的转向相同。同理，Fr1=-Fr2，其方向指向各自的轮心。二、载荷与载荷系数由上述求得的法向力Fn为理想状况下的名义载荷。由于各种因素的影响，齿轮工作时实际所承受的载荷通常大于名义载荷，因此，在强度计算中，用载荷系数K考虑各种影响载荷的因素，以计算载荷Fnc代替名义载荷Fn。其计算公式为 (3-3)式中：K为载荷系数，见表3-3。表3-3 载荷系数k原动机工作机的载荷特性均匀、轻微冲击中等冲击大冲击电动机多缸内燃机单缸内燃机11.21.21.61.61.81.21.61.61.81.82.01.61.81.92.12.22.43.2.2齿根弯曲疲劳强度计算齿根处的弯曲强度最弱。计算时设全部载荷由一对齿承担，且载荷作用于齿顶，将轮齿看作悬臂梁，其危险截面可用30o切线法确定，即作与轮齿对称中心线成30o夹角并与齿根过渡曲线相切的两条直线，连接两切点的截面即为齿根的危险截面，如图3-7所示。运用材料力学的方法，可得轮齿弯曲强度校核的公式为 = 或 F = （3-4）或由上式得计算模数m的设计公式 m (3-5)式中:=b/d1称齿宽系数（b为大齿轮宽度），由表3-4查取；称为齿形系数，由图3-5查取；为弯曲许用应力，由式3-5计算。表3-4齿宽系数=b/d1齿 轮 相 对 轴 承 位 置 齿 面 硬 度 350HBS350HBS 对 称 布 置 0.8 1.4 0.4 0.9非 对 称 布 置 0.6 1. 2 0.3 0.6悬 臂 布 置 0.3 0.4 0.2 0.25 图3-5外齿轮齿形系数YFS注：直齿轮取较小值，斜齿轮取较大值；载荷稳定，轴刚性大时取较大值。3.2.3齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算是为了防止齿间发生疲劳点蚀的一种计算方法，它的实质是使齿面节线处所产生的最大接触应力小于齿轮的许用接触应力，齿面接触应力的计算公式是以弹性力学中的赫兹公式为依据的，对于渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其齿面接触疲劳强度的校核公式为 或 (3-6)将上式变换得齿面接触疲劳强度的设计公式 d1 (3-7)式中：“±”分别用于外啮合、内啮合齿轮；ZE为齿轮材料弹性系数，见表3-5；ZH为节点区域系数，标准直齿轮正确安装时ZH =2.5；H为两齿轮中较小的许用接触应力，u为齿数比，即大齿轮齿数与小齿轮齿数之比。 表3-5齿轮材料弹性系数ZE （） 大齿轮材料小齿轮材料钢铸 钢铸 铁球 墨 铸 铁钢1898188916541814铸 钢1889188016141805。4.设计参数的选择及许用应力4.1主要参数的选择(1)齿数z。对于软齿面的闭式传动，在满足弯曲疲劳强度的条件下，宜采用较多齿数，一般取z1=2040。因为当中心距确定后，齿数多，则重合度大，可提高传动的平稳性。对于硬齿面的闭式传动，首先应具有足够大的模数以保证齿根弯曲强度，为减小传动尺寸，宜取较少齿数，但要避免发生根切，一般取z1=1720。(2)模数m。模数影响轮齿的抗弯强度，一般在满足轮齿弯曲疲劳强度条件下，宜取较小模数，以增加齿数，减少切齿量。(3)齿宽系数d。齿宽系数是大齿轮齿宽b和小齿轮分度圆直径d1之比，增大齿宽系数，可减小齿轮传动装置的径向尺寸，降低齿轮的圆周速度。但是齿宽越大，载荷分布越不均匀。为便于装配和调整，常将小齿轮齿宽加大510mm，但设计计算时按大齿轮齿宽计算。4.2许用应力一般的齿轮传动，其弯曲疲劳许用应力为F=YN （4-1）接触疲劳许用应力为H= ZN （4-2）式中：Flim为齿轮单向受载时的弯曲疲劳极限，查图2-9；Hlim为接触疲劳极限，查图6-10，由于实验齿轮的材质、热处理等性能的差异，实验值有一定的离散性，故图示数据为中间值；受对称循环变应力的齿轮（如惰轮，行星轮），应将图中查得数值乘以0.7；SF、SH为疲劳强度的最小安全系数，通常SF=1、SH =1，对于损坏后会引起严重后果的，可取SF=1.5、SH=1.251.35；YN、ZN为寿命系数，用以考虑当齿轮应力循环次数N<N0时，许用应力的提高系数，其值分别查图2-11、12，图中横坐标为应力循环次数N，按下式计算：式中：n为齿轮转速（r/min）； j为齿轮每转一周，同一侧齿面啮合的次数；为齿轮在设计期限内的总工作时数，h图4-1齿轮材料的Flim图4-2 齿轮材料的Hlim 图4-3弯曲疲劳寿命系数YN图4-4接触疲劳寿命系数ZN 【实例4-1】设计一带式运输机减速器的直齿圆柱齿轮传动，已知i=4, n1=750r/min,传递功率P=5KW，工作平稳，单向传动，单班工作制，每班8h，工作期限10年。 解：实例过程和结果如下所示： 1. 选择齿轮精度等级。运输机是一般工作机械，速度不高，故用8级精度。2. 选材与热处理。该齿轮传动无特殊要求，为制造方便，采用软齿面，大小齿轮均用45钢，小齿轮调质处理，齿面硬度：217255HBS，大齿轮正火处理，齿面硬度：169217HBS。3.按齿面接触疲劳强度设计。该传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。设计公式为：d1(1) 载荷系数k ，按表3-3 取k =1.2(2) 转矩 T1=9.55×106× = 9.55×106× =63666.7N.mm(3) 接触疲劳许用应力 H= ZN按齿面硬度中间值查图4-2查得=600MPa，=550 MPa按一年工作300天计算，应力循环次数 =60×750×1×10×300×8=1.08×109 N2=2.7×108由图4-4 得接触疲劳寿命系数 ZN1=1， ZN2=1.08（，N0=109） 按一般可靠性要求，取 =1 则 600 MPa =594 MPa取 =594 MPa(4) 计算小齿轮分度圆直径d1。查表3-4 按齿轮相对轴承对称布置取=1.08, ZH=2.5,查表3-5得 ZE=189.8 将以上参数代入下式d1 =48.3mm取d1=50mm(5)计算圆周速度 v = 1.96m/s 结果：通过公式可以得出T1=63666.7N.mm 。=594 MPa。d1=50mm。v1.9 6 m/s4确定主要参数。(1)齿数。取z1=20，则z2=z1=20×4=80(2)模数。m=d1/z1=50/20=2.5mm 正好是标准模数第二系列上的数值。(3)分度圆直径 d1=z1m=20×2.5=50mm d2=z2m=80×2.5=200mm(4)中心距 a=(d1+d2)/2=(50+200)=125mm(5)齿宽 b=d1=1.08×50=54mm取b2=60mm, b1=b2+5=65mm5.校核弯曲疲劳强度 (1)齿形系数YFS，由图3-5得：YFS1=4.35，YFs2=4.0(2)弯曲疲劳许用应力 =YN 按齿面硬度中间值查图4-2 得：=240MPa，=220MPa 由图4-3得弯曲疲劳寿命系数：YN1=1 (N0=3×106, N1>N0) YN2=1 (N0=3×106 ,N2>N0) 按一般可靠性要求，取弯曲疲劳安全系数SF=1,则 =YN1=240 MPa =YN2 =220MPa(3)校核计算=88.6 MPa < =/=83.53 MPa < 结果：由公式计算得出=240MPa。=220MPa弯曲强度足够。5.齿轮传动的润滑与维护5.1齿轮传动的润滑 齿轮传动的润滑对于齿轮传动十分重要。齿轮在传递能量时，在某些时刻轮齿上的应力集中在非常小的区域，该区域上的作用力很大。如果轮齿直接接触，摩擦和磨损作用会很快使齿轮损坏。所以对于齿轮的润滑可以减轻摩擦损失，提高传动效率，还可以起到散热、防锈、降低噪声、改善工作条件、提高使用寿命等作用。齿轮的润滑方式：闭式齿轮传动的润滑方式，根据齿轮的圆周大小而定。一般有浸油润滑和喷油润滑两种。对于开式齿轮传动，由于其传动速度较低，通常采用人工定期加油润滑方式。 润滑剂的选择：齿轮传动的润滑剂采用润滑油。其运动黏度通常根据齿轮材料和圆周速度选取 ，并由选定的运动黏度再确定润滑油的牌号。5.2齿轮传动的维护使用齿轮传动时，在启动、加载、卸载及换挡的过程中应力求平稳，避免产生冲击载荷，以防引起断齿等故障。经常检查润滑系统的状况（如润滑油的油面高度等）。油面过低则润滑不良，油面过高会增加搅油功率的损失。对于压力喷油润滑系统还需检查油压状况，油压过低会造成供油不足，油压过高则可能是因为油路不畅通所致，需及时调整油压，还应按照使用规定定期更换或补充规定牌号的润滑油。注意检查齿轮传动的工作状况，如有无不正常的声音或箱体过热现象等。润滑不良和装配不符合要求是齿轮失效的重要原因，声响监测和定期检查是发现齿轮损伤的只要方法。结论正由于在产品的设计过程中齿轮几何参数的选择是影响产品具有良好的啮合和节能低耗效果的重要因素，如果齿轮在设计时参数的选择不够精确，只是采用人工凭经验的估算（而且有存在计算错误的风险），将直接影响所生产产品的质量，有损企业的发展。借助计算机辅助软件，就可以很大程度上减低了这方面的成本和风险。在加工齿轮时，技术人员经常要进行各种齿轮几何及啮合参数的计算。传统方法用手工、计算器及查表计算、速度慢、精度低