升降動力系統(tǒng)齒輪齒條的校核

1、升降系統(tǒng)動力齒輪齒條的校核升降系統(tǒng)齒輪齒條是整個升降系統(tǒng)中重要元件，直接關(guān)系到系統(tǒng)的運 行壽命，因此對升降系統(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完成升降運動。齒條為通長齒條，齒輪與其嚙合, 與齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的，也就是說，作用在一個齒上的 載荷是變化的。同吋由于齒輪制造及安裝誤差，不可避免要產(chǎn)生動載荷 而引起振動和噪音，常常成為主要噪聲源，并影響運行的平穩(wěn)性。在設(shè) 計齒輪時，應(yīng)充分考慮這些問題。材料選擇：升降動力系統(tǒng)齒輪運行過程中屈中速、中載荷，并且受到 一定的沖擊載荷，因此齒輪采用40cr制造并調(diào)質(zhì)處理，齒條采用45號 鋼加工并高頻淬火。計算模數(shù)：按

2、接觸疲勞和彎曲強度計算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而口有些 系數(shù)只冇在齒輪各參數(shù)都已知的情況下才能確定，所以只在草圖涮完z 后校核用。在畫草圖z前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，升降系統(tǒng)傳 動齒輪傳動為開式傳動，一般不出現(xiàn)點蝕失效，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)牛齒根彎折，因此一般只按彎曲強度 計算得出模數(shù)m的值并口增大10%20%。按齒根彎曲疲勞強度計算模數(shù):k 載荷系數(shù)，查機械設(shè)計教程西北工業(yè)大學(xué)出版1994年修訂本 取k為1.2；t.主動輪上的理論轉(zhuǎn)距，為598 n. m；yfs力作用與齒頂時的復(fù)合齒形系數(shù)，按大小齒輪實際齒數(shù)分別杳看機械設(shè)計實用手冊機械 工業(yè)出版社出版p99

3、4圖5. 5-10,或圖5. 1-11取=3.95血齒寬系數(shù)查機械設(shè)計實用手冊機械工業(yè)出版社出版p991表5. 5-16取=0.25zi小齒輪的齒數(shù)取z嚴(yán)525許用彎曲應(yīng)力(mpa)輪齒單向受力(jfp =16crflim輪齒雙向受力<jfp二1.2 07im<rfhm :實驗齒輪的接觸疲勞極限(mpa),查機械設(shè)計教程西北工業(yè)大學(xué)出版社p112表8-9jft<tflim=278mpa 此處輪齒單向受力則：(7 卜下=1.6cr= 1.6x278=444.83 ikjt.ypn/n =12.5；卜'«2.64實際 m二01(1+20%)二3.168考慮到系統(tǒng)

4、運行的穩(wěn)定性，運行壽命等因素木系統(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。精度等級的選擇：升降系統(tǒng)齒輪、齒條用于傳遞動力和運動。它的糟度 選擇主要取決于周圍速度。本設(shè)計齒輪周轉(zhuǎn)速度約18.96n/min,周轉(zhuǎn)速 度很底。周圍速度越高，振動和噪聲越大。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振 動和噪音的影響比運動誤差更大。本設(shè)計的齒輪精度采用it8o 齒輪、齒條加工方法：不同精度等級的齒輪、齒條要采用不同的加工方 法，對結(jié)構(gòu)要求也有不同。木系統(tǒng)中的齒輪齒條嚙合精度要求不高，因 此精度等級選擇it8。8級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達到，經(jīng)濟

5、 實惠。齒輪結(jié)構(gòu)簡圖如下所示3.1.1565齒條結(jié)構(gòu)由于升降動力系統(tǒng)單邊采用雙動力馬達來帶動齒輪，因此齒條采用雙面齒，結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.1.16所示。齒條結(jié)構(gòu)簡圖3.1.16圓柱齒輪傳動時作用力計算:作用力計算公式直齒輪斜齒（人字齒）輪分度圓上的圓周力fj nft = 2000t/節(jié)圓上的區(qū)1周力尺/nft =200077“徑向力fjner9f$ = f tan a fy = f、tan an cos jb軸向力尺/nfx = fi tan b(人字齒輪x=o)轉(zhuǎn)矩z7nmt-1000pty-9549p/m說明p齒輪傳謹(jǐn)?shù)墓β剩╧f） e-齒輪的角速度（rads） , a>=n7l30 n

6、-齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）注：1.表中從分別為齒輪的分度圓直徑和節(jié)圓直徑（mtn） »2.計算齒輪的強度時應(yīng)使用計算軸和軸承時應(yīng)使用尸八f；、計算得：2000x9549x7.5 =24123“'18.96x312._ k%fhm一對傳動屮的人，小齒輪上所受的圓周力耳是相等的，同時，模數(shù)m也是相等的。 但齒形系數(shù)不相同，許用彎illi應(yīng)力也是不相等的，所以要分別計算大小兩齒輪齒根彎illi應(yīng)力 升及升2。計算時應(yīng)分別代入各口的齒形系數(shù)（y也或丫肱2）及許用彎曲應(yīng)力。強度條件為：§ fag -力g，2式中0弘，肱2分別為大小齒輪及大齒輪的許用齒根彎曲應(yīng)力，其值為:

7、71;剛1,2名1曲1.2式屮：sf齒根彎|強度的安全系數(shù)。由于斷齒比點蝕破壞有更大的危險性，所以£應(yīng)比»有更人的值，其值見小表所示：安全系數(shù)軟齒面(hbs<350)硬齒血(hrc>38)重要傳動，滲碳淬火或鑄造齒輪s1.()li1.1-1.21.3sf1.3-1.41.4-1.61.6-2.2注：如在制造時對材質(zhì)及工藝工藝均有嚴(yán)格檢驗的傳動，安金系數(shù)數(shù)值還可以降低，但不小于1&唄d吹分別為小齒輪材料及人齒輪材料按齒輪試件進行試驗求得的齒根彎im疲勞極限值。與凡臥相似，試驗結(jié)果有較大的離散性。表8-9機械設(shè)計教程西北工業(yè)大學(xué)岀版1994年修訂木p!12列舉了務(wù)問的最低值加25%的變化范圍作為一般狀況齒輪傳動設(shè)計時的極限應(yīng)力值。如齒根彎曲應(yīng)力屬于對稱循環(huán)變應(yīng)力時，應(yīng)將表中查到的極限應(yīng) 力值減低30% o)4x i06g彎曲疲勞計算的壽命系數(shù)，k刖詡一 ,n=60n th.當(dāng)n>4xl()6時，取 nn=4xl0°.對于正火，調(diào)質(zhì)的齒輪m=9；對于淬火，滲碳和氮化齒輪m=6.升降動力齒輪：l2x 24123x23272x6=155.46mpa5 “ =