齿轮齿条传动机构设计项目说明.docVIP

齿轮齿条传动机构设计和计算

1.齿轮1，齿轮2和齿轮3基础参数确实定

由齿条传动速度为500mm/s,能够得到齿轮3速度为500m/s,即又，取由此可得，由（1）和（2）联立解得，取则由得

2.齿轮1齿轮2和齿轮3几何尺寸确定

齿顶高

齿根高齿高

分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

基圆直径

法向齿厚为

端面齿厚为

齿距

3.齿轮材料选择及校核

齿轮选择45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC以上。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。因为转向器齿轮转速低，是通常机械，故选择7级精度。

经校核，齿轮满足强度及刚度要求。

齿条设计

取齿条模数m=3.25,压力角，则齿数z=120，故齿距取，则长度，取

螺旋角。

端面模数

端面压力角

端面齿距

齿顶高

齿根高

齿高

法面齿厚

端面厚度

齿条选择45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC以上，选择7级精度。

5.齿轮轴设计

碳素钢价格低廉，铸造工艺性能好，对载荷较大，较为关键场所，以45号钢最为常见。经校核，齿轮轴满足强度及刚度要求。

电机选择

因为齿轮1转速为588r/min，由此可得电机转速应该大于此值，所以能够选择功率适宜电动机，如Y132S-8，功率为2.2KW，转速为750r/min。

参考文件：机械原理，孙恒主编

机械设计，姚桂英主编

1.1.2齿轮齿条材料选择

齿条材料种类很多，在选择过程中应考虑原因也很多，关键以以下几点作为参考标准：

齿轮齿条材料必需满足工作条件要求。

应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺。

正火碳钢，不管毛坯制作方法怎样，只能用于制作载荷平稳或轻度冲击

工作下齿轮，不能承受大冲击载荷；调制碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作齿轮。

合金钢常见于制作高速、重载并在冲击载荷下工作齿轮。

飞行器中齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采取表面硬化处理

高强度合金钢。

6）金属制软齿面齿轮，配对两轮齿面硬度差应保持为30～50HBS或更多。

钢材韧性好，耐冲击，还可经过热处理或化学热处理改善其力学性能及提升齿面硬度，故适适用于来制造齿轮。因为该齿轮承受载荷比较大，应采取硬齿面（硬度≥350HBS），故选择合金钢，以满足强度要求，进行设计计算。

1.2齿轮齿条设计和校核

1．2．1起升系统功率

设V为最低起钻速度（米/秒），F为以V起升时游动系统起重量（理论起重量，千克）。

起升功率

F=

取0.8（米/秒）

因为整个起升系统由四个液压马达所带动，所以每部分平均功率为

转矩公式：

N.mm

所以转矩T=

式中n为转速（单位r/min）

1.2.2各系数选定

计算齿轮强度用载荷系数K，包含使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数及齿向载荷分配系数，即

K=

1）使用系数

是考虑齿轮啮合时外部原因引发附加载荷影响系数。

该齿轮传动载荷状态为轻微冲击，工作机器为重型升降机，原动机为液压装置，所以使用系数取1.35。

2）动载系数

齿轮传动不可避免地会有制造及装配误差，轮齿受载后还要产生弹性变形，对于直齿轮传动，轮齿在啮合过程中，不管是有双对齿啮合过渡到单对齿啮合，或是有单对吃啮合过渡到双对齿啮合期间，因为啮合齿正确刚度改变，也要引发动载荷。为了计及动载荷影响，引入了动载系数，图2-1所表示。

图2-1动载系数

因为速度v很小，依据上图查得，取1.0。

3）齿间载荷分配系数

一对相互啮合斜齿（或直齿）圆柱齿轮，有两对（或多对）齿同时工作时，则载荷应分配在这两对（或多对）齿上。

对于直齿轮及修形齿轮，取。

4）齿轮载荷分布系数

当轴承相对于齿轮做不对称配置时，受灾前，轴无弯曲变形，齿轮啮合正常，两个节圆柱恰好相切;受载后，轴产生弯曲变形，轴上齿轮也就随之偏斜，这就使作用在齿面上载荷沿接触线分布不均匀。

计算齿轮强度时，为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均匀现象，通常以系数来表征齿面上载荷分布不均匀程度对齿轮强度影响。

依据机械设计表10-4取=1.37。

总而言之，最终确定齿轮系数K==1.35111.37=1.8

1．2．3齿轮传动设计参数、许用应力选择

1.压力角α选择

中国对通常见途齿轮传动要求标准压力角为α=20°。

2.齿数z选择

为使齿轮免于根切，对于α=20°标准直齿轮，应取z≥17，这里取z=20。