汽车主减速器锥齿轮设计计算.docx
- 文档编号:9156909
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:751.43KB
汽车主减速器锥齿轮设计计算.docx
《汽车主减速器锥齿轮设计计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车主减速器锥齿轮设计计算.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
汽车主减速器锥齿轮设计计算
4.2.1主动弧齿锥齿轮组合强度计算
对弧齿锥齿轮进行静力分析计算⑷,具体计算过程如下:
已知几何参数:
法向压力角:
an=20°
中点螺旋角:
Pm=35°
齿数:
z主=20z从=48
齿数比:
u=2.4
大端模数:
me=8.9167伽
齿顶咼:
ha主=10.453mmha从=4.705mm
名称
代号
计算公式
说明
主动齿轮
大端分度
圆直径
d主
d主=meZi=8.9167^20=178.334m
分锥角
S
6主=arctan(z主/z从)=22.61986°
锥距
R
R=d主/2sinS主土178.334/2sin22.61986°=231.8342m
齿宽
b
b=70mm
中点模数
mm
mm=me(1—0.5毋R)=8.9176(1—0.5X0.3)=7.579195m
中点法向
模数
mnm
mnm=mmcosW=7.579195汉cos356.20S5mm
正交(刀=90°)锥齿轮齿根弯曲应力计算公式
FtSKv"Yx
CT=
FbmtJ
名称
符号
计算说明
已知转矩:
丁主=15000Nm
公式
2000x1主
"d主
-2000><15000—1682236702N
5.11-2
作用于大
端分度圆
178.334…
Ft
已知转矩:
T主
=7500Nm
上的切向
20005
Ft=d主
=200X7500“4iii8351N
力
178.334
已知转矩:
T主
=6000Nm
l20005
“d主
-2000><6000一6728948808N
178.334
使用系数
Ka
Ka=1
查表
5.9-1
动载系数
Kv
P5-119
说明
齿向载荷
分布系数
KFp
心尸1.1
查图
5.11-1
尺寸系数
Yx
YX=0.76
查图
5.11-3
齿宽
b
b=70mm
大端端面
模数
mt
g=8.9167
几何系数
J
」主=0.2991
」从=0.2893
查图
5.11-4
计算的齿
转矩:
丁主=15000Nm时
P5-124
根弯曲应
168223.6702咒仔仔1.仔0.76
=753.3118Mpa
=778.83014Mpa
中
力
aF主_
70汉8.9167汉0.2991
168223.6702"""•仆0.76
式5.11-3
F从70x
8.9167汇0.2893
转矩:
丁主=7500Nm时
84111.8351x1x1x1.1x0.76一
主一—376.6559Mpa
70x8.9167x0.2991
84111.8351O灯疋1.1汉0.76“c一一一crF从==389.4151Mpa
70x8.9167x0.2893
转矩:
丁主=6000Nm时
67289.488081灯灯.仆0.76“一
crF主==301.3248Mpa
70汉8.9167汉0.299167289.48808Sx1x1.1x0.76门一““一
6从——311.5322Mpa
F从70x8.9167x0.2893
齿轮的弯曲许用应
力问
fcrF]
"KWfe
FS
其中:
1.Kn寿命系数(弯曲疲劳寿命系数查图10-18
心=1.15)
2. 为HRC58~64弯曲疲劳极限值用 10-20(d)得,bFE=1050Mpa 3.S疲劳强度安全系数一般取1.25~1.5,因此取 S=1.3 mr11.15勺050 所以,[坊]==928.85MPa 1.3 参考《机械设计第八版》高等教育出版 社,P205 比较计算结果: 取f计算值大者比较 输入1.5"04Nm: 计算弯曲应力778.8Mpa*许用弯曲应力928.8Mpa 弯曲强度满足设计要求 输入7500Nm: 计算弯曲应力389.4MpaV许用弯曲应力928.8Mpa 弯曲强度 满足设计 要求 输入6000Nm: 计算弯曲应力311.5Mpa<许用弯曲应力 928.8Mpa 弯曲强度 满足设计 要求 齿面接触应力计算公式: (J Zp.5FtmaxKAKvK^ZXZR H 刑bd主I VFt 、tmax 弹性系数 Ze 一对钢制齿轮: Ze=189.占N/mm2 见P5-125说 明 转矩: 丁主=15000Nm时 般取 Ftmax=168223.6702N Ft -Fmax—厂t主 主动轮运 转中最大 Ftmax 转矩: 丁主=7500Nm时 切向力 Ftmax=84111.8351 转矩: 丁主=6000Nm时 Ftmax=67289.48808 使用系数 Ka Ka=1 见表5.9-1 锥齿轮动 载系数 Kv Kv=1 见P5-119 说明 齿向载荷 分布系数 KhP KhB=1 查表5.11-1 有效齿宽 b b=70mm 主动轮大 端分度圆 d主 d主=178.334m 直径 尺寸系数 Zx Zx=1 见P5-125 说明 =1764.051929MPa 转矩: T主=6000Nm时 J1.5乂67289.48808勺x1勺乂1 6=189.8、 ,70178.3340.117 =1577.816246MPa 比较计算结果 取接触应力列较大者比较 输入1.5>dO4Nm: 计算接触应力2494.75Mpa>许用接触应力 1897.5Mpa 接触强度不 满足设计要 求 输入7500Nm: 计算接触应力1764.05Mpa<许用接触应力 1897.5Mpa 接触强度满 足设计要求 输入6000Nm: 计算接触应力1577.82Mpa<许用接触应力 1897.5Mpa 接触强度满 足设计要求 主动弧齿锥齿轮组合在不同输入扭矩下的数据对比 计算结果 齿根弯曲应力(Mpa) 齿面接触应力(Mpa) 输入扭矩/Nm〜 主动弧齿 从动弧齿 4 1.5心0 6主=753.3118 从=778.8301 叭=2494.7462 7500 aF主=376.6559 cff从=389.4151 oH=1764.0519 6000 Of主=301.3248 of从=311.5322 oh=1577.8162 422直齿锥齿轮组合强度计算 对直齿锥齿轮进行静力分析计算⑷,具体计算过程如下: 已知几何参数: 法向压力角: 5=27.5。 齿数: 召亍=9乙半=14 大端模数: me=9.616mm 说明: 因为行星齿轮在差速器的工作中经常起等臂推力杆的作用,只有左、右启动车轮有转速差速时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对滚动。 差速器齿轮主要进行弯曲强度计算,而对于疲劳寿命则不予考虑。 名称 代号 计算 说明 大端分度圆直 径 de行 =mez〒=9.616^9=86.544m 分锥角 6行 Z亍9o §行=arctan—=arctan——=32.7352行z半14 外锥距 Re Re=de行/2sin5行=80.0211mm 齿宽 b b=24.0063m 中点分度圆直 径 dm行 =de行(1-0.5也)=73.5624m 输入转矩 Temax 4 Temax二1*5"0Nm Temax=7500Nm Temax=6000Nm 传动比 iTL h=2.4 超载系数 Ko 对于一般载货汽车、矿用汽车取K°=1 汽车差速器齿轮的弯曲应力为: .2X03TK°KsKm 口w—2 KvFz2m2J 计算转矩 Tj 4 输入转矩为1.^10Nm时: Tje—Temax”TLK0'"t/n 4 =1.5x10x2.4"x0.9/1=32400Nm 此处的n为驱动桥的数目,n=1,nT为传动部分的效 率取0.9 输入转矩为7500Nm时: Tje=Temax“TL'K0“T/n =7500汉2.4汉仆0.9/1=16200Nm 输入转矩为6000Nm时: Tje—Temax"tLK0'"t/n =6000工2.4"疋0.9/1二12960Nm 差速器个行星齿轮给予一个半 T 4 输入转矩为1.5汉10Nm, n是差速器行星齿轮 轴齿轮的转矩 j0.6 T—4860Nm 数目,n=4 n 输入转矩为7500Nm, j0.6 T一一2430Nm n 输入转矩为6000Nm, Tjx0.6 T——1944Nm 115111N111 n 端面模数 和齿轮尺寸及热处理等有关 尺寸系数 Ks 44 m兰1.6时 用此公式 Ks=』254=J25.4=咖4 载荷分布系数 Km 心"15 质量系数 Kv 对于汽车驱动桥齿轮, 及径向跳动精度高时, 当轮齿接触良好、周节 可取KV=1 计算齿轮的齿面 宽 F F=29mm 计算弯曲应力用 的综合系数 J J行=0.226」半=0.216 由齿轮手 册查得 4 输入转矩为1.5江10Nm, 一2I03TK°KsKm W行—KVFz半m2J行 =1033.437Mpa -2"03TK°KsKm =1081.281Mpa 汽车差速器齿轮 CJw W半一KVFz半m2J半 的弯曲应力 W 输入转矩为7500Nm, 2"03TK°KsKm W行—KVFz半m2J行 =516.719Mpa -2"03TK°KsKm W半一“匚2. KVFz半mJ半 =540.641Mpa 输入转矩为6000Nm, 2"O3TK0KsKm 叫行一'匚°2: m—413.375MpaKvFz半mJ行 宀2灯03%©心423513Mpa ◎w半-L2.-423・513Mpa KVFz半mJ半 齿轮的弯曲许用 应力 [砰] ]|=Kg S 1.Kn寿命系数(弯曲疲劳寿命系数查图10-18 Kn=1.15) 2.<Tfe轮齿的疲劳极限,弯曲疲劳极限值用 ▽fe代入,图纸上给的齿轮表面硬度为 HRC58~64查图10-20(d)得,▽FE=1050Mpa 3.S疲劳强度安全系数一般取1.25~1.5因 此取S=1.3 mri1.15X050 所以,&匸=928.85MPa 1.3 参考《机械设计第八版》高等教育出版社, P205 比较计算结果 取计算的弯曲应力弘最大值比较 输入转矩为1.5 4X10Nm, 计算弯曲应力1081.28Mpa>许用弯曲应力928.85Mpa 弯曲强度 不合格 输入转矩为 7500Nm, 计算弯曲应力540.64Mpa<许用弯曲应力 928.85Mpa 弯曲强度 合格 输入转矩为 6000Nm, 计算弯曲应力423.51Mpa<许用弯曲应力 928.85Mpa 弯曲强度 合格 直齿锥齿轮组合在不同输入扭矩下的数据对比 计一算结果 输入扭矩/Nm 齿根弯曲应力(Mpa) 行星齿轮 半轴齿轮 1.5M04 1033.437 1081.281 7500 516.719 540.641 6000 413.375 423.513 'Knlim亠HS 其中: 1.Kn寿命系数(弯曲疲劳寿命系数查图10-18 Kn=1.15) 2.Gm轮齿的疲劳极限,接触疲劳极限值用匚Hlim代入,图纸上给的齿轮表面硬度为HRC58~64查 图10-21(e)得,二Hm=1650Mpa 3.S疲劳强度安全系数对接触疲劳强度计算,一般去S=Sh=1 1.151650 所以,1897.5MPa
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车 减速器 齿轮 设计 计算