哈工大机械原理大作业齿轮11.pdf

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1、Harbin Institute of TechnologyHarbin Institute of Technology机械原理大作业三机械原理大作业三课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计院系：机电工程学院班级：设 计 者：学号：指导教师：设计时间：大作业大作业 3 3齿轮传动设计齿轮传动设计1.1.设计题目设计题目如图所示一个机械传动系统，运动由电动机 1 输入，经过机械传动系统变速后由圆锥齿轮 16 输出三种不同的转速。根据表中的传动系统原始参数设计该传动系统。123681041113151257914161.电动机 2，4.皮带轮 3.皮带 5，6，7，8，9，10，11，12，13

2、，14.圆柱齿轮15，16.圆锥齿轮表机械传动系统原始参数滑移齿轮传动带传动电机转速输出轴转速最大传（r/min）（r/min）动比定轴齿轮传动圆柱齿轮圆锥齿轮最大模数传动比一对齿轮最一对齿轮最模数模数大传动比大传动比9702329352.84.524.53432.2.传动比的分配计算传动比的分配计算电动机转速为 ni=970r/min 输出转速为 no1=23r/min，no2=29r/min和 no3=35r/min，带传动的最大传动比为ipmax=2.8，滑移齿轮传动的最大传动比为ivmax=4.5，定轴齿轮传动每对齿轮的最大传动比为idmax=4.5。根据传动系统的原始参数可知，传动系

3、统的总传动比为i1=ni/no1=970/23=42.174i2=ni/no2=970/29=33.448i3=ni/no3=970/35=27.714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，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i1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv1=ivmax=4.5则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if=i1/(ipmaxivmax)=42.174/(2.84.5)=3.347滑移齿轮的传动比为iv2=i2/(ipmaxi

4、f)=33.448/(2.83.079)=3.880iv3=i3/(ipmaxif)=27.714/(2.83.079)=3.215设定轴齿轮传动由 n 对齿轮传动组成(n=3)，则每对齿轮的传动比为id=(if)(1/n)=3.079(1/3)=1.455 idmax3.3.计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度滑移齿轮传动齿数的确定a)确定滑移齿轮变速传动系统中齿轮时要满足以下几点要求：b)每对相互啮合的齿轮满足其传动比 iv1、iv2和 iv3；c)每对相互啮合的齿轮的中心距必须相同；d)每对相互啮合的齿轮齿数最好互为质数；e)每

5、对相互啮合的齿轮最好为正传动；f)齿轮不能产生根切；g)结构尺寸尽可能小。则选择以下齿数z9=20z10=67z7=18z8=71z5=16z6=72每对齿轮的几何尺寸及重合度的计算以齿轮 9、10 为例，选用角度变为正传动。cos=a*cos/a，所以 21.72，中心距为 88。按此中心距计算确定 x。x=(z9z10)(inv-inv)/2tan=0.5214重新分配变位系数X9=0.46x10=0.0614同理X7=0.30 x8=-0.7771表 1齿轮 5、6 的何尺寸序号12齿数模数项目齿轮 5齿轮 6代号z5z6m计算公式及计算结果16722334567891010111213

6、14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顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶圆压力角重合度齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6齿轮 5齿轮 6h*c*aax5x6ha5ha6hf5hf6d5d6da5da6df5df6a5a62010.25a=1/2m(z5+z6)=88882000ha5=m(ha*+x5)=2ha6=m(ha*+x6)=2hf5=m(ha*+c*-x5)=2.5hf6=m(ha*+c*-x6)=2.5d5=mz5=32d6=mz6=144da5=d5+2ha5=36da6=d6+2h

7、a6=148df5=d5-2hf5=27df6=d6-2hf6=139a5=arccos(d5*cos/da5)=33.35a6=arccos(d6*cos/da6)=23.89=z5*(tana5-tan)+z6*(tana6-tan)/2=1.654表 2齿轮 7、8 的几何尺寸序号1233456789101011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顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8齿轮 7项目齿轮 7齿轮 8代号z7z8mh*c*aax7x8ha7ha8hf7hf8d7d8da7计算公式及计算结果

8、187122010.25a=1/2m(z7+z8)=898818.130.30-0.7771ha7=m(ha*+x7)=2.6ha8=m(ha*+x8)=0.4458hf7=m(ha*+c*-x7)=1.9hf8=m(ha*+c*-x8)=4.0542d7=mz7=36d8=mz8=142da7=d7+2ha7=41.2齿轮 8121314齿根圆直径齿顶圆压力角重合度齿轮 7齿轮 8齿轮 7齿轮 8da8df7df8a7a8da8=d8+2ha8=142.8916df7=d7-2hf7=32.2df8=d8-2hf8=133.8916a7=arccos(d7*cos/da7)=34.81a8=

9、arccos(d8*cos/da8)=20.96=z7*(tana7-tan)+z8*(tana8-tan)/2=1.682表 3齿轮 9、10 的几何尺寸序号1233456789101011121314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顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶圆压力角重合度齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10齿轮 9齿轮 10项目齿轮 9齿轮 10代号z9z10mh*c*aax9x10ha9ha10hf9hf10d9d10da9da10df9df10a9a10计算公式

10、及计算结果206722010.25a=1/2m(z9+z10)=878821.720.460.0614ha9=m(ha*+x9)=2.92ha10=m(ha*+x10)=2.1228hf9=m(ha*+c*-x9)=1.58hf10=m(ha*+c*-x10)=2.3772d9=mz9=40d10=mz10=134da9=d9+2ha9=45.84da10=d10+2ha10=138.2456df9=d9-2hf9=36.84df10=d10-2hf10=129.2456a9=arccos(d9*cos/da9)=34.86a10=arccos(d10*cos/da10)=24.38=z9*(

11、tana9-tan)+z10*(tana10-tan)/2=1.5344.4.计算定轴齿轮传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度计算定轴齿轮传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度定轴齿轮传动齿数的确定a)确定定轴齿轮传动系统中齿轮齿数时要满足以下几点要求b)每对相对啮合的齿轮满足其传动比 id=(if)(1/n)idmax；c)每对相对啮合的齿轮齿数最好互为质数；d)每对相互啮合的齿轮最好为正传动；e)齿轮不能产生根切；f)结构尺寸尽可能小。z11=17z12=25z13=17z14=25z15=18z16=25表 4齿轮 11、12 几何尺寸序号12334567891010111213齿数模数压力角齿顶

12、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顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶圆压力角齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11齿轮 12齿轮 11项目齿轮 11齿轮 12代号z11z12mh*c*aax11x12ha11ha12hf11hf12d11d12da11da12df11df12a11计算公式及计算结果172532010.25a=1/2m(z11+z12)=63422000ha11=m(ha*+x11)=3ha12=m(ha*+x12)=3hf11=m(ha*+c*-x11)=3.75hf12=m(h

13、a*+c*-x12)=3.75d11=mz11=51d12=mz12=75da11=d11+2ha11=57da12=d12+2ha12=81df11=d11-2hf11=43.5df12=d12-2hf12=67.5a11=arccos(d11cos/da11)=32.78齿轮 1214重合度a12a12=arccos(d12cos/da12)=29.53=1/2z11(tana11-tan)+z12(tana12-tan)=1.563齿轮 13、14 几何尺寸与 11、12 相同。表 5齿轮 15、16 几何尺寸序号123456789101112131415齿数模数压力角齿顶高系数顶隙系数

14、分度圆锥角分度圆直径锥距齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数当量齿轮齿顶圆压力角重合度齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16齿轮 15齿轮 16项目齿轮 15齿轮 16代号z15z16计算公式及计算结果182532010.215=arccot(z16/z15)=35.7516=90-15=54.25d15=mz15=54d16=mz16=75mh*c*1516d15d16Rhahfda15da16df15df16zv15zv16va15va16R=1/2m(z152+z162)0.5=46.21ha=ha*m=3hf=(ha*+

15、c*)m=3.6da15=d15+2hacos15=58.87da16=d16+2hacos16=78.51df15=d15-2hacos15=49.13df16=d16-2hacos16=71.49zv15=z15/cos15=22.18zv16=z16/cos16=42.79va15=arccos(d15*cos/da15)=30.46va16=arccos(d16*cos/da16)=26.151/2z15(tan15-tan)+z16(tan16-tan)=1.1475.5.各输出轴的实际转速各输出轴的实际转速no1=n/i1=n/(ipiv1if)=970/2.8(72/16)253/18172=25.630r/minno2=n/i2=n/(ipiv2if)=970/2.8(71/18)253/18172=29.240r/minno3=n/i3=n/(ipiv3if)=970/2.8(67/20)253/18172=34.429r/min