河南工业大学机械设计课程设计
河南工业大学机电学院 《机械基础》课程设计任务书
班级 学生姓名 指导教师 课程设计题目 齿轮传动的设计与制作 主要 设计 内容 1.装配图、零件图的绘制 2.设计计算说明书的编写 3.齿轮的选择与校核 4.齿轮传动设计计算 5.齿轮运动参数计算 主要 技术指标 和设 计要 求 1．设计指标 ① 时间以12小时为一个周期； ② 工作时有中等冲击，单向传动 ③ 使用期限为10年 ④ 传递功率P=4KW ⑤ 主动小齿轮的转速n1=1200r/min,传动比i=6 2．设计要求 ① 画出机械图 ② 零件及参数选择； ③ 校正结果 3．制作要求 自行装配，并能发现问题和解决问题。 4．编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 1. 机械基础齿轮传动章节 2. 机械制图手册齿轮传动章节 3. 齿轮装配章节 主要 参考 资料 及文 献
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目 录
一、设计任务书··············································1 二、概述····················································2 2.1 齿轮传动的特点和应用····································4 2.2 齿轮传动的类型··········································7 2.3 齿廓啮合基本定律 ·······································10 三、原始数据及设计要求······································11 四、设计过程················································12 4.1选择精度等级·············································13 4.2选择材料与热处理及确定齿轮硬度···························13 4.3确定设计公式及校核公式···································13 4.4计算过程·················································14 4.5确定主要参数·············································15 4.6校核接触疲劳强度·········································15 4.7计算圆周速度···········································16 4.8结构设计及齿轮零件图·····································17 五、设计小结·················································17
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二、概述
2.1 齿轮传动的特点和应用
齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。
特点：能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广。但需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。 2.2 齿轮传动的类型
齿轮传动的类型很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类
齿轮传动的类型
直齿圆柱齿轮传动 （轮齿与轴平平面齿轮运动 行） 斜齿圆柱齿轮外啮合 内啮合 齿轮齿条 外啮合 内啮合 齿轮齿条 齿（传递平行轴间的运动） 传动 轮传动空间齿轮运动 （传递不平行轴间的运动） 动 动 （轮齿与轴不平行） 人字齿轮传动（轮齿成人字形） 传递相交轴运直齿 斜齿 交错轴斜齿传递交错轴运轮传动 蜗轮蜗杆传- 3 -
（锥齿轮传动） 河南工业大学机械设计课程设计
动 准双曲面齿轮传动 2.3 齿廓啮合基本定律
齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击、振动和噪音。
不论齿廓在任何点接触，过接触点所作两齿廓的公法线必须与连心线交于一固定点，这就是齿廓啮合基本定律。 三、原始数据及设计要求
设计用于某减速器的一级直齿圆柱齿轮的齿轮传动，传递功率P=4KW，主动小齿轮的转速n1=1200r/min,传动比i=6，工作时有中等冲击，单向传动，两班制，使用10年。 设计过程
四、设计过程和结果如下所示： 4.1选择精度等级
该机械时一般工程机械，速度不是太高，故用6级精度。 4.2选择材料与热处理及确定齿轮硬度
制造齿轮的材料主要时各种钢材，其次是铸铁，还有其它非金属材料。 (1)钢
钢材可分为锻钢和铸钢两类，只有尺寸较大（d＞400～600），结构形状复杂的齿轮宜用铸钢外，一般都用锻钢制造齿轮。
软齿面齿轮多经调质或正火处理后切齿，常用45、45Cr等。因齿面硬度不高，易制造，成本低，故应用广，常用于对尺寸和重量无严格限制的场合。
由于在啮合过程中，小齿轮的轮齿接触次数比大齿轮多。因此，若两齿轮的材料和齿面硬度都相同时，则一般小齿轮的寿命较短。为了使大小齿轮的寿命接近，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高出30～50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。
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(2)铸铁
由于铸铁的抗弯和耐冲击性能都比较差，因此主要用于制造低速、不重要的形式传动、功率不大的齿轮。常用材料有HT250、HT300等。
(3)非金属材料
对于高速、重载而又要求低噪音的齿轮传动，也可采用非金属材料，加夹布胶木、尼龙等。常用的齿轮材料，热处理方法、硬度、应用举例见表6—4。
表6—4 常用的齿轮材料，热处理硬度和应用举例 材料 牌号 热处理方法 硬度 齿芯HBS或齿面HRC 优质碳素钢 35 45 50 45 合金钢 35SiMn 40Cr 优质碳素钢 45 35 火 表面淬调制 正火 150~180 162~217 180~220 217~255 217~269 241~286 180~210 217~255 合金钢 40Cr 241~286 20Cr 火 20CrMnTi 38CrMoAIA 氮化 62 >850HV 载荷平稳、润滑良好的齿轮 渗碳淬 62 55 56~高速中载、承受冲击56~载荷的齿轮 50 42~45 40~高速中载、无剧烈冲40~击的齿轮。 低速轻载的齿轮或中速中载的大齿轮 例 应用举- 5 -