齿轮齿条传动设计计算

1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数1）选用直齿圆柱齿轮齿条传动。2）速度不高，故选用7 级精度（ GB10095-88）。3）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。4）选小齿轮齿数1 =24，大齿轮齿数2 =。2. 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即2d1t 2.323K t T1u 1 Z EduH(1) 确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数t =1.3。2）计算小齿轮传递的转矩。（预设齿轮模数m=2mm,直径 d=65mm）T195.5105 P195.51050.24242.908 105 N mmn17.963) 由表 10-7 选齿宽系数d =0.5。14）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数E189.8MPa 2 。5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 600MPa ;齿条的接触疲劳强度极限Hlim 2 500MPa 。6）由式 10-13 计算应力循环次数。N1 60n1 jL h 607.9612 0.08 20046.113 10 47)由图 10-19 取接触疲劳寿命系数HN 11.7 。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H 1KHN1Hlim 11.7600M P a 1020M P aS(2) 计算1）试算小齿轮分度圆直径dt 1 ,代入H1 。d1t2.323 K t T122.323 1.3 2.908 1052u 1Z E1 189.8duH0.5102068.89mm2）计算圆周速度 v。vd1t n168.897.96601000600.026m / s10003)计算齿宽 b。bdd1t0.568.8934.445mm4)计算齿宽与齿高之比。模数m td1t68.892.87z124齿高h2.25mt2.252.276.46b34.445h 6.465）计算载荷系数。5.33根据 ,7 级精度，由图 10-8查得动载荷系数 K V 1;直齿轮， KHKF1 ;由表 10-2查得使用系数 K1.5 ;由表 10-4用插值法查得 7 级精度、小齿轮为悬臂布置时K H1.250 。由 b5.33，KH1.250 查图 10-13 得 K F1.185；故载荷系数hKK AKV KH KH1.5 111.2501.8756）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得d1 d1t 3K1.87568.89 377.48mmK t1.37)计算模数 m。d177.84m3.24z1243. 按齿根弯曲强度设计由式（ 10-5）得弯曲强度设计公式为m2KT1YFaYSa3d z12F（ 1） 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FE 1550MP a ;齿条的弯曲强度极限 FE 2 380MPa ；2）由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 K FN 11.1， K FN 21.2 ;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F1K FN1FE 11.1500392.86MP aS1.4KFN2FE 21.2380F2S1.4325.71MPa4)计算载荷系数 K 。KK AKVK FK F1.511 1.185 1.785)查取齿形系数。由表 10-5 查得 YF a12.65, YFa2 2.06 。6）查取应力校正系数。由表 10-5 查得 YSa11.58 , YSa21.97 。7）计算齿轮齿条的 YFa YSa并加以比较。FYFa1YSa12.65 1.580.011392.86F 1YFa 2 YSa22.061.970.01 2325.71F 2齿条的数值大。（ 2） 设计计算m2KT1YFa YSa32 1.782.9081053.35 mm30.52420.012d z12F由于齿轮模数 m 的大小主要决定弯曲强度，而齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮直径。可由弯曲强度算得的模数3.55 并就近圆整为标准值m=4mm,按接触强度算得的分度圆直径d177.84mm ,算出齿轮齿数d177.84z120m4以上计算过程验证了模数m=2,直径 d=65 的齿轮是符合强度要求的