齿轮齿条传动机构设计说明
汽车动力转向系齿轮齿条式的设计设计说明书
中文摘要为了减轻驾驶员转动方向盘的操作力，利用动力产生辅助动力的装置称为转向动力机构。
现代汽车都采用动力转向辅助系统，使驾驶员的转向操作变得方便、省力。
本文主要介绍了齿轮齿条式动力转向器的设计计算以及结构设计。
对转向系的要求,转向系的主要参数，动力转向系的要求,动力转向的组成和工作原理，以及动力转向系布置方案的选择和确定等作了详细的介绍。
并且对所需要的辅助油泵作了计算和选择。
关键字：齿轮齿条式，动力转向，设计计算AbstractIn order to reduce the driver turned the steering wheel operating force, the use of power auxiliary power produced the device is called to the motor. It made the driver change direction conveniently and save his labouring. This text mostly introduced the design and the count of the integery type of circulating rack and pinion steering along with the design of structure. And it particularly introduced the need of steering system, the main parameters of steering system, the need of power steering system , the make-up and the principle of power steering system ,and how to select and ascertain the established scheme of power steering system,It is emphasized the design and the count, also reckon and select the pump.Keywords: Rack and pinion steering,power steering,design and count中文摘要 (I)Abstract .................................................................................................................... I I 前言 (1)第一章转向系统设计方案论证 (2)§1－1 转向系的概述 (2)§1－2 动力转向系统概述 (4)§1－3 齿轮齿条式转向器与其它型式转向器的比较 (6)§1－4 电控液压动力转向系统的工作特性 (7)第二章齿轮齿条转向器设计及校核 (10)§2—1 齿轮齿条转向器种类的选择 (10)§2—2 前轴负荷的确定 (12)§2—3 转向系的主要性能参数计算 (13)§2—4 齿轮齿条转向器的计算及校核 (16)第三章电控液压动力转向系统的设计及验证 (24)§3—1 EHPS系统设计方案选择 (24)§3—2 EHPS系统的设计计算 (27)§3—3 动力转向系统方案校核 (35)第四章毕业设计结论与小结 (38)致谢 (40)参考文献 (41)本次毕业设计在高晓宏老师的指导下进行。
齿轮齿条传动机构设计说明书
专业资料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()160d 333n 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 211212===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mmmz 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端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 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。
齿轮传动设计
从动轮2：vs背离节线，Ff指向节线，塑 变后在齿面节线处形成凸脊。 改善措施：1）↑齿面硬度； 2）采用η↑的润滑油。
二、齿轮传动的设计准则 失效形式→相应的设计准则 1、闭式齿轮传动 主要失效为：点蚀、轮齿折断、胶合 软齿面：主要是点蚀、其次是折断，按齿面接触疲劳强度设 计计算、校核齿根的弯曲疲劳强度。 硬齿面：主要是折断、其次是点蚀，按齿根的弯曲疲劳强度 设计计算、校核齿面的接触疲劳强度。 高速重载还要进行抗胶合计算 2、开式齿轮传动 主要失效为：齿面磨损、轮齿折断，按齿根弯曲疲劳强度设 计，但适当降低（20%）许用应力以考虑磨损 的影响。 3、短期过载传动 过载折断 齿面塑变 静强度计算
4.齿面胶合——严重的粘着磨损 现象：齿面沿滑动方向粘焊、撕脱，形成沟痕。 原因：高速重载——v↑，Δt ↑，油η↓，油膜破坏，表 面金属直接接触，融焊→相对运 动→撕裂、沟痕。 低速重载——P↑、v ↓，不易形成油膜→冷胶合。
后果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳，导致齿 轮报废。
改善措施：
1）↓m→↓齿高h→↓齿面vs（必须满足σF）； 2）采用抗胶合性能好的齿轮材料对； 3）降低齿面压力，采用良好的润滑方式及润滑剂； 4）提高接触精度，采用角变位齿轮，↓啮合开始和
现象：节线靠近齿根部位出现麻点状小坑。
原因：σH＞σHP 脉动循环应力 1）齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹；
2）节线处常为单齿啮合，接触应力大； 3）节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形 成，摩擦力大，易产生裂纹；
4）润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作用使裂纹扩 展。（油粘度越小，裂纹扩展越快）
FP
Flim YST
SFmin
YN
式中： бFlim——试验齿轮齿根的弯曲疲劳极限，查图11-12；
齿轮齿条式转向器设计
1齿轮齿条式转向器简介1.1齿轮齿条式转向系转向系是通过对左、右转向之间的合理匹配来保证汽车能沿着理想的轨迹运动的机构，它由转向操纵机构转向器和专项传动机构组成。
齿轮齿条机械转向器是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动，并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。
高级轿车和中兴载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
1.2转向系设计要求通常，对转向系的主要要求是:(1)保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员；(6) 转向器和专项传动机构因摩擦产生间隙时，应能调整而消除之。
2转向系主要性能参数2.1转向器的效率功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示，η+=(P1—P2)／Pl；反之称为逆效率，用符号η-表示，η-=(P3—P2)／P3。
式中，P2为转向器中的摩擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。
为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。
为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。
为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。
2.1.1转向器正效率η+影响转向器正效率的因素有：转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。
(1)转向器类型、结构特点与效率在前述四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。
齿轮齿条传动设计计算
程序设计： 邓 时俊 2002.06
10026 ② 30202
1.5
22
0
齿条节线至基准面距离
齿条长度
L2
第Ⅰ公差组精度等级
第Ⅱ公差组精度等级
第Ⅲ公差组精度等级
输入方式 1：
23.5 毫米 1000 毫米
8 7 7
齿轮齿厚上偏差代码
齿轮齿厚下偏差代码
齿条齿厚上偏差代码
齿条齿厚下偏差代码
最法向侧隙
说明：齿条节线 是与齿轮分度圆 相切的线
注：齿厚极限偏 差共14 种，越往 后间隙越大： C=+fpt，D=0， E=-2fpt，F=4fpt，
G，H，J， K，L，M，N， P，R=-40fpt， S=-50fpt （单 位：微米）
注：如果侧隙不 合适，可重新选 择齿厚极限偏差 种类。
dp20 dp2
齿 面 接 触 斑 点 按高度
按长度
X方向轴线平行度公差 f x
Y方向轴线平行度公差 f y 安装距极限偏差 ±fa 齿坯公差：
孔径尺寸公差
顶圆孔尺径寸形公状差公（差用作基
准）
（不用
作基准）
图样标注: 齿轮1
8
0.05 毫米 0.014 毫米 0.013 毫米 0.011 毫米
GB
IT7
1G8B00
IT6
1G8B00
IT11I，T8但不大 1800 于 0.15
-7
-7
齿轮2
8
-7
-7
打印终止 ***********************
0.011 毫米 45% 60% 0.011 毫米 0.0055 毫米 0.0195 毫米
毫米
-0.1 -0.2 -0.15 注：-0齿.2厚5 上 、下偏差两
机械设计基础 齿轮传动
径节的单位为1／英寸，分度圆直径的单位为英寸。 模数与径节的换算关系为：
m= 25.4 P
显然径节与模数正好相反，径节越大，周节越小，即模数小，英制齿轮常 用径节有以下几种： 2、2.5、3、4、6、8、10、12、16、20。
6．4．1
保持恒定的瞬时传动比
下图为一对啮合的齿轮。rb1、rb2为两齿轮的基圆半径，N1N2为两基圆的内公切 线，设在某一瞬时，两齿廓在K点接触，过K点作两齿廓的公法线nn，根据渐开线性 质2，过K和K’点作两圆的法线，必与N1N2重合。当经过Δt时间后，主动齿轮O1转过 角ψ1，从动齿轮转过角ψ2，两齿轮齿廓在K’点接触。渐开线齿廓的啮合点始终是 沿着两个基圆内公切线N1N2移动。所以N1N2就是啮合点K的移动轨迹，叫做啮合线。 根据渐开线性质1可知，弧长
（2）应用特点 在机械传动中，齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿山机械、冶金机械以及各 类机床中都应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几w至几万kW；它的直径从不 到1mm的仪表齿轮，到10 m以上的重型齿轮；它的圆周速度从很低到100m／s以上。 大部分齿轮是用来传递旋转运动的，但也可以把旋转运动变为直线往复运动，如齿 轮齿条传动。 与其他传动相比齿轮传动有如下特点： ①瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠； ②适用范围广；可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动；传递的功率和速度 范围较大； ③结构紧凑、工作可靠，可实现较大的传动比； ④传动效率高、使用寿命长； ⑤齿轮的制造、安装要求较高； ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。 (3）对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时，因啮合传动是个比较复杂的运动过程，对其要求是： ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中，任何瞬时的传动比保持恒定不变。以保 持传动的平稳性，避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小，重量轻，而承受载荷的能力大。即要求强度 高，耐磨性好，寿命长。
齿轮齿条传动原理图
齿轮齿条传动原理图
请注意，下文的描述中不能使用与标题相同的文字。
齿轮齿条传动是一种常见的机械传动方式，其原理图如下所示：
1. 齿轮：齿轮是由啮合的齿来传递力和运动的机械元件。
它通常由圆盘状的轮毂和沿轮毂周边均匀分布的齿组成。
齿轮通常被用来改变旋转速度和转矩。
2. 齿条：齿条是一种具有长条形的直线齿面结构。
它的一侧为齿，与齿轮的齿相啮合，另一侧平滑。
齿条通常被用来将旋转运动转换为直线运动。
3. 传动原理：当齿轮和齿条啮合时，齿轮的旋转运动通过齿的接触来传递给齿条，使之产生直线运动。
相反地，齿条的直线运动也可以通过啮合的齿传递给齿轮，使之旋转。
这种传动方式既可以使齿轮改变速度和转矩，也可以使齿条将旋转运动转换为直线运动。
需要注意的是，齿轮齿条传动具有精确的啮合配合要求，齿轮和齿条之间的齿形必须互相匹配，以确保传动的平稳和高效。
齿轮齿条传动广泛应用于各种机械设备中，例如机床、自动化工作台、汽车传动等。
一种齿轮齿条自锁机构的设计
设计・计算 文章编号:100320794(2002)1120005202一种齿轮齿条自锁机构的设计3王成军(安徽理工大学,安徽淮南232001)摘要:介绍了一种齿轮齿条自锁机构的工作原理和设计方法。
对其主要功能、结构、特点和应用进行了分析。
关键词:齿轮齿条;自锁机构;设计中图号:TH112文献标识码:A1 引言齿轮齿条机构是一种常见的机械传动机构,绝大多数用于水平方向运动,由于不具有自锁功能,极少用于垂直方向运动的场合,更不用说垂直方向重负载的场合了。
为拓宽齿轮齿条机构的应用范围,作者为齿轮齿条机构设计了一种特殊的自锁装置,该装置不仅可以使齿轮齿条机构应用于垂直方向运动场合,还能满足一定程度重负载的要求,而且在上下2个方向均可以实现自锁。
本文以一种手摇式齿轮齿条机构的自锁装置设计为例。
2 齿轮齿条自锁机构的工作原理如图1所示是一种手动式齿轮齿条自锁机构的运动简图。
下面以手动式齿轮齿条自锁机构为例说明其工作原理。
机构工作时,若用手摇动手柄1,沿着棘爪2的滑槽作顺时针方向转动,人字形拨叉的左拨叉便给棘爪3施加一个力F,棘爪在这个力的作用下绕固定在摩擦盘5上的销轴6作顺时针方向转动,当人字形拨叉转过一定角度时,手柄便撑开棘爪2,使之与棘轮4脱开,此时在左拨叉的作用下,棘爪3也与棘轮同时脱开,与此同时两棘爪外侧也与摩擦盘的内侧挤在一起,弹簧7也被撑开,产生拉力。
此时,若再继续转动手柄便可以利用棘爪外侧与摩擦盘内侧之间产生的摩擦力带动齿轮8转动,再带动与之相啮合的齿轮9转动,进而驱动齿条10作垂直向下方向的运动。
反之,手柄作逆时针方向转动时,便同样可以驱动齿条作垂直向上方向的运动。
而当松开手柄时,左右棘爪便在弹簧的拉力作用下将棘轮卡死(抱住)。
此时,即使在重负载的作用下,齿条亦静止不动,实现自锁。
对于水平方向安装的齿轮齿条机构,也同样能够实现自锁。
3 设计及应用3安徽理工大学青年科学基金资助项目(2001096)根据实际需要,动力源也可以采用机械传动式(如电动式等)。
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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()160d 333n 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m in /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 211212===n n z z 得80m in,/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mmmz 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端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 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=,压力角020=α，则齿数z=120，故齿距取mm m 205.1025.314.3p =⨯==π，则长度mm z L 6.1224120205.10p =⨯==，取螺旋角08=β。
端面模数mm m t 28.38cos /25.3cos /m 0===β 端面压力角37.099.0/364.0cos /tan t ===βαα 端面齿距mm m t t 3.1028.314.3p =⨯==π 齿顶高()()mm x h m n an n a 525.57.0125.3h =+⨯=+=* 齿根高()()mm x c h m n n an n 79.17.025.0125.3h f =-+⨯=-+=** 齿高 mm h h f a 315.779.1525.5h =+=+=法面齿厚mm m x n n n n 76.625.3364.07.022tan 22s =⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=παπ端面厚度mm t 85.628.3367.0cos /7.022s 2=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=βπ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，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=FP⨯F=N 5106⨯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 KWP P 12044804===' 转矩公式：595.510P T n⨯=所以转矩 T=mm N n.120105.955⨯⨯ 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。
v1.0 可编辑可修改图2-1动载系数V K由于速度v 很小，根据上图查得，V K 取。
3）齿间载荷分配系数K α一对相互啮合的斜齿（或直齿）圆柱齿轮，有两对（或多对）齿同时工作时，则载荷应分配在这两对（或多对）齿上。
对于直齿轮及修形齿轮，取1H F K K αα==。
4）齿轮载荷分布系数K β当轴承相对于齿轮做不对称配置时，受灾前，轴无弯曲变形，齿轮啮合正常，两个节圆柱恰好相切;受载后，轴产生弯曲变形，轴上的齿轮也就随之偏斜，这就使作用在齿面上的载荷沿接触线分布不均匀。
计算齿轮强度时，为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均匀的现象，通常以系数K β来表征齿面上载荷分布不均匀的程度对齿轮强度的影响。
根据机械设计表10-4取H K β=。
综上所述，最终确定齿轮系数K=A V K K K K αβ=⨯⨯⨯ 齿轮传动的设计参数、许用应力的选择1.压力角α的选择我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为α=20°。
2.齿数z 的选择为使齿轮免于根切，对于α=20°的标准直齿轮，应取z ≥17，这里取z=20。
17 3．齿宽系数d φ的选择 由于齿轮做悬臂布置，取d φ= 4.预计工作寿命10年，每年250个工作日，每个工作日10个小时h L =10⨯250⨯10=25000h5.齿轮的许用应力 按下式计算[]N limK Sσσ=式中：S ——疲劳强度安全系数。
对于接触疲劳强度计算时，取S=1；进行齿根弯曲疲劳强度计算时，取S=~。
N K ——考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数。
应力循环次数N 的计算方法是：设n 为齿轮的转速（单位为r/min ）；j 为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合次数；h L 为齿轮工作寿命（单位为h ），则齿轮工作应力循环次数N 按下式计算：N=60nj h Ln 暂取10，则N=⨯⨯0=⨯710。
查机械设计表10-18可得N K =。
lim σ——齿轮疲劳极限。
弯曲疲劳极限用FE σ代入；接触疲劳极限用Hlim σ代入，查机械设计图10-21得Hlim σ=980。
1500HN K = S=1[]HN Hlim H K 1.39801274MPa S 1σσ•⨯=== 1950780FE MPa σ= 850 1FN K = S=[]7801557.11.4HF FE F K MPa S σσ•⨯=== （双向工作乘以）当齿数z=20 17 时，齿形系数Fa Y = 应力校正系数Sa Y = 基本参数选择完毕1.2.4 齿轮的设计计算齿轮的设计计算公式：m ≥321][2F SaFa d m Y Y z T K K m σφ⨯⨯⨯⨯⨯≥……………K m —开式齿轮磨损系数，K m =（机械设计手册（3卷）14-134） 转矩 595.510P T n⨯= （1式）601000n mz v π=⨯⨯所以238.8n m= v= n=m （2式）将1式、2式及各参数代入计算公式得：≥2m 8.2381.557206.055.18.2120105.958.1225⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯解得：72.23≥m ；20 取m=25 那么n=，取n=105510146.110120105.95⨯=⨯⨯=T齿面接触疲劳强度计算公式：d ≥式中[]H σ的单位为Mpa ，d 的单位为mm ，其余各符号的意义和单位同前。
由于本传动为齿轮齿条传动，传动比近似无穷大，所以u 1u±=1 E Z 为弹性影响系数，单位12MPa ，其数值查机械设计表，取E Z =12MPa ，如表2-1所示：表2-1 材料特性系数E Z计算，试求齿轮分度圆直径：[]E 3d H Z KT u 1u d φσ±≥•2（）32.2=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯32512748.1896.010146.18.1456.75mm通过模数计算得：m=25，z=20 所以分度圆直径d=25⨯20=500mm 所以取两者偏大值d=500mm计算齿宽 b=d d φ•=⨯=300mm 齿高 h=2.25m=⨯=56.25mm 最终确定齿轮数据：模数m=25 齿数z=20分度圆直径d=500mm 齿高h=56.25mm 齿宽b=300mm 转速n=10r/min因此齿轮齿条的最终设计图形如图2-2所示：图2-2 齿轮齿条的设计图。