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1、设计小型航空发动机的一对斜齿圆柱齿轮传动。已知传递功率P1 =130KW，转速n 1 =11460r/min, z1 =23,z 2 =73, 寿命 Lh =100h，小齿轮做悬臂布置，使用系数 KA =1.25解： 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）斜齿圆柱齿轮2）由表 10-8 P210选择 6 级精度（ GB 10095-88 ）3）材料选择。 飞行器上的齿轮要求质量小，传动功率大和可靠性高， 因此必须选择力学性能高，表面硬化处理的高强度合金钢。 尺寸较小且要求较高，故采用锻造 （锻钢）毛坯。选用材料20Cr2Ni4, 该材料的热处理方法是渗碳后淬火，B1200MPa ,s11
2、00MPa ，芯部硬度350HBS,齿面硬度 58-62HRC.4）由题小齿轮齿数z 1 =23，大齿轮齿数z 2 =73，传动比为i=3.175）初步选择螺旋角=14° ( 螺旋角不宜过大， 以减小轴向力 Fa=Ft*tan )2. 按齿面接触强度设计按式 10-21 试算，即d2K t T1 u 1ZH ZE)21t 3u(dH1(1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数 K tK A * K v * K * K=1.62） 由表 10-7 P205查得齿宽系数d = b =0.5( 小齿轮做悬d1臂布置 )3）计算小齿轮传递的转矩T=9550* 103 * P1 =955
3、0 * 103 * 130n111460=1.08*10 5 N · mm4）由表10-6 P201查得材料的弹性影响系数ZE =189.81Mpa2 （两个锻钢齿轮配对）5） 由图 10-30 P217选取区域系数 ZH =2.4336）由图10-26 P215 查 得1 =0.77 ，2 =0.87 ， 则=1 +2 =1.647）由图 10-21 （ e） P210 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为H lim 1 =1650Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限 H lim 2 =1650Mpa8）由式 10-13 P206计算应力循环次数N160 n1 jL h =60*1
4、1460*1*100=6.876*107N 2N16.876 * 107=2.17*10 7i3.179) 由图10-19 P207 取接触疲劳寿命系数K HN1 =1.15 ， K HN 2=1.25 （渗碳淬火钢）10) 计算接触疲劳许用应力2取失效率为1%，安全系数为S=1，由式 10-12 P205 得K HN1lim 1H 1SKHN2lim 2H 2S=1.15*1650Mpa=1897.5Mpa=1.25*1650Mpa=2062.5Mpa则许用接触应力为：H1 H 2=1897.52062.5Mpa=1890MpaH 22(2)计算1） 试算小齿轮分度圆的直径d1t , 由公式
5、得d1t3 2*1.6* 1.08* 1054.172.433* 189.8 2mm =32mm0.5* 1.64* ()3.1718902）计算圆周速度v d1t n1 =19.2m/s60 * 10003） 计算齿宽 b 及模数 mnt齿宽bd d1t=0.5*32mm=16mm模数mntd1tcos= 32 * cos14omm=1.43mmz123齿高h=2.25mnt =2.25*1.43mm=3.2mmb21.35.26h 4.054) 计算纵向重合度0.318 d z1 tan=0.318*0.5*23*tan14o =0.915) 计算载荷系数 K已知使用系数K A =1.25
6、 ；3由 表10-3 P195 查得齿间载荷分配系数 KH KF1.1 ；( KAT527.3N / mm100N / mm )Rb由表10-4 P196查得接触疲劳强度计算的齿向载荷分布系数 K H=1.1 ；根据 v=19.2m/s和 6 级精度由图 10-8 P194 查得动载系数K v 1.12 ；由图10-13 P198查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数K F =1.14.故载荷系数K=K A Kv K H K H =1.25*1.12*1.1*1.1=1.694K 与 K t 相近，故不必按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。d=d1t =32mm模数 mn : mn = mnt
7、 =1.43mm3. 按齿根弯曲强度设计由式 10-17 P216有（ 1） 确定计算参数1）计算载荷系数mn2KT1Y cos2YFa YSa2*3 F d z1K=K A K v K FK F =1.25*1.12*1.1*1.14=1.8812）由图10-20d P209查得齿轮的弯曲疲劳强度极限为FE 1FE 21050Mpa3）由 图10-18 P206 取弯曲疲劳寿命系数 KFN10.95 ，4K FN 20.984） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ，由式 10-12 P205 得：K FN1FE1F1SKFN2FE2F2S= 0.95 * 1050 Mpa=7
8、12.5Mpa1.4= 0.98 * 1050 Mpa=735 Mpa1.45）根据纵向重合度0.91，从图10-28 P217 查得螺旋角影响系数 Y =0.896）计算当量齿数z12325.18zv1cos314ocos3z27379.91zv 2cos314 ocos37）查取齿形系数和应力校正系数由表 10-5 P200查得齿形系数YFa1 2.616 ， YFa 2 2.22应力校正系数YSa1 =1.592 ， YSa2 =1.778） 计算大小齿轮的YFa YSa 并加以比较F YFa1YSa1= 2.616 * 1.592 =0.005845 F1712.5YFa 2YSa2
9、= 2.22 * 1.77 =0.002325 F2735小齿轮的数值比较大（ 2）设计计算532 * 1.881* 1.08* 105 * 0.89* (cos14o ) 2mn0.5 * 232* 0.005845 =1.66mm* 1.64对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn 与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值mn =2mm。齿数不变。4. 几何尺寸计算（ 1）计算中心距a(z1 z2 )mn(23 73)* 298.94 mm2 cos2 cos14o圆整为 99mm（ 2）被圆整后的中心距修正螺旋角arccos (z1z2 )mnarccos ( 23 73)* 2 14° 8 282a2* 99因 值改变不多，故参数、 K 、 ZH 等不必修正。（ 3） 计算大小齿轮的分度圆直径z1 mn23* 2d1coscos14 8 28"z2 mn73* 2d2coscos14 8 28"=47.44mm=150.56mm（ 4） 计算齿宽bd d1 =23.72圆整后取B224 mm, B129 mm6