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 =HlimnHNZSA接触疲劳极限 查机械设计 图 6-4 700N/lim lim1H2接触强度寿命系数 应力循环次数 N =550N/NZ li2N=60njL = N=5.76h6081(034)910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 NZ=1N接触最小安全系数 =1 limHS limHS=700
2、=700N/mm 1H/12=550N/ mm 250 2H许用弯曲应力 由式 FlimnFNXYS弯曲疲劳极限 查图 6-7 =540N/mm , limli1F22lim40/FN弯曲强度寿命 查图 6-8 =1NY 12Y弯曲强度尺寸系数 查图 6-9（设模数 m 小于 5） =1X X弯曲强度最小安全系数 =1.4minFS minFS则 = =450 N/mm1F540/1. 12= =300 N/mm2 2F2）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7/tms公差等级组 7 级锥齿轮分度圆直径 d 32212(1)()d EHd
3、mKTZuu齿宽系数 查表 6.14 =0.3dm dm小齿轮齿数 =13 =131z 1z那么 大齿轮齿数 =18.2 圆整 1821zi 2齿数传动比 u=1.385 u=1.385传动比误差为 /uA/(.41385)/.017.5u倒档器输入轴扭矩 1T=10050 =10050N mm 1950/PnNmA1T载荷系数 K= AVK使用系数 查表 6.3 =1.1A AK动载系数 由推荐值 1.05-1.4 =1.2V V齿向载荷分布系数 由推荐值 1.0-1.2 =1.1K 载荷系数 K K=1.452 1.2.AVK材料弹性系数 查 6.4 =189.8EZEZ2/Nm节点区域系
4、数 查图 6-3 =2.5H HZ计算得 d1 44.74 mm d1 44.74mm 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=3.5 13 d1=45.5mm大齿轮大端分度圆直径 d2=mz2=3.5 18 d2=63mm齿轮平均分度圆直径 d = m2/(1)dmud =45.5/(1+ ) d =38.7mm1m20.31851md =63/(1+ ) d =53.59mm22.3 2圆周速度 3.14 16.2m/s1m1/60dn 1m3.14 18.84m/s 22 2齿宽 b b1= d =11.61mm 圆整 b1=12mmm
5、1b2= d =16.007mm 圆整 b2=16mm23)齿根弯曲疲劳强度校核计算由式 21()dmFFaSFKTYbu当量齿数 =16.04vz21 1/cos306.04uzA1vz=30.75 30.7521 2齿形系数 应力修正系数 查表 6.5 =3.21， FaYSaY1FaY.91Fa=1.46， =1.5S2S3计算弯曲疲劳强度 197.17 所以齿根弯曲强度满足1FH4）齿轮其他主要尺寸计算分度锥角 = = =0.8107 =35.831cos2u2.38511锥距 R=55.1mm/.Rd齿顶高 3ahm齿根高 ().6fc齿顶圆直径 2os824aadm齿根圆直径 2c
6、os7.9ffdhm齿顶角 artn(/)31aR齿根角 c.ff4）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 ；NdDB62045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：mTPzhld式中，T 为工作转矩，T=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，m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+
7、d) ,计算得 22mm；l 为工作长度 40mm； P许用挤压应力，N/mm ,查看机械设计书表 3.4 为 10-20:p= =2.93 ；26180.34P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=31mm1.85Pkw1750/minnr模数 m=3 压力角 201）计算作用在轴上的力转矩 T1=6180 NmA齿轮分度圆直径 d=78mm圆周力 12/680/726tFTdN径向力 ancos451rt轴向力 rN2）初步估算轴的直径选用 45 号钢作为轴的材料，调质处理 轴材料：45 号钢由式 82 计算轴的最小直径并加大 3以考虑键槽的
8、影响3PdAn查表 8.6 取 A110则 =26mm 3min4.85107d mind3）轴的结构设计（1）确定轴的结构方案轴承靠轴肩定位，左端轴承靠套筒与端盖定位。两轴承之间靠套筒定位，因为是齿轮轴，无须定位齿轮，轴承选用角接触球轴承（2）确定轴各段直径和长度段 根据 圆整，选择连轴器 YL4 型，连轴器毂孔长 62mm，该 1 mind段应比连轴器短 14mm 取 d1=28mm =60mm1l段 为使连轴器定位，轴肩高度 ，孔倒角 C 取 2 (23)hcm3mm, 且符合标准密封内径，取端盖宽度 15mm，转向器齿轮轴两1dh轴承接在同一个轴肩上，中间用套筒固定，轴承选用角接触球轴
9、承 型号为7001AC =120mm =35mm3562148.5DBa217lB2l2d段 为了卡住轴承 d= d2+2h 轴肩 h 取 5mm =45mm 3 33l10mm段 本身这跟齿轮轴就是齿轮与轴连在一起，这段是齿轮 宽 4=42mm4l4）轴的强度校核齿轮采用的是直齿，因此轴主要承受扭矩，其工作能力按扭转强度条件计算。扭转强度条件为：639.510.2T TPWdn2/Nmmm3PdAn式中， 轴的扭转切应力， ；T2/N轴所受的扭矩， ；mA轴的抗扭截面模量， ；TW3轴的转速， ；n/inr轴所传递的功率，Kw;P轴的许用扭转切应力， ，见表 8.6；T 2/Nm取决于轴材料
10、的许用扭转切应力 的系数，其值可查表 8.6.AT663 309.5109.51.2.2875TPWdn228.7/4/TNmNm5）精确校核轴的疲劳强度（1）选择危险截面在第一段轴与第二段轴之间有应力集中源，第一段轴上有键，其应力较大，应力集中严重，选其接近第二段轴处截面为危险截面。（2）计算危险截面上工作应力轴主要承受扭矩，其扭矩 6180TNmA其抗弯截面系数：=1030mm 3232()84.(.3)dbtW3抗扭截面系数：=2928.08mm .3232()8164.(8.3)16Tdbt3截面上的扭剪应力： =2.11/0/9.TW2/Nm扭切应力： =1.0552am2Nm（3）
11、确定轴材料机械性能查表 8.2，弯曲疲劳极限 ，剪切疲劳极限2175 215/Nm碳钢材料特性系数： ，0.（4）确定综合影响系数 ,K轴肩圆角处有效应力集中系数 ， ，根据 ，由k/1.6/280.57rd表 8.9 插值计算得 ，1.86k.30配合处综合影响系数 ， ，根据 ， ，配合 ，由表 8.11Kdb/Hr插值计算得 , 3.4.2.4键槽处有效应力集中系数 ， ，根据 ，由表 8.10 插值计算得 kb，1.80k.61k尺寸系数 ， ，根据 ，由表 8-12 查得， ， 。d0.81.75表面状况系数 ，根据 ，表面加工方法查图 8-2 得b0.84轴肩处的综合影响系数 ，
12、为：K1.802.734kKA75键槽处综合影响系数 ， 为：K1.802.64kKA57同一截面上有两个以上应力集中源，取其中较大的综合影响系数来计算安全系数，故按配合处系数 ， 。K（5）计算安全系数由表 8.13 取许用安全系数 1.6S由式 8-6= 12753.40.1amSk8.1.6a 372cS5.6）轴的弯矩图和扭矩图（1）求轴承反力水平面H，103RN2103H垂直面V, 1626V(2)求第一个轴承处弯矩水平面H1098HMNmA垂直面V, 1632960VNmA合成弯矩， 1408MNmA2178M扭矩 T6弯扭合成 当量弯矩2212()145608.7caTNmaA弯
13、矩图，扭矩图如下：7）轴上键的设计及校核静联接，按挤压强度条件计算，其计算式为：4PPTdhl式中， 转矩， ；NmA轴径，mm;键的高度，mm;h键的工作长度，mm, A 型键 ；B 型键 ；C 型键l lLblL，其中 为键的长度， 为键的宽度；/2lLbLb许用挤压应力， ，见表 3.2；P2/Nm根据轴径，选用 C 型键，b=15mm,h=10mm,L=18-90mm,取 L=38mm=30.5/23815/lLb4602.3PTdhl按轻微冲击算 21/PNm所以此键符合强度要求（2）输出轴的设计与校核输出转速 ，转矩2750/innr25930TNmA1）计算作用在轴上的力转矩 ，
14、总传动效率取 ，则输出功率 293TNmA 0.97230.7P2）初步估算轴的直径选用 40Cr 作为轴的材料，由式 82 计算轴的最小直径并加大 3以考虑键槽的影响3PdAn查表 8.6 取 A1003329.1058dn3）轴的结构设计（1）确定轴的结构方案行星轮上有一与行星轮固联的圆盘，该圆盘与输出轴相连，从而将转矩传递到输出端。输出轴一端与圆盘相连，另一端通过连轴器输出，轴共分为八段。（2）确定各轴段的直径和长度段 根据 ，并由 和 选择连轴器，选用型号为 ,孔径 1 mind2Tn6HL，轴孔长 。轴的长度应比毂孔长度短 14mm。75dm107l段 第二段轴装轴承端盖，用以使轴承轴向定位以及密封，取其长 2度为 20mm。段 该段轴上装轴承，轴承选用 7216C 型角接触球轴承， 3，80dm26B段 第四段轴在一对轴承之间，上面用套筒保证两个轴承之 4
