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1、
1. 選定齒輪類型、精度等級、材料級齒數(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
2、
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 600MP
3、a ;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
4、
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)
5、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 級精度，由圖 10-8
查得動(dòng)載荷系數(shù) K V 1;
6、
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
1.8
7、75
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 10-1
8、8 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 。
9、
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
10、.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
齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
