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1、第四章 齒輪設(shè)計
4.1 齒輪參數(shù)的選擇[8]
齒輪模數(shù)值取值為m=10，主動齒輪齒數(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)向輪達到的值來確定。齒輪的轉(zhuǎn)速為n=10r/min，齒輪傳動力矩２221Ｎ，轉(zhuǎn)向器每天工作８小時，使用期限不低于５年．
主動小齒輪選用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動速度的關(guān)系 d=60000v/πn10.001m/s
齒距 p=πm=3.1410=31.4
齒輪中心到齒條基準線距離
3、 H=d/2+xm=37.674（）
4.3 齒根彎曲疲勞強度計算[11]
4.3.1齒輪精度等級、材料及參數(shù)的選擇
（1） 由于轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)速低，是一般的機械，故選擇8級精度。
（2） 齒輪模數(shù)值取值為m=10，主動齒輪齒數(shù)為z=6，壓力角取α=20.
（3） 主動小齒輪選用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齒輪的齒根彎曲強度設(shè)計。
（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、值計算模數(shù)＝9.215故前取10mm不變．
4.3.3齒面接觸疲勞強度校核
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
由以上計算可知齒輪滿足齒面接觸疲勞強度，即以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。
第五章 齒條的設(shè)計
5.1齒條的設(shè)計[6]
根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點:
(1) 齒輪的分度圓永遠與其節(jié)圓相重合,而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準齒輪正確安裝時才與其節(jié)圓相重合.
(2) 齒輪與齒條的
6、嚙合角永遠等于壓力角.
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[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軸和齒輪的強度大大降低，因此
7、，將其設(shè)計為齒輪軸．由于主動小齒輪選用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
彎曲疲勞強度校核
＝Ｆ／＝/3.14MPa<
剪切疲勞強度校核
=F/=/3.14＜３００ＭＰa
抗拉強度校核
滿載時的阻力矩為
齒輪軸的最小直徑為d=８mm，在此截面上的軸向抗拉強度為
＝Ｆ／=1/3.1414=MPa<1100Mpa
本設(shè)計選擇齒輪軸直徑 D=20
齒輪齒條設(shè)計
