車輛工程畢業(yè)設計說明書(編輯修改稿)
2025-07-26 18:04 本頁面
【文章內容簡介】 時應驗算齒輪的抗彎強度和接觸強度 。正確嚙合條件：；；根據設計的要求。 齒輪齒條的主要參數名稱齒輪齒條齒數Z728模數Mn壓力角螺旋角β1= β2=變位系數Xn0方向盤轉動圈數： =16*（+）/360= （49） 取齒寬系數 （410）齒條寬度圓整取。則取齒輪齒寬根據轉向器本身結構特點以及中心距的要求，應合理選取齒輪軸的變位系數。對于齒輪齒條轉向器中齒輪齒條結構特點，齒輪一般都采用斜齒輪，對于變位齒輪，為了避免齒頂過薄，而又能滿足齒輪嚙合的要求，一般齒輪的齒頂高系數取偏小值。據此，初步選定齒輪和齒條齒頂高系數；頂隙系數；齒輪的變位系數。 齒輪齒條基本參數名稱符號公式齒輪齒條齒數728分度圓直徑—變位系數——齒頂高齒根高齒頂圓直徑—齒根圓直徑—齒輪中圓直徑—螺旋角—12176。（右旋）12176。齒寬3222 轉向器材料及其他零件選擇 齒輪齒條材料選擇小齒輪：齒輪通常選用國內常用、性能優(yōu)良的20CrMnTi合金鋼，熱處理采用表面滲碳淬火工藝，齒面硬度為HRC58～63。而齒條選用與20CrMnTi具有較好匹配性的40Cr作為嚙合副，齒條熱處理采用高頻淬火工藝，表面硬度HRC50～56。軸承1：角接觸球軸承7004C (GB/T2921994) 軸承2：滾針軸承 NA001C (GB/T2921994) 轉向器的潤滑方式和密封類型的選擇轉向器的潤滑方式：人工定期潤滑潤滑脂：石墨鈣基潤滑脂（ZBE3600288）中的ZGS潤滑脂。密封件： 旋轉軸唇形密封圈 FB 16 30 GB 13871—1992 小齒輪的強度計算計算斜齒圓柱齒輪傳動的接觸應力時，推導計算公式的出發(fā)點和直齒圓柱齒輪相似，但要考慮其以下特點：嚙合的接觸線是傾斜的，有利于提高接觸強度；重合度大，傳動平穩(wěn)。為了便于分析計算，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷進行計算。沿齒面接觸線單位長度上的平均載荷P（單位為N/mm）為P = （411）式中Fn ——作用在齒面接觸線上的法向載荷；L ——沿齒面的接觸線長，單位mm。法向載荷Fn 為公稱載荷，在實際傳動中，由于齒輪的制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會使法面載荷增大。此外，在同時嚙合的齒對間，載荷的分配不是均勻的，即使在一對齒上，載荷也不可能沿接觸線均勻分布。因此在計算載荷的強度時，應按接觸線單位長度上的最大載荷，即計算Pca （單位N/mm）進行計算。即Pca=KP=K （412）式中K——載荷系數。載荷系數K包括：使用系數，動載系數，齒間載荷分配系數及齒向載荷分布數，即 K= （413）使用系數是考慮齒輪嚙合時外部裝置引起的附加動載荷影響的系數，=；動載系數，齒輪傳動制造和裝配誤差是不可避免的，齒輪受載后還要發(fā)生彈性變形，因此引入了動載系數，=，齒間載荷系數，齒輪的制造精度7級精度， =。 齒向荷分配系數，齒寬系數為 φd = = 22/ = （414） = 所以載荷系數 K== =斜齒輪傳動的端面重合度 = bsin= （415）在斜齒輪傳動中齒輪的單位長度受力和接觸長度為： Pca = KP =K 因為 （416）又=2T/d=2*(417) 且 Fn = (418) 所以 =可以認為一對斜齒圓柱齒輪嚙合相當于它們的當量直齒輪嚙合，利用赫茲公式，代入當量直齒輪的有關參數后，得到斜齒圓柱齒輪的齒面接觸疲勞強度校核公式[5] ： () = 式中：Z －彈性系數 ()主動小齒輪選用材料20CrMnTi合金鋼制造，根據材料選取， E，E都為合金鋼 ， MPa－節(jié)點區(qū)域系數 （）可根據螺旋角查得，Z = 。齒輪與齒條的傳動比 u , u趨近于無窮 （）所以 = MPa小齒輪接觸疲勞強度極限 = 1000 MPa，應力循環(huán)次數N = 210，所以 = 。取失效概率為1%，安全系數S = 1，可得計算接觸疲勞許用應力 = = 1100MPa （） 式中K ——接觸疲勞壽命系數由此可得 所以，齒輪所選的參數滿足齒輪設計的齒面接觸疲勞強度要求。 齒輪齒根彎曲疲勞強度計算齒輪受載時，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強度最弱。當齒輪在齒頂處嚙合時，處于雙對齒嚙合區(qū)，此時彎矩的力臂最大，但力并不是最大，因此彎矩不是最大。根據分析，齒根所受的最大彎矩發(fā)生在輪齒嚙合點位于單對齒嚙合最高點時。因此，齒根彎曲強度也應按載荷作用于單對齒嚙合區(qū)最高點來計算[10]。斜齒輪嚙合過程中，接觸線和危險截面位置在不斷的變化，要精確計算其齒根應力是很難的，只能近似的按法面上的當量直齒圓柱齒輪來計算其齒根應力。將當量齒輪的有關參數代入直齒圓柱齒輪的彎曲強度計算公式，考慮螺旋角使接觸線傾斜對彎曲強度有利的影響而引入螺旋角系數，可得到斜齒圓柱齒輪的彎曲疲勞強度計算校核公式[5]： （）齒間載荷分配系數= ；齒向載荷分配系數 = ；載荷系數K= = =；齒形系數 ；校正系數 = ；螺旋角系數，查得[5]。 校核齒根彎曲強度σ= ()求得 σ= ****彎曲強度最小安全系數，=；彎曲疲勞許用應力為 ()——彎曲疲勞壽命系數，= 。 可得， = 。所以 σ 。因此，本次設計及滿足了小齒輪的齒面接觸疲勞強度又滿足了小齒輪的彎曲疲勞強度，符合設計要求。綜上所述，齒輪設計滿足設計的強度要求。 轉向傳動機構的設計計算與校核齒輪齒條轉向器的布置形式有一下幾種，考慮到本次設計
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