哈工大机械原理大作业三-21号-齿轮机构.doc

Harbin Institute of Technology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： 机电学院 班 级： 班 设 计 者： 学 号： 指导教师： 赵永强 唐德威 设计时间： 2014年6月5日 哈尔滨工业大学一、 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输出三种不同的速度。用表中第21组数据对该机构进行设计。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1.2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217453035402.5424343二、 传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=40 r/min，n2=35 r/min，n3=30 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=745/40=18.625i2=nn2=745/35=21.286 i3=nn3 =745/30=24.833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=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=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv3=ivmax=4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if = i3ipmaxivmax = 24.8332.54=2.4833 滑移齿轮传动的传动比 iv1=i1ipmaxif = 18.6252.52.4833 =3.0000 iv2=i2ipmaxif = 21.2862.52.4833 =3.4287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=32.4833=1.3542idmax=4三、 齿轮齿数的确定3.1 滑移齿轮传动齿数的确定根据传动比符合ivi=3的要求，以及中心距必须和后两个齿轮对相同，齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小等一系列原则，初步确定滑移齿轮5,6为高度变位齿数分别为：z5= 18，z6= 53。变位系数x1=0.4，x2=-0.4根据传动比符合iv2=3.4287的要求, 以及中心距必须和其他两个齿轮对相同，齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小等一系列原则，初步确定齿轮7,8,9,10均为角度变位齿轮，齿数分别为z7=16，z8= 55，变位系数x1=0.53,x2=0.567 z9=14，z10=57，变位系数x1=0.53,x2=0.567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=67mm。3.2 定轴传动齿轮齿数的确定根据定轴齿轮变速传动系统中传动比符合id的要求，以及齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小等一系列原则，可大致选择如下：圆柱齿轮11、12、13和14为高度变位齿轮，其齿数：z11=z13=17，z12=z14=23。变位系数x1=0.120,x2=-0.120，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。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮z15=17，z16=23，齿顶高系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.2，分度圆压力角=20。四、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5z518齿轮6z6532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a = (z5+z6)/2=71mm7实际中心距a71mm8啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮5x50.40齿轮6x6-0.4010齿顶高齿轮5ha5ha5=mha*+x5-y=2.800mm齿轮6ha6ha6=mha*+x6-y=1.200mm11齿根高齿轮5hf5hf5=mha*+c*-x5=1.700mm齿轮6hf6hf6=mha*+c*-x6=3.300mm12分度圆直径齿轮5d5d5=mz5=36.000mm齿轮6d6d6=mz6=106.000mm13齿顶圆直径齿轮5da5da5=d5+2ha5=41.600mm齿轮6da6da6=d6+2ha6=108.400mm14齿根圆直径齿轮5df5df5=d5-2hf5=32.600mm齿轮6df6df6=d6-2hf6=99.400mm15齿顶圆压力角齿轮5a5a5=arccosd5cosda5=35.591齿轮6a6a6=arccosd6cosda6=23.23616重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.5594.2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7z716齿轮8z8552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a = (z7+z8)/2=71mm7实际中心距a73mm8啮合角=arccosacosa=23.9439变位系数齿轮7x70.53齿轮8x80.56710齿顶高齿轮7ha7ha7=mha*+x7-y=2.866mm齿轮8ha8ha8=mha*+x8-y=2.940mm11齿根高齿轮7hf7hf7=mha*+c*-x7=1.440mm齿轮8hf8hf8=mha*+c*-x8=1.366mm12分度圆直径齿轮7d7d7=mz7=32.000mm齿轮8d8d8=mz8=110.000mm13齿顶圆直径齿轮7da7da7=d7+2ha7=37.732mm齿轮8da8da8=d8+2ha8=115.880mm14齿根圆直径齿轮7df7df7=d7-2hf7=29.12mm齿轮8df8df8=d8-2hf8=107.268mm15齿顶圆压力角齿轮7a7a7=arccosd7cosda7=37.161齿轮8a8a8=arccosd8cosda8=26.87316重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.5534.3滑移齿轮9和齿轮10序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮9z914齿轮10z10572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a = (z9+z10)/2=717实际中心距a738啮合角=arccosacosa=23.9439变位系数齿轮9x90.53齿轮10x100.56710齿顶高齿轮9ha9ha9=mha*+x9-y=2.866mm齿轮10ha10ha10=mha*+x10-y=2.940mm11齿根高齿轮9hf9hf9=mha*+c*-x9=1.440mm齿轮10hf10hf10=mha*+c*-x10=1.366mm12分度圆直径齿轮9d9d9=mz9=28.000mm齿轮10d10d10=mz10=114.000mm13齿顶圆直径齿轮9da9da9=d9+2ha9=33.732mm齿轮10da10da10=d10+2ha10=119.880mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2hf9=25.120mm齿轮10df10df10=d10-2hf10=111.268mm15齿顶圆压力角齿轮9a9a9=arccosd9cosda9=38.738齿轮10a10a10=arccosd10cosda10=26.6716重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.531五、 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 (齿轮13同齿轮11，齿轮14同齿轮12)序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11z1117齿轮12z12232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a = (z11+z12)/2=607实际中心距a608啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮11x110.120齿轮12x12-0.12010齿顶高齿轮11ha11ha11=mha*+x11-y=3.360mm齿轮12ha12ha12=mha*+x12-y=2.640mm11齿根高齿轮11hf11hf11=mha*+c*-x11=3.390mm齿轮12hf12hf12=mha*+c*-x12=4.110mm12分度圆直径齿轮11d11d11=mz11=51mm齿轮12d12d12=mz12=69mm13齿顶圆直径齿轮11da11da11=d11+2ha11=57.720mm齿轮12da12da12=d12+2ha12=74.280mm14齿根圆直径齿轮11df11df11=d11-2hf11=44.220mm齿轮12df12df12=d12-2hf12=60.780mm15齿顶圆压力角齿轮11a11a11=arccosd11cosda11=33.916齿轮12a12a12=arccosd12cosda12=29.20316重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan/2 =1.5495.2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15z1517齿轮16z16232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)=36.469齿轮161616=90-15=53.5317分度圆直径齿轮15d15d15=mz15=51.000mm齿轮16d16d16=mz16=69.000mm8锥距RR=12d152+d162=42.901mm9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=55.825mm齿轮16da16da16=d16+2ha16cos16=72.566mm12齿根圆直径齿轮15df15df15=d15-2hf15cos15=45.210mm齿轮16df16df16=d16-2hf16cos16=64.720mm13当量齿数齿轮15z15z15=z15cos15=21.140齿轮16z16z16=z16cos16=38.69514当量齿轮齿顶圆压力角齿轮15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=30.854齿轮16a16a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=26.68215重合度=z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1