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(完整版)齒輪齒條傳動設(shè)計計算1.選定齒輪類型、精度等級、材料級齒數(shù)我們選擇直齒圓柱齒輪齒條傳動,因?yàn)樗俣炔桓撸晕覀冞x擇7級精度(GB10095-88)。根據(jù)表10-1,我們選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,齒條材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS。我們選小齒輪齒數(shù)Z1=24,大齒輪齒數(shù)Z2=∞。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計我們按照設(shè)計計算公式進(jìn)行計算,即d1t。首先,我們試選載荷系數(shù)Kt=1.3。然后,我們計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,預(yù)設(shè)齒輪模數(shù)m=8mm,直徑d=160mm。根據(jù)公式,我們得到T1=2.908×105N?mm,n1=7.96。接下來,我們由表10-7選取齒寬系數(shù)φd=0.5。根據(jù)表10-6,我們查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa。根據(jù)圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa;齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。接著,我們根據(jù)式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=6.113×104。由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.7。最后,我們計算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(10-12)得[σH]1=1020MPa。(2)計算我們試算小齒輪分度圓直徑d1t,代入[σH]1。取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.7,接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa,失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(10-12)得Kt[σH]3/[d1t]=31.3×2.908×105∞+1189.8≥2.32√(φd1t[uσH]0.5/∞1020)。解得d1t=68.89mm。接下來,我們計算圓周速度v=πd1tn1/60=0.029m/s。齒寬b=φd1t=0.5×68.89=34.445mm。齒寬與齒高之比h/b=2.25m/34.445=2.87,齒高h(yuǎn)=2.25m=2.25×2.87=6.46mm。計算載荷系數(shù)根據(jù)速度v=0.029m/s,7級精度,由圖10-8可得動載荷系數(shù)KV=1;由于是直齒輪,KHα=KFα=1;根據(jù)表10-2,使用系數(shù)KA=1.5;使用插值法查得7級精度、小齒輪為懸臂布置時KHβ=1.250,代入h=5.33和圖10-13可得KFβ=1.185。因此,載荷系數(shù)K=KA*KV*KHα*KHβ=1.5*1*1*1.250=1.875。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31.875Kd1=d1t√=68.89√=77.84mm計算模數(shù)m根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計,由式(10-5)得彎曲強(qiáng)度設(shè)計公式為:m≥√(d1z12KT1YFaYSa2[σF]3φ)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值:1.由圖10-20c可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=500MPa,齒條的彎曲強(qiáng)度極限σFE2=380MPa;2.由圖10-18可取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=1.1,KFN2=1.2;3.計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式(10-12)得:KFN1σFE11.1×500=392.86MPaS1.4KFN2σFE21.2×380=325.71MPaS1.44.計算載荷系數(shù)K。K=KA*KV*KFα*KFβ=1.5*1*1*1.185=1.785。5.查取齒形系數(shù)。由表10-5查得YFa1=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.計算齒輪齒條的YFaYSa并加以比較。[σF]YFa1YSa12.65×1.58=0.01066[σF]1392.86[σF]YFa2YSa22.06×1.97=0.01246[σF]2325.71可知齒條的數(shù)值大。設(shè)計計算:m≥√(2×1.78×2.908×105×0.01246/0.5×242)=3.55mm齒輪的設(shè)計中,齒輪模數(shù)m和齒輪直徑是兩個重要的參數(shù)。齒輪模數(shù)m對彎曲強(qiáng)度有很大影響,而齒輪直徑則影響齒面接觸疲勞強(qiáng)度。在計算中,我們可以通過彎曲強(qiáng)度算出模數(shù),例如計算得到的模數(shù)為3.55,我們可以近似圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm。同時,通過接觸強(qiáng)度的計算,我們可以得到分度圓直徑d1=77.84mm,進(jìn)而計算出齒輪齒數(shù)z1≈20。在齒輪設(shè)計中,齒輪模數(shù)m和齒輪直徑是兩個重要的參數(shù)。齒輪模數(shù)m對彎曲強(qiáng)度有很大影響,而齒輪直徑則影響齒面接觸疲勞強(qiáng)度。因此,在計算中,我們
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