哈工大机械原理大作业三_21号_齿轮机构

1、.专业整理.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：_J1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

2、 )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取大传 动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮 取大传动 比模数一对齿轮取大传动比模数217453035402.5424343传动比的分配计算电动机转速 n=745r/min ,输出转速 ni=40 r/min , n2=35 r/min , n3=30 r/min ,带传动的最大传动比i pmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4,定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4。根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为ni i =产45/40=18.625n一 一i 2 = =745/35=21.286n2i

3、 3 = 4 =745/30=24.833n3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i pmax= 2.5,滑移齿轮的传动比为i v1、iv2和i v3 ,定轴齿轮传动的传动比为i f,则总传动比i 1 = i pmaxi v1 i fi 2 = i pmaxi v2 i fi 3 = i pmaxi v3 i f令 i v3 = i vmax=4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为滑移齿轮传动的传动比i v1 =i 3i pmaxM vmax24.8332.5X4=2.4833i v2 =i 2_i pmaxxi f18.6252.5 X2.4833

4、21 .2862.5 2.4833=3.0000=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.3 -3 一 一 一一i d = a/I f = v2.4833 = 1.3542 0 i dmax=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 = 3.428而要求，以及中心距必须和其他两个齿轮对相同，

5、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z 7=16, Z8= 55,变位系数x1=0.53,x2=0.567Z9 = 14, Z10 =57,变位系数 x1=0.53,x2=0.567它们的齿顶高系数h?=1,径向间隙系数c?=0.25,分度圆压力角 a =20，实际中心品巨a =67mm3.2 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i d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=

6、17, Z12 = Z14 =23o 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a =20 。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮Z15 =17, Z16=23,齿顶高系数h;=1,径向间隙 系数c?=0.2 ,分度圆压力角a =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a204齿顶局系数ha15顶隙系数c?0.256标准中心距a=m ( z5 + z6)/2=71mm7实际中心距a71mm8啮合

7、角/(Xa = arccos ( a-)=20 a9变位系数齿轮5X50.40齿轮6x6-0.4010齿顶局齿轮5ha5,. ?- 、ha5 = m(ha + X5 - ?y) = 2.800mm齿轮6ha6一八？一 ，一ha6 = m(ha + X6 - ?y) = 1.200mm11齿根高齿轮5hf5hf5 = m(h? + c?- X5) = 1.700mm齿轮6hf6hf6 = m(h? + c?- X6) = 3.300mm12分度圆直径齿轮5d5d5 = mzs = 36.000mm齿轮6d6d6 = mzs = 106.000mm13齿顶圆直径齿轮5da5da5 = d5 + 2

8、ha5 = 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5a a5C15cos aa a5 = arccos ( d 5 ) = 35.591齿轮6a a6d6cos a。a a6 = arccos ( .) = 23.236da616重合度S =Z5(tan a a5 - tan a ) + Z6(tan aa6 - tan a )/2 兀=1.5594.2滑移齿轮7和齿轮8序号项目代号计算公式及

9、计算结果1齿数齿轮7Z716齿轮8Z8552模数m23压力角a204齿顶局系数ha15顶隙系数c?0.256标准中心距a=m ( z7 + z8)/2=71mm7实际中心距/ a73mm8啮合角aa = arccos ( a 0c ) = 23.943 a9变位系数齿轮7X70.53齿轮8X80.56710齿顶局齿轮7ha7.,. ?一 、ha7 = m(ha + X7 - ?y) = 2.866mm齿轮8ha8,一 ？一 、 一，一ha8 = m(ha + X8 - ?y) = 2.940mm11齿根高齿轮7hf7hf7 = m(h? + c?- X7) = 1.440mm齿轮8hf8hf8

10、 = m(h? + c?- X8) = 1.366mm12分度圆直径齿轮7d7d7 = mz7 = 32.000mm齿轮8d8d8 = mzs = 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7& a7a a7 = arccos (;) = 37.161 da7 /齿轮8“a8d8cos a。a a8 - arccos

11、 ( .) = 26.873、da8 /16重合度 = Z7 (tan a a7 - tan a ) + Z8 (tan a a8 - tan a )/2 兀=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a204齿顶局系数ha15顶隙系数c?0.256标准中心距a=m ( Z9 + Z10)/2=717实际中心距/ a738啮合角aa = arccos ( a 0c ) = 23.943 a9变位系数齿轮9X90.53齿轮10X100.56710齿顶局齿轮9ha9.,. ?一 、ha9 = m(ha+ X9 - ?y

12、) = 2.866mm齿轮10ha10八?ha10 = m(ha+ X10 - ?y) = 2.940mm11齿根高齿轮9hf9hf9 = m(h? + c? - X9) = 1.440mm齿轮10hf10八？hf10 = m(ha + c - X10) = 1.366mm12分度圆直径齿轮9d9d9 = mz9 = 28.000mm齿轮10d10d10 = mzi0 = 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

13、 = 25.120mm齿轮10df10df10 = d10 - 2hf10 = 111.268mm15齿顶圆压力角齿轮9a a9d9cos aa a9 = arccos () = 38.738 da9 /齿轮10“a10,d10cos acc cr。a a10 = arccos ( .) = 26.67da1016重合度e = Z9 (tan aa9 - tan a ) + Z10 (tan a a10 - tan a )/2 兀=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

14、1齿数齿轮11Z1117齿轮12z12232模数m33压力角a20 4齿顶局系数ha15顶隙系数c?0.256标准中心距a=m ( z11 + z12)/2=607实际中心距/ a608啮合角/(Xa = arccos (a-COS-) = 20 a9变位系数齿轮11X110.120齿轮12x12-0.12010齿顶高齿轮11ha11,八？八、han = m( ha + xii - ?y) = 3.360mm齿轮12ha12？ha12 = m(ha + X12 - ?y)=2.640mm11齿根高齿轮11hf11hfn = m(ha+ c? - xii) = 3.390mm齿轮12hf12hf

15、12 = m( h?+ c? - x12) = 4.110mm12分度圆直径齿轮11d11du = mzn = 51mm齿轮12d12d12 = mzi2 = 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11& a11“ a11 = arccos (.) = 33.916 da11齿轮12“

16、a12d12cOS aOa a12 = arccos (.) = 29.203da1216重合度 = Z11 (tan a a11 - tan a ) + Z12 (tan aa12 -tan a )/2 兀=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a204齿顶局系数ha15顶隙系数? c.0.26分度圆锥角齿轮158 158 15 = arccot (z16/z15)=36.469 齿轮16s 168 16 = 90 - 8 15 = 53.531 7分度圆直径齿轮15d15d15 = mzi5 = 51.0

17、00mm齿轮16d16d16 = mzi6 = 69.000mm8锥距RR= 2 152 + d162 = 42.901mm9凶顶同齿轮15ha15ha15= ml? = 3.000mm齿轮16ha16ha16= mh? = 3.000mm10齿根高齿轮15hf15hf15 = m(h?+ c?) = 3.600mm齿轮16hf16hf16 = m(ha + c?) = 3.600mm11通丁由,周吉久齿轮15da15da15 = d15 + 2ha15cos 8 15 = 55.825mm的贝囱JH件齿轮16da16da16 = d16 + 2ha16cos 8 16 = 72.566mm1

18、2凶根圆直径齿轮15df15df15 = d15 - 2hf15 cos 8 15 = 45.210mm齿轮16df16df16 = d16 - 2hf16 cos 8 16 = 64.720mm13齿轮15z v 15z v 15 =21.140 cos 0 15齿轮16Z v 16Z16 z，16= cos 1616 =38.69514当量齿轮凶顶圆压力角齿轮15& V a15mz” 15cosaa v a15 - arccos () = 30.854 mZv 15+ 2ha15，齿轮16& v a16mz? 16cosaa va16 - arccos () = 26.682mzv 16+ 2ha1615重合度_ r_ ，/ 、.e 一 z v 15( tan a v a15 - tan a ) +_，/、, ，ccz v 16 (tan 0、a16 - tan a ) /2 兀=1.640.学习帮手.六、输出转速的检验n1= n?ivi ?if ?i pmax1817