工科类齿轮齿条的设计与校核

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1、第四童齿轮设计4.1齿轮参数的选择闾齿轮模数值取值为m=10,主动齿轮齿数为z=6,压力角取a=20。,齿轮螺旋角为卩=12°,齿条齿数应根据转向轮达到的值来确定。齿轮的转速为n=10rmin,齿轮传动力矩2221N•叫转向器每天工作8小时，使用期限不低于5年.主动小齿轮选用20NInCr5材料制造并经渗碳淬火，而齿条常采用45号钢或41Cr4制造并经高频淬火，表面硬度均应在56HRC以上。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。号+2艮tan%£+2心5卜54.2齿轮几何尺寸确定⑵齿顶咼ha=叫«+艮)=25x(1+07)=4

2、2如税如=17齿根咼就=%0二+亡：)=2.5x(14-0.25-0.7)=1.37%秫:hf齿咼h=ha-hf=17+5.5=22.5分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直25洱=15一33加也d=mzcosp=/cosl厶d=61.348da=d+2ha=61.348+2X17=95.348径df=d-2hf=61.348-2X11基圆直径—dcos

3、2.5253-•=5.275wnx4=21.1分度圆直径与齿条运动速度的关系d=6000（h-Itnl1T=0.00Im's齿距p=TTm=3.14X10=31.4齿轮中心到齿条基准线距离H=d2-xm=37.674（°-7）4.3齿根弯曲疲劳强度计算M431齿轮精度等级、材料及参数的选择（1）由于转向器齿轮转速低，是一般的机械，故选择8纟及精度。（2）齿轮模数值取值为m=10,主动齿轮齿数为z=6,压力角取a=20。.<3）主动小齿轮选用20MnCr5或15CrNi6材料制造并经渗碳淬火,硬度在56-62HRC之间，

4、取值60HRC.（4）齿轮螺旅角初选为卩=12°,变位系数x=0.74.3.2齿轮的齿根弯曲强度设计。(1)试取K=L3（2）斜齿轮的转矩T=2221N•m取齿宽系数0祝=0.8<4）齿轮齿数勺=6（5）复合齿形系数血=3.32（6）许用弯曲应力<^27=0.7x◎応=0.7X920=644?；/加”%为齿轮材料的弯曲疲劳强度的基本值。叫全9・9试取m?l=10mm(7)圆周速度d=61.348nmi取b=49mmv=0.032m;sb=0祝d=0.8X6L348=49.0784心仙==?tx15.337x10_0^0

5、0gm/560x100060x1000（8）计算载荷系数1）查表得使用系数《人=12）根据v=0.032m's，和8纟及精度,查表得Ky=043）查表得齿向载荷分布系数K&=1154）查表得齿间载荷分布系数Kh=kf=^K=KaKvKhK/3=1x0.4x1.1x1.15=0.7595）修正瓦值计算模数叫=9215故前取10mm不变.433齿面接触疲劳强度校核校核公式为2KT况+1（1）许用接触应力0冃］查表得=165OMPa由图7_18得=1[3Hi]=0HhmZyl=165(MPaSr(2)查表得弹性系数ZE=18

6、0MPa/2.(3)查表得区域系数ZH=2.44■IZ—丨1•(4)重合度系数J=UaV1.2055(5)螺旋角系数6_(cos0=x/cos120.91=0.989G=180x2.44x0.91x0.989xJ^°-759^50%±Z±I=‘12x161650…4-71513Map<[<7H]=MPa由以上计算可知齿轮满足齿面接触疲劳强度，即以上设计满足设计要求。第五童齿条的设计5.1齿条的设计⑹根据齿轮齿条的啮合特点：(1)齿轮的分度圆永远与其节圆相重合:而齿条的中线只有当标准齿轮正确安装时才与其节圆相重合一(2)

7、齿轮与齿条的啮合角永远等于压力角.因此，齿条模数时10：压力角a=20=齿条断面形状选取圆形选取齿数z=28,螺旋角0=8°端面模数端面压力角法面齿距匹=th,/cosyg=2.5/cos8°=2.5253nm1Q1?at=tana/cos0=tan20°/co8s=0.367端面齿距=3.14x2.5253=7.92^n切兀齿顶咼系数h：n=1法面顶隙系数Q=0.25齿顶咼ha=叫(瞌+Z.)=3x(l+0-7)=4.2刘"1785齿根咼齿高法hf=%3：+c：—zJ=Z5x(l+0-25—07)=1.37知加h=h

8、a-hf=23.35面sn=

9、y+2/ntana加71(2^+2x0.7x0.364x2.5=4.593zzw'丿18.372=y+2^tanafjn?x0.367书+2x5.5x2.5253=5.27%加21.1Pn=盯mn=3.14x2.5=7.S5mm3】4第六童齿轮轴的设计国由于齿轮的基圆直径db=51.65,数值较小，若