直齿圆柱齿轮设计公式.pptx

直齿圆柱齿轮设计公式汇报人：XXX2024-01-24

目录CONTENTS齿轮基本概念与分类设计参数与公式推导强度校核与优化设计方法制造工艺与材料选择安装调试与故障诊断技巧应用案例分享与讨论

01齿轮基本概念与分类CHAPTER

齿轮是一种具有相互啮合的齿形机械元件，用于传递动力和旋转运动。齿轮定义实现两个或多个轴之间的动力和运动传递，改变转速和扭矩，以及实现机械系统的减速、增速和换向等功能。齿轮作用齿轮定义及作用

包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮等，用于平行轴之间的动力传递。平行轴齿轮相交轴齿轮非圆齿轮如直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮等，用于相交轴之间的动力传递。如椭圆齿轮、摆线齿轮等，用于实现特殊运动轨迹和动力传递要求。030201齿轮类型与特点

直齿圆柱齿轮简介基本结构直齿圆柱齿轮由轮齿、齿槽、端面、法面、基圆等部分组成。啮合原理直齿圆柱齿轮的啮合遵循渐开线原理，即两个齿轮的齿形曲线在啮合点处的公法线必须与两齿轮的连心线相交于一点。主要参数模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数等是直齿圆柱齿轮的主要设计参数。

02设计参数与公式推导CHAPTER

123模数是齿轮设计的基本参数，影响齿轮的强度和尺寸。通常根据齿轮所受载荷和转速要求，选择合适的模数。模数选择压力角是齿轮齿形的重要参数，影响齿轮传动的平稳性和效率。常见的压力角有20°和15°，一般优先选用20°。压力角选择齿数的选择需考虑齿轮传动的重合度、齿轮尺寸及强度等因素。通常，小齿轮的齿数不宜过少，以避免根切现象。齿数选择模数、压力角及齿数选择

分度圆直径计算分度圆直径公式d=mz，其中d为分度圆直径，m为模数，z为齿数。该公式用于计算齿轮的分度圆直径。分度圆直径的作用分度圆直径是齿轮设计中的重要参数，用于确定齿轮的尺寸和传动比。

齿根高计算hf=1.25m，其中hf为齿根高，m为模数。该公式用于计算齿轮的齿根高。齿厚计算s=πm/2+2xtgα，其中s为齿厚，m为模数，α为压力角，x为变位系数。该公式用于计算齿轮的齿厚。齿顶高计算ha=m，其中ha为齿顶高，m为模数。该公式用于计算齿轮的齿顶高。齿顶高、齿根高及齿厚计算

03强度校核与优化设计方法CHAPTER

03影响因素分析分析影响齿根弯曲应力的主要因素，如齿轮模数、齿数、压力角、载荷等，为优化设计提供依据。01齿根弯曲应力计算根据齿轮的几何参数、载荷及材料特性，计算齿根处的弯曲应力。02弯曲强度校核准则将计算得到的齿根弯曲应力与许用弯曲应力进行比较，判断齿轮的弯曲强度是否满足要求。弯曲强度校核方法

齿面接触应力计算根据齿轮的几何参数、载荷及材料特性，计算齿面接触应力。接触强度校核准则将计算得到的齿面接触应力与许用接触应力进行比较，判断齿轮的接触强度是否满足要求。影响因素分析分析影响齿面接触应力的主要因素，如齿轮模数、齿数、压力角、载荷、齿面硬度等，为优化设计提供依据。接触强度校核方法

目标函数建立根据齿轮的性能要求和设计目标，建立相应的目标函数，如最小化齿根弯曲应力或齿面接触应力等。设计变量选择选择对齿轮性能影响较大的设计变量作为优化对象，如齿轮模数、齿数、压力角等。约束条件设定考虑齿轮的实际应用环境和制造工艺等因素，设定相应的约束条件，如齿轮的尺寸限制、材料特性等。优化结果分析对优化结果进行分析和评估，验证优化设计的有效性和可行性。优化算法选择根据问题的性质和复杂程度，选择合适的优化算法进行求解，如遗传算法、粒子群算法等。优化设计思路及步骤

04制造工艺与材料选择CHAPTER

制造工艺简介通过铸造方法制造齿轮，适用于大型齿轮和复杂形状齿轮的生产。铸造工艺具有成本低、生产效率高等优点，但齿轮精度和表面质量相对较低。锻造工艺通过锻造方法制造齿轮，适用于中小型齿轮的生产。锻造工艺可以获得较高的齿轮精度和表面质量，但成本相对较高。切削加工工艺通过切削加工方法制造齿轮，适用于各种规格和精度的齿轮生产。切削加工工艺具有灵活性高、精度可控等优点，但生产效率相对较低。铸造工艺

强度要求齿轮材料应具有足够的强度和韧性，以承受工作过程中的交变应力和冲击载荷。硬度要求齿轮材料应具有适当的硬度，以保证齿面的耐磨性和抗疲劳性能。耐腐蚀性要求对于在腐蚀性环境下工作的齿轮，应选择具有良好耐腐蚀性的材料。经济性要求在满足性能要求的前提下，应尽量选择价格合理、易于加工的材料。材料性能要求及选择原则

淬火处理01通过淬火处理可以提高齿轮材料的硬度和强度，改善其耐磨性和抗疲劳性能。但淬火处理可能导致材料脆性增加，需要注意控制淬火温度和冷却速度。回火处理02回火处理可以消除淬火应力，提高材料的韧性和塑性，降低脆性。回火温度和时间是影响回火效果的关键因素。表面强化处理03如渗碳、渗氮等表面强化处理工艺可以提高齿轮表面的硬度和耐