齿轮齿条传动设计计算完整版.docx

Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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240HBS4） 选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=∞2. 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即d1t ≥2.323KtT1φd u+1u (ZEσH)2(1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数Kt =2） 计算小齿轮传递的转矩预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm）T1=95.5105P1n1=95.51050.24247.96=2.908105N?mm 3) 由表10-7选齿宽系数φd=0.54）由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa125）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;齿条的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。

6）由式10-13计算应力循环次数N1=60n1jLh=607.96120.082004=6.1131047)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=1.78）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σH1=KHN1σHlim1S=1.7600MPa=1020MPa(2) 计算1） 试算小齿轮分度圆直径dt1,代入σH1d1t ≥2.323KtT1φd u+1u (ZEσH)2=2.3231.32.9081050.5∞+1∞ (189.81020)2=68.89mm 2） 计算圆周速度vv=πd1tn1601000=π68.897.96601000=0.029ms 3)计算齿宽bb=φdd1t=0.568.89=34.445mm 4)计算齿宽与齿高之比bh 模数mt=d1t z1=68.8924=2.87齿高h=2.25mt=2.252.87=6.46mmbh =34.4456.46=5.335） 计算载荷系数根据v=0.029m/s,7级精度，由图10-8查得动载荷系数KV=1;直齿轮，KHα=KFα=1;由表10-2查得使用系数KA=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KHβ=1.250。

由bh =5.33，KHβ=1.250查图10-13得KFβ=1.185；故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1.5111.250=1.8756） 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=d1t3KKt=68.8931.8751.3=77.84mm7)计算模数mm=d1z1=77.8424=3.24mm3. 按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度设计公式为m≥32KT1φdz12(YFaYSaσF)（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σFE1=500MPa;齿条的弯曲强度极限σFE2=380MPa；2） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=1.1，KFN2=1.2;3） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=，由式（10-12）得σF1=KFN1σFE1S=1.15001.4=392.86MPaσF2=KFN2σFE2S=1.23801.4=325.71MPa4)计算载荷系数KK=KAKVKFαKFβ=1.5111.185=1.785)查取齿形系数由表10-5查得 YFa1=2.65, YFa2=2.06。

6）查取应力校正系数由表10-5查得YSa1=1.58，YSa2=1.977） 计算齿轮齿条的YFaYSaσF并加以比较YFa1YSa1σF1=2.651.58392.86=0.01066YFa2YSa2σF2=2.061.97325.71=0.01246齿条的数值大2） 设计计算m≥321.782.9081050.52420.01246=3.55mm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并就近圆整为标准值m=4mm,按接触强度算得的分度圆直径d1=77.84mm,算出齿轮齿数z1=d1m=77.844≈20以上计算过程验证了模数m=8,直径d=160的齿轮是符合强度要求的。