齿轮齿条设计.doc
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齿轮齿条设计.doc
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4.1 齿轮参数的选择[8]
齿轮模数值取值为m=4,齿轮齿数为z=150,压力角取α=20°,标准齿轮各部分尺寸都与模数有关,且都与模数成正比。
规定齿顶高ha=hm,h和c分别称为齿顶高系数和顶隙系数。
正常齿制齿轮h=1,c=0.25。
齿轮选用20MnCr5材料制造并经渗碳淬火,而齿条常采用45号钢或41Cr4制造并经高频淬火,表面硬度均应在56HRC以上。
为减轻质量,壳体用铝合金压铸。
4.2 齿轮几何尺寸确定[2]
齿顶高h=hm=1×4,h=4mm
齿根高h=(h+c)m,h=(1+0.25)×4=5mm
齿高h=h+h=4+5,h=9mm
分度圆直径d=mzd=4×150=600mm
齿顶圆直径d=d+2hd=608mm
齿根圆直径d=d-2h=600-2×5=590mm
基圆直径 d =d=564mm
齿厚为 s=p/2=πm/2=6.28
齿槽宽e=p/2=πm/2=6.28
齿距p=πm=3.14×4=12.56
4.3 齿根弯曲疲劳强度计算[11]
4.3.1齿轮精度等级、材料及参数的选择
(1)由于转向器齿轮转速低,是一般的机械,故选择8级精度。
(2)齿轮模数值取值为m=4,齿轮齿数为z=150,压力角取α=20°.
(3)齿轮选用20MnCr5或15CrNi6材料制造并经渗碳淬火,硬度在56-62HRC之间,取值60HRC.
4.3.2齿轮的齿根弯曲强度设计。
σ=YY≤[σ]
m≥
T=9.55×10×
[σ]=
式中K—载荷因数,由表7—8,取K=1.2;
T—齿轮的理论转矩,T=105845N·m
σ—齿根实际最大弯曲应力(Mpa)
[σ]—齿轮的许用弯曲应力(Mpa)
b—轮齿的工作宽度(mm)
—齿宽因数,见表7-12
Y—齿形修正因数,见表7-11
Y—应力修正因数,见表7-11
Y—弯曲疲劳寿命因数,见图7-30
—弯曲疲劳极限,见图7-31
S—弯曲疲劳强度安全因数,见表7-10
取齿宽系数=0.8
齿轮齿数z=150
许用弯曲应力201.25Mpa
σ=189≤201.25=[σ]
m≥4,取m=4
4.3.3齿面接触疲劳强度校核
校核公式为σ=3.53Z≤[σ]
式中K为载荷因数,见表7-8,取K=1.2
Z—材料的弹性因数,见表7-9,取Z=144
σ—齿面的实际最大接触应力
μ—齿数比
[σ]=
式中[σ]—齿轮的许用接触应力
—接触疲劳寿命因数,如图7-27取=1.6
—接触疲劳极限,如图7-28,取=600
—接触疲劳强度安全因数,见表7-10,取=1.2
[σ]=800Mpa
σ=600Mpa≤[σ]=800Mpa
第五章齿条的设计
5.1齿条的设计[6]
根据齿轮齿条的啮合特点:
(1)齿轮的分度圆永远与其节圆相重合,而齿条的中线只有当标准齿轮正确安装时才与其节圆相重合.
(2)齿轮与齿条的啮合角永远等于压力角.
因此,齿条模数m=4,压力角
齿条断面形状选取圆形
选取齿数z=60
齿顶高系数
顶隙系数
齿顶高h=hm=1×4,h=4mm
齿根高h=(h+c)m,h=(1+0.25)×4=5mm
齿高h=h+h=4+5,h=9mm
最终确定齿条为650mm长
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