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1、第四章 齒輪設(shè)計(jì) 4.1　齒輪參數(shù)的選擇[8] 齒輪模數(shù)值取值為m=10，主動(dòng)齒輪齒數(shù)為z=6，壓力角取α=20，齒輪螺旋角為β=，齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到的值來確定。齒輪的轉(zhuǎn)速為n=10r/min，齒輪傳動(dòng)力矩２221Ｎ，轉(zhuǎn)向器每天工作８小時(shí)，使用期限不低于５年． 主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火，而齒條常采用45號(hào)鋼或41Cr4制造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度均應(yīng)在56HRC以上。為減輕質(zhì)量，殼體用鋁合金壓鑄。 4.2　齒輪幾何尺寸確定[2] 齒頂高 ha =,ha=17 齒根高 hf ,hf=5.5 齒高

2、 h = ha+ hf =17+5.5=22.5 分度圓直徑 d =mz/cosβ= d=61.348 齒頂圓直徑 da =d+2ha =61.348+217=95.348 齒根圓直徑 df =d-2hf =61.348-211基圓直徑　　　　 db=57.648 法向齒厚為　　　　 　　　　　　　　　　4=18.372 端面齒厚為　　　　 　　　　　　　　　　4=21.1 分度圓直徑與齒條運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系 d=60000v/πn10.001m/s 齒距 p=πm=3.1410=31.4 齒輪中心到齒條基準(zhǔn)線距離

3、 H=d/2+xm=37.674（） 4.3　齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算[11] 4.3.1齒輪精度等級(jí)、材料及參數(shù)的選擇 （1） 由于轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)速低，是一般的機(jī)械，故選擇8級(jí)精度。 （2） 齒輪模數(shù)值取值為m=10，主動(dòng)齒輪齒數(shù)為z=6，壓力角取α=20. （3） 主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5或15CrNi6材料制造并經(jīng)滲碳淬火，硬度在56-62HRC之間，取值60HRC. （4） 齒輪螺旋角初選為β= ，變位系數(shù)x=0.7 4.3.2齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 （1）試取K= （2）斜齒輪的轉(zhuǎn)矩 T=２221Nm （3）取齒寬系數(shù) （

4、4）齒輪齒數(shù) （5）復(fù)合齒形系數(shù) = （6）許用彎曲應(yīng)力 =0.7=0.7920=644N/ 為齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值。 ≧9.9 試取=10mm (7) 圓周速度 d=61.348mm b= d=0.861.348=49.0784 取b=49mm v=0.032m/s (8)計(jì)算載荷系數(shù) 1） 查表得 使用系數(shù)=1 2） 根據(jù)v=0.032m/s ,和8級(jí)精度，查表得 3） 查表得　　齒向載荷分布系數(shù) 4） 查表得　　齒間載荷分布系數(shù) 　　　　　　　 5） 修正

5、值計(jì)算模數(shù)＝9.215故前取10mm不變． 4.3.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 校核公式為　 （１） 許用接觸應(yīng)力 　 查表得 由圖得 安全系數(shù)　 （２） 查表得　彈性系數(shù)?。? （３） 查表得　區(qū)域系數(shù)?。? （４） 重合度系數(shù)　?。? （５） 螺旋角系數(shù)　?。? Map1650MPa 　由以上計(jì)算可知齒輪滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，即以上設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。 第五章 齒條的設(shè)計(jì) 5.1齒條的設(shè)計(jì)[6] 根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點(diǎn): (1) 齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與其節(jié)圓相重合,而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝時(shí)才與其節(jié)圓相重合. (2) 齒輪與齒條的

6、嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角. 因此,齒條模數(shù)m=10,壓力角 齒條斷面形狀選取圓形 選取齒數(shù)z＝28，螺旋角 端面模數(shù)　　　 10.1012 端面壓力角　　 法面齒距　　　π 31.4 端面齒距　　　 =31.716 齒頂高系數(shù)　　　 法面頂隙系數(shù)　　 齒頂高　　　　　 17.85 齒根高　　　　　　5.5 齒高 　 h = ha+ hf =23.35 法面齒厚　　　　18.372 端面齒厚　　21.1 第六章　齒輪軸的設(shè)計(jì)[4] 由于齒輪的基圓直徑57.65，數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對(duì)軸和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此

7、，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸．由于主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火，因此軸的材料也選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火． 查表得：20MnCr5材料的硬度為６０ＨＲＣ，抗拉強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限，轉(zhuǎn)速n=10r/min 根據(jù)公式[5] 忽略磨損，根據(jù)能量守衡，作用在齒輪齒條上的阻力矩為，作用在齒輪上的軸向力為， 作用在齒輪上的切向力為 彎曲疲勞強(qiáng)度校核 ＝Ｆ／＝/3.14MPa< 剪切疲勞強(qiáng)度校核 =F/=/3.14＜３００ＭＰa 抗拉強(qiáng)度校核 滿載時(shí)的阻力矩為 齒輪軸的最小直徑為d=８mm，在此截面上的軸向抗拉強(qiáng)度為 ＝Ｆ／=1/3.1414=MPa<1100Mpa 本設(shè)計(jì)選擇齒輪軸直徑 D=20