齿轮齿条传动设计计算.docx

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选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数

选用直齿圆柱齿轮齿条传动。

速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。

材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，齿条材料为45钢（调质）硬度为240HBS。

选小齿轮齿数?=24，大齿轮齿数? =∞。

1 2

按齿面接触强度设计

由设计计算公式进行计算，即

d ?2.323

KtT?

u?1? Z ?2

?u??? E?

?

u

?

?

11t ?

1

d

? ?

? H ?

确定公式内的各计算数值

试选载荷系数? =1.3。

t

计算小齿轮传递的转矩。（预设齿轮模数m=2mm,直径d=65mm）

95.5?105P

T ??1

1 n

1

95.5?105?0.2424

? ?2.908?105N?mm7.96

3)由表10-7选齿宽系数?

d

=0.5。

1

由表10-6查得材料的弹性影响系数?

E

?189.8MPa2。

由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限? ?600MPa;齿

Hlim1

条的接触疲劳强度极限? ?500MPa。

Hlim2

由式10-13计算应力循环次数。

N ?60n jL ?60?7.96?1??2?0.08?200?4??6.113?104

1 1 h

7)由图10-19取接触疲劳寿命系数? ?1.7。

HN1

8）计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得

?? ??

H1

K ?

HN1

S

Hlim1?1.7?600MPa?1020MPa

计算

试算小齿轮分度圆直径d

t1

,代入?? ?。

H1

d ?2.323

KtT?

u?1?Z

???

?

?2

?E??

?

?2.323

1.3?2.908?105

??1?189.8?2

?? ?

?

11t ?

1

d

u ?

H

0.5 ?

?1020?

?68.89mm

计算圆周速度v。

v?

?d n

1t 1

???68.89?7.96

?0.026m/s

60?1000 60?1000

计算齿宽b。

b?? ?d ?0.5?68.89?34.445mm

d 1t

计算齿宽与齿高之比。模数

d 68.89

m ? 1t? ?2.87

t z 24

1

齿高

h?2.25m ?2.25?2.27?6.46

t

b?34.445

?5.33

h 6.46

计算载荷系数。

根据,7级精度，由图10-8查得动载荷系数K ?1;

V

直齿轮，K ?K ?1;

H? F?

由表10-2查得使用系数K??1.5;

由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为悬臂布置时KH??1.250。

由b?5.33，K

h H?

?1.250查图10-13得K

F?

?1.185；故载荷系数

K?K ?K ?K ?K ?1.5?1?1?1.250?1.875

A V H? H?

31.8751.3按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（

3

1.875

1.3

3KKtd

3

K

K

t

1 1t

?68.89?

?77.48mm

7)计算模数m。

dm?1

z

1

?77.84?3.24

24

按齿根弯曲强度设计

2KT?

2KT?Y

3

?

z

1 Fa S?a?

?

?

Y ?

?

d 1

2?

F

?

m?

确定公式内各计算数值

1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限? ?550MPa;齿条的弯曲强

FE1

度极限? ?380MPa；

FE2

2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数K ?1.1，K ?1.2;

FN1 FN2

3）计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得

? ? K ?

1.1?500

? ???FN1 FE1? ?392.86MPa

F1 S 1.4

?? ??KFN2?FE2?1.2?380?325.71MPa

F2 S 1.4

计算载荷系数K。

查取齿形系数。

K?K ?K ?K ?K ?1.5?1?1?1.185?1.78

A V F? F?

由表10-5查