设计小型航空发动机的一对斜齿圆柱齿轮传动

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=130KVV 转速 n1=11460r/min, z 1=23, 乙=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)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(锻由表10-8 P210 选择6级精度(GB 10095-88)钢)毛坯。选用材料 20Cr2Ni4,该材料的热处理方法是渗碳后淬火， =12OOMPa,bs=1100MPa，芯部硬度 350H

2、BS,齿面硬度 58-62HRC.4)5)由题小齿轮齿数 Zi=23,大齿轮齿数 Z2=73,传动比为i=3.17初步选择螺旋角P =14 (螺旋角不宜过大，以减小轴向力 Fa=Ft*tan p )2. 按齿面接触强度设计按式10-21试算，即j2KtTi 1(ZhZ)21t U ( & H 】确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数Kt =Ka* Kv* KJ Kp = 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 * P 9550* 103 *130ni11460=1.08*10 5 N - mm4)由表1

3、0-6 P 201查得材料的弹性影响系数ze =189.85)1Mpa2由图（两个锻钢齿轮配对）10-30 P217 选取区域系数Zh=2.4336)由图 10-26 P215 查 得 备=0.77，备2 =0.87 ,则备=%1 + %=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Hlim1=1650Mpa大齿轮的接触疲劳强度极限 b Hlim2=1650Mpa8)由式10-13 P206计算应力循环次数60n1 jLh =60*11460*1*100=6.876*107N16.876*107 =2 17*10 7N2 i3.179)10)计算接触疲劳

4、许用应力由图10-19 P207取接触疲劳寿命系数Khn1=1.15 , Khn2 =1.25 （渗碳淬火钢）取失效率为1%安全系数为S=1,由式10-12 P205得KHNJlim1 =1.15*1650Mp a=1897.5Mpab H 2 =KHNJim2 =1.25*1650Mp a=2062.5Mpa则许用接触应力为: 叭旳1+52 =1897.5 +2062.5 皿pa=1890Mpa计算1)试算小齿轮分度圆的直径 d1t,由公式得d1t 彳216Z0纠*竺*(竺缪)2 mm =32mm0.5*1.643.1718902)计算圆周速度d1tn=19.2m/sv =60*10003)

5、计算齿宽b及模数mint齿宽b =%d1t=0.5*32mm=16mm模数d1tcs3 =32*cos14 mm=1.43mmZ123齿高h=2.25mint =2.25*1.43mm=3.2mmh 4.054)计算纵向重合度邛邛= 0.318%Z1ta nP =0.318*0.5*23* ta n14o=0.915)计算载荷系数K已知使用系数Ka=1.25 ；由表10-3 P195查得齿间载荷分配系数k = k = 1.1 ；KaT(肓=527.3N/mm100N /mm)由表 10-4 P196查得接触疲劳强度计算的齿向载荷分布系数 Khp=1.1 ;根据 v=19.2m/s和6级精度由图

6、10-8 P194查得动载系数Kv =1.12 ； 由图10-13 P198查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数Kfp=1.14.故载荷系数 K=ka Kv kk=1.25*1.12*1.1*1.1=1.694K与Kt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 rnin： mn = mit=1.43mm3. 按齿根弯曲强度设计由式10-17 P216 有mn 前2KT1丫呼0s匕 YFaYaV*dZ1升(1)1)计算载荷系数K=kA kv KFotKFp=1.25T.12*1.1*1.14=1.881由图10-20d P209查得齿轮的弯曲疲劳强度极限为= b

7、FE2 =1050Mpa由图10-18 P206取弯曲疲劳寿命系数Kfn1=o.95，Kfn2 =0.984)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:升1=KfnSe1 =0.95* 1050 m pa=712.5 MpaS1.4K fN 2 fE2f fN2 fE2 =S0.98*1050 M pa=735 Mpa5)根据纵向重合度邛=0.91，从图10-28 P217查得螺旋角1.4影响系数Yp=0.896)计算当量齿数Zv-Z=-S=25.18cos P cos 147)8)Z273COS3 P cos314o= 79.91查取齿形系数和应力校正系

8、数由表10-5 P200查得齿形系数沿=2.616，YFa2 =2.22应力校正系数Ysa1 =1.592 ， Ysa2 =1.77计算大小齿轮的篙并加以比较YFa = 2.616*1.592 =0.00 5 8 45升1712.5丫Fa2丫sa2 =彳22*1.77 =0.00 2 3 25升2735小齿轮的数值比较大(2) 设计计算mn 屮2* 1.881* 倔* 忙 O.89* (COS14。)2* 0.005845 = 1.66mm0.5* 232* 1.64对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 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a=(Z1+Z2)mn(23 +73)* 22cosP2cos14o=98.94 mm圆整为99mm(2)被圆整后的中心距修正螺旋角arccos(Z1 +Z2)mn =arccos(23 + 73)* 22a2*99=14 8 28因P值改变不多，故参数备、K P、Z