升降動(dòng)力系統(tǒng)齒輪齒條的校核

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1、升降系統(tǒng)動(dòng)力齒輪齒條的校核升降系統(tǒng)齒輪齒條是整個(gè)升降系統(tǒng)中重要元件，直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行壽命，因此對(duì)升降系統(tǒng)齒輪齒條的校核是非常必要的。本升降系統(tǒng)采用齒輪齒條提升方式來(lái)完成升降運(yùn)動(dòng)。齒條為通長(zhǎng)齒條，齒輪與其嚙合，與齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的，也就是說(shuō)，作用在一個(gè)齒上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常常成為主要噪聲源，并影響運(yùn)行的平穩(wěn)性。在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問(wèn)題。材料選擇：升降動(dòng)力系統(tǒng)齒輪運(yùn)行過(guò)程中屬中速、中載荷，并且受到一定的沖擊載荷，因此齒輪采用40C

2、r制造并調(diào)質(zhì)處理，齒條采用45號(hào)鋼加工并高頻淬火。計(jì)算模數(shù)：按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知的情況下才能確定，所以只在草圖畫(huà)完之后校核用。在畫(huà)草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，升降系統(tǒng)傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)為開(kāi)式傳動(dòng)，一般不出現(xiàn)點(diǎn)蝕失效，主要的失效形式是磨損，齒輪因磨損使齒厚邊薄后，容易產(chǎn)生齒根彎折，因此一般只按彎曲強(qiáng)度計(jì)算得出模數(shù)m的值并且增大10%～20%。。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m：K——載荷系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)教程》西北工業(yè)大學(xué)出版1994年修訂本取K為1.2；T1——

3、主動(dòng)輪上的理論轉(zhuǎn)距,為598N.m；——力作用與齒頂時(shí)的復(fù)合齒形系數(shù)，按大小齒輪實(shí)際齒數(shù)分別查看《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社出版p994圖5.5-10，或圖5.1-11取=3.95——齒寬系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社出版p991表5.5-16取=0.25Z——小齒輪的齒數(shù)取Z=52——許用彎曲應(yīng)力（Mpa)輪齒單向受力=1.6輪齒雙向受力=1.2：實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限（Mpa）,查《機(jī)械設(shè)計(jì)教程》西北工業(yè)大學(xué)出版社p112表8-9取=278Mpa此處輪齒單向受力則：=1.6=1.6x278=444

4、.82.64實(shí)際m=m(1+20%)=3.168考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，運(yùn)行壽命等因素本系統(tǒng)模數(shù)m取6齒數(shù)確定：升降系統(tǒng)的提升速度約為0.31m/s,每一層車位的間距約為2375mm.齒輪的Z取52。精度等級(jí)的選擇：升降系統(tǒng)齒輪、齒條用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于周圍速度。本設(shè)計(jì)齒輪周轉(zhuǎn)速度約18.96n/min，周轉(zhuǎn)速度很底。周圍速度越高，振動(dòng)和噪聲越大。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪音的影響比運(yùn)動(dòng)誤差更大。本設(shè)計(jì)的齒輪精度采用IT8。齒輪、齒條加工方法：不同精度等級(jí)的齒輪、齒條要采用不同的加工方法，對(duì)

5、結(jié)構(gòu)要求也有不同。本系統(tǒng)中的齒輪齒條嚙合精度要求不高，因此精度等級(jí)選擇IT8。8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示3.1.15　　　　　　　　　　　　　圖3.1.15齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖齒條結(jié)構(gòu)由于升降動(dòng)力系統(tǒng)單邊采用雙動(dòng)力馬達(dá)來(lái)帶動(dòng)齒輪，因此齒條采用雙面齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3.1.16所示。齒條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.1.16圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)作用力計(jì)算：計(jì)算得：F=一對(duì)傳動(dòng)中的大，小齒輪上所受的圓周力F是相等的，同時(shí)，模數(shù)m也是相等的。但齒形系數(shù)不相同，許用彎曲應(yīng)力也是不相等的，所以要分別計(jì)算大小兩齒輪齒根

6、彎曲應(yīng)力。計(jì)算時(shí)應(yīng)分別代入各自的齒形系數(shù)（Y或Y）及許用彎曲應(yīng)力。強(qiáng)度條件為：式中，分別為大小齒輪及大齒輪的許用齒根彎曲應(yīng)力，其值為：=式中：——齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)。由于斷齒比點(diǎn)蝕破壞有更大的危險(xiǎn)性，所以應(yīng)比有更大的值，其值見(jiàn)小表所示：安全系數(shù)軟齒面（HBS350)硬齒面（HRC>38)重要傳動(dòng)，滲碳淬火或鑄造齒輪1.0~1.11.1~1.21.31.3~1.41.4~1.61.6~2.2注：如在制造時(shí)對(duì)材質(zhì)及工藝工藝均有嚴(yán)格檢驗(yàn)的傳動(dòng)，安全系數(shù)數(shù)值還可以降低，但不小于1——分別為小齒輪材料及大齒輪材料按齒輪試件

7、進(jìn)行試驗(yàn)求得的齒根彎曲疲勞極限值。與相似，試驗(yàn)結(jié)果有較大的離散性。表8-9《機(jī)械設(shè)計(jì)教程》西北工業(yè)大學(xué)出版1994年修訂本p112列舉了的最低值加25%的變化范圍作為一般狀況齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)的極限應(yīng)力值。如齒根彎曲應(yīng)力屬于對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，應(yīng)將表中查到的極限應(yīng)力值減低30%。____彎曲疲勞計(jì)算的壽命系數(shù)，=，N=60n.當(dāng)N>4x10時(shí)，取N=4x10.對(duì)于正火，調(diào)質(zhì)的齒輪m=9；對(duì)于淬火，滲碳和氮化齒輪m=6.升降動(dòng)力齒輪：155.46Mpa==滿足彎曲強(qiáng)度條件升降齒條：124.23Mpa==滿足彎曲強(qiáng)度條件齒輪齒

8、條有關(guān)參數(shù)的選擇能夠滿足要求