中北大学信息商务学院21 2014届毕业设计说明书
根据v?0.0079m/s和8级精度，查表得tKV?0.4
查表确定 齿向载荷分布系数K??1.15 查表确定齿间载荷分布系数KH?1.1 所以
K?KAKVKHK??1?0.4?1.1?1.15?0.759 确定修正法向模数
mKn?mnt3K?2.5?30.759?2.0385mm t1.4取mn?2.5mm
3.4.5 确定齿轮主要参数和几何尺寸
齿轮参数：z1?6，mn?2.5，??10?，压力角??20?，左旋
取变位系数??1 h??1 c?nann?0.25 齿顶高
h?a?mn?han??n??2.5??1?1??5mm 齿根高
h?f?mn?han?c?n??n??2.5??1?0.25?1??0.625mm齿高
h?ha?hf?5?0.625?5.625mm 分度圆直径
dmnz12.5?1?cos??6cos10??15.231mm 齿顶圆直径
da?d1?2ha?15.231?2?5?25.231mm 齿根圆直径
df?d1?2hf?15.231?2?0.625?13.981mm 基圆直径
db?d1cos??15.231?cos20?14.312mm 21
3-26）
3-27） 3-28）
3-29）
3-30）
3-31）
3-32）
3-33）
3-34）
（（（ （（（（（（中北大学信息商务学院22 2014届毕业设计说明书
齿轮中心到齿条基准线距离 d15.231H?1??nmn??1?2.5?10.1155mm （3-35）
22齿轮齿宽
b1?b2?10?20?10?30mm （3-36）
3.4.6 确定齿条主要参数和几何尺寸
因为齿轮与齿条要相互啮合，所以取齿条模数mn1?2.5mm 又因为齿轮齿条线角传动比为
i?mnz1?cos??2.5?6?3.14cos10??47.827 转向盘总转动圈数为n?4圈 又因为
n?L1i 所以齿条长度
L1?ni?4?47.827?191.306mm 转向盘和车轮转角比 I?n?360?4?360?2?32??2?32??22.5 式中：32?为综合转角
因为齿条齿形角等于压力角 所以齿条齿距
P??mn2?3.14?2.5?7.85mm 齿条齿数
zL1191.3082?P?7.85?24.370 所以取齿条齿数z2?25 实际齿条长度
L1?z2P?25?7.85?196.25mm 22
（3-37） （3-38）
（3-39）
（3-40）
（3-41）
（3-42）
（3-43）
中北大学信息商务学院23 2014届毕业设计说明书
取齿条长度为200mm。 齿条参数： z2?25，mn?2.5，??10?，压力角??20?，右旋。
??取变位系数?n?0 han?1 cn?0.25
齿顶高
???n??2.5??1?0??2.5mm ha2?mn2?han
（3-44）
齿根高
h?f?mn?han?c?n??n??2.5??1?0.25?0??3.75mm
齿条齿宽
b2??dd1?1.2?15.231?18.218mm 取b2?20mm。 3.4.7 齿面接触疲劳强度校核
校核公式为
?2KT1u?1H?ZEZHZ?Z?b2?[?H] 1d1u 由上面计算得 [?H]?1980MPa
查取：
弹性系数 ZE?180MPa 区域系数ZH?2.45
重合度系数E??0.91 螺旋角系数Z??cos??cos10??0.99
?H?ZEZHZ2KT1u?1?Z?b2 1d1u?2.45?180?0.91?0.992?0.759?2025030?15.2312?2 ?1180.836?[?H]
经校核：合理
23
（3-45）
（3-46）
（3-47）
（3-48） 中北大学信息商务学院24 2014届毕业设计说明书
第4章 齿轮轴的设计
4.1 齿轮齿条传动受力分析
若略去齿面间的摩擦力，则作用于节点P的法向力Fn可分解为径向力Fr和分力F，分力F又可分解为圆周力Ft和轴向力Fa。
Ft?2T12?20250??2659.051N （4-1）d115.231Fr??Fttan?2659.051?tan20? ??982.746N （4-2）cos?cos10? Fa?Fttan??2659.051?tan10??468.862N （4-3）
4.2 齿轮轴最小轴径确定
由于齿轮的基圆直径db?14.312mm，数值较小，若齿轮与轴之间采用键连接必将对轴和齿轮的强度大大降低，因此，将其设计为齿轮轴．由于主动小齿轮选用16MnCr5材料制造并经渗碳淬火，因此轴的材料也选用16MnCr5材料制造并经渗碳淬火。
查表得：16MnCr5材料的硬度为60HRC，抗拉强度极限?B?650MPa，弯曲疲劳极限??1?300MPa，剪切疲劳极限??1?155MPa，转速n=10r/min，许用弯曲应力
[??1]?60MPa，许用剪应力[?T]?65MPa。
最小轴径
3d???T?5T1?35?20250?11.59mm （4-4） 65初步确定齿轮轴的基本尺寸如图4-1所示：
图4-1 齿轮轴的基本尺寸
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4.3 齿轮轴的强度校核
1、轴的受力分析
（1）画齿轮轴的受力简图，如图4-2a所示。
图4-2 齿轮轴的载荷分析图
（2）计算支承反力 在垂直面上
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