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φd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。
我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。
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φd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φ的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，a0.80，1.0，1.2。
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φ值d表：圆柱齿轮的齿宽系数φd应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时φd大齿轮为软齿面时φ可取表中偏上限的数值；d2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度；可小到0.2；3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，φd≈0.5～1.2。
4)非金属齿轮可取φd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=S=1。
但是，如果一旦发生断齿，就H=1.25 1.5. 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寿命系数KN，查图1弯曲疲劳寿命系数KFN，查图2接触疲劳寿命系数KHN图中N=60njLhn——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——为齿轮的工作寿命（h）Lh图1：弯曲疲劳寿命系数KFN1一调质钢，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图2：接触疲劳寿命系数KHN1—结构钢．调质钢，珠光作、贝氏作球墨铸铁，珠光体黑色可依铸扶，掺假淬火锅（允许一定点蚀）；2—材料同1，不允许出现点蚀；3—灰铸铁，铁素作球墨铸铁，氯化的调质钢或氨化钢；4—联氛共修的调质钢齿轮疲劳数极限 lim齿轮精度选择齿轮精度选择各类机器所用齿轮传动的精度等级范围，列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。
表：各类机器所用齿轮传动的精度等级范围注：主传动齿轮或重要的齿轮传动，精度等级偏上限选择；辅助传动的齿轮或一般齿轮传动，精度等级居中或偏下限选择。
图：齿轮传动的精度选择圆柱齿轮传动•机械制图基础(463)•机械制图标准(38)•CAD、UG、Pro/E机械制图(223)•机械制图课件(69)•机械制图软件(41)•机械制图论文(41)•机械杂谈(234)•机械必备辞典(40)Dec27齿轮传动的参数选择(Gear parameters)发布:admin | 发布时间: 2009年12月27日齿轮传动的参数选择(一)齿轮传动设计参数的选择压力角α的选择由机械原理可知，增大压力角α,轮齿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。
我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为α=20°。
为增强航空用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=25°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°～18°的齿轮，这样做可增加轮齿的柔性，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a 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，则要降低轮齿的弯曲强度。
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，为使轮齿不至过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取z1=17～20。
为使轮齿免于根切，对于α=20°的标准直齿圆柱齿轮，应取z1≥17。
齿宽系数φd的选择由齿轮的强度计算公式可知，轮齿愈宽，承载能力愈高；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布趋不均匀，故齿宽系数应取得适当。
圆柱齿轮齿宽系数的荐用值见下表。
对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为，所以对于外啮合齿轮传动：。
φa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φa后再用上式计算出相应的φd值。
d注: 1)大、小齿轮皆为硬齿面时，φd取偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为软齿面时，φd取偏上限的数值；2）括号内的数值用于人字齿轮，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，φd可小到0.2；4）非金属齿轮可取φd≈0.5～1.2。
圆柱齿轮的计算齿宽b=φd d1，并加以圆整。
为了防止两齿轮因装配后轴向稍有错位而导致啮合齿宽减小，常把小齿轮的齿宽在计算齿宽b的基础上人为地加宽约5～lOmm。
(二)齿轮传动的许用应力本书荐用的齿轮的疲劳极限是用m=3～5mm、α=20°、b=10～50mm、v=10m/s、R a约为0.8 的直齿圆柱齿轮副试件，按失效概率为1%，经持久疲劳试验确定的。
对一般的齿轮传动，因绝对尺寸、齿面粗糙度、圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限的影响不大，通常都不予考虑，故只要考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。
齿轮的许用应力[σ]按下式计算：式中：S—疲劳强度安全系数。
对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取S＝S H＝1。
但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的故事，因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取S ＝S F＝1.25～1.5。
K N—考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数。
弯曲疲劳寿命系数和接触疲劳寿命系数分别见下图。
设n为齿轮的转速，r/min；j为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数；L h为齿轮的工作寿命，h，则齿轮的工作应力循环次数N按下式计算：N＝60njL h。
σlim—齿轮的疲劳极限。
弯曲疲劳强度极限值用σFE带入，查图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>，图中的σFE＝σFlim·Y ST，Y ST为试验齿轮的应力校正系数；接触疲劳强度极限值σHlim查图<齿轮的接触疲劳强度极限>。
1—调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁2—渗碳淬火的渗碳钢；全齿廓火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁3—渗氮的渗氮钢；球墨铸铁（铁素体）；灰铸铁；结构钢。
4—氮碳共渗的调质钢、渗碳钢。
弯曲疲劳寿命系数(当N>Nc 时，可根据经验在网纹区内取值)1— 允许一定点蚀时的结构钢；调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；渗碳淬火的渗碳钢2— 结构钢；调质钢；渗碳淬火钢；火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁； 3— 灰铸铁；球墨铸铁（铁素体）；渗氮的渗氮钢；调质钢、渗碳钢 4— 氮碳共渗的调质钢、渗碳钢接触疲劳寿命系数(当N>Nc 时，可根据经验在网纹区内取值)图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>、图<齿轮的接触疲劳强度极限>所示极限应力值，一般选取其中间偏下值，即在MQ 及ML 中间选值。
使用图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>及图<齿轮的接触疲劳强度极限>时，若齿面硬度超出图中荐用的范围，可大体按外插法查取相应的极限应力值。
图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>所示为脉动循环应力的极限应力。
对称循环应力的极限应力值仅为脉动循环应力的70%。
夹布塑料的弯曲疲劳许用应力=50MPa,接触疲劳许用应力=110MPa 。
(三)齿轮精度的选择各类机器所用齿轮传动的精度等级范围列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。
注：主传动齿轮或重要的齿轮传动，偏上限选择；辅助传动齿轮或一般齿轮传动，居中或偏下限选择。
例题如图所示，试设计此带式输送机减速器的高速级齿轮传动。
已知输入功率P1＝40kW，小齿轮转速n1＝960r/min，齿数比u＝3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。
[解]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，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）考虑此减速器的功率较大，故大、小齿轮都选用硬齿面。
由表<常用齿轮材料及其力学特性>选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48～55HRC。
3）选取精度等级。
因采用表面淬火，轮齿的变形不大，不需要磨削，故初选7级精度（GB10095－1988）。
4）选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝uz1＝77。
2.按齿面接触强度设计由设计计算公式（10－9a）进行试算，即1）（3）由表<圆柱齿轮的齿宽系数φd>选取齿宽系数φd=0.9；（4）由表<弹性影响系数Z E>查得材料的弹性影响系数Z E=189.8；（5）由图<齿轮的接触疲劳强度极限>e按齿面硬度中间值52HRC查得大、小齿轮得接触疲劳强度极限σHlim1＝σHlim2＝1170MPa；（6）计算应力循环次数（7）由图<接触疲劳寿命系数>查得接触疲劳寿命系数1＝0.88；2＝0.90；（8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S＝1，得2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径d1t，代入中较小的值（2）计算圆周速度v（3）计算齿宽b（4）计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高b/h=61.55/6.413=9.6（5）计算载荷系数根据v＝3.44m/s，7级精度，由动载系数图查得动载系数＝1.12；直齿轮，假设F t/b≥100N/mm，由表<齿间载荷分配系数>查得= =1.1；由表<使用系数>查得使用系数＝1；由表<接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数K H 的简化计算公式>查得＝1.43；（由表中6级精度硬齿面齿轮查得，适当加大）由图弯曲疲劳强度计算用齿向载荷分布系数查得＝1.37；（由b/h＝9.6，＝1.43）故载荷系数K＝=1×1.12×1.1×1.43＝1.72 （6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数mm=d1/z1=75.08/24=3.128mm3.按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为mm1）确定公式内的各计算数值（1）由图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>d查得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1＝σFE2＝680MPa；（2）由图<弯曲疲劳寿命系数>查得弯曲疲劳寿命系数1＝0.88；2＝0.9；（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，得（4）计算载荷系数KK＝=1×1.12×1.1×1.37＝1.69（5）查取齿形系数由表<齿形系数及应力校正系数>查得Y Fa1=2.65；Y Fa2=2.226 （6）查取应力校正系数由表<齿形系数及应力校正系数>可查得Y Sa1=1.58；Y Sa2=1.764。