齒輪齒條設(shè)計(jì)

1、第四章齒輪設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)的選擇8齒輪模數(shù)值取值為m=10,主動(dòng)齒輪齒數(shù)為z=6,壓力角取a=20°,齒輪螺旋角為3=12°,齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到的值來(lái)確定。齒輪的轉(zhuǎn)速為n=10r/min,齒輪傳動(dòng)力矩2221Nm,轉(zhuǎn)向器每天工作8小時(shí)，使用期限不低于5年.主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火，而齒條常采用45號(hào)鋼或41Cr4制造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度均應(yīng)在56HRC以上。為減輕質(zhì)量，殼體用鋁合金壓鑄。齒輪幾何尺寸確定2齒頂高,hf齒高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑ha=mnhann=2.510.7=4.25mmIId=,hd=l/h=ha+hf=17+5.5=

2、22.5hf=mnhancn-n=2.510.25-0.7=1.375mm256=15.337mmd=mz/cos3=/COS12d=61.348da=d+2ha=61.348+2x17=95.348df=d-2hf=61.348-2X11基圓直徑db=dcos：=15.337cos20'=14.412mm.db=57.648sn=-+2/ntananmn=-+2X0.7X0.36422.5法向齒厚為<2)'、？)=4.593mmx4=18.372jn1fH0.7%st=+2，tan%mt=-+2X0.367;<2.5253端面齒厚為:22I2cos2)=5.275

3、mmx4=21.1分度圓直徑與齒條運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系d=60000v/兀n1=v=0.001m/s齒品巨p=兀m=3.14X10=31.4齒輪中心到齒條基準(zhǔn)線距離H=d/2+xm=37.674(0.7)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪精度等級(jí)、材料及參數(shù)的選擇由于轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)速低，是一般的機(jī)械，故選擇8級(jí)精度。齒輪模數(shù)值取值為m=10,主動(dòng)齒輪齒數(shù)為z=6,壓力角取a=20°.主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5或15CrNi6材料制造并經(jīng)滲碳淬火，硬度在56-62HRC之間，取值60HRC.齒輪螺旋角初選為3=12,變位系數(shù)x=0.7齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。3kT1YFmn_12.4,2s一：，mZ2

4、二Fp(1)試取K=1.3(2)斜齒輪的轉(zhuǎn)矩T=2221Nm(3)取齒寬系數(shù)*m=0.8(4)齒輪齒數(shù)4=6(5)復(fù)合齒形系數(shù)YFs=3.32.一.一2(6)許用彎曲應(yīng)力FP=0.7xFE=0.7x920=644N/mmGfe為齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值。mn叁9.9試取mn=10mm(7)圓周速度d=61.348mm取b=49mmb=md=0.8X61.348=49.0784二dnv二601000二15.33710601000=0.008m/sv=0.032m/s(8)計(jì)算載荷系數(shù)1)查表得使用系數(shù)Ka=1根據(jù)v=0.032m/s，和8級(jí)精度,查表得KV=0.4查表得齒向載荷分布系數(shù)K=

5、1.15查表得齒間載荷分布系數(shù)Kh=Kf=1.15)K=KaKvKhK10.41.11.15=0.759修正Kt值計(jì)算模數(shù)mn=9.215故前取10mm不變.4.3.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核h=ZeZhZZ：校核公式為2KTu1bd2u(1)許用接觸應(yīng)力bH】查表得-Hmin=1650MPa由圖718得ZN1=1安全系數(shù)SH=1,HlimZN1；,hi1650MPaSh(2)查表得彈性系數(shù)1ZE=180MPa2(3)查表得區(qū)域系數(shù)Zh=2.44.(4)重合度系數(shù)J=0.911.2055(5)螺旋角系數(shù)ZP=Jc0sB=V8s12=0.98920.759250004.71父J=r-I121624.

6、71513Map三-hMPa由以上計(jì)算可知齒輪滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，即以上設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。入=1802.440.910.9891650第五章齒條的設(shè)計(jì)5.1齒條的設(shè)計(jì)6根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點(diǎn)：(1)齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與其節(jié)圓相重合，而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝時(shí)才與其節(jié)圓相重合.(2)齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角.因此，齒條模數(shù)m=10,壓力角1a=20一齒條斷面形狀選取圓形選取齒數(shù)z=28,螺旋角產(chǎn)=8端面模數(shù)mt=m/cosP=2.5/cos8口=2.5253mm/化優(yōu)端面壓力角二“二tan-"cos:=tan20/co8s=0.367法面齒距Pn=兀mn=3.14父2

7、.5=7.85mm314法面頂隙系數(shù)Cn=0.25齒頂局ha-mnhann=310.7=4.25mm17.05齒根高h(yuǎn)f=mn(hanCn-n)=2.5(10.25-0.7)=1.375mm5.5齒高法h=ha+hf=23.35面齒厚齒頂高系數(shù)han=1端面齒距R=孫=3.142.5253=7.929mm=31.716St=3+2乙tan«tmt-20.7<20.3672.5253=5.275mmcos-221.1Sn=-+2Zntanotnmn=-+20.70.364i2.5=4.593mm<221210.372端面齒厚第六章齒輪軸的設(shè)計(jì)4由于齒輪的基圓直徑db57.6

8、5,數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對(duì)軸和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸.由于主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火，因此軸的材料也選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火.查表得：20MnCr5材料的硬度為6OHRC,抗拉強(qiáng)度極限*B1100MPa,屈服極限ks=850MPa,彎曲疲勞極限k=525MPa,剪切疲勞極限300Mpa,轉(zhuǎn)速n=10r/min根據(jù)公式5-0.2卜廠3250.250=1.36忽略磨損，根據(jù)能量守衡，作用在齒輪齒條上的阻力矩為叫=328.8Nm,作用在齒Mr328.8FLsin20=sin20=12.23N輪上的軸向力為r9.15作用在齒輪上的切向力為Mr328.8Frcos20=cos20=33.77Nr9.15彎曲疲勞強(qiáng)度校核22仃=F/江=33.77/314黑5=0.43MPa<525MPa剪切疲勞強(qiáng)度校核2.2”=F/nr=33.