齿轮的设计实验方案

齿轮设计步骤：

根据运动传动链，确定齿轮传动比；

根据作用在小齿轮上的扭矩，计算作用在轮齿上的圆周力Ft（径向力和轴向力计算轴的强度、刚度有用）；

根据不根切最少齿数，确定合理小齿轮的齿数；

选择齿轮材料及热处理方式；

由轮齿弯曲疲劳强度设计公式计算齿轮模数；

由齿面接触疲劳强度设计公式计算齿轮分度圆直径；

根据计算，确定齿轮模数和分度圆直径及齿轮宽度；

确定齿轮几何参数及尺寸（包括齿轮变位参数）；

由齿面接触疲劳强度校核公式和齿面接触疲劳强度校核公式，对齿轮进行校核计算，如有必要还需进行齿面抗胶合能力计算；

齿轮结构设计确定齿轮传动的润滑方式；

完成。

小齿轮齿数：Z1

小齿轮分度圆：D1=m×Z1

大齿轮齿数：Z2

大齿轮分度圆：D2=m×Z2

中心距：L=（D1+D2）/2=[（m×Z1）+（m×Z2）]/2=47.1…………①

因为：

传动比ι=4

所以：

Z2=4Z1…………②

将②代入①得：

Z1=18.84m…………③

在设计手册中查取标准模数：

令m=0.7 由③得：

小齿轮齿数：Z1=18.84/m=18.84/0.7=27

小齿轮分度圆：D1=m×Z1=0.7×27=18.9

大齿轮齿数：（由②得：）Z2=4Z1=4×27=108

大齿轮分度圆：D2=m×Z2=0.7×108=75.6

中心距：（由①得：）

L=（D1+D2）/2=[（m×Z1）+（m×Z2）]/2

=（18.9+75.6）/2

=47.25

从上面的计算结果来看，不满足你现在的中心距47.1，因此，得出结论：这一对齿轮应该是变位齿轮，总变位系数为0.15

齿轮设计的基本步骤如下：

1、驱动功率可以根据载荷能力、转动速度以及运动方向（如垂直或者平行）等来进行计算。

2、初步确定齿轮的模数。模数直接决定了齿轮的规格尺寸和载荷能力。确定齿轮模数有两种方法，如经验法，它是参考之前使用齿轮的模数，可用于现有产品的改装升级等。

如强度校核法，它是根据表格中所需要填写的数据，以填写表格，计算出较小的模数。乘以合适的安全系数，在标准模数系列表中选取接近的数值，若模数选得过小，就需要重新确定模数。

3、初步的结构设计。小齿轮的齿数通常设计在十七的基础上，齿数为十八至二十左右。确定了小齿轮的齿数后，根据传动比来确定大齿轮的齿数。

4、齿轮的结构确定好后，确定总传动比和传动级数，然后根据总传动比进行划分，计算出每个级得分传动比。

5、根据系统的需求进行每个轴系的设计，轴系的设计通常在总装图上进行。绘制关键轴系的结构图，每个轴系都可以绘制一遍，绘制每个轴系的弯矩图和扭矩图，从而确定危险截面，并进行轴系的强度校核。

6、没有问题之后，便可拆分零件图纸。

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。

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。