1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)测长机中齿轮,由于工作速度不高,故选用7级精度(GB 10095-88)
2)材料选择。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,二者材料硬度差为40HBS。
选择小齿轮齿数Z1=18,齿条齿数Z2=166
2.按齿面接触强度设计
由设计计算公式进行试算,即
1)确定公式内的各计算数值
(1)试选载荷系数Kt=1.3.
(2)计算小齿轮传递的扭矩。
(3)选取齿宽系数Φd=1。
(4)查得材料的弹性影响系数。
(5)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳硬度极限;齿条的接触疲劳强度极限;
(6)计算应力循环次数
(7)取解除疲劳寿命系数。
(8)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数S=1,
2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径。
2)计算圆周速度v。
3)计算齿宽b。
4)计算齿宽与齿高之比b/h
模数
齿高
5) 计算载荷系数
根据v=1.67m/s,7及精度,动载荷系数Kv=1.12;直齿轮,查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时,。
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,得
7)计算模数m
3按齿根弯曲强度设计
弯曲强度的设计公式为
1)确定公式内各计算数值
查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限齿条的弯曲强度极限;取弯曲疲劳寿命系数
2)计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4
3)计算载荷系数K。
4)查取齿形系数,得
5)查取应力校正系数,得
6)计算齿轮齿条的并加以比较。
设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的面积)有关,可取由弯曲算的模数2.65并就近调整为标准值m=3mm,按接触强度算得的分度圆直径d1=53mm,算出小齿轮齿数
这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。
5-5几何尺寸计算
计算分度圆直径
计算中心距
计算轮齿宽度