哈工大机械原理大作业3-齿轮_第27题.doc

1、哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书机械原理大作业设计说明书（论文）（论文）课程名称： 机械原理 设计题目： 齿轮传动设计 院 系： 能源学院 班 级： 1002101 班 设 计 者： 学 号： 指导教师： 赵永强 设计时间：2012 年 6 月 10 日-6 月 24 日 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）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 输出三种不同转速。原则一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。机械传动系统原始

2、参数滑移齿轮传动定轴齿轮传动圆柱齿轮 圆锥齿轮序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传动比最大传动比模数 一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数27 745 36 40 45 2.5 4 2 4 3 4 32. 传动比的分配计算总传动比为 iiifpfvfp3max3 22 1max156.47.8094.675i哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）.23694.05.,.211maxiiivf vp令定轴齿轮每对齿轮的传动比 2743.13ifd3. 滑移齿轮传动参数的设计为满足滑移齿轮变速传动系统中齿轮齿数的几点要求，iv1 = z10/z9 = 4, iv2

3、= z8/z7 = 3.6, iv3 = z6/z5 = 3.2。由于齿轮在传递动力室要求传动的平稳性和啮合精度，因此一般情况下最小齿数不能小于 12,对于传动齿轮的小齿轮，齿数选择 17 到 20 之间比较好。由此可大致让齿轮 5 和 6 采用标准齿轮啮合，=20，z5=18, z6=57;齿轮 7 和 8采用高度变位啮合，故啮合角 =20,z7=16, z8=59; 齿轮 9 和 10 采用角度变位啮合，2=arcos(71/73*cos)=17.78,z9=15, z10=61。由以上设计参数即可得到齿轮 5 和 6，7 和 8，9 和 10 的几何尺寸，见下表。表 1 滑移齿轮 5 和

4、 6 的几何尺寸表序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 5 z51 齿数齿轮 6 z618572 模数 m 23 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a 75)(221zma7 实际中心距 a 758 啮合角 20齿轮 5 x59 变位系数齿轮 6 x600齿轮 5 ha510 齿顶高齿轮 6 ha6ha5=ha6= ha* m=2齿轮 5 hf511 齿根高齿轮 6 hf6hf5=hf6=m*(ha*+c*)=2.5齿轮 5 d512 分度圆直径齿轮 6 d6d5=m*z5=36d6=m*z6=114齿轮 5 da513 齿顶圆直径齿轮 6

5、da6da5=d5+2*ha5=40da6=d6+2*ha6=118齿轮 5 df514 齿根圆直径齿轮 6 df6df5=d5-2*hf5=31df6=d6-2*hf6=113齿轮 5 a515 齿顶圆压力角 齿轮 6 a6a5=arccos(d5*cos/da5)=32.25a6=arccos(d6*cos/da6)=24.7916 重合度 z5*(tana5-tan)+z6*(tana6- tan)/2=1.648哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）表 2 滑移齿轮 7 和 8 的几何尺寸表 序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 7 z71 齿数齿轮 8 z816592 模数 m 2

6、3 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a 757 实际中心距 a 758 啮合角 20齿轮 7 x79 变位系数齿轮 8 x80.062-0.062齿轮 7 ha710 齿顶高齿轮 8 ha8ha7=（h a*+x7）*m=2.124ha8=（h a*+x8）*m=1.876齿轮 7 hf711 齿根高齿轮 8 hf8hf7=( ha*+c*-x7)*m=2.376hf8=( ha*+c*-x8)*m=2.624齿轮 7 d712 分度圆直径齿轮 8 d8d7=m*z7=32d8=m*z8=118齿轮 7 da713 齿顶圆直径齿轮 8 da8d

7、a7=d7+2*ha7=36.248da8=d8+2*ha8=121.752齿轮 7 df714 齿根圆直径齿轮 8 df8df7=d7-2*hf7=28.848df8=d8-2*hf8=112.756齿轮 7 a715 齿顶圆压力角 齿轮 8 a8a7=arccos(d7*cos/da7)=33.95a8=arccos(d8*cos/da8)=24.3916 重合度 z7*(tana7-tan)+z8*(tana8- tan)/2=1.629表 3 滑移齿轮 9 和 10 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 9 z91 齿数齿轮 10 z1015612 模数 m 23 压力角

8、 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a 767 实际中心距 a 758 啮合角 17.78 齿轮 9 x99 变位系数齿轮 10 x100.2180.686齿轮 9 ha910 齿顶高齿轮 10 ha10ha9=（h a*+x9- x3+y）*m=2.372ha10=（h a*+x10- x3+y）*m=0.564哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）齿轮 9 hf911 齿根高齿轮 10 hf10hf9=( ha*+c*-x9)*m=2.064hf10=( ha*+c*-x10)*m=3.872齿轮 9 d912 分度圆直径齿轮 10 d10d9=m*z

9、9=30d10=m*z10=122齿轮 9 da913 齿顶圆直径齿轮 10 da10da9=d9+2*ha9=34.744da10=d10+2*ha10=123.128齿轮 9 df914 齿根圆直径齿轮 10 df10df9=d9-2*hf9=25.872df10=d10-2*hf10=114.256齿轮 9 a915 齿顶圆压力角 齿轮 10 a10a9=arccos(d9*cos/da9)=35.768a10=arccos(d10*cos/da10)=21.39616 重合度 z9*(tana9-tan)+z10*(tana10- tan)/2=1.6464. 定轴齿轮传动参数的设计i

10、d=(if)1/3=1.2743, 不妨将三对定轴齿轮的齿数设为相同，对于圆柱齿轮，z11=z13=19，z12=z14=24，采用角度变位。实际中心距 71mm，齿顶高系数 ha*=1,径向间隙系数 c* =0.25，分度圆压力角 =20；由此即可得出齿轮 11 和 12，13 和 14 的几何尺寸。表 4 圆柱齿轮 11 和 12 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 11 z111 齿数齿轮 12 z1219242 模数 m 33 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a 64.57 实际中心距 a 658 啮合角 21.17齿轮

11、 11 x119 变位系数齿轮 12 x120.0860.091齿轮 11 ha1110 齿顶高齿轮 12 ha12ha11=（h a*+x11- x+y）*m=3.228ha12=（h a*+x12- x+y）*m=3.243齿轮 11 hf1111 齿根高齿轮 12 hf12hf11=( ha*+c*-x11)*m=3.492hf12=( ha*+c*-x12)*m=3.477齿轮 11 d1112 分度圆直径齿轮 12 d12d11=m*z11=57d12=m*z12=72齿轮 11 da1113 齿顶圆直径齿轮 12 da12da11=d11+2*ha11=63.456da12=d12

12、+2*ha12=78.486齿轮 11 df1114 齿根圆直径齿轮 12 df12df11=d11-2*hf11=50.016df12=d12-2*hf12=65.046齿轮 11 a1115 齿顶圆压力角 齿轮 12 a12a11=arccos(d11*cos/da11)=32.426a12=arccos(d12*cos/da12)=30.45416 重合度 z11(tana11-tan)+z12(tana12- tan)/2=1.517哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）表 5 圆柱齿轮 13 和 14 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 13 z131 齿数齿轮 14

13、z1419242 模数 m 33 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a 64.57 实际中心距 a 658 啮合角 21.17齿轮 13 x139 变位系数齿轮 14 x140.0860.091齿轮 13 ha1310 齿顶高齿轮 14 ha14ha13=（h a*+x13- x+y）*m=3.228ha14=（h a*+x14- x+y）*m=3.243齿轮 13 hf1313 齿根高齿轮 14 hf14hf13=( ha*+c*-x13)*m=3.492hf14=( ha*+c*-x14)*m=3.477齿轮 13 d1314 分度圆直径齿轮

14、 14 d14d13=m*z13=57d14=m*z14=72齿轮 13 da1313 齿顶圆直径齿轮 14 da14da13=d13+2*ha13=63.456da14=d14+2*ha14=78.486齿轮 13 df1314 齿根圆直径齿轮 14 df14df13=d13-2*hf13=50.016df14=d14-2*hf14=65.046齿轮 13 a1315 齿顶圆压力角 齿轮 14 a14a13=arccos(d13*cos/da13)=32.426a14=arccos(d14*cos/da14)=30.45416 重合度 z13(tana13-tan)+z14(tana14-

15、tan)/2=1.517对于圆锥齿轮，z15=19, z16=24, 据此可计算标准圆锥齿轮的各几何尺寸，见下表。表 6 标准圆锥齿轮 15 和 16 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮15z151 齿数齿轮16z16z15=19z16=242 模数 m 33 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.2齿轮15156 分度圆锥角齿轮161615=arccot(z16/z15)=38.36716=90-15=51.6337 分度圆直径 齿轮15d15 d15=m*z15=57d16=m*z16=72哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）齿轮16d168 锥距

16、R R=0.5*m*(z152+z162)1/2=45.916齿轮15ha159 齿顶高齿轮16ha16ha15= h16 =m*ha*=3齿轮15hf1510 齿根高齿轮16hf16hf15= hf16=m*(ha*+c*)=3.6齿轮15da1511 齿顶圆直径齿轮16da16da15=d15+2*ha15*cos15=61.704da16=d16+2*ha16*cos16=75.724齿轮15df1512 齿根圆直径齿轮16df16df15=d15-2*hf15*cos15=51.355df16=d16-2*hf16*cos16=67.531齿轮15zv1513 当量齿数齿轮16zv16

17、zv15=z15/cos15=24.233zv16=z16/cos16=38.666齿轮15va1514 当量齿轮齿顶圆压力角齿轮16va16va15=arccos(d15*cos/da15)=29.767va16=arccos(d16*cos/da16)=26.68615 重合度 zv15*(tanva15-tanv)+zv16*(tanva16- tanv)/2=1.0005. 实际输出转速当齿轮 5 和 6 啮合时，实际输出转速为 46.69（r/min）（ .52194218574当齿轮 7 和 8 啮合时，实际输出转速为 （r/min）9.069）（当齿轮 9 和 10 啮合时，实际输出转速为 36.35（r/min）（ .57从实际输出转速可以看出该齿轮传动设计精度较高，能够较好的满足要求。