哈工大机械原理大作业——齿轮——1号

1、Harbin Institute of Technology机械原理大作业3课程名称： 机械原理 设计题目： 齿轮传动设计 哈尔滨工业大学一、设计题目：如下图一个机械传动系统，运动运动由电动机1输入，经过机械传动系变速后由圆锥齿轮16输出三种不同转速。选择一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。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714501723302.84.524.5343二、传动比的分配计算：电动机转速n=1450r/min，输出转速n1=17r/min，n2=23

2、 r/min，n3=30 r/min，带传动的最大传动比=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比=4.5，圆柱齿轮传动的最大传动比=4.5，圆锥齿轮最大传动比=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=1450/30=48.333i2=1450/23=63.043i3=1450/17=85.294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局部实现。设带传动的传动比为ipmax=2.8，滑移齿轮的传动比为iv1,iv2和iv3，令iv3=ivmax=4.5,那么定轴的传动比为if=85.294/(4.5*2.8)=6.769，从而iv1=48.333/6.769*2.8

3、=2.550,iv2=3.326。定轴齿轮每对的传动比为id=1.89。三、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度:经过计算、比拟，确定出三对滑移齿轮的齿数，其分别为：z5=17，z6=44，z7=14,z8=47，z9=11，z10=50。变位系数确实定：x5=x6=0； x7ha*(17-14)/17=0.176，取x7=0.18，x8=-0.18；x9ha*(17-11)/17=0.353，取x9=0.36；x10=-0.36。各对齿轮的具体参数如下。表一 滑移齿轮5和6几何尺寸及重合度序号工程代号计算公式及计算结果1齿数齿轮5z51744齿轮6z62模数m23压力角 20

4、6;4齿顶高系数ha*15顶隙系数c* 0.256标准中心距a61mm7实际中心距a61mm8啮合角 20°9变位系数齿轮5x500齿轮6x610齿顶高齿轮5ha5ha5= ha* m=2mmha6= ha* m=2mm齿轮6ha611齿根高齿轮5hf5hf5=m*(ha*+c*)=2.5mmhf6=m*(ha*+c*)=2.5mm齿轮6hf612分度圆直径齿轮5d5d5=m*z5=34mmd6=m*z6=88mm齿轮6d613齿顶圆直径齿轮5da5da5=d5+2*ha5=39mmda6=d6+2*ha6=93mm齿轮6da614齿根圆直径齿轮5df5df5=d5-2*hf5=29

5、mmdf6=d6-2*hf6=83mm齿轮6df615齿顶圆压力角齿轮5a5a5=arccos(d5*cos/da5)=32.51°a6=arccos(d6*cos/da6)=27.23°齿轮6a616重合度z5*(tana5-tan)+z6*(tana6- tan)/2=1.792表二 滑移齿轮7和8几何尺寸及重合度序号工程代号计算公式及计算结果1齿数齿轮7z71447齿轮8z82模数m23压力角 20°4齿顶高系数ha*15顶隙系数c* 0.256标准中心距a61mm7实际中心距a61mm8啮合角 20°9变位系数齿轮7x70.18-0.18齿轮8x

6、810齿顶高齿轮7ha7ha7=ha*+x7*m=2.36mmha8=ha*+x8*m=1.64mm齿轮8ha811齿根高齿轮7hf7hf7=( ha*+c*-x7)*m=2.14mmhf8=( ha*+c*-x8)*m=2.86mm齿轮8hf812分度圆直径齿轮7d7d7=m*z7=28mmd8=m*z8=94mm齿轮8d813齿顶圆直径齿轮7da7da7=d7+2*ha7=32.72mmda8=d8+2*ha8=97.28mm齿轮8da814齿根圆直径齿轮7df7df7=d7-2*hf7=23.72mmdf8=d8-2*hf8=22.28mm齿轮8df815齿顶圆压力角齿轮7a7a7=ar

7、ccos(d7*cos/da7)= 36.47°a8=arccos(d8*cos/da8)=24.77°齿轮8a816重合度z7*(tana7-tan)+z8*(tana8- tan)/2=1.565表三 滑移齿轮9和10几何尺寸及重合度序号工程代号计算公式及计算结果1齿数齿轮9z91150齿轮10z102模数m23压力角 20°4齿顶高系数ha*15顶隙系数c* 0.256标准中心距a61mm7实际中心距a61mm8啮合角 20 °9变位系数齿轮9x90.36-0.36齿轮10x1010齿顶高齿轮9ha9ha9=ha*+x9*m=2.72mmha10=

8、ha*+x10*m=1.28mm齿轮10ha1011齿根高齿轮9hf9hf9=( ha*+c*-x9)*m=1.78mmhf10=( ha*+c*-x10)*m=3.22mm齿轮10hf1012分度圆直径齿轮9d9d9=m*z9=22mmd10=m*z10=100mm齿轮10d1013齿顶圆直径齿轮9da9da9=d9+2*ha9=25.56mmda10=d10+2*ha10=106.44mm齿轮10da1014齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2*hf9=18.44mmdf10=d10-2*hf10=93.56mm齿轮10df1015齿顶圆压力角齿轮9a9a9=arccos(d9*cos/

9、da9)=36.02°a10=arccos(d10*cos/da10)= 28.01°齿轮10a1016重合度z9*(tana9-tan)+z10*(tana10- tan)/2=1.972四、定轴齿轮传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度 首先将三对齿轮的齿数设为相同，得到定轴齿轮每对的传动比为id=1.89，经过比拟计算，选定两队圆柱齿轮的齿数均为10和19，为了防止根切，采用角度变位。通过查找选择变位系数线图，得到每对啮合齿轮的总变位系数为0.86, 11号齿轮的变位系数为x11=0.45，从而12号齿轮的变位系数为x12=0.86-0.45=0.41，啮合角=26.50&

10、#176;。 由于齿轮11与13、12与14完全一致，故只列出圆柱齿轮11、12的具体参数，如下表：表四 圆柱齿轮11和12几何尺寸及重合度序号工程代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11z111019齿轮12z122模数m33压力角 20°4齿顶高系数ha*15顶隙系数c* 0.256标准中心距a28.5mm7实际中心距a29.93mm8啮合角26.50°9变位系数齿轮11x110.450.41齿轮12x1210齿顶高齿轮11ha11ha11=ha*+x11- x+y*m=3.195mmha12=ha*+x12- x+y*m=3.075mm齿轮12ha1211齿根高齿轮11h

11、f11hf11=( ha*+c*-x11)*m=2.40mmhf12=( ha*+c*-x12)*m=2.52mm齿轮12hf1212分度圆直径齿轮11d11d11=m*z11=30mmd12=m*z12=57mm齿轮12d1213齿顶圆直径齿轮11da11da11=d11+2*ha11=36.39mmda12=d12+2*ha12=63.15mm齿轮12da1214齿根圆直径齿轮11df11df11=d11-2*hf11=25.20mmdf12=d12-2*hf12=51.96mm齿轮12df1215齿顶圆压力角齿轮11a11a11=arccos(d11*cos/da11)=39.22

12、76;a12=arccos(d12*cos/da12)=31.99°齿轮12a1216重合度z11(tana11-tan)+z12(tana12- tan)/2=1.236 在选定圆锥齿轮的齿数时，为了防止根切，且符合传动比要求，应选择啮合齿轮的齿数分别为17和32，计算得到圆锥齿轮11和12几何尺寸及重合度，如下表。表五 圆锥齿轮15和16几何尺寸及重合度序号工程代号计算公式及计算结果1齿数齿轮15z151732齿轮16z162模数m33压力角 20°4齿顶高系数ha*15顶隙系数c*0.26分度圆锥角齿轮151515=arctan(z15/z16)=27.98°

13、;16=90°-15=62.02°齿轮16167分度圆直径齿轮15d15d15=m*z15=51mmd16=m*z16=96mm齿轮16d168锥距RR=0.5*=54.35mm9齿顶高齿轮15ha15ha15= h16 =m*ha*=3mm齿轮16ha1610齿根高齿轮15hf15hf15=m*(ha*+c*)=3.6mm齿轮16hf16hf16=m*(ha*+c*)=3.6mm11齿顶圆直径齿轮15da15da15=d15+2*ha15*cos15=56.30mmda16=d16+2*ha16*cos16=98.81mm齿轮16da1612齿根圆直径齿轮15df15df15=d15-2*hf15*cos15=44.64mmdf16=d16-2*hf16*cos16=92.62mm齿轮16df1613当量齿数齿轮15zv15zv15=z15/cos15=16.98mmzv16=z16/cos16=68.21mm齿轮16zv1614当量齿轮齿顶圆压力角齿轮15va15va15=arccos(d15*cos/da15)=31.65°va16=arccos(d16*cos/da16)=24.08°齿轮16va1615重合度zv15*(tanva1