渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模_徐旭松

第42卷第11期2008年11月

浙 江 大 学 学 报(工学版)

Journal o f Zhejiang U niv ersity (Engineer ing Science)

Vol.42No.11Nov.2008

收稿日期:2007 06 25.浙江大学学报(工学版)网址:w w w.journals.z https://www.wendangku.net/doc/1814653024.html,/eng

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50505046,50775204,50835008);浙江省自然科学基金资助项目(Z107334).

作者简介:徐旭松(1976-),男,江苏金坛人,博士,从事计算机辅助设计/辅助公差设计(CAD/CAT )研究.E mail:xuxusong@https://www.wendangku.net/doc/1814653024.html,

通讯联系人:曹衍龙,男,副研究员.E mail:sdcaoyl@https://www.wendangku.net/doc/1814653024.html,

DOI:10.3785/j.issn.1008 973X.2008.11.019

渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模

徐旭松,杨将新,曹衍龙,茅 健

(浙江大学现代制造工程研究所,浙江省先进制造技术重点实验室,浙江杭州310027)

摘 要:为了研究和仿真公差对齿轮运动学性能的影响,建立了齿面公差的参数化数学模型.基于新一代产品几何规范(G PS)标准体系,将表面几何偏差分为本质特征偏差和方位特征偏差.引入替代表面的概念,基于理论表面矢量参数化表示,用矢函数来描述替代表面和理论表面之间的本质特征偏差.基于三维空间刚体运动学,采用齐次坐标变换矩阵来描述替代表面在欧氏空间中相对于参考要素的方位特征(方向和位置)偏差.以圆柱斜齿轮齿面为例,采用提出的公差域建模方法,构建了该齿面的本质特征偏差和方位特征偏差的参数化模型,进而建立了圆柱斜齿轮齿面的公差数学模型.

关键词:公差建模;渐开线齿面;齿面公差模型;产品几何规范(G PS)

中图分类号:T P391.9 文献标识码:A 文章编号:1008 973X(2008)11 1946 05

Tolerance modeling of involute helical gear tooth surface

XU Xu song,YANG Jiang x in,CAO Yan long,M AO Jian

(Zhej iang Pr ov ince K ey L abor ator y o f A d vanced M anuf actur ing T echnology ,

I nstitute of M oder n M anuf actur ing E ngineer ing,Zhej iang Univers ity ,H angz hou 310027,China)

Abstract:A parametric tolerance m odel of g ear too th surface w as established to study and simulate the im pact of tolerance on g ear kinem atic performance.Surface geometric deviation w as divided into intrinsic de v iation and situation deviatio n based on the new g eneratio n geometrical product specification (GPS).Sub stitute surface co nception w as introduced in the tolerance modeling.Intrinsic dev iation betw een the substi tute surface and the theoretical surface w as described by vector function on the basis of the vecto r paramet r ic r epresentation of the theoretical surface.Based o n the three dimensional rig id body kinem atics,homo g eneous tr ansform ation m atr ix (H TM )w as used to descr ibe the situation dev iation o f the substitute sur face relative to the reference feature in Euclidean space.T aking a helical g ear too th surface as ex ample,the surface par am eterized mo del of intrinsic deviation and situation deviation w er e studied.Accordingly ,a mathematical to ler ance model of the helical gear tooth surface w as established using the m odeling m ethod.Key words:tolerance modeling;invo lute gear tooth surface;tolerance model o f g ear too th surface;g eo m etrical product specification (GPS)

齿轮是机械传动中应用最广泛的传动件之一.现行公差标准规定的齿轮公差或极限偏差往往不是直接针对几何参数,而是借助于若干测量项目来规定的

[1]

.随着新一代产品几何规范(geometrical

product specification,GPS)的推出,产品几何规范与认证在统一的标准体系下进行,在产品设计阶段进行仿真分析获取齿轮的规范表面模型,而传统的以测量手段为基础的齿轮公差或极限偏差并不能适

应计算机辅助公差分析与仿真的要求.因此,有必要建立含有齿轮各种几何偏差信息的参数化数学模型,以实现计算机辅助齿轮公差分析和含公差信息的齿轮副啮合分析.

公差建模的研究已经开展多年,提出了多种建模方法[2],在平面恒定类(如平面)和圆柱恒定类(如圆柱面)等规则表面的公差建模方面取得了许多研究成果[3 4],但是对于复杂体恒定类(复杂表面)的公差建模少有研究.本文以圆柱斜齿轮齿面为研究对象,基于新一代GPS 标准体系,采用 替代表面 来描述本质特征偏差,以齐次坐标变换矩阵来描述替代表面相对于参考要素或基准的方位特征偏差,从而建立该齿面的公差数学模型.

1 三维公差域建模理论

三维公差域建模理论的2个前提假设为:1)刚体假设,即零件的刚性足够大,零件特征面的形变相对于公差值可以忽略不计;2)小位移假设,即零件的几何变动范围(公差)相对于零件名义尺寸是微小量.零件是由若干个特征组成的,在新一代GPS 定义中, 特征 扮演了重要角色,特征可以分为本质特征和方位特征[5].相应地,特征几何偏差分为本质特征偏差和方位特征偏差.1.1 本质特征偏差建模

本质特征是表征理想要素内在几何性质的特征,在参数化方程中的参数正是反映该理想要素的本质特征的参数.曲面在微分几何中一般可以表示成2个参数u 和v 的矢函数.例如,在图1中某理论表面在其局部坐标系CS L (o L ,y L ,z L )(简称CS L )下的矢函数为[6]

p L =p L (u,v ).(1

)

图1 曲面本质特征偏差示意图

F ig.1 Sketch o f intrinsic deviat ion of curv ed surface

对于4条边界曲面的范围用2个参数变化区间所表示的u v 参数平面上的一个矩形区域u 1!u !u 2、v 1!v !v 2给出,如图2所示.

理论表面是具有理想形状的曲面,如渐开线圆柱斜齿轮的理论齿面是理想的渐开面.但由于零件

图2 曲面上的点与参数域内的点的映射关系Fig.2 M apping relations betw een po int o n curv ed

sur face and po int in pa rameter zone

总存在制造误差,真实表面是非理想表面,它相对于理论表面在形状上发生了变动.当对真实表面进行测量时,由于测量误差和测量不确定度的存在,真实表面是无法获得的.在工程中,一般先测得真实表面上点的坐标,然后通过参数拟合获取拟合表面,拟合表面 替代 了真实表面.因此,在公差建模中引入 替代表面 的概念[7], 替代表面 对应于几何认证阶段的 拟合表面 .替代表面相对于理论表面的几何变动的范围就是该曲面的本质特征偏差域.

拟合表面在该曲面局部坐标系下能够表示成双参数(u,v )的矢函数.因此,公差建模阶段的替代表面也以双参数(u,v )形式的矢函数来表达.假设替代表面与理论表面之间的几何偏差的函数表达式为f (u,v),则替代表面在CS L 下的矢函数为p S (u,v)=p L (u,v)+f (u,v)?n ;

n = p L u # p L v p L u #

p L

v

.(2)式中:n 为曲面在该点处的切平面法矢量(简称法矢),f (u,v)?n 为曲面上任意一点在该处的法向偏差.1.2 方位特征偏差建模

方位特征定义了要素的方向和位置.在刚体运动学中采用4#4齐次坐标变换矩阵(hom ogeneo us transformation matrix,H TM )来描述三维空间中2个刚体的方位关系.由零件刚体假设,零件各个特征面相对于参考要素的方位关系可由4#4H TM 来描述.例如,图3中曲面 的局部坐标系CS L (o L ,x L ,y L ,z L )(简称CS L )相对于参考坐标系CS R (o R ,x R ,y R ,z R )(简称CS R )具有沿坐标轴的平移( x , y , z )和绕坐标轴的旋转( x , y , z ),故CS L 变换到CS R 的平动变换矩阵为

T t =tr ans ( x , y , z )=

1

00 x 010 y 001 z 0

1

.(3)

旋转变换矩阵为

1947

第11期

徐旭松,等:渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模

图3 曲面相对于参考坐标系的方位特征偏差Fig.3 Situatio n deviat ion of curv ed surface rela

tive to refer ence coor dinate sy stem

R x =

1

0000cos ( x )-sin ( x )00sin ( x )

cos ( x )

00

01,(4)

R y =

cos ( y )

0sin ( y )

00

100-sin ( y )

0cos ( y )

000

1,(5) R z

=

cos ( z )

-sin ( z )00sin ( z )

cos ( z )

0000100

01

.(6)由于有小位移假设,有sin ( )? ,cos ( )?1,

(*)? (*)?0,且式(3)~(6)之间的矩阵相乘次序不影响相乘结果.则由CS L 变换到CS R 的H TM 为 T R L =T t ?R x ?R

y ?R z =

1- z

y x z 1- x

y - y

x

1

z

0001

.

(7)

故曲面 的替代表面在局部坐标系CS L 下的参数化表达式p S (u,v)变换到参考坐标系CS R 下的矢函数为

p R (u,v)=T R L ?p S (u,v).

(8)

2 名义齿面模型

2.1 理论齿面模型

以圆柱斜齿轮上任一齿作为分析对象,坐标系(o a ,y a ,z a )所在平面是齿轮的端截面.它截得的齿形是渐开线,如图4所示,则渐开线CD (以齿槽右侧的渐开线为例)

[8]

y 0=r b (z 0=r b (cos )

图4 齿轮端截面渐开线和齿面

F ig.4 Inv olute o f gear end section and too th sur face

式中:!为滚动角,是参变量;r b 为基圆半径.

图4中坐标系CS 0(o 0,x 0,y 0,z 0)(简称CS 0)为附着在任一齿面上的活动坐标系.将渐开线CD 沿x 0轴作螺旋运动(在起始点,(o a ,y a ,z a )与(o 0,y 0,z 0)重合),便形成圆柱斜齿轮的渐开面(齿槽右侧面).设导程为S,沿x 0轴正方向看,以顺时针方向转动为正(图4中渐开线的轨迹曲面为左螺旋面),则当(o a ,y a ,z a )绕x 0轴逆时针转过?角度(?为参变量)时,o a 点沿x 0方向的位移为-?S/(2#)(见图5).则该齿面的理论齿面方程为

p 0(!,?)=x 0i 0+y 0j 0+z 0k 0,x 0=-?S /(2#),

y 0=r b [sin (!+?)-!co s (!+?)],z 0=r b [cos (!+?)+!sin (!+?)].

(10)

图5 渐开线在活动坐标系下的螺旋运动F ig.5 H elical mov ement of inv olute in ac

tive coo rdinatio n sy stem

图6 设计齿廓为修形渐开线

Fig.6 M odified invo lute of design to oth profile

2.2 名义齿面(设计齿面)模型

齿面的齿廓在设计时分2种情况:1)设计齿廓为未修形的理论渐开线,此时名义齿面即为理论齿面,齿

面方程为式(10);2)设计齿廓为修形渐开线(如图6所示),此时名义齿面方程在理论齿面方程上进行修正,

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浙 江 大 学 学 报(工学版) 第42卷

即用当量的基圆半径r b,c 代替初始基圆半径r b .以下以设计齿廓为未修形的理论渐开线为例研究齿面的公差数学模型(设计齿廓为修形渐开线的齿面公差建模方法可以依此类推),此时名义齿面即为理论齿面.

3 齿面本质特征偏差建模

齿面本质特征偏差为替代齿面与理论齿面之间的偏差,如图7所示.设一圆柱斜齿轮具有z 个齿,其第k 个齿的齿廓偏差参数化函数表达式为f k (!,?),k =1,2,%,z.f k (!,?)的值对应于齿轮偏差项目中的齿廓总偏差F ?.在齿轮公差标准中,齿廓偏差域表示为

F ?!TF ?.

(11)

式中:TF ?为齿廓极限总偏差(公差规范值).

图7 齿廓本质特征偏差

Fig.7 Intrinsic deviation of to oth profile

齿廓总偏差F ?已经包含了齿廓形状偏差f f ?和齿

廓倾斜偏差f H ?,故替代齿面的齿廓偏差域描述为-T F ?!f k (!,?)!T F ?.(12)

由于几何认证阶段的 拟合表面 与 替代表面 对应,f k (!,?)可以参照以往类似齿面拟合评定结果选取相应形式的表达式,例如选取f k (!,?)=A cos (B !+C ?),其中A 、B 和C 为系数.对于每个齿面上的任意一点,本质特征偏差是指齿面轮廓在该点处的法向位移f k (!,?)?n 0,其中n 0为理论齿面在该点处的切平面的法矢: n 0=n

x i 0+n y j 0+n z k 0=

p 0 !# p 0 ? p 0 !#

p 0

?

.(13)将齿廓偏差f k (!,?)叠加到理论齿廓上,则在活动坐标系CS 0下替代齿面(第k 个齿)的参数化方程为

p S ,k (!,?)=p 0(!,?)+f k (!,?)?n 0.

(14)

式中

:k =1,2,%,z.

4 齿面方位特征偏差建模

4.1 齿面间齿距角偏差

如图8所示,CS 0为活动坐标系(图中只画出

图8 齿面在齿圈坐标系中方位关系

Fig.8 Situatio n r elatio ns of too th surfaces in g ear

r im coo rdinat e sy st em

了z 0轴,虚线),设坐标系CS 1(o 1,x 1,y 1,z 1)(简称CS 1)固定在编号为1的齿面上(当CS 0旋转到编号为1的齿面时,CS 0与CS 1重合),它是所有齿面组成的齿圈的局部坐标系,x 1轴为齿圈的中心轴线.

根据式(4),由第k 个齿面的活动坐标CS 0变换到局部坐标CS 1的H TM 为

T 1

0,k =

100

00cos (%k )-sin (%k )00

sin (%k )

cos (%k )

00001

.(15)

式中:k =1,2,%,z ;%k =2#(k -1)/z +&k 为第k 个齿相对于第1个齿的齿距角,&k 为齿距角偏差;当

k =1时,&1=0,T 10,k =T 10,1=I (I 为单位矩阵),CS 0与

CS 1重合.

4.2 齿圈相对于内孔的方位特征偏差

齿轮加工一般是先在齿坯(除齿面以外的轮体)上加工出孔,以孔和端面作定位基准来加工齿面.由于加工误差的存在,齿圈相对于内孔必然存在几何变动,这个几何偏差反映在齿圈中心轴线相对于内孔中心轴线的方向或位置偏差.另一方面,齿轮在装配体中也是以内孔和端面为定位基准来对齿轮进行装配定位的.故以内孔中心轴线为x 2轴建立坐标系CS 2(o 2,x 2,y 2,z 2)(简称CS 2),齿圈与内孔的方位关系如图9所示.

图9 齿圈坐标系和内孔坐标系之间的方位关系Fig.9 Situat ion relation between g ear rim coo rdination

sy stem and inner hole coo rdinatio n sy stem

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第11期

徐旭松,等:渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模

根据式(7),由坐标系统CS1变换到CS2的H TM为

T21=

1- z,12 y,12 x12

z,121- x,12 y12

- y,12 x,121 z12

0001

.(16)

式中:( x,12, y,12, z,12)反映的是齿圈相对于内孔的方向偏差,( x12, y12, z12)反映的是齿圈相对于内孔的位置偏差.

5 齿面公差参数化模型

综上所述,以内孔的轴线为基准,第k个齿面在CS2下的矢函数为

p2,k(!,?)=T21?T10,k?[p0(!,?)+f k(!,?)?n0].

(17)式中:k=1,2,%,z.式(17)所示齿面公差参数化数学模型中包含了偏差参数f k(!,?)、%k(或&k)( x12, y12, z12, x,12, y,12, z,12),这些参数描述了实际齿面与理想齿面之间的本质特征偏差和方位特征偏差.值得注意的是,此齿面公差参数化模型是从计算机辅助公差分析或带公差信息的齿轮啮合分析的要求出发建立的数学模型,虽然这些参数直接或间接地对应齿轮公差标准中规定的某些齿轮偏差项目,但两者并不能混同.

6 结 语

本文在新一代GPS标准体系的本质特征和方位特征定义的基础上,研究了齿面本质特征偏差和齿面方位特征偏差,建立了渐开线圆柱斜齿轮齿面的参数化公差数学模型,为后续的计算机辅助齿轮公差分析和运动学模拟仿真研究打下了基础.参考文献(References):

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1950浙 江 大 学 学 报(工学版) 第42卷

单级圆柱齿轮减速器

毕业设计(论文) 题目名称单级圆柱齿轮减速器 题目类别 学院（系）邗江电大 专业班级02机电（五）班 学生姓名杨健 指导教师吴邦荣 开题报告日期

摘要: 减速器的结构随其类型和要求不同而异。单级圆柱齿轮减速器按其轴线在空间相对位置的不同分为：卧式减速器和立式减速器。前者两轴线平面与水平面平行，如图1-2-1a所示。后者两轴线平面与水平面垂直，如图1-2-1b所示。一般使用较多的是卧式减速器，故以卧式减速器作为主要介绍对象。 单级圆柱齿轮减速器可以采用直齿、斜齿或人字齿圆柱齿轮。 一.主要特性 由于减速器已成为一种通用的传动部件，因此，圆柱齿轮减速器多数已经标准化，ZD（JB1130-70）为单级圆柱齿轮减速器的标准型号。其主要参数均已标准化和规格化。 单级圆柱齿轮减速器的主要性能参数为： 传递功率P（标准ZD型减速器P=1~2000KW） 传动比i为避免减速器的外廓尺寸过大，一般i〈6，其最大传动比imax=8~10，高速轴转速n1，中心距a（标准ZD型减速器a=100~700mm ） 工作类型及装配型式 机械零件课程设计，可以根据任务书的要求参考标准系列产品进

行设计，也可自行设计非标准的减速器。 二.组成 图1-2-2和图1-2-3所示分别为单级直齿圆柱齿轮减速器的轴测投影图和结构图。 减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。 箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉（参见图1-2-3），拧入起盖

斜齿圆柱齿轮的基本参数

斜齿轮的齿廓曲面形成与直齿轮的齿廓曲面形成相似，只是直线 不再与齿轮的轴线平行，而与它成一交角。当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线 上各点展成的渐开线集合，形成了斜齿轮的渐开螺旋形齿廓曲面。角称为基圆柱上的螺旋角。 1. 螺旋角 是反映斜齿轮特征的一个重要参数，通常所说斜齿轮的螺旋角，如不特别注明，即指分度圆柱面上的螺旋角。有左、右旋差别，也有正、负之分。 2. 端面参数和法面参数的关系 垂直于斜齿轮轴线的平面称为端面，与分度圆柱面上螺旋线垂直的平面称为法面。在进行斜齿轮几何尺寸计算时，应注意端面参数和法面参数之间的换算关系。 （a ）斜齿圆柱齿轮的展开图 （ b ）斜齿轮法面和端面压力角的关系 (1) 齿距与模数

在图a所示的斜齿圆柱齿轮分度圆柱面展开图中，设为法向齿距，为端面齿距，为法向模数，为端面模数，它们的关系为 (2) 压力角 图b所示为斜齿条的一个齿，其法面内(平面)的压力角称法面压力角；端面内(平面)的压力角 称端面压力角。由图可知，它们的关系为 用成型铣刀或滚刀加工斜齿轮时，刀具的进刀方向垂直于斜齿轮的法面，故一般规定法面内的参数为标准参数。 3. 外啮合斜齿轮的正确啮合条件 4.几何尺寸计算 斜齿轮的几何尺寸是按其端面参数来进行计算的。它与直齿轮的几何尺寸计算一样，即可将直齿轮的各几何尺寸计算公式中的标准参数（）全改写为斜齿轮的端面参数，再代换以法面参数表示的计算公式，即可得斜齿轮的几何尺寸的计算公式。 分度圆直径， 齿顶高 齿根高 端面模数（为法面模数） 端面压力角 斜齿轮的其他几何尺寸就很容易有上述几何尺寸可直接计算得到。

作从动齿条分度面的俯视图，如图所示。显然，齿条前端面的工作齿廓只在 区间处于啮合状态。由图可见，当轮齿到达虚线所示位置时，前端面虽已开始脱离啮合区，但轮齿的后端面仍处在啮合区内，整个轮齿尚未终止啮合。只有当轮齿后端面也走出啮合区，该齿才终止啮合。即斜齿轮传动的啮合弧比端面齿廓完全相同的直齿轮传动啮合弧增大 ，故斜齿轮传动的重合度为 由上式可见，斜齿轮传动的重合度随齿宽b 和螺旋角β的增大而增大，这是斜齿轮传动运转平稳、承载能力较高的原因之一。 过斜齿轮分度圆上一点 C 作齿的法平面，该平面与分度圆柱面的交线为椭圆， 其长半轴a=短半轴b=。由高等数学可知，椭圆在C 点的曲率半径ρ为 以ρ为分度圆半径，以斜齿轮的法面模数 为模数，取标准压力角作一直齿圆柱齿轮，其齿形近似于此斜齿轮的法面齿形。 则此直齿圆柱齿轮称为该斜齿圆柱齿轮的当量齿轮，其齿数称为当量齿数，用表示。故 式中z 为斜齿轮的实际齿数。 当量齿数可以用来选择铣刀号码或进行强度计算，还可以将直齿轮的某些概念直接用到斜齿轮上。如用计 算斜齿轮的不产生根切的最少齿数， 式中为直齿圆柱齿轮不产生切齿干涉的最少齿数。由上式可知，斜齿轮不产生切齿干涉的最少齿数比直齿轮的少，故机构紧。

单级斜齿圆柱齿轮传动设计

优秀设计 单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动

目录 任务书 (3) 一、前言 (4) 二、运动学与动力学的计算 (5) 第一节选择电动机 (5) 第二节计算总传动比并分配各级传动比 (6) 第三节各轴的转速，功率及转矩，列成表格 (7) 三、传动零件的设计计算 (7) 四、齿轮的设计计算 (10) 五、轴与轴承的设计计算及校核 (14) 六、键等相关标准键的选择 (21) 七、减速器的润滑与密封 (22) 八、箱体结构设计 (23) 九、设计小结 (25) 十、参考文献 (25)

任务书 设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计＋链传动 原始数据： F=2600N F：输送带拉力； V=1.5m/s V：输送带速度； D=400mm D：滚筒直径。 设计工作量： １．设计说明书一份 ２．二张主要零件图（CAD） ３．零号装配图一张 工作要求： 输送机连续工作，单向提升，载荷平衡两班制工作，使用年限１０年，输送带速度允许误差为±5%。 运动简图：（见附图）

一、前言 分析和拟定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。 众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。

单级斜齿圆柱齿轮减速器设计

目录 1.设计任务书 (3) 2.传动方案设计 (3) 3.电动机的选择计算 (4) 4.齿轮传动的设计计算 (6) 5.轴的设计计算及联轴器的选择 (10) 6.键连接的选择计算 (15) 7.滚动轴承的校核 (15) 8.润滑和密封方式的选择 (17) 9.箱体及附件的结构设计和计算 (17) 10.设计小结 (19) 11.参考资料 (20)

1．减速器的设计任务书 1．1设计目的： 设计带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。 1．2工作条件及要求： 用于铸工车间运型砂，单班制工作（8小时工作制），有轻微振动，使用寿命为10年，轴承寿命为3年。带式运输机的工作数据如下： 2．传动方案设计 根据已知条件可计算出卷筒的转速为 min /88.251200 1000 609.2100060r D V n w =???=???= ππ 若选用同步转速为1000r/min 或750r/min 的电动机则可估算出传动装置的总传动比为5.5或4.0，考虑减速器的工作条件和要求，暂选下图所示传动方案，其特点为：减速器的尺寸紧凑，闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。

3．电动机的选择计算 3．1电动机的选择 3．1．1电动机类型的选择 根据动力源和工作要求，选Y 系列三相异步电动机。 3．1．2电动机功率e P 的选择 工作机所需有效功率 。KW FV P W 9.21000 9 .210001000=?== 由传动示意图可知：电动机所需有效功率KW W P d P η = 式中，η为传动装置的总效率 n ηηηηηη?????= 4321=0.886 。 设1η，2η，3η，4η分别为弹性连轴器（2个）、闭式齿轮（设齿轮精度为8级）、滚

单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：带式运输机传动装置 专业0 班 设计者： 指导老师： 2009 年12 月27 日 专业课设计课程设计说明书

一、传动方案拟定…………………………………………… 二、电动机的选择…………………………………………… 三、计算总传动比及分配各级的传动比…………………… 四、运动参数及动力参数计算……………………………… 五、传动零件的设计计算…………………………………… 六、轴的设计计算…………………………………………… 七、滚动轴承的选择及校核计算…………………………… 八、键联接的选择及计算…………………………………… 九、润滑方式的确定……………………………………… 十、参考资料………………………………………………

计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 1．设计题目名称 单级斜齿圆柱齿轮减速器。 2．运动简图 3．工作条件 运输机双班制工作，单向运转，有轻微振动，小批量生产，使用年限6年。4，原始数据 1．输送带牵引力 F=1100 N 2．输送带线速度 V=1.5 m/s 3．鼓轮直径 D=250 mm 二、电动机选择 1、选择电动机的类型： 按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。 P： 2、计算电机的容量d

η a ——电机至工作机之间的传动装置的总效率： 85 .096.099.097.099.095.03 5 433 21 =????= ???? = η ηηηηη a 式中： 1η－带传动效率：0.95；2η－滚子轴承传动效率：0.99 3η－圆柱齿轮的传动效率：0.97；4η－弹性联轴器的传动效率：0.99 5η—卷筒的传动效率：0.96 已知运输带的速度v=0.95m/s ： kw a w d P P η = kw Fv w w P η1000= 所以： kw Fv w a d P 03.296 .085.010005.111001000=???== ηη 从表22-1中可选额定功率为3kw 的电动机。 3、确定电机转速： 卷筒的转速为：min /65.114250 14.35 .1100060100060r D v n =???=?= π 按表14-8推荐的传动比合理范围，取V 带传动比4~21=i 单级圆柱齿轮减速器传动比6~42=i ，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：24~8=i 。 故电动机转速可选的范围为： min /2752~91765.114)24~8(r n i n d =?=?= 符合这一范围的转速有：1000r/min 、1500r/min ，

斜齿轮的参数及齿轮计算携带

斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算 斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t表示）和垂直于齿廓螺旋面的法面（下标以n表示）上有不同的参数。斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看，斜齿轮的法面参数应为标准值。 1.螺旋角β 右图所示为斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展开成一直线，该直线与轴线的夹角β称为斜齿轮在分度圆柱上的螺旋角，简称斜齿轮的螺旋角。 tanβ=πd/ps 对于基圆柱同理可得其螺旋角βb为: 所以有： 通常用分度圆上的螺旋角β斜进行几何尺寸的计算。螺旋角β越大，轮齿就越倾斜，传动的平稳性也越好，但轴向力也越大。通常在设计时取。对于人子齿轮，其轴向力可以抵消，常取，但加工较为困难，一般用于重型机械的齿轮传动中。齿轮按其齿廓渐开螺旋面的旋向，可分为右旋和左旋两种。如何判断左右旋呢？测试一下？ 2.模数 如图所示，pt为端面齿距，而pn为法面齿距，pn = pt·cosβ，因为p=πm, πmn 。mt·cosβ＝: mn故斜齿轮法面模数与端面模数的关系为πmt·cosβ,＝

压力角3.它们的法面压力角和端面压力角应分别相因斜齿圆柱齿轮和斜齿条啮合时，的关系可通过斜齿条得到。αtαn和端面压力角等，所以斜齿圆柱齿轮法面压力角上，∠在法面ACES在右图所示的斜齿条中，平面ABD在端面上，平面 ABC中，、角△ABD、△ACEJ及△ACB=90°。在直 BD=CE、，所以有：、 法面压力角和端面压力角的关系 ：4.齿顶高系数及顶隙系数即顶隙也是相同的，无论从法向或从端面来看，轮齿的齿顶高都是相同的， 只要将直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式中的各参数：5.斜齿轮的几何尺寸计算具体计算公式就完全适用于平行轴标准斜齿轮的几何尺寸计算，看作端面参数，如下表所示：名称符号公式 分度圆直径d=mz=(mn/cosβ)z d 基圆直径db=dcosαt db 齿顶高ha=h*anmn ha 齿根高hf=(h*an+c*n)mn hf 全齿高h h=ha+hf(2h*an+c*n)mn 齿顶圆直径da da=d+2ha 中心距a=(d1+d2)/2=mn(z1+z2)/2cosβa 从表中可以看出，斜齿轮传动的中心距与螺旋角β有关。当一对斜齿轮的模数、的方法来凑配中心距。β齿数一定时，可以通过改变螺旋角．

单级斜齿圆柱齿轮链传动设计书

单级斜齿圆柱齿轮链传动设计书 二．前言 分析和拟定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。 众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成

部分，下面我们将一一进行选择。 三．运动学与动力学的计算 第一节选择电动机 电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。 （1）选择电动机的类型： 按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）选择电动机的容量： 工作所需的功率： P d = P w/η P w = F*V/（1000ηw） 所以：P d = F*V/（1000η*ηw） 由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为 η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6 式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。 取η1= 0.96、η２= 0.99、η3=0.97、η4= 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，则： η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832 所以： P d = F*V/1000η*ηw = 2600×1.5/(1000×0.832) kW = 4.68 kW 根据Pd选取电动机的额定功率P w使P m = (1∽1.3)P d = 4.68∽6.09 kW 由查表得电动机的额定功率P w = 7.5 kW （3）确定电动机的转速： 卷筒轴的工作转速为： n w = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min 按推荐的合理传动比围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5

公差第10章 圆柱齿轮的公差与配合

第10章圆柱齿轮传动精度与检测 学习目的和要求 1．掌握齿轮传动的基本要求的特性；齿轮主要加工误差的分组方法和渐开线圆柱齿轮的公差项目以及测量方法。 2．掌握渐开线圆柱齿轮精度的选择及确定方法。 3．熟悉渐开线圆柱齿轮的精度标准和齿轮主要加工误差产生原因的分析方法。 4．了解斜齿圆柱齿轮特有的公差项目和齿轮副的公差项目。 10．1 概述 齿轮传动在机器和仪器仪表中应用极为广泛，是一种重要的机械传动形式，通常用来传递运动或动力。齿轮传动的质量与齿轮的制造精度和装配精度密切相关。因此为了保证齿轮传动质量，就要规定相应的公差，并进行合理的检测。由于渐开线圆柱齿轮应用最广，本章主要介绍渐开线圆柱齿轮的精度设计及检测方法。2001年国家发布了GB／T 10095．1—2001及GB／T 10095．2—2001以代替GB／T 10095—1988。本章仅介绍齿轮的加工误差和齿轮副安装误差对传动精度的影响。 由于齿轮传动的类型很多，应用又极为广泛，因此对齿轮传动的使用要求也是多方面的。归纳起来使用要求可分为传动精度和齿侧间隙两个方面，一般有如下几方面要求。 1．传递运动的准确性 传递运动的准确性就是要求齿轮在一转范围内，实际速比相对于理论速比的变动量 应限制在允许的范围内，以保证从动齿轮与主动齿轮的运动准确协调。 2．传递运动的平稳性 传递运动的平稳性就是要求齿轮在一个齿距范围内的转角误差的最大值限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，以保证传动的平稳性。 3．载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性就是要求齿轮啮合时，齿面接触良好，使齿面上的载荷分布均匀， 避免载荷集中于局部齿面，使齿面磨损加剧，影响齿轮的使用寿命。 4．齿轮副侧隙的合理性 侧隙即齿侧间隙，齿轮副侧隙的合理性就是要求啮合轮齿的非工作齿面间应留有一定的侧隙，以提供正常润滑的贮油间隙，以及补偿传动时的热变形和弹性变形，防止咬死。但是，侧隙也不宜过大，对于经常需要正反转的传动齿轮副，侧隙过大会引起换向冲击，产生空程。所以，应合理确定侧隙的数值。 虽然对齿轮传动的使用要求是多方面的，但根据齿轮传动的用途和具体的工作条件的不同又有所侧重。例如，用于测量仪器的读数齿轮和精密机床的分度齿轮，其特点是传动功率小、模数小和转速低，主要要求是齿轮传动的准确性，对接触精度的要求就低一些。这类齿轮一般要求在齿轮一转中的转角误差不超过1′～2′，甚至是几秒。如齿轮需正反转，还应尽量减小传动侧隙。对于高速动力齿轮，如汽轮机上的高速齿轮，由于圆周速度高，三个方面的精度要求都是很严格的，而且要有足够大的齿侧间隙，以便润滑油畅通，避免因温度升高而咬死。汽车、机床的变速齿轮，对工作平稳性有极严格的要求。对于低速动力齿轮，如轧钢机、矿山机械和起重机用的齿轮，其特点是载荷大、传动功率大、转速低，主要要求啮合齿面接触良好、载荷分布均匀，而对传递运动的准确性和传动平稳性的要求，则相对可以低一些。 10．2 齿轮精度的评定指标及检测 在齿轮标准中齿轮误差、偏差统称为齿轮偏差，将偏差与公差共用一个符号表示，例如Fa既表示齿廓总偏差，又表示齿廓总公差。单项要素测量所用的偏差符号用小写字母(如，)加上相应的下标组成；而表示若于单项要素偏差组成的“累积”或“总’’偏差所用的符号，采用大写字母(如F)加上相应的下标表示。

单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计.

机械零件课程设计说明书 设计题目单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计 学院能源与动力学院专业热能与动力工程-动力机械班级动力机械x班学号 091102xxxx 设计人：xxx 指导教师：xxx 完成日期：2011年7月13日

目录 一、设计任务书------------------------------------------3 二、电动机的选择---------------------------------------4 三、计算传动装置的运动和动力参数---------------4 四、三角带传动设计------------------------------------6 五、齿轮的设计计算------------------------------------7 六、轴的设计计算---------------------------------------9 七、滚动轴承的选择及计算---------------------------12 八、键联接的选择及校核计算------------------------13 九、联轴器的选择---------------------------------------14 十、润滑与密封------------------------------------------14 十一、设计小结----------------------------------------15 十二、参考资料目录----------------------------------16

一、设计任务书 用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如 下图所示: 工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运 转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。 工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。 F=2850N V=1.5m/s D=400mm

齿轮精度等级、公差

齿轮精度等级、公差的说明 名词解释： 齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，第1级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组齿轮各项公差和极限偏差的分组 -------------------------------------- 齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，第1级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组齿轮各项公差和极限偏差的分组-------------------------------------------------------------------------------- 公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响ⅠFi′、FP、FPk Fi″、Fr、Fw 以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性Ⅱfi′、fi″、ff ±fPt、±fPb、ff β在齿轮一周内，多次周期地重复出现的误差传动的平稳性，噪声，振动ⅢFβ、Fb、±FPx 齿向线的误差载荷分布的均匀性根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。齿轮传动精度等级的选用 -------------------------------------------------------------------------------- 机器类型精度等级机器类型精度等级测量齿轮3～5 一般用途减速器6～8 透平机用减速器3～6 载重汽车6～9 金属切削机床3～8 拖拉机及轧钢机的小齿轮6～10 航空发动机4～7 起重机械7～10 轻便汽车5～8 矿山用卷扬机8～10 内燃机车和电气机车5～8 农业机械8～11 关于齿轮精度等级计算的问题 某通用减速器中有一对直齿圆柱齿轮副，模数m=4mm，小齿轮z1=30,齿宽b1=40mm,大齿轮2的齿数z2=96,齿宽b2=40mm，齿形角α=20o。两齿轮的材料为45号钢，箱体材料为HT200，其线胀系数分别为α齿=11.5310-6K-1, α箱=10.5310-6K-1,齿轮工作温度为t齿=60oC,箱体工作温度t箱=30oC,采用喷油润滑，传递最大功率7.5KW，转速n=1280r/min，小批生产，试确定其精度等级、检验项目及齿坯公差，并绘制齿轮工作图。 回答你的问题： 1、齿轮精度主要是控制齿轮在运转时齿轮之间传递的精度，比如：传动的平稳性、瞬时速度的波动性、若有交变的反向运行，其齿侧隙是否达到最小，如果有冲击载荷，应该稍微提高精度，从而减少冲击载荷带给齿轮的破坏。 2、如果以上这些设计要求比较高，则齿轮精度也就要定得稍高一点，反之可以定得底一点 3、但是，齿轮精度定得过高，会上升加工成本，需要综合平衡 4、你上面的参数基本上属于比较常用的齿轮，其精度可以定为：7FL，或者7-6-6GM 精度标注的解释： 7FL：齿轮的三个公差组精度同为7级，齿厚的上偏差为F级，齿厚的下偏差为L级 7-6-6GM：齿轮的第一组公差带精度为7级，齿轮的第二组公差带精度为6级，齿轮的第三组公差带精度为6级，齿厚的上偏差为G级，齿厚的下偏差为M级 5、对于齿轮精度是没有什么计算公式的，因为不需要计算，是查手册得来的。 6、精度等级的确定是工程师综合分析的结果，传动要求精密、或者是高负载、交变负载……就将精度等级定高一点

单级斜齿圆柱齿轮减速器设计讲解

机械设计基础课程设计说明书课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 专业： 班级： 学号： 设计者： 指导老师：

目录 一课程设计书3二设计步骤3 1. 传动装置总体设计方案 4 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5. 齿轮的设计 6 6. 滚动轴承和传动轴的设计 11 7. 键联接设计 15 8. 箱体结构的设计 17 9.润滑密封设计 18 10.联轴器设计 20 11. 联轴器设计21 三设计小结21 四参考资料22

一、课程设计书 设计题目:带式输送机传动用的单级斜齿圆柱齿轮减速器 工作条件：工作情况：两班制，每年300个工作日，连续单向运转，有轻度振动； 工作年限：10年； 工作环境：室内，清洁； 动力来源：电力，三相交流，电压380V； 输送带速度允许误差率为±5%；输送机效率ηw=0.96； 制造条件及批量生产：一般机械厂制造，中批量生产。 -表一: 题号 1 参数 运输带工作拉力（kN） 1.5 运输带工作速度（m/s） 1.7 卷筒直径（mm）260 设计任务量：减速器装配图1张(A1)；零件图3张(A3)；设计说明书1份。 二、设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7、校核轴的疲劳强度 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计

10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 1.传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下： 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 η 传动装置的总效率 a η=η1η2η32η4＝0.876； η（为V带的效率）=0.95,η28（级闭式齿轮传动）=0.97 1 η（弹性联轴器）=0.99 η3（滚动轴承）=0.98， 4 2.电动机的选择

单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计

优秀设计 任务书 设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计 原始数据： F=1300N F：输送带拉力； V=1.55m/s V：输送带速度； D=250mm D：滚筒直径。 设计工作量： １．设计说明书一份 ２．二张主要零件图（CAD） ３．零号装配图一张 工作要求： 使用年限8年，工作为24小时工作制，传动工作年限8年,载荷平稳，环境清洁,运输带速度允许误为±5%。 运动简图：（见附图）

前言 分析和拟定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。 众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。

斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算(精)

斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算（转载） 狂人不狂收录于2007-04-18 阅读数：1093 收藏数：2公众公开原文来源 我也要收藏以文找文如何对文章标记，添加批注？ 9.9.２◆斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算◆ 斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t表示）和垂直于齿廓螺旋面的法面（下标以n表示）上有不同的参数。斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看，斜齿轮的法面参数应为标准值。 1.螺旋角β 右图所示为斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展 开成一直线，该直线与轴线的夹角β称为斜齿轮 在分度圆柱上的螺旋角，简称斜齿轮的螺旋角。 tanβ=πd/ps 对于基圆柱同理可得其螺旋角βb 为 : 所以有： ...（9-9-01） 通常用分度圆上的螺旋角β斜进行几何尺寸的 计算。螺旋角β越大，轮齿就越倾斜，传动的平 稳性也越好，但轴向力也越大。通常在设计时取。 对于人子齿轮，其轴向力可以抵消，常取，但加 工较为困难，一般用于重型机械的齿轮传动中。 齿轮按其齿廓渐开螺旋面的旋向，可分为右旋和 左旋两种。如何判断左右旋呢？测试一下？ 2.模数 如图所示，pt为端面齿距，而pn为法面齿距，pn = pt·cosβ，因为p=πm, πmn＝πmt·cosβ,故斜齿轮法面模数与端面模数的关系为: mn＝mt·cosβ。 3.压力角 因斜齿圆柱齿轮和斜齿条啮合时，它们的法面压力 角和端面压力角应分别相等，所以斜齿圆柱齿轮法 面压力角αn和端面压力角αt的关系可通过斜齿条 得到。在右图所示的斜齿条中，平面ABD在端面 上，平面ACE在法面S上，∠ACB=90°。在直角 △ABD、△ACEJ及△ABC中， 、 、 、BD=CE，所以有：... （9-9-03） >>法面压力角和端面压力角的关系<<

带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器(斜齿)设计

目录 一设计题目 (3) 二应完成的工作 (3) 三传动装置总体设计方案 (3) 1.电动机的选择 (4) 2.确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3) 3.计算传动装置的运动和动力参数 (5) 4.V带的设计和带轮设计 (6) 5.齿轮的设计 (6) 6.传动轴承和传动轴的设计 (9) 7.键的设计和计算 (14) 8.箱体结构的设计 (15) 9. 润滑密封设计 (17) 四. 设计小结 (18) 五参考资料. (18)

一、设计题目 带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器（斜齿） 56 4 3 1 2 1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带 给定数据及要求： 已知条件：运输带拉力F(N)=2600 N.m； 运输带工作速度v=1.6m/s； 滚筒直径D=450mm； 二、应完成的工作 1.减速器装配图1张； 2.零件工作图1—2张（从动轴、齿轮） 3.设计说明书1份。 三、传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下： 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。

选择V 带传动和一级圆柱斜齿轮减速器 传动装置的总效率总η 1η为V 带的传动效率, 2η为轴承的效率， 3η为对齿轮传动的效率，（齿轮为7级精度，油脂润滑） 4η为联轴器的效率，5η为滚筒的效率 查机械设计手册知： η带＝0.96 η齿＝0.97 η轴＝0.98 η联＝0.99 η卷＝0.96 ηα=η带η齿η 4 轴 η联η卷 =0.96*0.97*0.984*0.99*0.96 =0.8163 1.电动机的选择 工作机功率： P w =F N V/1000=2600*1.6/1000=4.16kw 电动机功率： P d = P w /ηa =4.16/0.8163=5.10kw 滚筒轴工作转速：n ＝D π60v 1000?=450 1.6 601000???π=67.94r/min ， 经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i ＝2～4，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i ＝3～6， 则总传动比合理范围为i ' 总＝6～24，电动机转速的可选范围为 电动机 n ＝i ' 总×n ＝（6～24）×69.94r/min ＝419.64～1678.56r/min 。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、效率和带传动、减速器的传动比， 选定型号为Y132M2—6的三相异步电动机 满载转速=m n 960 r/min ，同步转速1000r/min ，重量84kg ，额定电流12.6A 。

课程设计单级斜齿圆柱齿轮减速器.

台州学院 机械工程学院 《机械设计课程设计》说明书 设计题目：带式输送机传动系统设计 单级斜齿圆柱齿轮减速器 专业班级 10材料成型1班姓名于广林1036230003 指导教师王金芳 完成日期 2012 年 12 月 21 日

目录 一、电动机的选择 (3) 二、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 三、运动参数及动力参数计算 (4) 四、传动零件的设计计算 (5) 五、轴的设计计算 (13) 六、滚动轴承的选择及校核计算 (26) 七、减速器附件的选择………………………………….…. . 28 八、润滑与密封 (30) 九、参考文献 (32)

计算过程及计算说明 一、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）电动机工作所需的有效功率为 Pd= FV/1000=1400×1.9/1000=2.66 KW （2）传动装置的总功率： 查表可得：带传动的效率η带=0.96 齿轮传动效率η齿轮 =0.98 联轴器效率η联轴器 =0.99 滚筒效率η 滚筒 =0.95 滚动轴承效率η 轴承 =0.98 滑动轴承效率η 轴承 =0.97 η总=η带×η2轴承 ×η齿轮 ×η 联轴器 ×η滚筒 ×η 滑动轴承 F=1400N V=1.9m/s D=300mm 1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器5-滚筒 6-传送带 2 1 4 5 6 3

=0.96×0.982×0.98×0.99×0.96×0.97 =0.82 （3）电机所需的工作功率： P d= P/η总=2.66/0.82 =3.24KW 查手册得Ped=5.5KW 选电动机的型号：Y 132S-4型 则 n满=1440r/min，同步转速1500 r/min 二、计算总传动比及分配各级的传动比 工作机的转速n=60×1000v/(πD) =60×1000×1.9/3.14×300 =121.02r/min i总=n满/n=1440/121.02=12.39 查表取i带=3则i齿=12.39/3=4.13 三、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速 n0=n满=1440(r/min) n I=n0/i带=1440/3=480（r/min） n II=n I/i齿=480/4.13=121.07(r/min) n III=n II=121.07 (r/min) 2、计算各轴的功率（KW）η总=0.82 P d=3.24KW 电动机型号 Y 132S-4 P ed=5.5KW n满=1440r/min n=121.02 r/min i总=12.39 i带=3 i齿=4.13 n0=1440 r/min n I =480r/min n II=121.07r/min n III=121.07r/min

第十章 圆柱齿轮公差与检测

第十章圆柱齿轮公差与检测 一．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来） 1．齿轮传动的平稳性是要求齿轮一转内最大转角误差限制在一定的范围内。（）2．高速动力齿轮对传动平稳性和载荷分布均匀性都要求很高。（） 3．齿轮传动的振动和噪声是由于齿轮传递运动的不准确性引起的。（） 4．齿向误差主要反映齿宽方向的接触质量，它是齿轮传动载荷分布均匀性的主要控制指标之一。（） 5．精密仪器中的齿轮对传递运动的准确性要求很高，而对传动的平稳性要求不高。（√） 6．齿轮的一齿切向综合公差是评定齿轮传动平稳性的项目。（√） 7．齿形误差是用作评定齿轮传动平稳性的综合指标。（×） 8．圆柱齿轮根据不同的传动要求，对三个公差组可以选用不同的精度等级。（）9．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。（×） 二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来） 1．影响齿轮传递运动准确性的误差项目有（） A．齿距累积误差； B．一齿切向综合误差； C．切向综合误差； D．公法线长度变动误差； E．齿形误差。 答案：ACD 2．影响齿轮载荷分布均匀性的误差项目有（） A．切向综合误差； B．齿形误差； C．齿向误差； D．一齿径向综合误差。 答案：C 3．影响齿轮传动平稳性的误差项目有（） A．一齿切向综合误差； B．齿圈径向跳动； C．基节偏差； 26

D．齿距累积误差。 答案：AC 4．影响齿轮副侧隙的加工误差有（） A．齿厚偏差； B．基节偏差； C．齿圈的径向跳动； D．公法线平均长度偏差； F．齿向误差。 答案：AD 5．齿轮公差项目中属综合性项目的有（） A．一齿切向综合公差； B．一齿径向公差； C．齿圈径向跳动公差； D．齿距累积公差； E．齿形公差。 答案：AD 6．下列项目中属于齿轮副的公差项目的有（） A．齿向公差； B．齿轮副切向综合公差； C．接触斑点； D．齿形公差。 答案：BC 7．下列说法正确的有（） A．用于精密机床的分度机构、测量仪器上的读数分度齿轮，一般要求传递运动准确；B．用于传递动力的齿轮，一般要求载荷分布均匀； C．用于高速传动的齿轮，一般要求载荷分布均匀； D．低速动力齿轮，对运动的准确性要求高。 答案：ABC 三．填空题 1．齿轮副的侧隙可分为圆周侧隙和法向侧隙两种。保证侧隙（即最小侧隙）与齿轮的精度无关（有关或无关）。 2．齿轮公法线长度变动（ΔF w）是控制的指标，公法线平均长度偏差（ΔEw）是控制齿轮副的指标。 3．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。 4．分度、读数齿轮用于传递精确的角位移，其主要要求是传递运动的准确性。 5．轧钢机、矿山机械及起重机械用齿轮，其特点是传递功率大、速度低。主要要求齿 27

减速器斜齿圆柱齿轮传动地设计计算

减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 一、高速级齿轮 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 （2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。 （3）材料选择：查表可选择小齿轮材料为40Cr (调质)，硬度为280HBS ；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。 （4）选小齿轮齿数120Z =，大齿轮齿数2 4.2432085Z =?=，取285Z = （5）选取螺旋角，初选螺旋角14β=o 2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即 1t d ≥（1）确定公式内的各计算数值 ①试选 1.6t k =，由图10-2610.740αε=，20.820αε=则有12 1.560αααεεε=+= ②小齿轮传递转矩 187.542T N m =g ③查图10-30可选取区域系数 2.433H Z = 查表10-7可选取齿宽系数1d Φ= ④查表10-6可得材料的弹性影响系数12 189.8E Z MP =。 ⑤查图10-21d 得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限 lim1600H a MP σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限lim 2550H a MP σ=。 ⑥按计算式计算应力循环次数 ()811606057612830058.29410h N n jL ==??????=? 8 828.29410 1.95104.243 N ?==? ⑦查图可选取接触疲劳寿命系数1 1.02HN k =，2 1.12HN k =。 ⑧计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数1S =，按计算式(10-12)得

机械设计基础单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

中北大学 课程设计说明书 学生姓名：王正华学号：16 学院：材料科学与工程学院 专业：无机非金属材料工程 题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器 职称: 年月日

中北大学 课程设计任务书 2010/2011 学年第一学期 学院：材料科学与工程学院 专业：无机非金属材料工程 学生姓名：王正华学号：16 课程设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器 起迄日期：8 月23 日～9 月2 日课程设计地点：5#102教室 指导教师：吴秀玲 系主任：乔峰丽 下达任务书日期: 2010年8月23日

任务书数据(加粗者为补充数据) 学生应提交的材料: 草图（用坐标纸绘制减速器装配图中的主、俯视图）； 减速器装配图（A0图）； 零件工作图两张（轴、齿轮各一张，A3图，用CAD绘制）； 设计说明书一份（包括封面、目录、设计任务书、正文、参考资料）。 日程安排：8月23日开始 8月26日审草图 9月2.3日答辩 1. 特性尺寸如传动零件中心距及其偏差； 2. 最大外形尺寸如减速器总的长、宽、高； 3. 安装尺寸如地脚螺栓孔，轴伸出端配合长度和直径； 4. 主要零件的配合尺寸如齿轮和轴、轴承与轴和轴承座孔的配合等。 装配图上应标注的尺寸 装配图上应写有技术特性、技术要求。 装配图上零件编号应按顺时针方向排列。 明细表和标题栏见《机械设计课程设计手册》P8，但需 注意长度应为180mm（不是150mm）。 图纸幅面、图样比例按《机械设计课程设计手册》P8要求。 图上粗细线型要分明。 零件图上应标注出: 尺寸公差；表面粗糙度；形位公差；技术要求；传动件的啮合参数表。 标题栏按《机械设计课程设计手册》P8要求，但需注意长度应为180mm（不是150mm）。图样比例按《机械设计课程设计手册》P8要求。图上粗细线型要分明。