齿轮齿条设计

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=ham,ha和c分别称为齿顶高系数和顶隙系数。正常齿制齿轮ha=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ha=ham=1×4,ha=4mm齿根高hf=(ha+c)m，hf=（1+0.25）×4=5mm齿高h=ha+hf=4+5，h=9mm分度圆直径d=mzd=4×150=600mm齿顶圆直径da=d+2hada=608mm齿根圆直径df=d-2hf=600-2×5=590mm基圆直径db=dcos=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=12.564.3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。σF=zbmKT22YFYS≤[σF]m≥32][2FSFdYYzKTT=9.55×106×nP[σF]=FFNSYlim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·mσF—齿根实际最大弯曲应力（Mpa）[σF]—齿轮的许用弯曲应力（Mpa）b—轮齿的工作宽度（mm）d—齿宽因数，见表7-12YF—齿形修正因数，见表7-11YS—应力修正因数，见表7-11YN—弯曲疲劳寿命因数，见图7-30limF—弯曲疲劳极限，见图7-31SF—弯曲疲劳强度安全因数，见表7-10取齿宽系数d=0.8齿轮齿数z=150许用弯曲应力201.25MpaσF=189≤201.25=[σF]m≥4，取m=44.3.3齿面接触疲劳强度校核校核公式为σH=3.53ZE121bdKT≤[σH]式中K为载荷因数，见表7-8，取K=1.2ZE—材料的弹性因数MPa，见表7-9，取ZE=144σH—齿面的实际最大接触应力μ—齿数比[σH]=HHNSZlim式中[σH]—齿轮的许用接触应力NZ—接触疲劳寿命因数，如图7-27取NZ=1.6limH—接触疲劳极限，如图7-28，取limH=600HS—接触疲劳强度安全因数，见表7-10，取HS=1.2[σH]=800MpaσH=600Mpa≤[σH]=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20齿条断面形状选取圆形选取齿数z＝60齿顶高系数1anh顶隙系数25.0nC齿顶高ha=ham=1×4,ha=4mm齿根高hf=(ha+c)m，hf=（1+0.25）×4=5mm齿高h=ha+hf=4+5，h=9mm最终确定齿条为650mm长