齿轮齿条的设计.doc

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 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 VFP?? F=N 510 6? 1V (米/秒) KW P480 6 5????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 PP120 4 480 4 ????转矩公式: 5 10 PTn ?? 所以转矩 T= mm Nn . 120 10 5??式中 n为转速(单位 r/min ) 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 AK 、动载系数 VK 、齿间载荷分配系数 K ?及齿向载荷分配系数 K ?,即 K= A V K K K K ? ? 1)使用系数 AK 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 AK 。 2)动载系数 VK 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 VK ,如图 2-1 所示。图2-1 动载系数 VK 由于速度 v很小,根据上图查得, VK 。 3)齿间载荷分配系数 K ?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 1 H F K K ? ?? ?。 4)齿轮载荷分布系数 K ?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 ?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 HK ?= 。综上所述,最终确定齿轮系数 K= A V K K K K ? ?= ? 1? 1? 1.