齿轮如何设计

1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱动功率\x0d\x0a2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，发现模数选得太小，就必须重新确定齿轮模数，关于齿轮模数的选取，一般凭经验、或是参照类比，后期进行安全校核）\x0d\x0a3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动）\x0d\x0a4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比\x0d\x0a5、根据系统需要进行详细的传动结构设计（各个轴系的详细设计），这样的设计一般还在总装图上进行。\x0d\x0a6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有干涉、制造与安装困难等），就需要及时的返回上面程序重新来过\x0d\x0a7、画出关键轴系的简图（一般是重载轴，当然，各个轴系都做一遍当然好），画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险截面，并进行轴的强度校核\x0d\x0a8、低速轴齿轮的强度校核\x0d\x0a9、安全无问题后，拆分零件图\x0d\x0a希望以上能够帮助到你

齿轮的设计实验方案可以这样来做：

1、根据已知输入的转矩T和转速n和输出转矩T和转速n的要求，计算总传动比i

2、根据总传动比i，以及结构要求，确定齿轮传动路线和传动方式，各级传动比，如二级传动（三级传动），直齿轮传动（斜齿轮传动）

3、确定各级传动比，计算各齿轮传动的模数m和齿数Z

4、计算各齿轮的几何参数和齿轮传动性

5、各齿轮的结构设计，如齿轮轴，带花键的齿轮等

6、齿轮的设计结束，还得确定支承齿轮的传动轴和轴承，计算确定传动轴的最小直径，选取轴承型号，校核轴的刚度和轴承的使用寿命

根据齿轮的载荷情况（重载、轻载、冲击、平稳），转速情况（高、中、低），工作环境（开式、闭式），齿轮精度，重要程度，选取齿轮材料，等，很多具体情况，初步选取、计算齿轮的模数，传动比。根据齿轮使用的特点，进行齿轮强度校核，最终确定齿轮的模数（模数与强度密切相关的）。

根据模数、齿数，进行齿轮的尺寸、结构设计。确定中心距、合理分配变位系数；计算、保证齿轮啮合的重叠系数、滑动系数。差不多这就是齿轮设计的主要内容了，很繁琐的。

制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的机械性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ；塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方，与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。

未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。

1、首先确定齿轮的初定参数，模数、齿数、中心距等。

2、其次根据传动比初步设定大小齿轮齿数。

3、最后根据强度计算结果调整模数、齿数及中心距，调整参数后便可以设计出最终的齿轮参数了。

设计齿轮传动大至如下

1

先根据传动轴相互间的位置,确定是选择齿轮的类型,直齿,斜齿,还是其他的齿.

2

确定了齿轮的类型,再确定模数,一般选择比较常用的模数,如1.1.5.2等,

3

有了模数再根据两轴间的中心距凑两齿轮的齿数,当然这里也涉及到传动比的问题,要综合考虑

1.传动比和齿轮齿数。根据传动需要，确定传动比。为了使齿轮机构体积、重量最小，小齿轮尽量采用接近最小齿数。2.齿轮强度。在齿轮结构设计、齿轮精度选取、材料选取时，同步进行强度计算，得出齿轮模数。3.合理采用变位齿轮，尤其是小齿轮正变位。可以改善、提高小齿轮的“工作环境”。4.计算、校核啮合重合系数，滑动率，正变位齿轮齿顶厚度，等。

使用渐开线，就是齿轮与齿轮咬合的那个弧面，在数学上称为渐开线。它的优点是使齿轮之间咬合运动，尽可能趋近于滚动，而不是滑动。当然这是做不到的。

简单直齿齿轮设计上就是一个公式，d=mz

d是分度圆，简单的说，就是两个齿轮的近视圆

m是模数

z是齿数

两个齿轮设计，先是考虑传动比，有了传动比之后，可以确定z，然后确定m。两个齿轮要咬合，m必须一致。m的取舍主要考虑强度寿命，因为m决定齿高，当然这里面还有齿厚，就不多讲了。

其他的厚度，间隙，夹角，之类的，参照机械设计书籍

齿轮的制作，一般是插齿机，滚齿机搞出来的。

目前，组合机床通用多轴箱设计中，人工确定齿轮模数时，一般用类比法确定，或按公式估计，即m≥（30～32），式中P为齿轮所传递的功率，单位为kW，Z为一对啮合齿轮中小齿轮齿数，n为小齿轮的转速，单位为r／min。然后，等整个传动系统拟定后，再对所选定的齿轮模数进行验证，校核是否满足工作要求。由于验算较烦，一般只对其中承受载荷最大、最薄弱的齿轮进行验算。在多年的设计实践工作中，笔者认为以上方法存在缺点。类比法确定的齿轮模数其合理性显然缺乏定量的评估，而应用上述估算公式得出的结果与具体校核验算结果有时偏差较大，与实际使用结果也不一致。此外，上述估算公式，在实际应用方便性上也需改进。

在分析组合机床通用多轴箱齿轮具体设计的基础上，推荐一组确定齿轮模数的专用简化设计公式，以提高人工设计质量，可免除校核验算的麻烦，并可用于通用多轴箱人工设计的审查评估。同时，也可为现行计算机辅助设计提供一点经验参考。

2专用简化设计公式

2.1关于目前估算公式m≥（30～32）的简析

目前资料上介绍的齿轮模数估算公式m≥（30～32），是粗略简化了诸多参数之后的通用机械齿轮简化设计公式，计算结果的准确性较差；且公式形式上沿用三次方根关系式，也是受通用机械齿轮简化设计公式的影响；另外，式中以P(齿轮所传递的功率)为参数，不便于实际设计应用，这一点对传动轴上的齿轮设计尤为明显。

2.2专用简化设计公式的选择

组合机床通用多轴箱所用齿轮是硬齿面直齿圆柱齿轮，齿轮齿面接触强度高，齿根弯曲强度相对低一些，且齿轮工作时润滑冷却条件较好，不易发生点蚀，主要且最危险的失效形式是轮齿的弯曲折断，因此人工设计齿轮时，选择齿根弯曲疲劳强度计算结果作为设计依据，较为合适。由校核公式≤σFP，可变换，显然有设计公式m≥，式中K为载荷系数；T为齿轮所传递的扭矩，单位为N*mm；YFS为复合齿形系数；b为齿轮齿宽，单位为mm；Z为齿轮齿数；σFP为齿轮所用材料的许用弯曲应力，单位为MPa（或N／mm2）。

2.3计算参数的确定

根据组合机床通用多轴箱齿轮的工作特点不同，可分为两大类四小类。即：一类为钻扩镗铰类多轴箱齿轮；另一类为攻丝类多轴箱齿轮。两类多轴箱齿轮又各自分为一般齿轮(单向受力)和中间齿轮(双向受力)。因此，在确定有关计算参数时，必须分类选取确定。

2.3.1载荷系数K

钻扩镗铰类通用主轴箱齿轮载荷系数：

K＝KAKPNTKVKβKα＝1．1×1×1．05×1．2×1．15＝1．5939

攻螺纹类多轴箱齿轮的载荷系数：

K＝KAKpntKVKβKα＝1．25×1×1．05×1．2×

1．15＝1．81125

2.3.2复合齿形系数YFS

组合机床通用多轴箱齿轮齿数Z的范围为16～70，一般优选范围为18～50，具体对应数值为：

Z＝18，YFS＝4．45

Z＝20，YFS＝4．37

Z＝25，YFS＝4．20

Z＝30，YFS＝4．12

Z＝35，YFS＝4．07

Z＝40，YFS＝4．03

Z＝45，YFS＝4．01

Z＝50，YFS＝4．00

通过对比分析可知，YFS值与Z值大小成反比；且随着Z值增大，YFS值变小的速率较小。由于此参数数据离散性大，故采用YFS＝4．45～4．00。

2.3.3齿轮齿宽b