机械课程设计中的齿轮如何选择

① 机械设计中齿轮齿数的选择方法是什么

为了减小齿轮传动机构的尺寸、重量，一般，小齿轮的齿数选择不发生根切的最内少齿数容（可以再多1到3个齿数），再通过传动比，计算出另一个齿轮的齿数。

疲劳断齿的据本原因是： 轮齿在过高的交变应力多次作用下，从齿根疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力。

传动系统中的动载荷、轮齿接触不良、齿根圆角半径过小和齿根表面粗糙度过高、滚切时的拉伤、材料中的夹杂物、热处理产生的微裂纹、磨削烧伤及其他有害残余应力等因素，都会促成轮齿疲劳折断。

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机械设备的重要基础部件。埃及、巴比伦早在公元前400～200年就开始使用齿轮，中国从战国末期到秦朝（公元前221年）就开始使用齿轮。亚里士多德（公元前384～322年）所著的《机械问题》是关于齿轮的最早文献。齿轮应用广泛，其传动比可达100～200（单级）。

循环速度范围是0．1～200m／s，转速范围是1～20000r／min，最大功率传输可达50000千瓦，扭矩高达1．4×10n·m在低速和高负载，高精度圆柱齿轮副的传动效率可以达到0．99以上，使用寿命一般是5～10年或20～30年美好的时光。，

② 圆柱齿轮设计中，齿轮和模数的选择原则是什么

（1）齿数选择原则：

1、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，为使齿轮不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。

2、两齿轮啮合时，总是一个齿轮的齿顶进入另一个齿轮的齿根，为了防止热膨胀顶死和具有储成润滑油的空间，要求齿根高大于齿顶高。为 此引入了齿顶高系数和顶隙系数。

3、小齿轮齿数应避免根切，相啮合的齿数最好互为质数，且还要考虑凑配，圆整中心距的需要。

（2）模数选择原则：

1、在满足弯曲强度的条件下选择较小的模数。模数要选择标准数值，满足齿轮弯曲强度要求，满足结构尺寸要求。

2、模数的标准化数值参考GB1357-87。

第一系列有：0.1，0.12，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50（优先选用第一系列）。

第二系列有0.35，0.7，0.9，1.75，2.25，2.75，3.25，3.5，3.75，4.5，5.5，6.5，7，9，11，14，18，22，28，36，45。单位mm。

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1、径节制齿轮

在一些国家里，不同模数使用径节作为齿轮的基本参数，用英寸为计量单位，径节以P表示，指圆周率π与齿距ρ的比，径节P=π/ρ，以 1/英寸为单位。

齿轮分度圆的周长=πd=z ρ,于是得分度圆的齿距ρ=πd/z。

径节P=Z/d (d的单位是英寸)

模数m=d/Z (d的单位是mm)

可以看出：

m=（1/P）*25.4=25.4/P

P=（1/m）*25.4=25.4/m

因此，模数m与径节P的关系是互为倒数，只是单位制不同。

即：模数与径节的乘积恒等于1。

相应于单位的换算，径节与模数之间有如下的关系式

P=π/ρ=25.4/m式中P为径节（1/英寸）；ρ为齿距（英寸）；m为模数（毫米）。

径节P与公制中模数m的作用相当。在大多数英制齿轮、齿轮联轴器和棘轮等零件中，径节是一项基本参数。径节越大，轮齿尺寸（齿高与齿厚）越小。有的国家对径节订有标准系列值。

2、双模数制

双模数制是获得短齿齿形的另一种方式，可提高抗弯强度，但稳定性较差，常用于汽车拖拉机行业。

双模数制规定用两个大小不等的模数来计算一个齿轮的各部尺寸，标记为分数形式m1/m2，其中较大的模数m1用来计算分度圆直径，较小的m2用来计算轮齿的尺寸。

各尺寸的计算公式如下：

分度圆直径：d=m1*Z

齿顶高: ha=ha*m2

齿根高： hf=(ha1+c1)*m2

齿顶圆直径: da=d+2*ha=m1*Z+2*ha*m2

齿根圆直径: df=d-2*hf=m1*Z-2*(ha1+c1)*m2

此外，分度圆齿厚S、齿距P、基圆直径db和中心距a是按照m1计算。

3、双径节制

双径节制是英制齿轮中获得短齿齿形的另一种方式，以提高抗弯强度。它规定较小的径节P2用来计算分度圆直径，较大的径节P1用来计算轮齿的尺寸，标记为P2/P1,较小的P2为分子，较大的P1为分母，正好与双模数制相反。

各尺寸的计算公式如下：

分度圆直径：d=Z/P2

齿顶高: ha=ha/P1

齿根高： hf=(ha1+c1)/P1

齿顶圆直径: da=d+2*ha=Z/P2+2*ha/P1

齿根圆直径: df=d-2*hf=Z/P2-2*(ha1+c1)/P1

此外，分度圆齿厚S、齿距P、基圆直径db和中心距a是按照P2计算。

③ 带式输送机 课程设计 齿轮齿数 怎样选择

选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）直齿圆锥齿轮减速器为通用减速器，其速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）
（2）材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1 小齿轮材料可选为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料取45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。
（3)选小齿轮齿数25z1,则大齿轮齿数124.2ZZ60

例：已知输入功率为IP=5.28kw、小齿轮转速为n=305.08r/min、齿数比为2.4,由电动机驱动。工作寿命10年（设每年工作300天），两班工作制，带式输送， 工作平稳，转向不变。