哈工大机械原理大作业-第25题-齿轮设计

1、机械原理主要任务3课程名称：机械原理设计主题：齿轮传动机构设计教员：机械与电气工程学院指导员：林琳刘福莉设计时间：2014年6月哈尔滨工业大学齿轮传动机构的设计1.设计主题序列号电机速度(r/min)输出轴速度(r/min)皮带传动的最大传动比滑动齿轮传动固定轴齿轮传动最大传动比系数圆柱齿轮锥齿轮一对齿轮的最大传动比系数一对齿轮的最大传动比系数2514503640452.54243432、传动比的分配计算根据说明书中传动比的分配方法，可以进行如下计算：首先，已知电机速度n=1450 r/min，输出速度n1=45 r/min，n2=40 r/min，n3=36 r/min，皮带传动的最大传动比

2、ipmax=2.5，滑动齿轮传动的最大传动比ivmax=4。固定轴齿轮传动的最大传动比idmax=4为4根据传动系统的原始参数，传动系统的总传动比为i1=nn1=1450/45=32.222i2=nn2=1450/40=36.25i3=nn3=1450/36=40.278传动系统的总传动比由皮带传动、滑动齿轮传动和固定轴齿轮传动实现。如果皮带传动的传动比为ipmax=2.5，滑动齿轮的传动比为iv1、iv2和iv3，固定轴齿轮传动的传动比为If，则总传动比为i1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if让iv3=ivmax=4根据总传动比i3的计算公式，固定轴齿

3、轮传动部分的传动比可以如下获得：if=i3ipmaximvmax=40 . 2782 . 54=4.028根据总传动比i1和i2的计算公式，滑动齿轮传动的传动比可以如下获得：iv1=i1pmaxif=32 . 2222 . 54 . 028=3.2iv2=i2ipmaxif=36 . 252 . 54 . 028=3.6固定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，每对齿轮的传动比为id=3if=34.028=1.591 idmax=43.齿轮齿数的确定(1)滑动齿轮传动齿数的确定：根据滑动齿轮传动系统对齿轮齿数的要求，齿轮5、6、7、8、9、10可粗略选择为角位移齿轮，齿数为：z5=13、z6=38、z

4、7=12、z8=40、z9=11、z10=40；它们的齿顶高度系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.25，分度圆压力角=20，实际中心距离a =59mm毫米、60毫米、59毫米(1)定轴齿轮传动齿数的确定：根据定轴齿轮传动系统对齿轮齿数的要求，齿轮11、12、13、14可大致选择为角位移齿轮，齿数为：z11=z13=14，z12=z14=25。它们的齿顶高度系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.25，分度圆压力角=20，实际中心距离a=68m。锥齿轮15和16被选为标准齿轮z15=17，z16=23，齿顶高度系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.2，分度圆压力角=20(等于啮合角)。4.滑动齿

5、轮传动中每对齿轮几何尺寸和重合度的计算4.1滑动齿轮5和齿轮6(由matlab计算，程序见附录1)序列号项目密码计算公式和结果1齿数齿轮5z513齿轮6z6382系数m23压力角204齿顶高度系数ha*15顶部间隙系数c*0.256标准中心距离a=(z5 z6)/2=517实际中心距离 a 598啮合角=arccosacosa=39.099位移系数齿轮5x50.5齿轮6x60.610附录齿轮5ha5ha5=mha * X5-y=8.8毫米齿轮6h6h6=mha * X6-y=9毫米11齿根齿轮5hf5hf5=mha* c*-x5=1.5mm齿轮6hf6hf6=mha * c *-X6=1.3毫

6、米12分度圆直径齿轮5d5d5=mz5=26mm毫米齿轮6d6D6=mz6=76毫米13齿尖圆直径齿轮5da5da5=d5 2ha5=43.6mm毫米齿轮6da6da6=D6 2 h6=94毫米14根圆直径齿轮5df5df5=D5-2hf 5=23毫米齿轮6df6df6=D6-2hf 6=73.4毫米15顶圆压力角齿轮5a5a5=arccosd5cosda5=55.919齿轮6a6a6=arccosd6cosda6=40.55816一致=z5 tana5-tanz6 tana6-tan/2=1.64084.2滑动齿轮7和齿轮8(由matlab计算，程序见附录2)序列号项目密码计算公式和结果1齿

7、数齿轮7z712齿轮8z8402系数m23压力角204齿顶高度系数ha*15顶部间隙系数c*0.256标准ce=arccosacosa=39.169位移系数齿轮7x70.5齿轮8x80.610附录齿轮7ha7ha7=mha * x7-y=8.8毫米齿轮8h8h8=mha * x8-y=9毫米11齿根齿轮7hf7hf7=mha* c*-x7=1.5mm齿轮8hf8hf8=mha * c *-x8=1.3毫米12分度圆直径齿轮7d7d7=mz7=24mm毫米齿轮8d8d8=mz8=80mm毫米13齿尖圆直径齿轮7da7da7=d7 2ha7=41.6mm毫米齿轮8da8da8=d8 2ha8=98

8、mm毫米14根圆直径齿轮7df7df7=D7-2hf 7=21毫米齿轮8df8df8=D8-2hf 8=77.4毫米15顶圆压力角齿轮7a7a7=arccosd7cosda7=57.171齿轮8a8a8=arccosd8cosda8=39.90616一致=z7 tana7-tanz8 tanA8-tan/2=1.54444.3滑动齿轮9和齿轮10(由matlab计算，程序见附录3)序列号项目密码计算公式和结果1齿数齿轮9z911齿轮10z10402系数m23压力角204齿顶高度系数ha*15顶部间隙系数c*0.256标准中心距离a=(z9 z10)/2=517实际中心距离 a 598啮合角=a

9、rccosacosa=39.0869位移系数齿轮9x90.5齿轮10x100.610附录齿轮9ha9H9=mha * x9-y=8.8毫米齿轮10ha0ha0=mha * X10-y=9毫米11齿根齿轮9hf9hf9=mha* c*-x9=1.5mm齿轮10hf10hf10=mha * c *-X10=1.3毫米12分度圆直径齿轮9d9d9=mz9=22mm齿轮10d10D10=mz10=80毫米13齿尖圆直径齿轮9da9da9=d9 2ha9=39.6mm毫米齿轮10da10da10=D10 2 ha10=98毫米14根圆直径齿轮9df9df9=d9-2hf 9=19毫米齿轮10df10df

10、10=D10-2hf 10=77.4毫米15顶圆压力角齿轮9a9a9=arccosd9cosda9=58.53齿轮10a10a10=arccosd10cosda10=39.9116一致=z9 tana9-tanz10 tana10-tan/2=1.59125.定轴齿轮传动中每对齿轮几何尺寸和重合度的计算5.1圆柱齿轮11和齿轮12(齿轮13和14以及齿轮11和12对应相同，由matlab计算得出。程序见附录4)序列号项目密码计算公式和结果1齿数齿轮11z1114齿轮12z12252系数m33压力角204齿顶高度系数ha*15顶部间隙系数c*0.256标准中心距离a=(z11 z12)/2=58

11、.57实际中心距离 a 688啮合角=arccosacosa=38.959位移系数齿轮11x110.5齿轮12x120.6210附录齿轮11ha11ha11=mha * X11-y=10.7毫米齿轮12ha12ha12=mha * x12-y=11.06毫米11齿根齿轮11hf11hf11=mha* c*-x11=2.25mm齿轮12hf12hf12=mha * c *-x12=1.89毫米12分度圆直径齿轮11d11d11=mz11=42mm齿轮12d12d12=mz12=75毫米13齿尖圆直径齿轮11da11da11=d11 2ha11=63.4mm毫米齿轮12da12da12=d12 2

12、 ha12=97.12毫米14根圆直径齿轮11df11df11=d11-2hf 11=37.5毫米齿轮12df12df12=d12-2hf 12=71.22毫米15顶圆压力角齿轮11a11a11=arccosd11cosda11=51.500齿轮12a12a12=arccosd12cosda12=43.47516一致=z11 tana11-tanz12 tana12-tan/2=1.5560、5.2锥齿轮15和16(由matlab计算，程序见附录5)序列号项目密码计算公式和结果1齿数齿轮15z1517齿轮16z16232系数m33压力角204齿顶高度系数ha*15顶部间隙系数c*0.26分割锥

13、角齿轮151515=arccot(z15/z16)=53.531齿轮161616=90-15=36.4697分度圆直径齿轮15d15d15=mz15=51mm毫米齿轮16d16d16=mz16=69mm毫米8节锥半径rR=12d152 d162=42.901mm毫米9附录齿轮15ha15ha15=mha *=3.000mm毫米齿轮16ha16ha16=mha *=3.000mm毫米10齿根齿轮15hf15hf15=mha * c *=3.600mm毫米齿轮16hf16hf16=mha * c *=3.600mm毫米11齿尖圆直径齿轮15da15da15=d15 2ha15cos 15=54.5

14、66mm毫米齿轮16da16da16=d16 2ha16cos16=73.825mm12根圆直径齿轮15df15df15=d15-2hf 15 cos15=46.720毫米齿轮16df16df16=d16-2hf16cos16=63.210mm13虚拟齿数齿轮15z15z15=z15cos15=28.601齿轮16z16z16=z16cos16=28.60114等效齿轮顶圆压力角齿轮15a15a15=arccosmz15 cosmz15 2 ha15=28.565齿轮16a16a16=arccosmz16 cosmz16 2 ha16=28.56515一致=z15 tana15-tanz16 tana16-tan/2=1.64286.输出轴的实际输出速度n1=n * iv1 * ifip max=1