哈工大机械原理大作业齿轮——5号.pdf

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1、哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）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 输出三种不同转速。原则一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）机械传动系统原始参数滑移齿轮传动序电机转速输出轴转速带 传 动最 大号（r/min）（r/min）最 大 传传 动模数动比比1197023

2、29352.84.52定轴齿轮传动圆柱齿轮一 对 齿轮 最 大模数传动比4.53圆锥齿轮一 对 齿轮 最 大模数传动比432.2.传动比的分配计算传动比的分配计算总传动比为970i1 42.173 ipmaxiV1if23970i2 33.448 ipmaxiV2if29970i3 27.714 ipmaxiV3if35ipmax=2.8，令iV1=4.5ifi1 3.3472.84.5iV2=3.600iV3=2.957定轴齿轮每对齿轮的传动比id3if1.4963.3.滑移齿轮传动参数的设计滑移齿轮传动参数的设计为满足滑移齿轮变速传动系统中齿轮齿数的几点要求，iv1=z10/z9=4.50

3、0,iv2=z8/z7=3.600,iv3=z6/z5=2.957。由于齿轮在传递动力室要求传动的平稳性和啮合精度，哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）因此一般情况下最小齿数不能小于 12,对于传动齿轮的小齿轮，齿数选择17 到 20 之间比较好。由此可大致让齿轮 5 和 6 采用标准齿轮啮合,=20，z5=18,z6=54;齿轮 7 和 8采用角度变位啮合，2=arcos(69/72*cos)=23,z7=15,z8=55。齿轮 9 和 10 采用高度变位啮合，故啮合角=20,z9=13,z10=59;由以上设计参数即可得到齿轮 5 和 6，7 和 8，9 和 10 的几何尺寸，见下表。表1

4、滑移齿轮5和6的几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果z5181齿数齿轮 554z6齿轮 6m22模数203压力角ha*14齿顶高系数c*0.255顶隙系数1a6标准中心距a m(z1 z2)722a727实际中心距208啮合角x509变位系数齿轮 50 x6齿轮 6ha5ha5=ha6=ha*m=210齿顶高齿轮 5ha6齿轮 6hf5hf5=hf6=m(ha*+c*)=2.511齿根高齿轮 5hf6齿轮 6d5d5=m*z5=3612分度圆直径齿轮 5d6=m*z6=108d6齿轮 6da5da5=d5+2*ha5=4013齿顶圆直径齿轮 5da6=d6+2*ha6=112da6齿轮 6

5、df5df5=d5-2*hf5=3114齿根圆直径齿轮 5df6=d6-2*hf6=103df6齿轮 6a5a5=arccos(d5*cos/da5)=32.2515齿顶圆压力齿轮 5a6=arccos(d6*cos/da6)=25.02角a6齿轮 6z5*(tana5-tan)+z6*(tana6-tan)/2=1.66016重合度表2滑移齿轮7和8的几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果Z7151齿数齿轮 7Z855齿轮 8m22模数203压力角ha*14齿顶高系数哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）0.25707225 0.54齿轮 70.56齿轮 810齿顶高齿轮 7ha7=（ha*

6、+x7-x3+y）*m=1.44ha8=（ha*+x8-x3+y）*m=1.46齿轮 8hf7=(ha*+c*-x7)*m=1.4211齿根高齿轮 7hf8=(ha*+c*-x8)*m=1.38齿轮 8d7=m*z7=3012分度圆直径齿轮 7d8=m*z8=110齿轮 8da7=d7+2*ha7=32.8813齿顶圆直径齿轮 7da8=d8+2*ha8=112.92齿轮 8df7=d7-2*hf7=27.1614齿根圆直径齿轮 7df8=d8-2*hf8=107.24齿轮 8a7=arccos(d7*cos/da7)=31.0215齿顶圆压力齿轮 7a8=arccos(d8*cos/da8)

7、=32.54角齿轮 8z7*(tana7-tan)+z8*(tana8-tan)/2=1.75416重合度表3滑移齿轮9和10的几何尺寸序号项目代号计算公式及计算结果Z9131齿数齿轮 959齿轮 10Z10m22模数203压力角ha*14齿顶高系数c*0.255顶隙系数a726标准中心距a727实际中心距208啮合角X90.49变位系数齿轮 9-0.4齿轮 10X10ha910齿顶高齿轮 9ha9=（ha*+x9）*m=2.8ha10=（ha*+x10）*m=1.2齿轮 10ha10hf9hf9=(ha*+c*-x9)*m=1.711齿根高齿轮 9hf10=(ha*+c*-x10)*m=3.

8、3齿轮 10hf10d9d9=m*z9=2612分度圆直径齿轮 9d10=m*z10=118齿轮 10d10da9da9=d9+2*ha9=31.613齿顶圆直径齿轮 9da10=d10+2*ha10=120.4齿轮 10da10df9df9=d9-2*hf9=22.614齿根圆直径齿轮 9df10=d10-2*hf10=111.4齿轮 10df10a9a9=arccos(d9*cos/da9)=39.3615齿顶圆压力齿轮 956789顶隙系数标准中心距实际中心距啮合角变位系数c*aaX7X8ha7ha8hf7hf8d7d8da7da8df7df8a7a8哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）

9、16角重合度齿轮 10a10a10=arccos(d10*cos/da10)=22.93z9*(tana9-tan)+z10*(tana10-tan)/2=1.5014.4.定轴齿轮传动参数的设计定轴齿轮传动参数的设计id=(if)1/3=1.496,不妨将三对定轴齿轮的齿数设为相同，对于圆柱齿轮，z11=z13=19，ez12=z14=28，采用角度变位。实际中心距 71mm，齿顶高系数 ha*=1,径向间隙系数 c*=0.25，分度圆压力角 =20；由此即可得出齿轮 11 和 12，13 和 14 的几何尺寸。表4圆柱齿轮11和12的几何尺寸序号项目代号计算公式及计算结果191齿数齿轮 1

10、1z1128齿轮 12z12m32模数203压力角ha*14齿顶高系数c*0.255顶隙系数a70.56标准中心距a717实际中心距21.088啮合角09变位系数齿轮 11x110.161齿轮 12x1210齿顶高齿轮 11ha11ha11=（ha*+x11-x+y）*m=3.027ha12=（ha*+x12-x+y）*m=3.510齿轮 12ha12hf11=(ha*+c*-x11)*m=3.75011齿根高齿轮 11hf11hf12=(ha*+c*-x12)*m=3.267齿轮 12hf12d11=m*z11=5712分度圆直径齿轮 11d11d12=m*z12=84齿轮 12d12da1

11、1=d11+2*ha11=63.05413齿顶圆直径齿轮 11da11da12=d12+2*ha12=91.020齿轮 12da12df11=d11-2*hf11=49.50014齿根圆直径齿轮 11df11df12=d12-2*hf12=77.466齿轮 12df12a11=arccos(d11*cos/da11)=31.8515齿顶圆压力齿轮 11a11a12=arccos(d12*cos/da12)=29.86角齿轮 12a12z11(tana11-tan)+z12(tana12-16重合度tan)/2=1.554表5圆柱齿轮13和14的几何尺寸序号项目代号计算公式及计算结果191齿数齿

12、轮 13z1328齿轮 14z14m32模数203压力角ha*14齿顶高系数c*0.255顶隙系数a70.56标准中心距哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）78910131413141516实际中心距啮合角变位系数齿轮 13齿轮 14齿顶高齿轮 13齿轮 14齿根高齿轮 13齿轮 14分度圆直径齿轮 13齿轮 14齿顶圆直径齿轮 13齿轮 14齿根圆直径齿轮 13齿轮 14齿顶圆压力齿轮 13角齿轮 14重合度ax13x14ha13ha14hf13hf14d13d14da13da14df13df14a13a147121.0800.161ha13=（ha*+x13-x+y）*m=3.027ha1

13、4=（ha*+x14-x+y）*m=3.510hf13=(ha*+c*-x13)*m=3.750hf14=(ha*+c*-x14)*m=3.267d13=m*z13=57d14=m*z14=84da13=d13+2*ha13=63.054da14=d14+2*ha14=91.020df13=d13-2*hf13=49.500df14=d14-2*hf14=77.466a13=arccos(d13*cos/da13)=31.85a14=arccos(d14*cos/da14)=29.86z13(tana13-tan)+z14(tana14-tan)/2=1.554对于圆锥齿轮，z15=19,z1

14、6=28,据此可计算标准圆锥齿轮的各几何尺寸，见下表。表6标准圆锥齿轮 15和16的几何尺寸序号项目代号计算公式及计算结果z15=191齿数齿轮 15z15z16=28齿轮 16z16m32模数203压力角ha*14齿顶高系数c*0.25顶隙系数15=arccot(z16/z15)=34.1606分度圆锥角齿轮 151516=90-15=55.840齿轮 1616d15=m*z15=577分度圆直径齿轮 15d15d16=m*z16=84齿轮 16d16RR=0.5*m*(z152+z162)1/2=50.7578锥距ha15=h16=m*ha*=39齿顶高齿轮 15ha15齿轮 16ha16

15、hf15=hf16=m*(ha*+c*)=3.610齿根高齿轮 15hf15齿轮 16hf16da15=d15+2*ha15*cos15=61.96511齿顶圆直径齿轮 15da15da16=d16+2*ha16*cos16=87.369齿轮 16da16df15=d15-2*hf15*cos15=51.04212齿根圆直径齿轮 15df15df16=d16-2*hf16*cos16=79.957齿轮 16df16zv15=z15/cos15=22.96113当量齿数齿轮 15zv15zv16=z16/cos16=49.866齿轮 16zv16va15=arccos(d15*cos/da15)

16、=30.18614当量齿轮齿齿轮 15va15va16=arccos(d16*cos/da16)=25.384顶圆压力角齿轮 16va16哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）15重合度zv15*(tanva15-tanv)+zv16*(tanva16-tanv)/2=1.1505.5.实际输出转速实际输出转速542828282.8）36.09（r/min）1819191955282828当齿轮 7 和 8 啮合时，实际输出转速为970（2.8）29.52（r/min）1519191959282828当齿轮 9 和 10 啮合时，实际输出转速为970（2.8）23.85（r/min）13191919从实际输出转速可以看出该齿轮传动设计精度较高，能够较好的满足要求。当齿轮 5 和 6 啮合时，实际输出转速为970（