齿轮齿条传动设计计算 (2)
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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=24,大齿轮齿数。
2.按齿面接触强度设计
由设计计算公式进行计算,即
(1)确定公式内的各计算数值
1)试选载荷系数=1.3。
2)计算小齿轮传递的转矩。(预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm)
3) 由表10-7选齿宽系数。
4)由表10-6查得材料的弹性影响系数。
5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;齿条的接触疲劳强度极限。
6)由式10-13计算应力循环次数。
7)由图10-19取接触疲劳寿命系数。
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
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径,代入。
2)计算圆周速度v。
3)计算齿宽b。
4)计算齿宽与齿高之比。
模数
齿高
5)计算载荷系数。
根据,7级精度,由图10-8查得动载荷系数;
直齿轮,;
由表10-2查得使用系数;
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为悬臂布置时。由,查图10-13得;故载荷系数
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得
7)计算模数m。
3.按齿根弯曲强度设计
由式(10-5)得弯曲强度设计公式为
(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;齿条的弯曲强度极限;
2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,;
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
4)计算载荷系数K。
5)查取齿形系数。
由表10-5查得,。
6)查取应力校正系数。
由表10-5查得,。
7)计算齿轮齿条的并加以比较。
齿条的数值大。
(2)设计计算
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,算出齿轮齿数
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