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1Z =24，大齿轮齿数2Z =∞。
2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算，即
[]
3
2
11132.2d ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⋅≥H E d t t Z u u T K σϕ (1) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数t K =1.3。
2） 计算小齿轮传递的转矩。
（预设齿轮模数m=2mm,直径d=65mm ）
mm N n P T ⋅⨯=⨯⨯=⨯=55115110908.296.72424
.0105.95105.95
3) 由表10-7选齿宽系数d ϕ=0.5。
4）由表10-6查得材料的弹性影响系数2
1
8.189MPa E =Z 。
5）由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa im H 6001l =σ;齿条的接触疲劳强度极限a 5002 lim MP H =σ。
6）由式10-13计算应力循环次数。
()4h 1110113.6420008.02196.760n 60⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==jL N
7)由图10-19取接触疲劳寿命系数7.11=K HN 。
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 []MPa MPa S
K H HN H 10206007.11
lim 11=⨯==
σσ (2) 计算
1） 试算小齿轮分度圆直径1d t ,代入[]1H σ。
[]mm 89.6810208.18915.010908.23.132.2132.2d 32
5
32
11=⎪⎭⎫ ⎝⎛∞+∞⋅⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⋅≥H E d t t Z u u T K σϕ
2） 计算圆周速度v 。
s m n d t /026.01000
6096
.789.681000
60v 1
1=⨯⨯⨯=
⨯=
ππ
3)计算齿宽b 。
mm d t d 445.3489.685.0b 1=⨯=⨯=ϕ 4)计算齿宽与齿高之比。
模数
87.224
89
.68m 11===
z d t t 齿高
46.627.225.225.2=⨯==t m h
33.546
.6445.34==h b
5） 计算载荷系数。
根据,7级精度，由图10-8查得动载荷系数1=V K ; 直齿轮，1==ααF H K K ; 由表10-2查得使用系数5.1=A K ;
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为悬臂布置时250.1=βH K 。
由
33.5=h
b
，250.1=βH K 查图10-13得185.1=βF K ；故载荷系数 875.1250.1115.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=αβH H V A K K K K K 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 mm K K d d t t 48.773
.1875.189.6833
11=⨯== 7)计算模数m 。
24.324
84.7711===
z d m 3. 按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）得弯曲强度设计公式为 []
3
2112⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛≥F Sa
Fa d Y Y z KT m σϕ （1） 确定公式内各计算数值
1） 由图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a 5501MP FE =σ;齿条的弯曲强度极限a 3802MP FE =σ；
2） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数1.11=FN K ，2.12=FN K ; 3） 计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 []a 86.3924.1500
1.1111MP S K FE FN F =⨯==
σσ []a 71.3254
.1380
2.1222MP S K FE FN F =⨯==
σσ 4)计算载荷系数K 。
78.1185.1115.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=αβF F V A K K K K K 5)查取齿形系数。
由表10-5查得65.21a =F Y ,06.22a =F Y 。
6）查取应力校正系数。
由表10-5查得58.11a =S Y ,97.12a =S Y 。
7） 计算齿轮齿条的
[]
F Sa
Fa Y Y σ并加以比较。
[]011.086
.39258
.165.21
1
1=⨯=
F Sa Fa Y Y σ
[]012.071
.32597
.106.22
2
2=⨯=
F Sa Fa Y Y σ
齿条的数值大。
（2） 设计计算
[]
mm 35.3012.0245.010908.278.122325
3
211=⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛≥F Sa
Fa d Y Y z KT m σϕ 由于齿轮模数m 的大小主要决定弯曲强度，而齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮直径。
可由弯曲强度算得的模数3.55并就近圆整为标准值m=4mm,按接触强度算得的分度圆直径mm d 84.771=,算出齿轮齿数
204
84.7711===
m d z 以上计算过程验证了模数m=2,直径d=65的齿轮是符合强度要求的
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