齿轮齿条设计.doc

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1、3.2齿轮齿条设计齿条选用45钢制造，而主动小齿轮选用20CrMo材料制造，为减轻质量壳体用铝合金压铸。正确啮合条件：；；根据设计的要求，齿轮齿条的主要参数见下表：表1齿轮齿条的主要参数名称齿轮齿条齿数Z1755模数Mn2.52.5压力角螺旋角β1=0β2=0变位系数Xn00c*0.250.25h*1.01.0齿轮：==42.5齿顶高齿轮：=2.5齿条：2.5齿根高齿轮：=3.125齿条：=3.125齿全高h齿轮：5.625齿条：5.625齿顶圆齿轮：=47.5齿根圆齿轮：37.5基圆直径由得20齿轮：表2

2、齿轮齿条的结构尺寸名称齿轮齿条分度圆直径42.5齿顶高2.52.5齿根高3.1253.125齿全高h5.6255.625齿顶圆47.5齿根圆37.5基圆直径45.23齿宽b40403.3齿条的强度计算3.3.1齿条的受力分析在本设计中，选取全自动泡茶装置输入端施加的扭矩T=2Nm，齿轮传动一般均加以润滑，啮合齿轮间的摩擦力通常很小，计算轮齿受力时，可不予考虑。齿轮齿条的受力状况类似于斜齿轮，齿条的受力分析如图齿条的受力分析如图，作用于齿条齿面上的法向力Fn，垂直于齿面，将Fn分解成沿齿条径向的分力（径向力）

3、Fr，沿齿轮周向的分力（切向力）Ft，沿齿轮轴向的分力（轴向力）Fx。各力的大小为：Ft=2T/dFr=Ft*tg/cosβ1Fx=Ft*tgβ1Fn=Ft/(cos*cosβ1)——齿轮轴分度圆螺旋角（由表1查得）——法面压力角（由表1查得）齿轮轴受到的切向力：Ft=2T/d=261.438NT——作用在输入轴上的扭矩，T取2Nm。d——齿轮轴分度圆的直径，齿条齿面的法向力：Fn=Ft/(cos*cosβ1)=284.1N齿条牙齿受到的切向力：=266.967N齿条杆部受到的力：β2=261.133N3.

4、3.2齿条杆部受拉压的强度计算计算出齿条杆部的拉应力：=F/A=1.11N/mmF——齿条受到的轴向力A——齿条根部截面积，A=334.6mm由于强度的需要，齿条长采用45钢制造，其抗拉强度极限是=690N/mm,(没有考虑热处理对强度的影响)[2]。因此<所以，齿条设计满足抗拉强度设计要求。3.3.3齿条齿部弯曲强度的计算齿条牙齿的单齿弯曲应力：式中：——齿条齿面切向力b——危险截面处沿齿长方向齿宽——齿条计算齿高S——危险截面齿厚从上面条件可以计算出齿条牙齿弯曲应力：=451.16N/mm上式计算中只按

5、啮合的情况计算的，即所有外力都作用在一个齿上了，实际上齿轮齿条的总重合系数是2.63（理论计算值），在啮合过程中至少有2个齿同时参加啮合，因此每个齿的弯曲应力应分别降低一倍。=182.2N/mm齿条的材料我选择是45号钢制造，因此：抗拉强度690N/mm(不考虑热处理对强度的影响)。齿部弯曲安全系数S=/=3.8因此，齿条设计满足弯曲疲劳强度设计要求。又满足了齿面接触强度，符合本次设计的具体要求。