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240HBS;

4）选小齿轮齿数1Z =24,大齿轮齿数2Z =∞;

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t K =;

2）计算小齿轮传递的转矩;预设齿轮模数m=2mm,直径d=65mm

3 由表10-7选齿宽系数d ϕ=;

4由表10-6查得材料的弹性影响系数2

18.189MPa E =Z ;

5由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa im H 6001l =σ;齿条的接触疲劳强度极限a 5002 lim MP H =σ;

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7.11=K HN ;

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1d t ,代入[]1H σ;

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1=V K ;

直齿轮,1==ααF H K K ;

由表10-2查得使用系数5.1=A K ;

由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为悬臂布置时250.1=βH K ; 由33.5=h

b ,250.1=βH K 查图10-13得185.1=βF K ；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a 5501MP FE =σ;齿条的弯曲强度极限

a 3802MP FE =σ；

2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数1.11=FN K ,2.12=FN K ;

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

4计算载荷系数K;

5查取齿形系数;

由表10-5查得65.21a =F Y ,06.22a =F Y ;

6查取应力校正系数;

由表10-5查得58.11a =S Y ,97.12a =S Y ;

7）计算齿轮齿条的[]F Sa Fa Y Y σ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并就近圆整为标准值m=4mm,按接触强度算得的分度圆直径mm d 84.771=,算出齿轮齿数

以上计算过程验证了模数m=2,直径d=65的齿轮是符合强度要求的