哈工大机械原理大作业齿轮传动设计

1、机械原理大作业课程名称： 设计题目： 院 系: 姓 名: 学 号: 指导教师： 设计时间：哈尔滨工业大学（威海）设计说明书1. 设计题目2.2. 传动比的分配计算 3.3. 计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的基本几何尺寸 3（1）齿轮5、齿轮64.（2）齿轮7、齿轮84.（3）齿轮9、齿轮105.4计算定轴齿轮传动中每对齿轮的基本几何尺寸。 5（1）齿轮11、齿轮125.（2）齿轮13、齿轮146.（3）齿轮15、齿轮166.5.每对齿轮的几何尺寸及重合度。 .6.7.实际设计参数 1.41. 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

2、同的转速。根据表中的传动系统原始参数设计该传 动系统。ILLL777341工5277T11Hl77710“1厂13T .77714 d77715161.电动机2，4.皮带轮3.皮带56，7，8，9，10，11，12，13，14.圆柱齿轮15，16.圆锥齿轮表机械传动系统原始参数电机转 速(r/mi n)输出轴转速(r/min)带传 动最大 传动比滑传动轮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1450121723r 2.54243432. 传动比的分配计算电动机转速 ni=1450r/min ,输出转速 n1= 12r/min ,

3、n2=17r/min , n3=23r/min , 带传动的最大传动比idmax=2.5滑移齿轮传动的最大传动比ihmax=4，定轴齿轮 传动的最大传动比ifmax=4。根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：nii1=ni =1450- 12=120.833nii2=1450- 17=85.294n2nii3=n3 =1450十 23=63.043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id，滑移齿轮的传动比为ih1、ih2和ih3，定轴齿轮传动的传动 比为if,贝U总传动比i仁 id*ih1*ifi2=id*ih2*ifi3=id*i

4、h3*if令=ih1=ihmax=4则可得：定轴齿轮传动部分的传动比为 if=i1/(id*ih1)=120.833/(2.5*4)=12.083滑 移 齿 轮 传 动 的 传 动 比 ih2=i2/(id*if)=85.294/(2.5*12.083)=2.824Ih3=i3/(id*if)=63.043/(2.5*12.083)=2.087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iv*iv*iv=if=12.083,iv=2.2953. 计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的基本几何尺寸根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，选择齿轮5、& 7、8、9和10为角度变位齿轮。由计算

5、结果：ih 仁 z6/z5=4ih2=z8/z7=2.824ih3=z10/z9=2.087其齿数：z5=11, z6=47, z7=15, z8=43, z9=19, z10=39;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a =20，模数m=2。(1) 齿轮5、齿轮6z5=11, z6=47,角度变位正传动。为了尽量提高齿轮的接触强度，在选择变位系数线图右部线图上边界上选择xl根据zl =z5+z6=11+47=5线与上边界交点，xl=1.6再求出啮合角a /2x linv a = inv z5+ tan a解得：a =20.856 中心距 a =0.5m(

6、z5+z6CSaa =58.32mm,根据xl=1.和u=z6/z5=47/12=3.9173按选择变位系数线图左部斜线分配变位 系数，得 x5=0.62,x6=1.0&中心距变位系数y=(a -a)/m=0.16齿高变动系数 y=xly=1.54(2) 齿轮7、齿轮8z7=15, z8=43,此时已知条件为 a =58.32mm,a0a=0.5m(z7+z8)=58mm, a =arccos( cos a )= 20.847 a总变位系数 xl 2： (nv -in a ) =0.,根据xl =0.16和u=z8/z7=2.867,2.2u3.Q按选择变位系数线图左部斜线分配 变位系数，得x

7、7=0.16,x8=Q中心距变位系数y=(a -a)/m=0.16齿高变动系数 y=xly=0(3) 齿轮9、齿轮10z9=19, z10=39此时已知条件为 a=58.32mm, a一a=0.5m(z9+z10)=58mm, a =arccosCos a )=20.847az9+z10,总变位系数 xE =2tan a (inv -idv a ) =0.16根据xE =0.1狗u=z10/z9=2.053,1.6u2.2按选择变位系数线图左部斜线分配 变位系数，得x9=0.28,x10=0.12。中心距变位系数y=(a -a)/m=0.16齿高变动系数 y=xEy=04. 计算定轴齿轮传动中

8、每对齿轮的基本几何尺寸。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。由计算结果：iv=2.295其齿数：乙1 = 3=17,乙2=乙4=41。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a =20，模数m=3。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮5=17, 6=41，齿顶高系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.2，分度圆压力角a =20，模数m=3(1) 齿轮11、齿轮12z11=17, z12=41，角度变位正传动。为了尽量提高齿轮的接触强度，在选择变位系数线图右部线图上边界上选择xE根据zE =z11+z12=17+4

9、1=5线与上边界交点，xE=1.6再求出啮合角a /2(x11+x12)inv a = inv a +z12 tan a解得：a =20.856cos a中心距 a =0.5m(z11+z12)OSa 88mm,根据xE=1.和u=z12/z1仁41/17=2.412,2.2u3.0按选择变位系数线图左部斜线 分配变位系数，得 x11=0.67,x12=0.93中心距变位系数y=(a -a)/m=0.333 齿高变动系数 y=xEy=1.267(2) 齿轮13、齿轮14z13=17, z14=41，此时已知条件为 a =88mm,a0a=0.5m(z13+z14)=87mm, a =arcqo

10、sCos a )=21.718 az13+z14_总变位系数 xE =2tan a (inv anv a ) =0.35根据xE =0.35和u=z8/z7=2.412,2.2u3.0按选择变位系数线图左部斜线分配 变位系数，得x13=0.25,x14=0.10。中心距变位系数y=(a -a)/m=0.333齿高变动系数 y=xE/=0.017(3) 齿轮15、齿轮16z15=17, z16=41, a =20 a=0.5m(z15+z16)=87mm分度圆锥角S 15=arccot(z16/z15)=22.52S 16=90 -S 15=67.485. 每对齿轮的几何尺寸及重合度。表1滑移圆

11、柱齿轮5、齿轮6几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮52511齿轮62647序号项目代号计算公式及计算结果2模数m23压力角20 04齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距a1a=2 m(z5+z6)=587实际中心距a58.328啮合角120.8569变位系数齿轮5X50.52齿轮6x1.0810齿顶高齿轮5ha5ha5=m(ha*+x5-A y)=0.16齿轮6ha6ha6=m(ha*+x6- A y)=1.0811齿根咼齿轮5hf5hf5=m(ha*+c* -x5)=1.26齿轮6hf 6hf6=m(ha*+c* -x6)=0.3412分度圆直 径齿轮5d 5

12、d5=mz5=22齿轮6d6d6=mz6=9413齿顶圆直 径齿轮5da5da5=d5+2ha5=22.32齿轮6da6da6=d6+2ha6=96.1614齿根圆直 径齿轮5d f 5df5=d5-2hf5=19.48齿轮6d f 6df6=d6-2hf6=93.3215齿顶圆压 力角齿轮5a5a a5=arccos(db5/da5)=22.T5齿轮6a6a a6=arccos(db6/da6)=23.216重合度1 a=n z5(tan a-tan a )+ z6(tan a aan a )=0.57表2滑移圆柱齿轮7、齿轮8几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮7z715齿轮

13、8z8432模数m23压力角20 o4齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距a1a=2 m(z7+z8)=587实际中心距a58.328啮合角120.8479变位系数齿轮7x70.16齿轮8x8010齿顶高齿轮7ha7ha7=m(ha*+x7-A y)=2.32齿轮8ha8ha8=m(ha*+x8- A y)=211齿根咼齿轮7hf7hf7=m(ha*+c* -x7)=2.18齿轮8hf8hf8=m(ha*+c* -x8)=2.512分度圆直 径齿轮7d7d7=mz7=30齿轮8d8d8=mz8=86序号项目代号计算公式及计算结果13齿顶圆直 径齿轮7da7da7=d7+2ha7

14、=34.64齿轮8da8da8=d8+2ha8=9014齿根圆直 径齿轮7df7df7=d7-2hf7=25.64齿轮6df8df8=d8-2hf8=8115齿顶圆压 力角齿轮5a a7a a7=arccos(db7/da7)=35.5齿轮6a a8a a8=arccos(db8/da8)=26.116重合度1 a=n z7(tan a-tan a )+ z8(tan aaan a )=1.699表3滑移圆柱齿轮9、齿轮10几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮9z919齿轮10z10392模数m23压力角20 o4齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距a1a=2 m

15、(z9+z10)=587实际中心距a58.328啮合角120.8479变位系数齿轮7x90.28齿轮8x10-0.1210齿顶高齿轮7ha9ha9=m(ha*+x9-A y)=2.56齿轮8ha10ha10=m(ha*+x10- A y)=1.76序号项目代号计算公式及计算结果11齿根咼齿轮7hf9hf9=m(ha*+c* -x9)=1.94齿轮8hf10hf10=m(ha*+c* -x10)=2.7412分度圆直 径齿轮7d9d9=mz9=38齿轮8d10d10=mz10=7813齿顶圆直 径齿轮7da9da9=d9+2ha9=43.12齿轮8da10da10=d10+2ha10=81.52

16、14齿根圆直 径齿轮7df9df9=d9-2hf9=34.12齿轮6df10df10=d10-2hf10=72.5215齿顶圆压 力角齿轮5a a9a a9=arccos(db9/da9)=34.0齿轮6a a10a a10=arccos(db10/da10)=25.916重合度1 a=n z9(tan a-tan a )+ z10(tan a a-10n a )=1.709表4定轴圆柱齿轮11、齿轮12几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11z1117齿轮12z12412模数m33压力角20 o4齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距a1a=2 m(z11+z12

17、)=877实际中心距a888啮合角120.856序号项目代号计算公式及计算结果9变位系数齿轮11x110.67齿轮12x120.9310齿顶高齿轮11ha11ha11= m(ha*+x11- y)=1.209齿轮12ha12ha12=m(ha*+x12- y)=1.98911齿根咼齿轮11hf11hf11= m(ha*+c*-x11)=1.74齿轮12hf12hf12=m(ha*+c*-x12)=0.9612分度圆直 径齿轮11d11d11= mz11=51齿轮12d12d12=mz12=12313齿顶圆直 径齿轮11da11da11=d11+2ha11=53.418齿轮12da12da12=

18、d12+2ha12=126.97814齿根圆直 径齿轮11df11df11= d11-2hf11= 47.52齿轮12df12df12=d12-2hf12=121.0815齿顶圆压 力角齿轮11a a11a a1仁arccos(db11/da11)=26.59齿轮12a a12a a12=arccos(db12/da12)=24.4616重合度1 a=n z11(ta n a atan a ) +z12(tan a a-13n a )=0.806表5定轴圆柱齿轮13、齿轮14几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮13z1317齿轮14z14412模数m33压力角20 o4齿顶咼系数

19、*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距a1a=2 m(z13+z14)=87序号项目代号计算公式及计算结果7实际中心距a888啮合角121.7189变位系数齿轮13x130.25齿轮14x140.1010齿顶高齿轮13ha13ha13=m(ha*+x13- y)=3.699齿轮14ha14ha14=m(ha*+x14- y)=3.24911齿根高齿轮13hf13hf13=m(ha*+c*-x13)=3齿轮14hf14hf14=m(ha*+c* -x14)=3.4512分度圆直 径齿轮9d13d13=mz13=51齿轮10d14d14=mz14=12313齿顶圆直 径齿轮7da13da13=

20、d13+2ha13=53.418齿轮8da14da14=d14+2ha14=126.97814齿根圆直 径齿轮7df13df13=d13-2hf13=47.52齿轮6df14df14=d14-2hf14=121.0815齿顶圆压 力角齿轮5a a13a a13=arccos(db13/da13)=26.599齿轮6a a14a a14=arccos(db14/da14)=24.46016重合度1 a=n z13(tan a atan a ) +z14(tan a a-14n a )=0.806表6定轴圆锥齿轮15、齿轮16几何尺寸表序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮15z1517齿轮16z16412模数m33压力角20序号项目代号计算公式及计算结果4齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.26分度圆锥 角齿轮15S 1522.52齿轮16S 1667.487分度圆直 径齿轮15d1551齿轮16d161238锥距R66.399齿顶高齿轮15ha153齿轮16ha16310齿根咼齿轮15hf153.75齿轮16hf163.7511齿顶圆直 径齿轮15da15da15=d15+2ha15cosS 15=56.54齿轮16da16da16=d16+2ha16cosS 16=12