2009届机械电子工程专业毕业设计
∵???H1??????H2??故应以
?H2?500Mpa带入计算：
a?483(4?1)3取a?110mm
KT1?u???H??a2?483?5?31.5?25.5?110.4mm 20.4?4?5003）齿轮的模数
按经验公式取模数m?(0.007~0.02)a?0.77~2.2mm 取a?2mm
4）主要几何参数计算 初选??10 小齿轮齿数为：Z1?2acos?2?110?0.98??21.56取Z1=22
m(u?1)2?5大齿轮齿数为：Z2?Z1?u?22?4?88 精确计算?
??cos(?1)?m(Z1?Z2)2?(22?88)???cos(?1)?0
2a2?110小齿轮分度圆直径
d1?mZ1?44mm cos?大齿轮分度圆直径
d2?mZ2?176mm cos?小齿轮齿顶圆半径
dda1?d1?2ha?m?44?2?2?48mm
大齿轮齿顶圆半径
a2?d2?2ha?m?176?2?2?180mm
5）齿宽计算
b??a?0.4?110?44mm
a15
张森：汽车电子差速及其控制方法设计
小齿轮齿宽
b?b?(5~10)?44?6?50mm
1大齿轮齿宽
b2?b?44mm
4.2.2齿轮强度校核 1）齿面接触疲劳许用应力 应力循环次数
NN9 ?60at?60?1?3000?4?365?10?2.628?n101L1L2?60an2t?60?1?884.6?4?365?10?7.749?108
由机械设计课本图9—20查得：NL1?1，NL2?1.02 由表9—3及表9—4选齿轮精度为8-7-7GB10095-1988 由图9—21得ZLRV=0.91 由图9—23得ZX=1，取ZW=1
由表9—8，失效概率低于1%，Shmin=1 许用应力
?HLiml?????H1?ZN1ZLVRZWZXs?Hmin3000?1?0.91?1?1?2730Mpa
1884?1.02?0.91?1?1?820.5Mpa
1?HLiml2?????H2?ZN2ZLVRZWZXs?Hmin2）齿面接触疲劳应力 切向力Ft?2000T12000?25.5??1159N
44d1查表9—5使用系数KA?1.5 查图9-6，动载系数KV?1.05 查图9-7，齿间载分配系数Ka?1.25 按对称布置，查图9-8，并减小5%，K?=1
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查表9-7，弹性系数ZE?181.4 查图9-12，节点区域系数ZH?2.40
查图9-13，重合度系数和螺旋角系数Z?Z?=0.76 齿面接触应力
?H?ZEZHZ?Z?3）强度校核
KAKVK?K?Ft(u?1)?384.5Mpa
bd1u??H????????H1?? ??
HH2满足齿面接触疲劳强度要求。 4.2.3校核齿根弯曲强度 1）齿根弯曲疲劳许用应力 取
YST1?YST2?2
由图9-26，弯曲疲劳强度的寿命系数YN1?YN2?1 由表9-9，齿根圆角敏感系数Y?relT1?1,Y?relt2?0.95 选择齿面粗糙度Ra=6.3 ?m 取YRrelT1?YRreT2?0.9
由图9-27，弯曲疲劳强度的尺寸系数YX1?YX2?1 选择失效概率低于1/1000，
由表9-8，最小安全系数为：SFmin1?SFmin2?1.25 许用应力：
?Flim1YN1Y?relT1YRrelT1YX1YST1????F1???
?Flim2???F2???SYY?YSFmin1N2relT2290?1?1?0.9?1?2?417.6MPa1.25?210?1?0.95?0.9?1?2?287.3MPa1.25
RrelT2YYX2ST2Fmin22）齿根弯曲疲劳应力
由图9-28，复合齿形系数YFS1?YFa1YSa1=4.03，YFS2?YFa2YSa2=3.93
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由图9-18，重合度系数和螺旋角系数
Y?Y?=0.63
?F1?
1.5?1.07?1.25?1159KAKVK?K?Ft?4.03?0.63?67.1MPaYFa1YSa1YaY??bm44?267.1?3.93?F1YFa2YSa2???65.4MPa ?F2YFa1YSa14.033）强度校核
??F1????????F1?? ??
F2F2满足齿根弯曲疲劳强度要求。 表4.1为齿轮参数表。
表4.1 齿轮参数表
齿轮 大齿轮 小齿轮 齿数 22 88 模数 2 2 传动比 4 分度圆直径 齿顶圆直径 44mm 176mm 48mm 180mm 4.3轴的设计
4.3.1选择轴的材料和热处理方式
由于减速器轴为一般用途轴，可选45钢，调质。
??B?640MPa,?S?355MPa,??1?275MPa,?155MPa,????1???60MPa
?14.3.2最小轴径估算 利用转矩强度法，根据
d?C3P(mm) (4.3) n1）对于小齿轮式中，
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P?8kw，n?3000r/min，C=126～103（查表13—2）取C=120，带入式(4.3)，
得最小轴径为
dmin?12038?16.6mm 3000经圆整，取最小轴径（即轴端直径）dmin?20mm
2）对于大齿轮式中
取齿轮传动效率为?1?0.96
P1?p???8?0.96?7.68kw，n1?13000?750r/min，取C=120，带入式(5.3)， 4得到大齿轮的最小轴径为
dmin2?12037.68?26.0mm 7504.3.3轴结构设计
轴的结构设计主要有三项内容： 各轴段径向尺寸的确定； 各轴段轴向长度的确定； 其他尺寸的确定。
根据前面计算结果，可选圆柱滚子轴承。参数见表4.2。
表4.2 齿轮参数表
轴承代号 d N205E N206E 25 30 尺寸/mm 基本额定负载/kN B 15 16 极限转速 r/min 油润滑 14000 11000 考虑到轴上零件的定
D 52 62 CrCor脂润滑 （动） （静） 27.5 36.0 26.8 35.5 10000 8500 位、固
定及装拆，拟采用阶梯轴结构，选定轴承后，则可初步确定各段轴的直径。 1） 小齿轮轴径向尺寸的确定
根据所选轴承，此轴段（左轴颈）直径取为d1?20mm 取d2?22mm，
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