作者签名 孟祥兵 日期2022.03.16 随着我们时代的进步，科技的高速发展。齿轮作为现代化机械传动中的重要零件，它的应用可谓十分的广泛。小到日常家用电器，大到汽车，航空领域。齿轮的身影无处不在，可见其在机械设备生产制造中有着极其重要的地位。因为齿轮的种类，造型多种多样，所以其加工工艺也相应的多样化。由此可见设计好一个的齿轮显得多么重要。本文是在经过十足的准备，充分的学习齿轮轴工艺理论设计基础上，严格遵守齿轮设计准则，在此基础上使用Solidworks对渐开线齿轮进行三维造型设计，并分析了渐开线齿轮的加工工艺主要注意事项，对本次加工工艺的关键工序进行研究总结。
目 录
引 言 1
一、渐开线齿轮简介 2
（一） 渐开线齿轮介绍 2
（二）渐开线齿轮的类型 3
二、渐开线齿轮的设计 4
（一）设计要求 4
（二）齿轮设计 5
（三）齿轮绘制 5
（四）齿轮装配 9
三、渐开线齿轮加工 10
（一）齿轮的选材 10
（二）渐开线齿轮的加工工艺 11
（三）加工注意事项 15
总 结 16
致 谢 17
参考文献 18
引 言
齿轮的出现和发展可谓是源远流长，古时期东汉年间人们就会使用人字齿轮。更有聪明的学者，发明了运用齿轮将水推水车轮的动力传递给磨坊的石磨从而达到连续转磨的效果。到了工业时期，齿轮的运用得到了迅速的发展，著名瑞士数学家欧拉提出建议采用渐开线作齿廓曲线。这一想法涌现出滚齿机和插齿机的出现，使得大量生产高精度齿能得到生产。展成法加工齿轮脱颖而出，占据了极大的优势。渐开线齿轮由此变为了应用最为广泛的齿轮。
随着新时代工业技术的发展，人们对各种机器和设备的标准参数越来越高。因此人们对齿轮的使用要求也更加严苛，对齿轮的承载能力， *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^ 
运行质量以及体积大小等要求也做了相应的提高。所以齿轮大都是搭配的轴承或组成多个齿轮轮系来进行组合使用。这样组合不仅可以保证了传动精度高，还传动的效率也高。更好的实现了机械自动化，为人们的生活提供了很大的便利。据早期行业形势调查，我国的汽车，航空，矿采机械以及通用的减速器基本都是搭配有齿轮轴零件，特别是在工业机床中，占到了总量的60%以上。如今，机械行业绘图软件的层出不穷，改新换代。许多零件均可以使用绘图软件来进行造型设计和三维建模，并且还可以进行仿真加工。这大大的为我们现如今工厂加工提高了效率，降低了生产的成本，提高了产品零件的加工精度。现在社会对产品零件的加工精度要求不断提高，所以产品的加工设计也跟着不断的完善和精细。本文则以SolidWorks软件对齿轮轴的三维造型设计为主要对象，对齿轮轴加工工艺尺寸参数进行规划，分析。对在其过程中对出现的问题进行探讨，做出改进措施。
一、渐开线齿轮简介
（一） 渐开线齿轮介绍
齿轮其实就是一种轮的边缘上均匀分布有大小一样的轮齿，其一组或多组能做连续性啮合运动的机械元件。它可以传递空间任意两轴的旋转运力或将转动转化为移动。在很久以前，古时的人们就学会了使用齿轮。只不过那时候的人们对齿轮的规格要求并不高，所以经常出现不能连续转动这一问题。为了解决这个问题，齿轮形状就逐渐发展成了渐开线齿廓，并了解到减小齿距来使齿轮获得连续转动。那么何为渐开线，顾名思义的来说就是一条渐渐展开的线。举例来说就是把一条线围绕在一个圆柱上，线的一端固定在一个圆柱端面点上然后拉着线逐渐取开圆柱并且画下记号。从而这个记号痕迹就是一个渐开线如图11。
图11渐开线示意图
从图画中这样的痕迹中可以看到，实际上让一条直线在圆上做纯滚动时，该直线端的一个运动轨迹。
还有一种也可以用于设计齿轮它就是摆线。圆曲线上固定一点，该点在直线或曲线上进行滚动，使圆上该点在滚动时形成轨迹称之为摆线。如图12图13
图12摆线直线滚动 图13摆线曲线滚动
在实际的工程制造中，关于齿轮或齿条的轮廓设计一般主要的就是采用渐开线和摆线这两种方法。因为齿轮传动是通过滚动形成轨迹，所以这两种曲线最适合他们的运动轨迹。本文研究设计的就是渐开线圆柱直齿外齿轮，它的齿形是由根据渐开线设计而来的如图14，因此被称为渐开线齿轮。
图14渐开线齿轮设计原理
因为渐开线齿轮的啮合线是两齿廓间正压力的作用线，也是两轮齿廓在任意啮合时位置的公法线。啮合线是一条固定的直线，所以齿轮传递扭矩大小一定时，两齿廓间的正压力大小和方向也固定不变，因此受力状态也是稳定的。这一作用对于支撑齿轮的轴承或其他零件的受力状态是有利的。又因为渐开线齿轮只要给定两齿轮的基圆大小就能确定传动比，一般齿轮加工完成后，他的基圆大小也就确定。所以就算两轮的中心距小有变动，也并不会影响齿轮啮合传动的平稳和定传动比的准确性。而这种特性即称为渐开线齿轮的可分性。这一特性对渐开线齿轮的加工和装配都是很大的优点。因此渐开线是应用最为广泛的一种齿轮曲线。
（二）渐开线齿轮的类型
渐开线齿轮的类型也发展成多种多样化，主要常见的可以按照两轴相对的位置和尺向，大概分为两大类：平面齿轮机构（两轴平行）如图15和空间齿轮机构（两轴不平行）图16所示。
（2）
图15平面齿轮机构
（2）
图16空间齿轮机构
齿轮传动具有准确的传动比并且传动效率高，功率大，运作平稳，噪声小以及使用寿命长等优点。现如今齿轮机构已经是应用最广泛的传动之一了。
二、渐开线齿轮的设计
（一）设计要求
设计一个齿轮首先得考虑到各种要素和用于确定要素的条件。在实际生活生产应用中，齿轮一般为标准齿轮（即m，α，ha*，c*取标准值，且s=e的齿轮）和非标准齿轮两种。其中非标准齿轮也可以分为两种变位齿轮（模数，压力角均为标准值）和非标齿轮（模数，压力角两者或者其中一个是非标准值）。因为渐开线齿轮原理是相同的，所以非标准齿轮尺寸设计与标准齿轮的计算公式方法相同，而计算强度设计没有标准可以借鉴。所以为了简便，我将选取标准直齿外齿轮来进行制造加工，因此只需确定齿轮的尺寸，齿形，齿距，齿厚，材料，表面粗糙度，精度等级等要素以及制造和热处理方法。下面介绍涉及到的一些外齿轮各部分名称以及标准齿轮的基本参数。如图表21齿轮名称与符号。

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