齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1. 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料級(jí)齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪齒條傳動(dòng)。 2）速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB10095-88）。 3）材料選擇。由表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS，齒條 材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS。 4）選小齒輪齒數(shù) 1 =24，大齒輪齒數(shù) 2 =∞。 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即 2 d1t 2.323 K t T1 u 1 Z E d u H (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) t =1.3。 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（預(yù)設(shè)齒輪模數(shù) m=2mm,直徑 d=65mm） T1 95.5 105 P1 95.5 105 0.2424 2.908 105 N mm n1 7.96 3) 由表 10-7 選齒寬系數(shù) d =0.5。 1 4）由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) E 189.8MPa 2 。 5）由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim1 600MPa ;齒 條的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim 2 500MPa 。 6）由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1 60n1 jL h 60 7.96 1 2 0.08 200 4 6.113 10 4 7)由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) HN 1 1.7 。 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式（ 10-12）得 H 1 KHN1 Hlim 1 1.7 600M P a 1020M P a S (2) 計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 dt 1 ,代入 H 1 。 d1t2.323 K t T1 2 2.323 1.3 2.908 105 2 u 1 Z E 1 189.8 d u H 0.5 1020 68.89mm 2）計(jì)算圓周速度 v。 v d1t n1 68.89 7.96 60 1000 60 0.026m / s 1000 3)計(jì)算齒寬 b。 b d d1t 0.5 68.89 34.445mm 4)計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) m t d1t 68.89 2.87 z1 24 齒高 h 2.25mt 2.25 2.27 6.46 b 34.445 h 6.46 5）計(jì)算載荷系數(shù)。  5.33 根據(jù) ,7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) K V 1; 直齒輪， KHKF 1 ; 由表 10-2 查得使用系數(shù) K 1.5 ; 由表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪為懸臂布置時(shí) K H 1.250 。 由 b 5.33，KH 1.250 查圖 10-13 得 K F 1.185 ；故載荷系數(shù) h K K A KV KH KH 1.5 1 1 1.250 1.875 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 10-10a）得 d1 d1t 3 K 1.875 68.89 3 77.48mm K t 1.3 7)計(jì)算模數(shù) m。 d1 77.84 m 3.24 z1 24 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 10-5）得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 m 2KT1 YFaYSa 3 d z12 F （ 1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1）由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE 1 550MP a ;齒條的彎曲強(qiáng)度 極限 FE 2 380MPa ； 2）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN 1 1.1， K FN 2 1.2 ; 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式（ 10-12）得 F 1 K FN1 FE 1 1.1 500 392.86MP a S 1.4 KFN2 FE 2 1.2 380 F 2 S 1.4 325.71MPa 4)計(jì)算載荷系數(shù) K 。 K K A KV K F K F 1.5 1 1 1.185 1.78 5)查取齒形系數(shù)。 由表 10-5 查得 YF a1 2.65 , YFa2 2.06 。 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表 10-5 查得 YSa1 1.58 , YSa2 1.97 。 7）計(jì)算齒輪齒條的 YFa YSa 并加以比較。 F YFa1YSa1 2.65 1.58 0.011 392.86 F 1 YFa 2 YSa2 2.06 1.97 0.01 2 325.71 F 2 齒條的數(shù)值大。 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 m 2KT1 YFa YSa 3 2 1.78 2.908 105 3.35 mm 3 0.5 242 0.012 d z12 F 由于齒輪模數(shù) m 的大小主要決定彎曲強(qiáng)度，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于齒 輪直徑?？捎蓮澢鷱?qiáng)度算得的模數(shù) 3.55 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=4mm,按接觸強(qiáng) 度算得的分度圓直徑 d1 77.84mm ,算出齒輪齒數(shù) d1 77.84 z1 20 m 4 以上計(jì)算過(guò)程驗(yàn)證了模數(shù) m=2,直徑 d=65 的齒輪是符合強(qiáng)度要求的