求助：齿轮齿条传动扭矩计算

myT9981 · 发表于 2016-11-1 10:29

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近日朋友问我一问题，把我难住了。就是齿条带动齿轮转动能输出多大扭矩的问题。过去计算的都是两个齿轮的啮合的校核，齿轮齿条的校核还是没有底的。我是把齿条当成特大齿轮来处理的。但心里还是没有底。求高人指点，算一下能输出最大扭矩是多少。谢谢。
具体的参数是：直齿m12,z38,a20，x0.5,ha*1,c*0.25,齿轮宽度155，材料42CrMo调质28-32HRC,齿部高频47-52HRC，两者相同，齿条主动件，具下图。

myT9981 · 发表于 2016-11-2 07:36

还有一个参数，齿轮的转速很低每分钟30转左右吧。希望能计算的朋友给予帮助。谢谢。

zyh007zyh · 发表于 2016-11-2 08:47

用kis计算下，，结果如下。。
Torque (Nm) [T] 16813.8

hyfjy · 发表于 2016-11-2 09:54

常规分析法计算，截面为圆形的齿条平移，配齿轮转动，对于齿条来说，是受轴向力使得齿产生弯矩，根据重合度的大小，找出相应的系数，只要在这种形状的截面下，轮齿有足够的抗弯强度，最大主应力小于使用材料的许用应力，就可以承担这样的力换算到齿轮节圆上的力所产生的扭矩，考虑到是交变循环，用相应的计算公式代入就可以确定了。

myT9981 · 发表于 2016-11-2 12:34

zyh007zyh 发表于 2016-11-2 08:47
用kis计算下，，结果如下。。
Torque (Nm) [T] 16813.8

谢谢您的计算。我是用合肥工学院的齿轮校核软件大致按齿轮计算的，我对他说的是输出扭矩不会小于10000Nm。你计算的比我大，我心里反而安心些。如果达不到我说的岂不是骗人吗。
我看了他拍的照片，齿轮与齿条的齿面全部损坏了，好像是撕裂。有时间我把照片要来发给大家看一下。
我给他的建议是，改用斜齿。现在直齿重合度在1.7左右，如果改用20度螺旋角重合度可以达到3左右，这样会大大增强啮合强度的。他好像还在协调中。再一次谢谢。

myT9981 · 发表于 2016-11-2 12:43

hyfjy 发表于 2016-11-2 09:54
常规分析法计算，截面为圆形的齿条平移，配齿轮转动，对于齿条来说，是受轴向力使得齿产生弯矩，根据重合度 ...

谢谢大师的分析。说实话本人对齿轮校核这一块心中是没有数的，不像齿轮参数计算那样顺手。强度校核涉及条件多，变量多，取值范围又大。所以，总感觉不准，心中没底。这也是自己以后要加强的。
谢谢。

zyh007zyh · 发表于 2016-11-2 14:55

本帖最后由 zyh007zyh 于 2016-11-2 15:09 编辑

myT9981 发表于 2016-11-2 12:34
谢谢您的计算。我是用合肥工学院的齿轮校核软件大致按齿轮计算的，我对他说的是输出扭矩不会小于10000Nm ...

我用的是现成的材料库数据，，56HRC.。。。。ka1.25.，，，，

原因有很多的。。材料，工艺。。。工况。。。reng滑油。。。

你方便将更详细的参数公布来看看吗？

二个齿轮的材料用不相同的会好点吧。。

myT9981 · 发表于 2016-11-2 20:05

zyh007zyh 发表于 2016-11-2 14:55
我用的是现成的材料库数据，，56HRC.。。。。ka1.25.，，，，

原因有很多的。。材料，工艺。。。工况 ...

他这个产品好像是翻转机械上用的，翻转的重量有60T,具体怎么翻转的不清楚。齿轮的精度9级左右，齿轮是直接插齿到位，齿条是单个铣齿。齿条是油缸活塞，材料他们用的是相同的，热处理也相同。
如果改用其他材料，涉及的热处理也要变，比如采用渗碳热理，如果变形较大尤其是齿条，变形后就不好办了。如果把齿轮改为渗碳处理，因齿条是圆形，齿的宽度本来就没有齿轮宽，所以齿条可能变的更弱，这些都说不准的。因此我没敢叫他改材料只建议改斜齿。

JINLIANG · 发表于 2019-1-10 16:29

输出扭矩107854Nm,齿条推力520347N,齿条齿根弯曲应力350MPa,精度按汽车转向机要求7级齿轮，8级齿条。闭式，脂润滑。

freefreemen · 发表于 2019-1-10 20:34

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