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齿轮齿条传动机构参数的优化研究

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第 2卷第 l期 8 2 2O O7年 l 2月

V0 . 8 . 2 12 N0 1 De . 2 7 c 00

Co lMi e Ma h n l a n c ie

齿轮齿条传动机构参数的优化研究 张松青,赵晓运 .

(河南机电高等专科学校,河南新乡 4 30) 50 2

要:分析了齿轮齿条传动机构的主要结构特点和原始廓形参数。根据齿轮齿条啮合原理 ,

得出啮合方程和重叠系数计算公式,并进行了齿轮齿条传动的参数优化。通过实例验证,齿轮齿条 机构的承载能力明显提高,用寿命延长。使

关键词:齿轮齿条;转向器;参数优化 中图分类号:T 12 4文献标志码:A文章编号:0 309 (1 7 1.0 60 H3 . 10 .7 4 20 )20 3 .3 3

Su y0 a a trOpi z t n o c n iin Se rn a t d fP r mee t miai fRa ka dP no teigGe r o Z HANG o g—q n,ZHAO X a Sn ig i o—y n u

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h dn a a i h sb e c e s d o v o s e v f a e n i

o e t o g o ce ee . T e la ig c p ct a e n i r a e b iu l a d te s r ie l e h s b e r v r u h c n r t x o y n yn h c i mp d h m l a p e.

Ke wo ds r c d o iin;se rn e r a a tr o t z t n y r:a k a pn o n te ig g a;p rmee pi ai i m o

0引言

齿轮齿条机构具有结构简单,动效率高等优传 点,泛应用于矿山机械、程机械和汽车制造等行广工

业。但在起步或低速工况下操作时,机构负荷较该大,容易造成机构的损坏。国内外对提高齿轮强度进行了深入的研究,结合齿轮齿条的结构和使用但特点的研究成果并不多见。本文依据齿轮齿条传动 图 1齿轮齿条转向器 1调节螺钉 .

.

2弹簧 3夹持器 4转向拉杆 5支承座 . . .

的要求,通过选择几何约束条件 (切制、干涉)对传,动机构的参数进行优化求解,大齿轮齿条传动机增 构的重叠系数,以提高其承载能力,长其使用寿延 命。

2齿轮齿条原始廓形参数和相对位置 按齿轮啮合理论相应的关系式,到齿轮与母得

齿条的啮合方程为 0+0 o=9。 + 0+a 1

1参数优化原理

式中

汽车齿轮齿条转向器示意图如图 1所示,在确 定轴间距变化范围后,用螺钉调节弹簧的预紧力,改变夹持器的垂直位移,齿轮和齿条间无间隙。许使

——形成渐开线廓形的转角(见图 2; ) 。——形成线原始初位置角; ——

渐开线廓形与初始圆柱交点处压力角, rO

口 l= a cc s r 0

;

多传动参数如齿数、模数 m、轮和齿条斜角齿和、原始齿廓参数,大多影响齿轮齿条的强度和运动关系。通过对以上参数进行优化,以增大重叠可系数,提高齿轮的强度。齿轮廓形、轮和齿条斜齿 角、间距的变动和齿条转角轴均会影响重叠系数,增加齿条斜角会增大重叠系数,也会导致齿间但滑动增加,润滑条件恶化,损增大,使磨而且啮合中力分量增大,致齿条转动,齿条倾斜,至导使甚在转向器的齿轮箱内卡住。因此,大齿轮齿条斜加

r——基圆半径;。

r

——齿轮节圆半径; ——

齿轮转角。

.

在转向器齿轮箱上,齿轮廓形中母齿条原始廓形( 、 )在与齿条啮合中有另一原始廓形 a、 ,

(五 ) o、、。应当满足: t在公称轴间距时,齿条没 有周向转动 (=0,轮和齿条线性接触。条件 1 )齿 是在轴%和坐标系共平面时得到满足,图 3如 所示。齿表面垂线单位矢在所有接触线点均衡, 由 此得出

角不可取。可以通过对齿轮廓形参数的优化,以增 大重叠系数,改善齿轮齿条的强度和运动关系。

齿轮齿条传动机构参数的优化研究

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