某汽车主传动器采用的是螺旋圆锥齿轮和斜齿轮圆柱齿轮两级传动。主传动比i0=7.63;螺旋圆锥齿轮副的大端模数ms=9,Z1=11,Z2=25,压力角α=20°,螺旋角βm=35°。齿顶高系数 f=0.85,齿高修正系数ζ=0.32,径向间隙系数 C=0.188。发动机最大扭矩:Temax=31kgf·m,变速器一档传动比:ig1=6.24 ,齿轮材料: 20Mn2 TiB 。计算: 1. 螺旋锥齿轮副的尺寸; 2. 强度计算(弯曲应力和接触应力)。
请根据材料计算
【正确答案】:
(1) 螺旋锥齿轮副几何的尺寸计算
①节圆直径
②齿面宽:
③齿工作高
④齿全高
⑤节锥角
⑥节锥距
⑦周节
⑧齿顶高
⑨齿根高
⑽径向间隙
⑾齿根角
⑿根锥角
⒂外圆直径
⒃理论齿弧厚
⒄齿侧间隙
⒅节锥顶点至齿轮外缘距离
(2)螺旋锥齿轮强度计算(弯曲应力和接触应力)
①按发动机最大转矩估算单位齿长上的圆周力
②轮齿弯曲强度的计算
式中,—齿轮的计算转矩,按发动机最大转矩和驱动轮打滑式计算所得取小值。这里按发动机最大转矩计算:
主动锥齿轮的转矩
K0—超载系数,这里取K0=1
Km—载荷分配系数,支承刚度大时,=取小值,这里取中间值Km=1.5;
Ks—尺寸系数,反映材料性质的不均性。当端面模数时,
Kv—质量系数,因驱动桥齿轮精度高,轮齿接触良好,故取Kv=1;
F—计算轮齿的齿面宽,F=34.875mm;
J—计算弯曲应力时的综合系数,对于压力角α=20°,螺旋角βm=35°,轴交角为90°的螺旋齿轮传动,按图表,查得J=0.18
ms—端面模数,ms=9mm;
计算得
两齿轮的弯曲应力都大于许应力700MPa,需要重新调整参数重新计算。
接触应力
接触应力符合许用应力的要求。
(1) 螺旋锥齿轮副几何的尺寸计算
①节圆直径
②齿面宽:
③齿工作高
④齿全高
⑤节锥角
⑥节锥距
⑦周节
⑧齿顶高
⑨齿根高
⑽径向间隙
⑾齿根角
⑿根锥角
⒂外圆直径
⒃理论齿弧厚
⒄齿侧间隙
⒅节锥顶点至齿轮外缘距离
(2)螺旋锥齿轮强度计算(弯曲应力和接触应力)
①按发动机最大转矩估算单位齿长上的圆周力
②轮齿弯曲强度的计算
式中,—齿轮的计算转矩,按发动机最大转矩和驱动轮打滑式计算所得取小值。这里按发动机最大转矩计算:
主动锥齿轮的转矩
K0—超载系数,这里取K0=1
Km—载荷分配系数,支承刚度大时,=取小值,这里取中间值Km=1.5;
Ks—尺寸系数,反映材料性质的不均性。当端面模数时,
Kv—质量系数,因驱动桥齿轮精度高,轮齿接触良好,故取Kv=1;
F—计算轮齿的齿面宽,F=34.875mm;
J—计算弯曲应力时的综合系数,对于压力角α=20°,螺旋角βm=35°,轴交角为90°的螺旋齿轮传动,按图表,查得J=0.18
ms—端面模数,ms=9mm;
计算得
两齿轮的弯曲应力都大于许应力700MPa,需要重新调整参数重新计算。
接触应力
接触应力符合许用应力的要求。