机械原理大作业齿轮机构设计(26).pdf

哈尔滨工业大学机械原理1 1、设计题目、设计题目1.1 机构运动简图1.2 机械传动系统原始参数滑移齿轮传动序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传动比最大传动比模数定轴齿轮传动圆柱齿轮一对齿轮最大传动比模数圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数26970364045 2.5 42 43 432 2、传动比的分配计算、传动比的分配计算电动机转速n=970r/min，输出转速n1=36 r/min，n2=40 r/min，n3=45 r/min，带传动的最大传动比ipmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比ivmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比idmax=4。根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n1=970/45=21.56i2=n2=970/40=24.25i3=n3=970/36=26.941传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为ipmax=2.5，滑移齿轮的传动比为iv1、iv2和iv3，定轴齿轮传动的传动比为if，则总传动比nnni1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2if哈尔滨工业大学机械原理i3=ipmaxiv3if令iv3=ivmax=4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if滑移齿轮传动的传动比iv1=i3ipmaxivmax2.54=26.94=2.694=i121.56i2ipmaxif2.52.694=3.20125.690iv2=ipmaxif2.82.571=3.600定轴齿轮传动由 3 对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为id=3 if=2.694=1.390 idmax=433 3、齿轮齿数的确定、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9 和 10 为角度变位齿轮，其齿数：z5=12，z6=38，z7=11，z8=39，z9=10，z10=40；它们的齿顶高系数ha=1，径向间隙系数c=0.25，分度圆压力角=20，实际中心距a=52mm。根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13 和 14 为角度变位齿轮，其齿数：z11=13，z13=15，z12=18，z14=21。它们的齿顶高系数ha=1，径向间隙系数c=0.25，分度圆压力角=20,实际中心距分别为a=48mm 和 a=56mm。圆锤齿轮15 和 16 选择为标准齿轮z15=17，z16=24，齿顶高系数ha=1，径向间隙系数c=0.2，分度圆压力角=20（等于啮合角）。哈尔滨工业大学机械原理4 4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算4.1 滑移齿轮 5 和齿轮 6序号123456789项目齿轮 5齿轮 6代号z5z6mhacaa计算公式及计算结果123822010.25=(z5+z6)/2=50mm52mm=arccos(acos)=25.37a齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数齿轮 5齿轮 6齿轮 5x5x6ha5ha6hf5hf6d5d6da5da6df5df6a5a60.510.62ha5=m(ha+x5 y)=2.760mmha6=m(ha+x6 y)=2.980mmhf5=m(ha+c x5)=1.480mmhf6=m(ha+c x6)=1.260mm10齿顶高齿轮 6齿轮 511齿根高齿轮 6齿轮 5分度圆直径齿轮 6齿顶圆直径齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿顶圆压力角齿轮 6d5=mz5=24.000mmd6=mz6=76.000mmda5=d5+2ha5=29.520mmda6=d6+2ha6=81.960mmdf5=d5 2hf5=21.040mmdf6=d6 2hf6=73.480mma5=arccos(a6=arccos(d5cosda51213齿根圆直径1415)=40.18)=29.38d6cosda616重合度=z5(tana5 tan)+z6(tana6 tan)/2=1.270哈尔滨工业大学机械原理4.2 滑移齿轮 7 和齿轮 8序号123456789项目齿轮 7齿轮 8代号z7z8mhacaa计算公式及计算结果113922010.25=(z5+z6)/2=50mm52mm=arccos(acos)=25.37a齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8齿轮 7x7x8ha7ha8hf7hf8d7d8da7da8df7df8a7a80.510.62ha7=m(ha+x7 y)=2.760mmha8=m(ha+x8 y)=2.980mmhf7=m(ha+c x7)=1.480mmhf8=m(ha+c x8)=1.260mm10齿顶高11齿根高齿轮 8齿轮 7分度圆直径齿轮 8齿顶圆直径齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿顶圆压力角齿轮 8d7=mz7=22.000mmd8=mz8=78.000mmda7=d7+2ha7=27.520mmda8=d8+2ha8=83.96mmdf7=d7 2hf7=19.040mmdf8=d8 2hf8=75.480mma7=arccos(a8=arccos(d7cosda71213齿根圆直径1415)=41.30)=29.12d8cosda816重合度=z7(tana7 tan)+z8(tana8 tan)/2=1.2284.3 滑移齿轮 9 和齿轮 10哈尔滨工业大学机械原理序号123456789项目齿轮 9齿轮 10代号z9z10mhacaa计算公式及计算结果104022010.25=(z5+z6)/2=50mm52mm=arccos(acos)=25.37a齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数齿轮 9齿轮 10齿轮 9x9x10ha90.510.62ha9=m(ha+x9 y)=2.760mmha10=m(ha+x10 y)=2.980mmhf9=m(ha+c x9)=1.480mmhf10=m(ha+c x10)=1.260mm10齿顶高齿轮 10ha10齿轮 911齿根高齿轮 10齿轮 912分度圆直径齿轮 10齿顶圆直径13齿根圆直径齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿顶圆压力角齿轮 10a10hf9hf10d9d10da9da10df9df10a9d9=mz9=20.000mmd10=mz10=80.000mmda9=d9+2ha9=25.520mmda10=d10+2ha10=85.960mmdf9=d9 2hf9=17.040mmdf10=d10 2hf10=77.480mma9=arccos(d9cosda91415)=42.57)=29.01a10=arccos(d10cosda1016重合度=z9(tana9 tan)+z10(tana10 tan)/2=1.2195 5、定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算、定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算5.1 圆柱齿轮 11 与齿轮 12哈尔滨工业大学机械原理序号123456789项目齿轮 11齿轮 12代号z11z12mhacaa计算公式及计算结果131832010.25=(z11+z12)/2=46.500mm48mm=arccos(acos)=24.45a齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11x11x12ha11ha12hf11hf12d11d12da11da12df11df12a11a120.310.25ha11=m(ha+x11 y)=3.750mmha12=m(ha+x12 y)=3.570mmhf11=m(ha+c x11)=2.820mmhf12=m(ha+c x12)=3.000mm10齿顶高11齿根高齿轮 12齿轮 11分度圆直径齿轮 12齿顶圆直径齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿顶圆压力角齿轮 12d11=mz11=39mmd12=mz12=54mmda11=d11+2ha11=46.500mmda12=d12+2ha12=61.140mmdf11=d11 2hf11=33.360mmdf12=d12 2hf12=48.000mma11=arccos(a12=arccos(d11cosda111213齿根圆直径1415)=37.99)=33.91d12cosda1216重合度=z11(tana11 tan)+z12(tana12 tan)/2=1.247哈尔滨工业大学机械原理5.2 圆柱齿轮 13 与齿轮 14序号123456789项目齿轮 13齿轮 14代号z13z14mhacaa计算公式及计算结果152132010.25=(z13+z14)/2=54.000mm56=arccos(acos)=25.02a齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数齿轮 13齿轮 14齿轮 13齿轮 14齿轮 13x13x14ha13ha14hf13hf14d13d14da13da14df13df14a13a140.420.35ha13=m(ha+x13 y)=3.960mmha14=m(ha+x14 y)=3.750mmhf13=m(ha+c x13)=2.490mmhf14=m(ha+c x14)=2.700mm10齿顶高11齿根高齿轮 14齿轮 13分度圆直径齿轮 14齿顶圆直径齿轮 13齿轮 14齿轮 13齿轮 14齿轮 13齿顶圆压力角齿轮 14d13=mz13=45mmd14=mz14=63mmda13=d13+2ha13=52.92mmda14=d14+2ha14=70.500mmdf13=d13 2hf13=40.020mmdf14=d14 2hf14=57.600mma13=arccos(a14=arccos(d13cosda131213齿根圆直径1415)=36.96)=32.89d14cosda1416重合度=z13(tana13 tan)+z14(tana14 tan)/2=1.2865.3 圆锥齿轮 15 与 16序号项目代号计算公式及计算结果哈尔滨工业大学机械原理123456齿数模数压力角齿轮 15齿轮 16z15z16mhac1516d15d16R172432010.215=arccot(z15/z16)=35.31116=90 15=54.689d15=mz15=51.000mmd16=mz16=72.000mm1R=d152+d162=44.116mm2齿顶高系数顶隙系数分度圆锥角齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16789分度圆直径锥距齿顶高齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15ha15ha16hf15hf16da15da16df15df16z15z16a15a16ha15=mha=3.000mmha16=mha=3.000mmhf15=m(ha+c)=3.600mmhf16=m(ha+c)=3.600mm10齿根高11齿顶圆直径da15=d15+2ha15cos15=55.896mmda16=d16+2ha16cos16=75.468mmdf15=d15 2hf15cos15=45.125mmdf16=d16 2hf16cos16=67.838mm15z15=cos=20.8331512齿根圆直径z13当量齿数齿轮 16齿轮 15齿轮 16z16=z16cos16=41.521)=30.976)=26.29714当量齿轮齿顶圆压力角a15=arccos(mza16=arccos(mzmz15cos15+2ha15mz16cos16+2ha16=z15(tana15 tan)+z16(tana1615重合度tan)/2=1.6446 6、实际输出转速、实际输出转速n1=n iv1 if ipmax=970 1238131815211724 2.5=44.772rmin哈尔滨工业大学机械原理n2=n iv2 if ipmax=970 n3=n iv3 if ipmax=970 11391040131813181521152117241724 2.5=39.989rmin 2.5=35.445rmin