机械原理大作业三齿轮传动系统设计18

1、哈尔滨工业大学机电工程学院机械原理大作业机械原理大作业三课程名称： 机械原理 设计题目： 齿轮传动系统设计 题 号： 18 院 系： 机电工程学院 班 级： * 设 计 者： * 学 号： * 指导教师： 赵永强 唐德威 设计时间： 2015年6月 哈尔滨工业大学齿轮传动系统设计说明书1、设计题目1.1机构运动简图1.电动机 2、4.皮带轮 3.皮带 5、6、7、8、9、10、11、12、13、14.圆柱齿轮 15、16.圆锥齿轮图1 齿轮传动系统机构运动简图1.2机械传动系统原始参数表1 机械传动系统原始参数序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿

2、轮传动最大传动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数187452731372.54243432、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=27 r/min，n2=31 r/min，n3=37 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=nn1=745/27=27.593；i2=nn2=745/31=24.032； i3=nn3 =745/37=20.135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

3、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i1=ipmaxiv1if;i2=ipmaxiv2if；i3=ipmaxiv3if令iv3=ivmax=4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if = i3ipmaxivmax = 27.5932.54=2.759 滑移齿轮传动的传动比 iv1=i1ipmaxif = 20.1352.52.759=2.919iv2=i2ipmaxif=24.0322.52.759=3.484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=3if=32.759=1.403 id

4、max=4表2 传动比的分配i1i2i3iv1iv2iv3ipmaxifid27.59324.03220.1352.9193.48442.52.7591.4033、齿轮齿数的确定3.1 滑移齿轮传动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= 21，z6= 62，z7= 19，z8= 65，z9=17，z10=67；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=84mm。表3 滑移齿轮传动齿数的确定Z5Z6Z7Z8Z9Z102162196517673.2 定轴齿轮传动齿数的

5、确定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=z13=13，z12=z14=18。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=47mm。圆锥齿轮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）。表4 定轴齿轮传动齿数的确定Z11Z12Z13Z14Z15Z161318131817244、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序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮5

6、z521齿轮6z6622模数m23压力角 204齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.256标准中心距aa=m(z5+z6)/2=83mm 7实际中心距a84mm8啮合角=arccosacosa=21.7979变位系数齿轮5x50.540 齿轮6x60.504 10齿顶高齿轮5ha5ha5=m(h*a+x5-y)=1.992mm 齿轮6ha6ha6=m(h*a+x6-y)=1.920mm 11齿根高齿轮5hf5hf5=mha*+c*-x5=1.420mm 齿轮6hf6hf6=mha*+c*-x6=1.492mm 12分度圆直径齿轮5d5d5=mz5=42.000mm 齿轮6d6 d6=mz6=1

7、24.000mm13齿顶圆直径齿轮5da5da5=d5+2ha5=45.984mm 齿轮6da6 da6=d6+2ha6=127.84mm 14齿根圆直径齿轮5df5df5=d5-2hf5=39.160mm 齿轮6df6 df6=d6-2hf6=121.016mm 15齿顶圆压力角齿轮5a5a5=arccosd5cosda5=30.876 齿轮6a6a6=arccosd6cosda6=24.291 16重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.579说明：总变位系数x=inv -inv z9+z102tan =1.044，根据机械原理第三版中图7-34选择变位系数线图分

8、配变位系数，x9=0.540 , x10=0.5044.2滑移齿轮7和齿轮8序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮7z719齿轮8z8652模数m23压力角204齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.256标准中心距aa=m(z7+z8)/2=84mm 7实际中心距a84mm8啮合角=arccosacosa=20 9变位系数齿轮7x70齿轮8x8010齿顶高齿轮7ha7ha7=m(h*a+x7-y)=2.000mm齿轮8ha8ha8=m(h*a+x8-y)=2.000mm11齿根高齿轮7hf7hf7=mha*+c*-x7=2.500mm 齿轮8hf8hf8=mha*+c*-x8=2.500mm

9、12分度圆直径齿轮7d7d7=mz7=38.000mm齿轮8d8d8=mz8=130.000mm13齿顶圆直径齿轮7da7da7=d7+2ha7=42.000mm齿轮8da8da8=d8+2ha8=134.000mm14齿根圆直径齿轮7df7df7=d7-2hf7=33.000mm齿轮8df8df8=d8-2hf8=125.000mm 15齿顶圆压力角齿轮7a7a7=arccosd7cosda7=31.767齿轮8a8a8=arccosd8cosda8=24.26716重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.6704.3滑移齿轮9和齿轮10序号项目代号计算公式及计算结

10、果1齿数齿轮9z917齿轮10z10672模数m23压力角204齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.256标准中心距aa=m(z9+z10)/2=84mm 7实际中心距a84mm8啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮9x90齿轮10x10010齿顶高齿轮9ha9ha9=m(h*a+x9-y)=2.000mm 齿轮10ha10ha10=m(h*a+x10-y)=2.000mm 11齿根高齿轮9hf9hf9=mha*+c*-x9=2.500mm 齿轮10hf10hf10=mha*+c*-x10=2.500mm 12分度圆直径齿轮9d9d9=mz9=34.000mm 齿轮10d10d1

11、0=mz10=134.000mm 13齿顶圆直径齿轮9da9da9=d9+2ha9=38.000mm齿轮10da10da10=d10+2ha10=138.000mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2hf9=29.000mm齿轮10 df10d10=d10-2hf10=129.000mm 15齿顶圆压力角齿轮9a9a9=arccosd9cosda9=32.778齿轮10a10a10=arccosd10cosda10=24.15316重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.6585、 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

12、 (齿轮13与14和齿轮11与12对应相同)序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11、齿轮13z11、z1313齿轮12、齿轮14z12、z14182模数m33压力角204齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.256标准中心距aa=m(z7+z8)/2=46.500mm 7实际中心距a49mm8啮合角=arccosacosa=26.9069变位系数齿轮11、齿轮13x11、x130.530齿轮12、齿轮14x12、x140.44810齿顶高齿轮11、齿轮13ha11 ha13ha11=m(h*a+x11-y)=4.155mm齿轮12、齿轮14ha12 ha14ha12=m(h*a+x12-y

13、)=3.909mm11齿根高齿轮11、齿轮13hf11 hf13hf11=mha*+c*-x11=2.160mm齿轮12、齿轮14hf12 hf14hf12=mha*+c*-x12=2.406mm12分度圆直径齿轮11、齿轮13d11 d13d11=mz11=39mm齿轮12、齿轮14d12 d14d12=mz12=54mm13齿顶圆齿轮11、齿轮13da11 da13da11=d11+2ha11=47.310mm直径齿轮12、齿轮14da12 da14da12=d12+2ha12=61.818mm14齿根圆直径齿轮11、齿轮13df11 df13 df11=d11-2hf11=34.680m

14、m齿轮12、齿轮14df12 df14df12=d12-2hf12=49.188mm15齿顶圆压力角齿轮11、齿轮13a11 a13a11=arccosd11cosda11=39.228齿轮12、齿轮14a12 a14a12=arccosd12cosda12=34.83016重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan /2=1.398说明：总变位系数x=inv -inv z11+z122tan =0.978，根据机械原理第三版中图7-34选择变位系数线图分配变位系数，x11=0.530 , x12=0.4485.2圆锥齿轮15与16序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮1

15、5z1517齿轮16z16242模数m33压力角204齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.26分度圆锥角齿轮151515=arccot(z16/z15)=35.311齿轮161616=90-15=54.6897分度圆直径齿轮15d15d15=mz15=51.000mm齿轮16d16d16=mz16=72.000mm8锥距RR=12d152+d162=44.116mm9齿顶高齿轮15ha15ha15=mha*=3.000mm齿轮16ha16ha16=mha*=3.000mm10齿根高齿轮15hf15hf15=mha*+c*=3.600mm齿轮16hf16hf16=mha*+c*=3.600mm11齿顶圆直径齿轮15da15da15=d15+2ha15cos15=55.896mm齿轮16da16da16=d16+2ha16cos16=75.468mm12齿根圆直径齿轮15df15df15=d15-2hf15cos15=45.125mm齿轮16df16df16=d16-2hf16cos16=67.838mm13当量齿数齿轮15z15z15=z15cos15=20.833齿轮16z16z16=z16cos16=41.52114当量齿轮齿顶圆压力角齿轮15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=30.976齿轮16a16a16=arccosmz16cosmz