齿轮齿条传动机构设计说明.doc
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1、 齿轮齿条传动机构的设计和计算 1.齿轮 1,齿轮 2 与齿轮 3 基本参数的确定 由齿条的传动速度为 500mm/s,可以得到齿轮 3 的速度为 500m/s,即,/5003smmV 又 160d333nV,取,25,25.3202131mmBBmmmZZ,由此可得 265d31mmmZd,由(1)与(2)联立解得min/r147n32 n,取4i12则由4i211212nnzz得80min,/58821zrn 2.齿轮 1 齿轮 2 与齿轮 3 几何尺寸确定 齿顶高 mmxhmhhhnanaaa525.57.0125.3321 齿根高 mmxchmhhnnanfff79.17.025.01
2、25.3h321 齿高 mmhhhhfa315.7h321 分度圆直径 mmmzdmmmzd84.26512cos/8025.3cos/,46.6612cos/2025.3cos/d0220131 齿顶圆直径 mmhddmmhddaaaaa34.2772,51.772d2221131 齿根圆直径 mmhddmmhddfffff26.2622,88.622d2221131 基圆直径 mmddmmddbbb8.249cos,45.6220cos46.66cosd220131 法向齿厚为 mmmxssnnnnnn759.625.3364.07.022tan22s1321 端面齿厚为 mmmxsstt
3、tttt94.632.3367.0cos7.022tan22s2321 齿距 mmmpp205.1025.314.3p321 3.齿轮材料的选择及校核 齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质,表面硬度均应在56HRC以上。为减轻质量,壳体用铝合金压铸。由于转向器齿轮转速低,是一般的机械,故选择 7 级精度。经校核,齿轮满足强度及刚度的要求。4.齿条的设计 取齿条的模数 m=3.25,压力角020,则齿数 z=120,故齿距取mmm205.1025.314.3p,则长度mmzL6.1224120205.10p,取 螺旋角08。端面模数mmmt28.38cos/25.3cos/m0 端面压力角3
4、7.099.0/364.0cos/tant 端面齿距mmmtt3.1028.314.3p 齿顶高mmxhmnanna525.57.0125.3h 齿根高mmxchmnnann79.17.025.0125.3hf 齿高 mmhhfa315.779.1525.5h 法面齿厚mmmxnnnn76.625.3364.07.022tan22s 端面厚度mmt85.628.3367.0cos/7.022s2 齿条选用 45 号钢或 41Cr4 制造并经调质,表面硬度均应在 56HRC 以上,选择 7 级精度。5.齿轮轴的设计 碳素钢价格低廉,锻造工艺性能好,对载荷较大,较为重要的场合,以 45 号钢最为常
5、用。经校核,齿轮轴满足强度及刚度的要求。6.电机的选择 因为齿轮 1 的转速为 588r/min,由此可得电机的转速应该大于此值,因此可以选择功率合适的电动机,如 Y132S-8,功率为 2.2KW,转速为750r/min。参考文献:机械原理,孙恒主编 机械设计,姚桂英主编 1.1.2 齿轮齿条的材料选择 齿条材料的种类很多,在选择过程中应考虑的因素也很多,主要以以下几点作为参考原则:1)齿轮齿条的材料必须满足工作条件的要求。2)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺。3)正火碳钢,不论毛坯制作方法如何,只能用于制作载荷平稳或轻度冲击 工作下的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调制碳钢
6、可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。5)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的 高强度合金钢。6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为 3050HBS 或者更多。钢材的韧性好,耐冲击,还可通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面硬度,故适用于来制造齿轮。由于该齿轮承受载荷比较大,应采用硬齿面(硬度350HBS),故选取合金钢,以满足强度要求,进行设计计算。1.2 齿轮齿条的设计与校核 121 起升系统的功率 设 V 为最低起钻速度(米/秒),F 为以 V 起升时游动系统起重量(理论起重量,公斤)
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