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《齿轮齿条传动机构参数的优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第12期煤矿机械Vol28No122007年12月CoalMineMachineryDec.2007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453002)摘要: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,使用寿命延长。关键词:齿轮齿条;转向器;参数优化中图分类号:T
2、H132.4文献标志码:A文章编号:10030794(2007)12003603StudyofParameterOptimizationofRackandPinionSteeringGearZHANGSong-qing,ZHAOXiao-yun(HenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege,Xinxiang453002,China)Abstract:Themaincharacteristicsofthestructureandoriginalcontourpara
3、metersoftherackandpinionsteeringgearhavebeenanalyzed.Themeshequationandthecalculationformulaofcontactratiohavebeenobtainedbythemeshtheoryofrackandpinion.Theparametersofrackandpiniondrivehavebeenoptimized.Theloadingcapacityhasbeenincreasedobviouslyandtheservicel
4、ifehasbeenimprovedthroughconcreteexample.Keywords:rackandopinion;steeringgear;parameteroptimization0引言齿轮齿条机构具有结构简单,传动效率高等优点,广泛应用于矿山机械、工程机械和汽车制造等行业。但在起步或低速工况下操作时,该机构负荷较大,容易造成机构的损坏。国内外对提高齿轮强度图1齿轮齿条转向器进行了深入的研究,但结合齿轮齿条的结构和使用1调节螺钉2弹簧3夹持器4转向拉杆5支承座特点的研究成果并不多
5、见。本文依据齿轮齿条传动2齿轮齿条原始廓形参数和相对位置的要求,通过选择几何约束条件(切制、干涉),对传按齿轮啮合理论相应的关系式,得到齿轮与母动机构的参数进行优化求解,增大齿轮齿条传动机齿条的啮合方程为构的重叠系数,以提高其承载能力,延长其使用寿+0=90+s1+命。式中形成渐开线廓形的转角(见图2);1参数优化原理0形成线原始初位置角;汽车齿轮齿条转向器示意图如图1所示,在确s1渐开线廓形与初始圆柱交点处压力角,定轴间距变化范围后,用螺钉调节弹簧的预紧力,改r0变夹持器的垂直位移
6、,使齿轮和齿条间无间隙。许s1=arccos;r多传动参数如齿数z、模数m、齿轮和齿条斜角r0基圆半径;和k、原始齿廓参数,大多影响齿轮齿条的强度和运r齿轮节圆半径;动关系。通过对以上参数进行优化,可以增大重叠齿轮转角。系数,提高齿轮的强度。齿轮廓形、齿轮和齿条斜在转向器齿轮箱上,齿轮廓形中母齿条原始廓角、轴间距的变动和齿条转角y均会影响重叠系**形(1、hl1、ha1),在与齿条啮合中有另一原始廓形数,增加齿条斜角会增大重叠系数,但也会导致齿间**(2、hl2、ha2)。应当满足:
7、在公称轴间距时,齿条没滑动增加,使润滑条件恶化,磨损增大,而且啮合中有周向转动(y=0),齿轮和齿条线性接触。条件1力分量Fx增大,导致齿条转动,使齿条倾斜,甚至是在轴xp和xk坐标系共平面时得到满足,如图3在转向器的齿轮箱内卡住。因此,加大齿轮齿条斜所示。齿表面垂线单位矢在所有接触线点均衡,由角不可取。可以通过对齿轮廓形参数的优化,以增此得出大重叠系数,改善齿轮齿条的强度和运动关系。36第28卷第12期齿轮齿条传动机构参数的优化研究张松青,等Vol28No12sin0式中a
8、齿轮顶圆处渐开线廓形压力角。2=arcsin+cos2在切制齿轮时,母齿条原始廓形和它的位置应cos0cos当满足下列要求:没有过分切割齿轮轮齿,轮齿不变s2=arccoscos2cos2+sin0sin尖。在齿轮与齿条啮合时应当避免:齿条顶和齿轮式中2齿条斜角;齿根干
