4.1 齿轮参数的选择[8]
齿轮模数值取值为m=4，齿轮齿数为z=150，压力角取α=20°,标准齿轮各部分尺寸都与模数有关，且都与模数成正比。规定齿顶高ha=h *a m, h *
a 和c *分别称为齿顶高系数和顶隙系数。正常齿制齿轮h *a =1, c *=0.25。
齿轮选用20MnCr5材料制造并经渗碳淬火，而齿条常采用45号钢或41Cr4制造并经高频淬火，表面硬度均应在56HRC 以上。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。
4.2 齿轮几何尺寸确定[2]
齿顶高 h a =h *a m=1×4, h a =4 mm
齿根高 h f =( h *a + c *)m ， h f =（1+0.25）×4=5 mm
齿高 h = h a + h f =4+5， h=9 mm
分度圆直径 d =mz d=4×150=600 mm
齿顶圆直径 d a =d+2 h a d a =608 mm
齿根圆直径 d f = d-2 h f =600-2×5=590mm
基圆直径 d b =d αcos =564mm
齿厚为 s=p/2=πm/2=6.28
齿槽宽 e= p/2=πm/2=6.28
齿距 p=πm=3.14×4=12.56
4.3 齿根弯曲疲劳强度计算[11]
4.3.1齿轮精度等级、材料及参数的选择
（1） 由于转向器齿轮转速低，是一般的机械，故选择8级精度。
（2） 齿轮模数值取值为m=4，齿轮齿数为z=150，压力角取α=20°.
（3） 齿轮选用20MnCr5或15CrNi6材料制造并经渗碳淬火，硬度在56-62HRC 之间，
取值60HRC.
4.3.2齿轮的齿根弯曲强度设计。
σF =z bm KT
22Y F Y S ≤[σF ]
m ≥32]
[2F S F d Y Y z KT σψ• T=9.55×106×ω
ωn P [σF ]=F
F N S Y lim σ
式中 K —载荷因数，由表7—8，取K=1.2;
T —齿轮的理论转矩，T=105845N ·m
σF —齿根实际最大弯曲应力（Mpa ）
[σF ]—齿轮的许用弯曲应力（Mpa ）
b —轮齿的工作宽度（mm ）
d ψ—齿宽因数，见表7-12
Y F —齿形修正因数，见表7-11
Y S —应力修正因数，见表7-11
Y N —弯曲疲劳寿命因数，见图7-30
lim F σ—弯曲疲劳极限，见图7-31
S F —弯曲疲劳强度安全因数，见表7-10
取齿宽系数 d ψ=0.8
齿轮齿数 z=150
许用弯曲应力 201.25Mpa
σF =189≤201.25= [σF ]
m ≥4，取m=4
4.3.3齿面接触疲劳强度校核
校核公式为σH =3.53Z E μμ121±⨯bd
KT ≤[σH ] 式中K 为载荷因数，见表7-8，取K=1.2
Z E —材料的弹性因数MPa ，见表7-9，取 Z E =144
σH —齿面的实际最大接触应力
μ—齿数比
[σH ]=H
H N S Z lim σ 式中[σH ]—齿轮的许用接触应力
N Z —接触疲劳寿命因数，如图7-27取N Z =1.6
lim H σ—接触疲劳极限，如图7-28，取lim H σ=600
H S —接触疲劳强度安全因数，见表7-10，取H S =1.2
[σH ]=800Mpa
σH =600Mpa ≤[σH ]=800Mpa
第五章 齿条的设计
5.1齿条的设计[6]
根据齿轮齿条的啮合特点:
(1) 齿轮的分度圆永远与其节圆相重合,而齿条的中线只有当标准齿轮正确安装时才与其
节圆相重合.
(2) 齿轮与齿条的啮合角永远等于压力角.
因此,齿条模数m=4，压力角 20=α
齿条断面形状选取圆形
选取齿数z ＝60
齿顶高系数
1=*an h 顶隙系数 25
.0=*n C 齿顶高 h a =h *a m=1×4, h a =4 mm
齿根高 h f =( h *a + c *)m ， h f =（1+0.25）×4=5 mm
齿高 h = h a + h f =4+5， h=9 mm
最终确定齿条为650mm 长
