齿轮和轴的计算过程.doc
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1、倒档器锥齿轮计算因为转向器没有设置传动比 我选用两个材料和尺寸大小一样的锥齿轮1)选择齿轮材料,确定许用应力由机械设计书表6.2选 两齿轮材料为: 小齿轮40Cr 调质 HBS1=260 HBS大齿轮 45 正火 HBS2=210 HBS 许用接触应力 由= 接触疲劳极限查机械设计 图6-4 700N/接触强度寿命系数 应力循环次数N =550N/ N=60njL= N=5.76 查图机械设计6-5(如没有特殊说明图表都来源于机械设计书)得 =1接触最小安全系数 =1 =700 =700N/mm =550N/ mm 许用弯曲应力 由式 弯曲疲劳极限 查图6-7 =540N/mm, 弯曲强度寿命
2、 查图6-8 =1弯曲强度尺寸系数 查图6-9(设模数m小于5) =1弯曲强度最小安全系数 =1.4则= =450 N/mm = =300 N/mm2)齿面解除疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级,估取圆周速度,参考表6-7 、6-8选取公差等级组7级 锥齿轮分度圆直径d 齿宽系数 查表6.14 =0.3 小齿轮齿数=13 =13那么 大齿轮齿数=18.2圆整 18 齿数传动比u=1.385 u=1.385 传动比误差为 倒档器输入轴扭矩 =10050 =10050N mm 载荷系数K= 使用系数 查表6.3 =1.1动载系数 由推荐值 1.05-1.4 =1.2齿向载荷分布系数 由推荐值1
3、.0-1.2 =1.1载荷系数 K K=1.452 材料弹性系数 查6.4 =189.8 节点区域系数 查图6-3 =2.5计算得d144.74 mm d144.74mm 齿轮模数m m=d1/z1=3.44 圆整 m=3.5 小齿轮大端分度圆直径 d1=mz1=3.513 d1=45.5mm 大齿轮大端分度圆直径 d2=mz2=3.518 d2=63mm 齿轮平均分度圆直径d= d=45.5/(1+ ) d=38.7mm d=63/(1+) d=53.59mm 圆周速度3.14 16.2m/s 3.14 18.84m/s 齿宽b b1=d=11.61mm 圆整 b1=12mm b2=d=16
4、.007mm 圆整 b2=16mm3)齿根弯曲疲劳强度校核计算由式当量齿数 =16.04 =30.75 30.75齿形系数 应力修正系数查表6.5 =3.21, =1.46,=1.53计算弯曲疲劳强度197.17 所以齿根弯曲强度满足4)齿轮其他主要尺寸计算 分度锥角=0.8107 =35.83 锥距 R=55.1mm 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶角 齿根角 4)结构设计及绘制齿轮零件图 花键连接强度计算花键轴的内径为20mm,轴与发动机轴用凸缘联轴器连接;选取花键规格为; 因为花键是连接发动机输出轴和转向器轴,因此,他们是动连接。动连接强度计算条件为: 式中,T为工作转矩,T
5、=6180N.mm;为各齿间载荷分配不均匀系数,一般取=0.7-0.8,我们取0.8:;z为花键齿数,取z=6;h为花键齿面的工作高度,对矩形花键h=0.5(D-d)-2c,其中d和D为花键轴的内径和外径,c为齿顶的倒圆半径。计算h=3;d=0.5(D+d) ,计算得22mm;l为工作长度40mm;许用挤压应力,N/mm,查看机械设计书表3.4为10-20:p=2.93;发动机和转向器连接的联轴器选型(1)转向器输入轴的设计与校核输入功率 转速 齿宽B=31mm模数 m=3 压力角1) 计算作用在轴上的力 转矩 T1=6180 齿轮分度圆直径 d=78mm 圆周力 径向力 轴向力 2)初步估算
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