齿轮齿条传动计算009

齿轮齿条传动计算009
齿轮齿条传动计算009

齿轮齿条的传动计算 齿轮与齿条传动特点

齿轮作回转运动,齿条作直线运动,齿条可以看作一个齿数无穷多的齿轮的一部分,这时齿轮的各圆均变为直线,作为齿廓曲线的渐开线也变为直线。齿条直线的速度v 与齿轮分度圆直径d 、转速n 之间的关系为

v=

(/)60

dn

m m s π

式中 d ——齿轮分度圆直径,mm ; n ——齿轮转速,m in r 。

其啮合线12N N 与齿轮的基圆相切1N ,由于齿条的基圆为无穷大,所以啮合线与齿条基圆的切点2N 在无穷远处。

齿轮与齿条啮合时,不论是否标准安装(齿轮与齿条标准安装即为齿轮的分度圆与齿条的分度圆相切),其啮合角'α恒等于齿轮分度圆压力角α,也等于齿条的齿形角;齿轮的节圆也恒与分度圆重合。只是在非标准安装时,齿条的节线与分度线不再重合。

齿轮与齿条正确啮合条件是基圆齿距相等,齿条的基圆齿距是其两相邻齿廓同侧直线的垂直距离,即cos cos b P P m απα==。

齿轮与齿条的实际啮合线为12B B ,即齿条顶线及齿轮齿顶圆与啮合线12N N 的交点2B 及1B 之间的长度。

齿轮齿条传动的几何尺寸计算

齿轮与齿条传动的尺寸计算见表

齿条的主要特点:

(1)由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。(2)与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。

(3)与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。

齿轮齿条传动设计计算

齿轮齿条传动设计计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1) 选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2) 速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 3) 材料选择。由表10-1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 。 4) 选小齿轮齿数Z 1=24,大齿轮齿数Z 2=∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算,即 d 1t ≥2.32√K t T 1φd ?u +1u (Z E [σH ])23 (1) 确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数K t =。 2) 计算小齿轮传递的转矩。(预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm ) T 1=95.5×105P 1n 1=95.5×105×0.24247.96 =2.908×105N ?mm 3) 由表10-7选齿宽系数φd =0.5。 4)由表10-6查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 12 。 5)由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa ;齿条的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。 6)由式10-13计算应力循环次数。 N 1=60n 1jL h =60×7.96×1×(2×0.08×200×4)=6.113×104 7)由图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=1.7。 8)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 [σH ]1= K HN1σHlim1S =1.7×600MPa =1020MPa (2) 计算 1) 试算小齿轮分度圆直径d t1,代入[σH ]1。

机械设计基础课程习题.doc

《机械设计基础课程》习题 第1章机械设计基础概论 1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同? 1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件? 1-3 机械设计过程通常分为几个阶段?各阶段的主要内容是什么? 1-4 常见的零件失效形式有哪些? 1-5 什么是疲劳点蚀?影响疲劳强度的主要因素有哪些? 1-6 什么是磨损?分为哪些类型? 1-7 什么是零件的工作能力?零件的计算准则是如何得出的? 1-8 选择零件材料时,应考虑那些原则? 1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途:Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310-570 、QT600-3。 第2章现代设计方法简介 2-1 简述三维CAD系统的特点。 2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。 2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。 2-4 优化设计的一般过程是什么? 2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些? 2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同? 2-7 常用的可靠性尺度有那些? 2-8 简述有限元法的基本原理。 2-9 机械创新设计的特点是什么? 2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。 第3章平面机构的组成和运动简图 3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。 3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么? 3-3 运动副分为哪几类?它在机构中起何作用? 3-4 计算自由度时需注意那些事项? 3-5 机构运动简图有何用途?怎样绘制机构运动简图? 3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图,并计算机构的自 由度。 3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图,并计算机构的 自由度。 3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图,并计算机构的自 由度。 3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。若是,

齿轮齿条设计

第四章 齿轮设计 4.1 齿轮参数的选择[8] 齿轮模数值取值为m=10,主动齿轮齿数为z=6,压力角取α=20°,齿轮螺旋角为β=12°,齿条齿数应根据转向轮达到的值来确定。齿轮的转速为n=10r/min ,齿轮传动力矩2221Nm ?,转向器每天工作8小时,使用期限不低于5年. 主动小齿轮选用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 = () ()mm h m n an n 25.47.015.2=+?=+* χ,ha=17 齿根高 hf () ()mm c h m n n an n 375.17.025.015.2=-+?=-+=* *χ ,hf 齿高 h = ha+ hf =17+5.5=22.5 分度圆直径 d =mz/cos β=mm 337.1512cos 6 5.2=? d=61.348 齿顶圆直径 da =d+2ha =61.348+2×17=95.348 齿根圆直径 df =d-2hf =61.348-2×11 基圆直径 mm d d b 412.1420cos 337.15cos =?== α db=57.648 法向齿厚为 5 .2364.07.022tan 22???? ????+=??? ??+=παχπn n n n m s mm 593.4=×4=18.372 端面齿厚为 5253.2367.0cos 7.022tan 222????? ????+=??? ??+=βπαχπt t t t m s mm 275.5=×4=21.1 分度圆直径与齿条运动速度的关系 d=60000v/πn1=?v 0.001m/s 齿距 p=πm=3.14×10=31.4 齿轮中心到齿条基准线距离 H=d/2+xm=37.674(7.0) 4.3 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=10,主动齿轮齿数为z=6,压力角取α=20°. (3) 主动小齿轮选用20MnCr5或15CrNi6材料制造并经渗碳淬火,硬度在56-62HRC 之间,取值60HRC. (4) 齿轮螺旋角初选为β=12° ,变位系数x=0.7

齿轮齿条传动机构设计说明

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 ,/5003s mm V =又()160 d 3 33n V π= ,取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====,由此可 得()265d 31mm mZ d ===,由(1)与(2)联立解得min /r 147n 32==n ,取4i 12=则由4i 2 1 1212=== n n z z 得80min,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定 齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+?=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+?=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径 mm mz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=?===?===ββ 齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===?===αα 法向齿厚为 mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=??? ? ????+=??? ??+===παπ

齿轮齿条式转向器设计

3.3齿轮齿条式转向器的设计与计算 3.3.1 转向系计算载荷的确定 为了保证行驶安全,组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度, 需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎 气压等。为转动转向轮要克服的阻力,包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎 变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。 精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混 凝土路面上的原地转向阻力矩M(N?mm)。 R 表3-1 原地转向阻力矩M的计算 R 设计计算和说明计算结果 33Gf0.710902.51f=0.7 M,,,627826.2N,mm R3p30.179 G=10902.5N 1式中 f——轮胎和路面间的滑动摩擦因数; p=0.179 MPaG——转向轴负荷,单位为N; 1 M=627826.2 N,mmRP——轮胎气压,单位为。 MPa 作用在转向盘上的手力F为: h 表3-2 转向盘手力F的计算 h 设计计算和说明计算结果 22,627826.2LM1R F,,,290.7Nh,,320,15,90%iLD2SWW M=627826.2 N,mmL式中——转向摇臂长, 单位为mm; R1 D=400mm M——原地转向阻力矩, 单位为N?mm SWR

iw=15 L——转向节臂长, 单位为mm; 2 =90% ,,D——为转向盘直径,单位为mm; SW F=290.7N Iw——转向器角传动比; h ,——转向器正效率。 + LL因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂,故、不12 代入数值。 对给定的汽车,用上式计算出来的作用力是最大值。因此,可以用此值作为计算载荷。 L: 梯形臂长度的计算2 表3-3 梯形臂长度L的计算 2 设计计算和说明计算结果 R轮辋直径= 16in=16×25.4=406.4mm LW RLL梯形臂长度=×0.8/2= 406.4×0.8/2 =160mm LW22 L=162.6mm,取=160mm 2 轮胎直径的计算R: T 表3-4 轮胎直径R的计算 T 设计计算和说明计算结果 R,R,0.55,205=406.4+0.55×205=518.75mm TLWR=520mm TR 取=520mm T 转向横拉杆直径的确定: 表3-5 转向横拉杆直径的计算 设计计算和说明计算结果 44,627.83MR,3d,,,m,4.811mm 10,,,a[]0.16,,216d=15mm 取 minL[,],216MPa;M,627.83N,m=; a2R 初步估算主动齿轮轴的直径:

轮系传动比计算(机械基础)教案

轮系传动比计算(机械基础)教案

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科目:机械基础(第四版)授课班级:08级模具(1)班 授课地点:多媒体教室(一)室课时:2课时

课题:§6—2 定轴轮系的传动比 授课方式:讲授 教学内容:定轴轮系的传动比及其计算举例 教学目标:能熟练进行定轴轮系传动比的计算方法及各轮回转方向的判定 选用教具:三角板、圆规、平行轴定轴轮系模型、非平行轴定轴轮系模型 教学方法:演示法、循序渐进教学法、典型例题法 第一部分:教学过程 一、复习导入新课(约7分钟) (一)组织教学(2分钟) 学生点名考勤,课前6S检查,总结表扬上次优秀作业学生,调节课堂气氛,调动学生主动性。 (二)教学回顾(2分钟) 1、什么是轮系? 2、轮系有什么应用特点? 3、轮系的分类依据是什么?可分为哪几类? 4、什么是定轴轮系?(让学生回顾上次课的内容) (三)复习,新课导入(2分钟) 演示减速器、车床主轴箱、钟表机构等,我们看到的这些都是定轴轮系的应用,请问:我们生活中常见钟表里的时针走一圈,分针走了12圈,秒针走了720圈,那么由时针到秒针是如何实现传动的?时针把运动传到秒针时,其转速大小有何变化?具体比值如何确定? (四)教学内容介绍(1分钟) 重点:定轴轮系的传动路线的分析、传动比的计算及各轮回转方向的判定。 难点:非平行轴定轴轮系传动比公式推导及各轮回转方向的判定。 二、新课讲解(约32分钟) (一)定轴轮系的传动比概念(2分钟) 教师先展示定轴轮系模型,引导学生参与到演示教学中来,通过一对齿轮的传动比概念,教师提出问题:定轴轮系的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比?引发学生思考。演示得出定轴轮系的概念:定轴轮系的传动比是指首末两轮的转速之比。 (二)知识分解(12分钟)

齿轮齿条传动设计计算39229

7)由图10-19取接触疲劳寿命系数 HN1 1.7。 材料选择。由表10-1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 6)由式10-13计算应力循环次数。 N 1 60n 1 jL h 60 7.96 1 2 0.08 200 4 6.113 10 4 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1) 选用直齿圆柱齿轮齿条传 动。 2 ) 速度不高,故选用7级精度(GB10095-88。 3) 4) 选小齿轮齿数1=24,大齿轮齿数 2=x 。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算,即 d it I 2 ccc (K" u 1 Z E 2.323 |— ----------------------- --- V u (1) 确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数t 2) 计算小齿轮传递的转矩。 (预设齿轮模数 m=2mn 直径d=65mm T 1 95.5 1O 5 R n 1 95.5 105 O. 2424 2.908 105N mm 7.96 3) 由表10-7选齿宽系数d =。 4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数 1 E 189.8 MPa 2 5) 由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600M Pa ;齿 条的接触疲劳强度极限 Hlim 2 500 Mpa 。

8)计算接触疲劳许用应 力。 取失效概率为1%安全系数S=1,由式(10-12)得 K HN 1 Hlim1 S 1.7 600M Pa 1020MPa 计算 1 ) 试算小齿轮分度圆直径d ti,代入 2)d1t 2.323{K.T1 u 1 68.89mm 计算圆周速度V。 Z E 60 1000 3)计算齿宽b o d d1t 0.5 4)计算齿宽与齿高之 比。 模数 m t d1t 68.89 Z1 24 齿高 2.25m t 2.25 卜 3 2.908 105 1 189.8 2 0.5 1020 68^1^ 0.026m/s 60 1000 68.89 34.445mm 2.87 2.27 6.46 34.445 6.46 5.33

齿轮齿条的设计

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30~50HBS 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。 齿轮齿条的设计与校核 1.2.1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)。 起升功率 V F P ?= F=N 5 106? 1V 取(米/秒)

KW P 4808.01065=??= 由于整个起升系统由四个液压马达所带动,所以每部分的平均功率为 KW KW P P 1204 4804 == =' 转矩公式: 595.510P T n ?= 所以转矩 T= mm N n .120 105.955?? 式中n 为转速(单位r/min ) 1.2.2 各系数的选定 计算齿轮强度用的载荷系数K ,包括使用系数A K 、动载系数V K 、齿间载荷分配系数K α及齿向载荷分配系数K β,即 K=A V K K K K αβ 1)使用系数A K 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数。 该齿轮传动的载荷状态为轻微冲击,工作机器为重型升降机,原动机为液压装置,所以使用系数A K 取。 2)动载系数V K 齿轮传动不可避免地会有制造及装配误差,轮齿受载后还要产生弹性变形,对于直齿轮传动,轮齿在啮合过程中,不论是有双对齿啮合过渡到单对齿啮合,或是有单对吃啮合过渡到双对齿啮合的期间,由于啮合齿对的刚度变化,也要引起动载荷。为了计及动载荷的影响,引入了动载系数V K ,如图2-1所示。

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1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1)选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2)速度不高,故选用 7 级精度( GB10095-88)。 3)材料选择。由表 10-1 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 。 4)选小齿轮齿数 Z 1 =24,大齿轮齿数 Z 2 = ∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算,即 3 K t T 1 u + 1 Z E d 1t ≥ 2.32 √ ?( ) 2 φd u [ σ ] H (1) 确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数 K t =1.3。 2)计算小齿轮传递的转矩。 (预设齿轮模数 m=8mm,直径 d=160mm ) T 1 = 95.5 ×105 P 1 = 95.5 ×105 ×0.2424 n 1 7.96 = 2.908 ×105 N ?mm 3) 由表 10-7 选齿宽系数 φ = 0.5。 d 1 4)由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 Z E = 189.8MPa 2 。 5)由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 σ = 600MPa;齿 Hlim1 条的接触疲劳强度极限 σ = 550MPa 。 Hlim2 6)由式 10-13 计算应力循环次数。 N 1 = 60n 1 jL h = 60 × ( 2× 0.08× 200 × ) = × 4 7.96 ×1 × 4 6.113 10 7)由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 K HN1 = 1.7。 8)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由式( 10-12)得 [ σH ] 1 = K HN1 σHlim1 ×600MPa = 1020MPa = 1.7 S (2) 计算 1)试算小齿轮分度圆直径 d ,代入 [σ ] 。 t1 H 1

齿轮齿条的设计

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30~50HBS 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 1.2.1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)。 起升功率 V F P ?= F=N 5 106? 1V 取0.8(米/秒) KW P 4808.01065=??= 由于整个起升系统由四个液压马达所带动,所以每部分的平均功率为 KW KW P P 1204 4804===' 转矩公式:

595.510P T n ?=N.mm 所以转矩 T= mm N n .120 105.955?? 式中n 为转速(单位r/min ) 1.2.2 各系数的选定 计算齿轮强度用的载荷系数K ,包括使用系数A K 、动载系数V K 、齿间载荷分配系数K α及齿向载荷分配系数K β,即 K=A V K K K K αβ 1)使用系数A K 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数。 该齿轮传动的载荷状态为轻微冲击,工作机器为重型升降机,原动机为液压装置,所以使用系数A K 取1.35。 2)动载系数V K 齿轮传动不可避免地会有制造及装配误差,轮齿受载后还要产生弹性变形,对于直齿轮传动,轮齿在啮合过程中,不论是有双对齿啮合过渡到单对齿啮合,或是有单对吃啮合过渡到双对齿啮合的期间,由于啮合齿对的刚度变化,也要引起动载荷。为了计及动载荷的影响,引入了动载系数V K ,如图2-1所示。

(完整版)齿轮齿条传动设计计算

1.选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1)选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2)速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 3)材料选择。由表10-1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。 4)选小齿轮齿数Z1=24,大齿轮齿数Z2=∞。 2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算,即 d1t ≥2.32√K t T1 d ? u+1 ( Z E [H] )2 3 (1)确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数K t =1.3。 2)计算小齿轮传递的转矩。(预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm) T1=95.5×105P1 1 = 95.5×105×0.2424 =2.908×105N?mm 3) 由表10-7选齿宽系数φd=0.5。 4)由表10-6查得材料的弹性影响系数Z E=189.8MPa 1 2。 5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;齿条的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。 6)由式10-13计算应力循环次数。 N1=60n1jL h=60×7.96×1×(2×0.08×200×4)=6.113×104 7)由图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=1.7。 8)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 [σH]1=K HN1σHlim1 S =1.7×600MPa=1020MPa (2)计算 1)试算小齿轮分度圆直径d t1,代入[σH]1。

d 1t ≥2.32√K t T 1φd ?u +1u (Z E [σH ])23 =2.32√1.3×2.908×1050.5?∞+1∞ (189.81020)23=68.89mm 2)计算圆周速度v 。 v =πd 1t n 1=π×68.89×7.96=0.029m s ? 3)计算齿宽b 。 b =φd ?d 1t =0.5×68.89=34.445mm 4)计算齿宽与齿高之比b h 。 模数 m t =d 1t z 1=68.8924 =2.87 齿高 h =2.25m t =2.25×2.87=6.46mm b =34.445=5.33 5)计算载荷系数。 根据v =0.029m/s ,7级精度,由图10-8查得动载荷系数K V =1; 直齿轮,K Hα=K Fα=1; 由表10-2查得使用系数K A =1.5; 由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为悬臂布置时K Hβ=1.250。 由b h =5.33,K Hβ=1.250查图10-13得K Fβ=1.185;故载荷系数 K =K A K V K HαK Hβ=1.5×1×1×1.250=1.875 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a )得 d 1=d 1t √K t 3=68.89×√1.8753=77.84mm 7)计算模数m 。 m = d 1z 1=77.8424 =3.24mm 3. 按齿根弯曲强度设计 由式(10-5)得弯曲强度设计公式为

齿轮齿条式转向器设计和计算

转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同,转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择,主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定,并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于的客车、货车,多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上,例如:当前轴轴荷不大于且无动力转向和不大于4t带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的一种结构,高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车多行驶于好路面上,可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车,经常在坏路或在无路地带行驶,推荐选用极限可逆式转向器,但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时,则可采用正、逆效率均高的转向器,因为路面的冲击可由液体或减振器吸收,转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题,也是选择转向器时应考虑的一个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说,转向的轻便性不成问题,而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时,很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说,为了避免“转向沉重”,则应选择具有两端的角传动比较大、中间较小的角传动比变化特性的转向器。(转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比iω1称为转向器角传动比。) 二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 汽车转向行驶时,为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力,减轻轮胎磨损,要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动,即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。 cotα=cotβ+B/L 其中α、β分别是内外侧转向轮的偏转角,B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离;L是汽车轴距。 如果是多轴汽车转向,转向轮转角间的关系与双轴汽车基本相同。

齿轮齿条传动设计计算

齿轮齿条传动设计计算 Revised as of 23 November 2020

1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1) 选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2) 速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 3) 材料选择。由表10-1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 。 4) 选小齿轮齿数Z 1=24,大齿轮齿数Z 2=∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算,即 d 1t ≥2.32√K t T 1d u +1(Z E [H ])23 (1) 确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数K t =。 2) 计算小齿轮传递的转矩。(预设齿轮模数m=8mm,直径d=160mm ) T 1=95.5×105P 1n 1=95.5×105×0.24247.96 =2.908×105N?mm 3) 由表10-7选齿宽系数φd =0.5。 4)由表10-6查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 12 。 5)由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa ;齿条的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa 。 6)由式10-13计算应力循环次数。 N 1=60n 1jL h =60×7.96×1×(2×0.08×200×4)=6.113×104 7)由图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=1.7。 8)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 [σH ]1=K HN1σHlim1S =1.7×600MPa =1020MPa

机械设计基础实验

机械设计基础实验指导书 曹淑伟 徐州师范大学机电工程学院

目录 实验一.机构运动简图的测绘与分析实验 (1) 实验二.渐开线齿轮范成原理实验 (4) 实验三.带传动实验 (7) 实验四.减速器拆装实验 (10) 机构运动简图的测绘与分析实验报告 (12) 渐开线齿轮范成原理实验报告 (14) 带传动实验报告 (16) 减速器拆装实验报告 (18)

实验一机构运动简图的测绘与分析实验 一、实验目的 1.学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图的方法; 2.运用并熟悉一些常用的构件及运动副的代表符号; 3.验证和巩固机构自由度的计算。 二、实验设备和工具 1.各种典型机构、机械的实物或模型; 2.钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器; 3. 学生自带下列实验用品:纸、笔、圆规、橡皮等文具。 三、实验内容 分析机构的组成,绘制机构运动简图,计算机构自由度,理解各种运动副的组成和特点,分析机构中的虚约束、局部自由度和复合铰链,判断机构具有确定运动的条件。 四、实验原理 在分析和研究机构运动时,为了使问题简化,便于分析,可以不考虑构件的外形、构件的截面尺寸和运动副的实际构造,只用简单线条和符号代表构件和运动副,并按一定的比例来表示运动副的相对位置和与运动相关的尺寸,以此说明实际机构的运动特征。 五、实验步骤 1.观察机构的运动并确定构件数 首先找出机构中的原动件,通过动力输入构件或转动手柄,使被测绘的机构或机器(或模型)缓慢地运动,循着运动的传递路线仔细观察并判断哪些为连接构件、工作构件、固定构件等,同时确定构件的数目。

2. 判别各构件之间运动副的类别 按照运动的传递路线,根据两构件的接触情况及相对运动的特点,依次判断相邻两构件之间组成运动副的类别,确定哪些是转动副、移动副及哪些是高副。 3. 绘制平面机构的示意图 正确选择投影面,将原动件放在一般位置上,按照运动的传递路线及代表运动副、构件的规定符号绘制出机构运动的示意图,并对机构中的每一构件进行编号,在构件旁标注数字1、2、3…,在运动副旁标注字母A ,B ,C …,在原动件上标注箭头。绘制机构示意图可供定性分析机构运动特征时使用,也可为正确绘制机构运动简图作好准备。 4. 测量与机构运动有关的尺寸并按比例绘制平面机构的运动简图 仔细测量与机构运动有关的尺寸,包括转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等。选择适当的比例尺μL ,按比例确定各运动副之间的相对位置,并以简单的线条和规定的运动副符号,正确绘出机构运动简图。 5. 计算机构的自由度 平面机构自由度F 的计算公式为: F =3n ?2P L ?P H 式中:n 为活动构件的数目,P L 为低副数目,P H 为高副数目。 6. 分析机构运动的确定性 将计算得到的机构自由度数与所测绘机构的原动件数比较,两者应相等。若与实际情况不符,要找出原因及时改正。 举例:绘制如图1-1(a )所示的小型压力机的机构运动简图。 了解该小型压力机的工作原理是电机带动偏心轮1′作顺时针转动,通过 ) 长度(单位简图上所画构件的图示)或构件的实际长度(单位长度比例尺mm mm m L = μ

齿轮齿条式转向器设计和计算

5.2转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同,转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择,主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定,并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t的客车、货车,多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上,例如:当前轴轴荷不大于2.5t 且无动力转向和不大于4t带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的一种结构,高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车多行驶于好路面上,可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车,经常在坏路或在无路地带行驶,推荐选用极限可逆式转向器,但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时,则可采用正、逆效率均高的转向器,因为路面的冲击可由液体或减振器吸收,转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题,也是选择转向器时应考虑的一个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说,转向的轻便性不成问题,而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时,很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说,为了避免“转向沉重”,则应选择具有两端的角传动比较大、中间较小的角传动比变化特性的转向器。(转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比iω1称为转向器角传动比。) 二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 汽车转向行驶时,为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力,减轻轮胎磨损,要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动,即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。 cotα=cotβ+B/L 其中α、β分别是内外侧转向轮的偏转角,B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离;L是汽车轴距。 如果是多轴汽车转向,转向轮转角间的关系与双轴汽车基本相同。

齿轮齿条的传动计算(精选.)

齿轮齿条的传动计算 齿轮与齿条传动特点 齿轮作回转运动,齿条作直线运动,齿条可以看作一个齿数无穷多的齿轮的一部分,这时齿轮的各圆均变为直线,作为齿廓曲线的渐开线也变为直线。齿条直线的速度v 与齿轮分度圆直径d 、转速n 之间的关系为 v=( /)60 dn mm s π 式中 d ——齿轮分度圆直径,mm ; n ——齿轮转速,min r 。 其啮合线12N N 与齿轮的基圆相切1N ,由于齿条的基圆为无穷大,所以啮合线与齿条基圆的切点2N 在无穷远处。 齿轮与齿条啮合时,不论是否标准安装(齿轮与齿条标准安装即为齿轮的分度圆与齿条的分度圆相切),其啮合角'α恒等于齿轮分度圆压力角α,也等于齿条的齿形角;齿轮的节圆也恒与分度圆重合。只是在非标准安装时,齿条的节线与分度线不再重合。 齿轮与齿条正确啮合条件是基圆齿距相等,齿条的基圆齿距是其两相邻齿廓同侧直线的垂直距离,即cos cos b P P m απα==。 齿轮与齿条的实际啮合线为12B B ,即齿条顶线及齿轮齿顶圆与啮合线12N N 的交点2B 及1B 之 间的长度。 齿轮齿条传动的几何尺寸计算 齿轮与齿条传动的尺寸计算见表 项目名称 计算公式及代号 转90?齿轮齿条数值 转180?齿轮齿条数值 齿轮齿数 1z 48 32 模数 m 2mm 2mm

齿条的主要特点: (1)由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。(2)与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。(3)与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。

齿轮传动的设计与制作

河南工业大学机电学院《机械基础》课程设计任务书

目录 一、设计任务书 (1) 二、概述 (2) 2.1 齿轮传动的特点和应用 (4) 2.2 齿轮传动的类型 (7) 2.3 齿廓啮合基本定律 (10) 三、原始数据及设计要求 (11) 四、设计过程 (12) 4.1选择精度等级 (13) 4.2选择材料与热处理及确定齿轮硬度 (13) 4.3确定设计公式及校核公式 (13) 4.4计算过程 (14) 4.5确定主要参数 (15) 4.6校核接触疲劳强度 (15) 4.7计算圆周速度 (16) 4.8结构设计及齿轮零件图 (17) 五、设计小结 (17)

二、概述 2.1 齿轮传动的特点和应用 齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。 特点:能够传递任意两轴间的运动和动力,传动平稳、可靠,效率高,寿命长,结构紧凑,传动速度和功率范围广。但需要专门设备制造,加工精度和安装精度较高,且不适宜远距离传动。 2.2 齿轮传动的类型 齿轮传动的类型很多,按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动,可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类 齿轮传动的类型

2.3 齿廓啮合基本定律 齿轮传动要求准确平稳,即要求在传动过程中,瞬时传动比保持不变,以免产生冲击、振动和噪音。 不论齿廓在任何点接触,过接触点所作两齿廓的公法线必须与连心线交于一固定点,这就是齿廓啮合基本定律。 三、原始数据及设计要求 设计用于某减速器的一级直齿圆柱齿轮的齿轮传动,传递功率P=4KW,主动小齿轮的转速n1=1200r/min,传动比i=6,工作时有中等冲击,单向传动,两班制,使用10年。 设计过程 四、设计过程和结果如下所示: 4.1选择精度等级 该机械时一般工程机械,速度不是太高,故用6级精度。 4.2选择材料与热处理及确定齿轮硬度 制造齿轮的材料主要时各种钢材,其次是铸铁,还有其它非金属材料。 (1)钢 钢材可分为锻钢和铸钢两类,只有尺寸较大(d>400~600),结构形状复杂的齿轮宜用铸钢外,一般都用锻钢制造齿轮。 软齿面齿轮多经调质或正火处理后切齿,常用45、45Cr等。因齿面硬度不高,易制造,成本低,故应用广,常用于对尺寸和重量无严格限制的场合。 由于在啮合过程中,小齿轮的轮齿接触次数比大齿轮多。因此,若两齿轮的材料和齿面硬度都相同时,则一般小齿轮的寿命较短。为了使大小齿轮的寿命接近,应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高出30~50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。

(完整版)蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总

蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总渐开线齿轮有五个基本参数,它们分别是: 名称符号意义标准化数值 齿数(teeth number)Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数 模数(module)m 齿距分度圆齿距p与π的比值 模数决定了齿轮的大小及齿轮的承载 能力。 我国规定标准化模数 压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle)决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重 要参数 我国规定标准化压力角为20 度 齿顶高系数 齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1 顶隙系数顶隙(clearance)计算系数我国规定标准化顶隙系数为0.25 标准齿轮:模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值,且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。 我国规定的标准模数系列表 第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.8 1 1.25 1.5 2 2.534568 10121620253240 50 第二系列0.350.70.9 1.75 2.25 2.75(3.25) 3.5(3.75) 4.5 5.5 (6.5)78(11)14182228(30)3645 注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.

系列(1)渐开线圆柱齿轮模数(GB/T 1357-1987)第一系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列0.35 0.7 0.9 0.75 2.25 2.75 (3.25)3.5 (3.75) 4.5 5.5 ( 6.5)7 9 (11)14 18 22 28 (30)36 45 (2)锥齿轮模数(GB/T 12368-1990) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。 2.优先选用第一系列,括号内的模数尽可能不用。 3.模数代号是m,单位是mm 名称含有蜗轮的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸206KB JB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺寸520KB JB/T 8361.2-1996 高精度蜗轮滚齿机技术条件206KB JB/T 8361.1-1996 高精度蜗轮滚齿机精度261KB 名称含有蜗杆的标准 SH/T 0094-91 (1998年确认)蜗轮蜗杆油94KB QC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹子347KB QC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹子83KB GB/T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的几何参数-蜗杆装置的铭牌、中心距、用户提供给制造者的参数121KB SJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸206KB JB/T 9925.2-1999 蜗杆磨床技术条件160KB JB/T 9925.1-1999 蜗杆磨床精度检验244KB JB/T 9051-1999 平面包络环面蜗杆减速器922KB JB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮250KB JB/T 7936-1999 直廓环面蜗杆减速器731KB JB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器467KB JB/T 7848-1995 立式圆弧圆柱蜗杆减速器175KB JB/T 7847-1995 立式锥面包铬圆柱蜗杆减速器203KB JB/T 7008-1993 ZC1型双级蜗杆及齿轮蜗杆减速器548KB JB/T 6387-1992 轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器679KB JB/T 5559-1991 锥面包络圆柱蜗杆减速器524KB JB/T 5558-1991 蜗杆减速器加载试验方法96KB JB/T 53662-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器产品质量分等274KB JB/T 3993-1999 蜗杆砂轮磨齿机精度检验287KB

精密齿轮齿条传动计算及基础知识

精密齿轮齿条传动计算及基础知识 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 精密齿轮齿条传动计算及基础知识 为了传递动力,我们需要用到齿轮齿条,齿轮齿条的基本术语有齿轮的大小、压力角、齿数等,在这里,我将简单介绍一下理解齿轮所必要的术语、尺寸、换算关系等齿轮齿条的基本知识 齿轮的大小 ISO(国际标准化机构)规定,表示齿轮大小的单位使用模数。但是,实际上还使用其他方式来表示齿轮的大小。 模数 模数M=1(P=3.1416) 模数M=2(P=6.2832)

模数M=4(P=12.566) 模数乘以圆周率即可得到齿距(P)。齿距是相邻两齿之间的长度。P=圆周率X模数(πm) CP(周节) 周节即圆周齿距。也就是齿距(P)。 例如,使用周节CP可以制作齿距为CP5\CP10\CP15\CP20这样齿距为整数的齿轮。 与模数的换算关系m=cp/π DP(径节) 英文为Diametral pitch。 按ISO标准规定,长度单位使用毫米(mm)。但在美国、英国等国家,一直使用英寸作为长度单位。在这些国家中使用DP来表示齿轮的大小。 与模数的换算关系m=25.4/DP 压力角 决定齿轮齿形的参数。即齿轮齿面的倾斜度。 压力机(a)一般采用20°。但有时客户的图纸也有14.5°,15°、17.5°,所以这些都要注意。

齿数 以上所叙述的模数,压力角,齿数是齿轮的三大基本参数。以此参数为基础计数齿轮各部尺寸。 齿高和齿厚 齿轮的高度由模数(m)来决定。在这里我简单介绍一下齿高(h)/齿顶高(ha)/齿根高(hf) 齿高(h)是从齿顶到齿根的高度。 h=2.25m(=齿顶高+齿根高) 齿顶高(ha)是从齿顶到分度线(中线)的高度。(分度线是计算齿条尺寸的基准线) ha=1.00m 齿根高(hf)是从齿根到分度线(中线)的高度。

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