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1. 選定齒輪類型、精度等級、材料級齒數(shù)
1） 選用直齒圓柱齒輪齒條傳動。
2） 速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。
3） 材料選擇。由表10-1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。
4） 選小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù)Z2=∞。
2. 按齒面接觸強度設(shè)計
由設(shè)計計算公式進行計算，即
d1t ≥2.323KtT1φd ?u+1u (ZEσH)2
(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1） 試選載荷系數(shù)Kt =1.3。
2） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（預(yù)設(shè)齒輪模數(shù)m
2、=8mm,直徑d=160mm）
T1=95.5×105P1n1=95.5×105×0.24247.96=2.908×105N?mm
3) 由表10-7選齒寬系數(shù)φd=0.5。
4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa12。
5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600MPa;齒條的接觸疲勞強度極限σHlim2=550MPa。
6）由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。
N1=60n1jLh=60×7.96×1×2×0.08×200×4=6.113×104
7)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.7。
8）計算接觸疲勞許
3、用應(yīng)力。
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得
σH1=KHN1σHlim1S=1.7×600MPa=1020MPa
(2) 計算
1） 試算小齒輪分度圓直徑dt1,代入σH1。
d1t ≥2.323KtT1φd ?u+1u (ZEσH)2=2.3231.3×2.908×1050.5?∞+1∞ (189.81020)2=68.89mm
2） 計算圓周速度v。
v=πd1tn160×1000=π×68.89×7.9660×1000=0.029ms
3)計算齒寬b。
b=φd?d1t=0.5×68.89=34.445mm
4)計算齒寬與齒高之比bh 。
4、
模數(shù)
mt=d1t z1=68.8924=2.87
齒高
h=2.25mt=2.25×2.87=6.46mm
bh =34.4456.46=5.33
5） 計算載荷系數(shù)。
根據(jù)v=0.029m/s,7級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)KV=1;
直齒輪，KHα=KFα=1;
由表10-2查得使用系數(shù)KA=1.5;
由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪為懸臂布置時KHβ=1.250。
由bh =5.33，KHβ=1.250查圖10-13得KFβ=1.185；故載荷系數(shù)
K=KAKVKHαKHβ=1.5×1×1×1.250=1.875
6） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得
5、的分度圓直徑，由式（10-10a）得
d1=d1t3KKt=68.89×31.8751.3=77.84mm
7)計算模數(shù)m。
m=d1z1=77.8424=3.24mm
3. 按齒根彎曲強度設(shè)計
由式（10-5）得彎曲強度設(shè)計公式為
m≥32KT1φdz12(YFaYSaσF)
（1） 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值
1） 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa;齒條的彎曲強度極限σFE2=380MPa；
2） 由圖10-18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（10-1
6、2）得
σF1=KFN1σFE1S=1.1×5001.4=392.86MPa
σF2=KFN2σFE2S=1.2×3801.4=325.71MPa
4)計算載荷系數(shù)K。
K=KAKVKFαKFβ=1.5×1×1×1.185=1.78
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YFaYSaσF并加以比較。
YFa1YSa1σF1=2.65×1.58392.86=0.01066
YFa2YSa2σF2=2.06×1.97325.71=0.01246
齒條的數(shù)值大。
（2） 設(shè)計計算
m≥32×1.78×2.908×1050.5×242×0.01246=3.55mm
由于齒輪模數(shù)m的大小主要決定彎曲強度，而齒面接觸疲勞強度主要取決于齒輪直徑?？捎蓮澢鷱姸人愕玫哪?shù)3.55并就近圓整為標準值m=4mm,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=77.84mm,算出齒輪齒數(shù)
z1=d1m=77.844≈20
以上計算過程驗證了模數(shù)m=8,直徑d=160的齒輪是符合強度要求的
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齒輪齒條傳動設(shè)計計算
