机械原理大作业2齿轮传动设计

1、哈尔滨工业大学机械原理课程设计 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： 机电工程学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 1.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输出三种不同的转速。根据表中的传动系统原始参数设计该传动系统。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 表 机械传动系统原始参数电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传动比滑移齿轮传

2、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9701217232.54243432.传动比的分配计算电动机转速为ni=970r/min输出转速为no1=12r/min，no2=17r/min和no3=23r/min，带传动的最大传动比为ipmax=2.5，滑移齿轮传动的最大传动比为ivmax=4，定轴齿轮传动每对齿轮的最大传动比为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=ni/no1=970/12=80.833i2=ni/no2=970/17=57.059i3=ni/no3=970/23=42.173传动系统的总传动比由带

3、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，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iv1=ivmax=4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if=i1/(ipmaxivmax)= 80.833/(2.54)=8.083滑移齿轮的传动比为iv2=i2/(ipmaxif)= 57.059/(2.58.083)=2.823iv3=i3/(ipmaxif)= 42.173/(2.58.083)=2.087设定轴齿轮传动由n对齿轮传动组成(n=3)，则每对齿

4、轮的传动比为id=(if)(1/n)= 8.083(1/3)=2.007 idmax3.计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度滑移齿轮传动齿数的确定a) 确定滑移齿轮变速传动系统中齿轮时要满足以下几点要求： b) 每对相互啮合的齿轮满足其传动比iv1、iv2和iv3；c) 每对相互啮合的齿轮的中心距必须相同；d) 每对相互啮合的齿轮齿数最好互为质数；e) 每对相互啮合的齿轮最好为正传动；f) 齿轮不能产生根切；g) 结构尺寸尽可能小。则选择以下齿数z9=30 z10=65z7=25 z8=70z5=19 z6=76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=

5、20（等于啮合角）,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93。4.计算定轴齿轮传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度定轴齿轮传动齿数的确定a)确定定轴齿轮传动系统中齿轮齿数时要满足以下几点要求 b)每对相对啮合的齿轮满足其传动比id=(if)(1/n) idmax；c)每对相对啮合的齿轮齿数最好互为质数；d)每对相互啮合的齿轮最好为正传动；e)齿轮不能产生根切；f)结构尺寸尽可能小。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为标准齿轮，其齿数：z11=z13=20，z12=z14=40。它们的齿顶高系数ha*=1

6、，径向间隙系数c*=0.25，分度圆压力角=20,实际中心距a=60mm。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮z15=20，z16=40，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）。5、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算5.1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5z519齿轮6z6762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=957实际中心距a958啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮5x50齿轮6x6010齿顶高齿轮5ha5ha5=mha*+x5

7、=2.00mm齿轮6ha6ha6=mha*+x6=2.00mm11齿根高齿轮5hf5hf5=mha*+c*-x5=2.50mm齿轮6hf6hf6=mha*+c*-x6=2.50mm12分度圆直径齿轮5d5d5=mz5=38.000mm齿轮6d6d6=mz6=152.000mm13齿顶圆直径齿轮5da5da5=d5+2ha5=42.00mm齿轮6da6da6=d6+2ha6=156.00mm14齿根圆直径齿轮5df5df5=d5-2hf5=33.00mm齿轮6df6df6=d6-2hf6=147.00mm15齿顶圆压力角齿轮5a5a5=arccosd5cosda5=31.77齿轮6a6a6=ar

8、ccosd6cosda6=23.7116重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.685.2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7z725齿轮8z8702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=957实际中心距a958啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮7x70齿轮8x8010齿顶高齿轮7ha7ha7=mha*+x7=2.00mm齿轮8ha8ha8=mha*+x8=2.00mm11齿根高齿轮7hf7hf7=mha*+c*-x7=2.50mm齿轮8hf8hf8=mha*+c

9、*-x8=2.50mm12分度圆直径齿轮7d7d7=mz7=50.00mm齿轮8d8d8=mz8=140.00mm13齿顶圆直径齿轮7da7da7=d7+2ha7=54.00mm齿轮8da8da8=d8+2ha8=144.00mm14齿根圆直径齿轮7df7df7=d7-2hf7=45.00mm齿轮8df8df8=d8-2hf8=135.00mm15齿顶圆压力角齿轮7a7a7=arccosd7cosda7=29.53齿轮8a8a8=arccosd8cosda8=23.9916重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.715.3滑移齿轮9和齿轮10序号项目代号计算公式及计算

10、结果1齿数齿轮9z930齿轮10z10652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=957实际中心距a958啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮9x90齿轮10x10010齿顶高齿轮9ha9ha9=mha*+x9=2.00mm齿轮10ha10ha10=mha*+x10=2.00mm11齿根高齿轮9hf9hf9=mha*+c*-x9=2.50mm齿轮10hf10hf10=mha*+c*-x10=2.50mm12分度圆直径齿轮9d9d9=mz9=60.00mm齿轮10d10d10=mz10=130.00mm13齿顶圆直径齿

11、轮9da9da9=d9+2ha9=64.00mm齿轮10da10da10=d10+2ha10=134.00mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2hf9=55.00mm齿轮10df10df10=d10-2hf10=125.00mm15齿顶圆压力角齿轮9a9a9=arccosd9cosda9=28.24齿轮10a10a10=arccosd10cosda10=24.2716重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.736、 定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算6.1圆柱齿轮11与齿轮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

12、计算结果1齿数齿轮11z1120齿轮12z12402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 = (z5+z6)/2=607实际中心距a608啮合角=arccosacosa=209变位系数齿轮11x110齿轮12x12010齿顶高齿轮11ha11ha11=mha*+x11=3.00mm齿轮12ha12ha12=mha*+x12=3.00mm11齿根高齿轮11hf11hf11=mha*+c*-x11=3.75mm齿轮12hf12hf12=mha*+c*-x12=3.75mm12分度圆直径齿轮11d11d11=mz11=60mm齿轮12d12d12=mz12=

13、120mm13齿顶圆直径齿轮11da11da11=d11+2ha11=66.00mm齿轮12da12da12=d12+2ha12=126.00mm14齿根圆直径齿轮11df11df11=d11-2hf11=56.25mm齿轮12df12df12=d12-2hf12=116.25mm15齿顶圆压力角齿轮11a11a11=arccosd11cosda11=31.32齿轮12a12a12=arccosd12cosda12=26.4916重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan /2=1.636.2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15z1520齿轮16z

14、16402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(z15/z16)=63.42齿轮161616=90-15=26.587分度圆直径齿轮15d15d15=mz15=60.00mm齿轮16d16d16=mz16=120.00mm8锥距RR=12d152+d162=67.08mm9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=62.68mm齿轮16da16da16=d16+2ha16cos16=125.37mm12齿根圆直径齿轮15df15df15=d15-2hf15cos15=56.78mm齿轮16df16df16=d16-2hf16cos16=113.56mm13当量齿数齿轮15z15z15=z15cos15=44.69齿轮16z16z16=z16cos16=44.7314当量齿轮齿顶圆压力角齿轮15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=25.91齿轮