機(jī)械原理大作業(yè)2-齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) Harbin Institute of Technology機(jī)械原理大作業(yè)（三）課程名稱： 機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 1.設(shè)計(jì)題目如圖所示一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)1輸入，經(jīng)過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同的轉(zhuǎn)速。根據(jù)表中的傳動(dòng)系統(tǒng)原始參數(shù)設(shè)計(jì)該傳動(dòng)系統(tǒng)。1.電動(dòng)機(jī) 2，4.皮帶輪 3.皮帶 5，6，7，8，9，10，11，12，13，14.圓柱齒輪15，16.圓錐齒輪 表 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原始參數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）帶傳動(dòng)最大傳動(dòng)比滑移齒輪傳

2、動(dòng)定軸齒輪傳動(dòng)最大傳動(dòng)比模數(shù)圓柱齒輪圓錐齒輪一對(duì)齒輪最大傳動(dòng)比模數(shù)一對(duì)齒輪最大傳動(dòng)比模數(shù)9701217232.54243432.傳動(dòng)比的分配計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為ni=970r/min輸出轉(zhuǎn)速為no1=12r/min，no2=17r/min和no3=23r/min，帶傳動(dòng)的最大傳動(dòng)比為ipmax=2.5，滑移齒輪傳動(dòng)的最大傳動(dòng)比為ivmax=4，定軸齒輪傳動(dòng)每對(duì)齒輪的最大傳動(dòng)比為idmax=4。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的原始參數(shù)可知，傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為i1=ni/no1=970/12=80.833i2=ni/no2=970/17=57.059i3=ni/no3=970/23=42.173傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比由帶

3、傳動(dòng)、滑移齒輪傳動(dòng)和定軸齒輪傳動(dòng)三部分實(shí)現(xiàn)。設(shè)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為ipmax，滑移齒輪的傳動(dòng)比為iv1，iv2和iv3，定軸齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為if，則總傳動(dòng)比i1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv1=ivmax=4則可得定軸齒輪傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為if=i1/(ipmaxivmax)= 80.833/(2.5×4)=8.083滑移齒輪的傳動(dòng)比為iv2=i2/(ipmaxif)= 57.059/(2.5×8.083)=2.823iv3=i3/(ipmaxif)= 42.173/(2.5×8.083)=2.087設(shè)定軸齒輪傳動(dòng)由

4、n對(duì)齒輪傳動(dòng)組成(n=3)，則每對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為id=(if)(1/n)= 8.083(1/3)=2.007 idmax3.計(jì)算滑移齒輪變速傳動(dòng)中每對(duì)齒輪的幾何尺寸及重合度滑移齒輪傳動(dòng)齒數(shù)的確定a) 確定滑移齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪時(shí)要滿足以下幾點(diǎn)要求： b) 每對(duì)相互嚙合的齒輪滿足其傳動(dòng)比iv1、iv2和iv3；c) 每對(duì)相互嚙合的齒輪的中心距必須相同；d) 每對(duì)相互嚙合的齒輪齒數(shù)最好互為質(zhì)數(shù)；e) 每對(duì)相互嚙合的齒輪最好為正傳動(dòng)；f) 齒輪不能產(chǎn)生根切；g) 結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小。則選擇以下齒數(shù)z9=30 z10=65z7=25 z8=70z5=19 z6=76它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間

5、隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20°（等于嚙合角）,它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20°,實(shí)際中心距93。4.計(jì)算定軸齒輪傳動(dòng)中每對(duì)齒輪的幾何尺寸及重合度定軸齒輪傳動(dòng)齒數(shù)的確定a)確定定軸齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪齒數(shù)時(shí)要滿足以下幾點(diǎn)要求 b)每對(duì)相對(duì)嚙合的齒輪滿足其傳動(dòng)比id=(if)(1/n) idmax；c)每對(duì)相對(duì)嚙合的齒輪齒數(shù)最好互為質(zhì)數(shù)；d)每對(duì)相互嚙合的齒輪最好為正傳動(dòng)；e)齒輪不能產(chǎn)生根切；f)結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小。根據(jù)定軸齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪齒數(shù)的要求，可大致選擇齒輪11、12、13和14為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其齒數(shù)：z11=z

6、13=20，z12=z14=40。它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20°,實(shí)際中心距a=60mm。圓錘齒輪15和16選擇為標(biāo)準(zhǔn)齒輪z15=20，z16=40，齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.2，分度圓壓力角=20°（等于嚙合角）。5、滑移齒輪變速傳動(dòng)中每對(duì)齒輪幾何尺寸及重合度的計(jì)算5.1滑移齒輪5和齒輪6序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪5z519齒輪6z6762模數(shù)m23壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z5+z6)/2=957實(shí)際中心距a958嚙合角=arcco

7、sacosa=20°9變位系數(shù)齒輪5x50齒輪6x6010齒頂高齒輪5ha5ha5=mha*+x5=2.00mm齒輪6ha6ha6=mha*+x6=2.00mm11齒根高齒輪5hf5hf5=mha*+c*-x5=2.50mm齒輪6hf6hf6=mha*+c*-x6=2.50mm12分度圓直徑齒輪5d5d5=mz5=38.000mm齒輪6d6d6=mz6=152.000mm13齒頂圓直徑齒輪5da5da5=d5+2ha5=42.00mm齒輪6da6da6=d6+2ha6=156.00mm14齒根圓直徑齒輪5df5df5=d5-2hf5=33.00mm齒輪6df6df6=d6-2hf6=

8、147.00mm15齒頂圓壓力角齒輪5a5a5=arccosd5cosda5=31.77°齒輪6a6a6=arccosd6cosda6=23.71°16重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.685.2滑移齒輪7和齒輪8序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪7z725齒輪8z8702模數(shù)m23壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z5+z6)/2=957實(shí)際中心距a958嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪7x70齒輪8x8010齒頂高齒輪7ha7ha7=mha*+x7=

9、2.00mm齒輪8ha8ha8=mha*+x8=2.00mm11齒根高齒輪7hf7hf7=mha*+c*-x7=2.50mm齒輪8hf8hf8=mha*+c*-x8=2.50mm12分度圓直徑齒輪7d7d7=mz7=50.00mm齒輪8d8d8=mz8=140.00mm13齒頂圓直徑齒輪7da7da7=d7+2ha7=54.00mm齒輪8da8da8=d8+2ha8=144.00mm14齒根圓直徑齒輪7df7df7=d7-2hf7=45.00mm齒輪8df8df8=d8-2hf8=135.00mm15齒頂圓壓力角齒輪7a7a7=arccosd7cosda7=29.53°齒輪8a8a8

10、=arccosd8cosda8=23.99°16重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.715.3滑移齒輪9和齒輪10序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪9z930齒輪10z10652模數(shù)m23壓力角20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z5+z6)/2=957實(shí)際中心距a958嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪9x90齒輪10x10010齒頂高齒輪9ha9ha9=mha*+x9=2.00mm齒輪10ha10ha10=mha*+x10=2.00mm11齒根高齒輪9hf9hf9=mha*

11、+c*-x9=2.50mm齒輪10hf10hf10=mha*+c*-x10=2.50mm12分度圓直徑齒輪9d9d9=mz9=60.00mm齒輪10d10d10=mz10=130.00mm13齒頂圓直徑齒輪9da9da9=d9+2ha9=64.00mm齒輪10da10da10=d10+2ha10=134.00mm14齒根圓直徑齒輪9df9df9=d9-2hf9=55.00mm齒輪10df10df10=d10-2hf10=125.00mm15齒頂圓壓力角齒輪9a9a9=arccosd9cosda9=28.24°齒輪10a10a10=arccosd10cosda10=24.27°

12、;16重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.736、 定軸齒輪變速傳動(dòng)中每對(duì)齒輪幾何尺寸及重合度的計(jì)算6.1圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13與14和齒輪11與12對(duì)應(yīng)相同)序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11z1120齒輪12z12402模數(shù)m33壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z5+z6)/2=607實(shí)際中心距a608嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪11x110齒輪12x12010齒頂高齒輪11ha11ha11=mha*+x11=3.00mm齒輪12ha12ha12

13、=mha*+x12=3.00mm11齒根高齒輪11hf11hf11=mha*+c*-x11=3.75mm齒輪12hf12hf12=mha*+c*-x12=3.75mm12分度圓直徑齒輪11d11d11=mz11=60mm齒輪12d12d12=mz12=120mm13齒頂圓直徑齒輪11da11da11=d11+2ha11=66.00mm齒輪12da12da12=d12+2ha12=126.00mm14齒根圓直徑齒輪11df11df11=d11-2hf11=56.25mm齒輪12df12df12=d12-2hf12=116.25mm15齒頂圓壓力角齒輪11a11a11=arccosd11cosda

14、11=31.32°齒輪12a12a12=arccosd12cosda12=26.49°16重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan /2=1.636.2圓錐齒輪15與16序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪15z1520齒輪16z16402模數(shù)m33壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.26分度圓錐角齒輪151515=arccot(z15/z16)=63.42°齒輪161616=90°-15=26.58°7分度圓直徑齒輪15d15d15=mz15=60.00mm齒輪16d16d16=mz16=1

15、20.00mm8錐距RR=12d152+d162=67.08mm9齒頂高齒輪15ha15ha15=mha*=3.000mm齒輪16ha16ha16=mha*=3.000mm10齒根高齒輪15hf15hf15=mha*+c*=3.600mm齒輪16hf16hf16=mha*+c*=3.600mm11齒頂圓直徑齒輪15da15da15=d15+2ha15cos15=62.68mm齒輪16da16da16=d16+2ha16cos16=125.37mm12齒根圓直徑齒輪15df15df15=d15-2hf15cos15=56.78mm齒輪16df16df16=d16-2hf16cos16=113.56mm13當(dāng)量齒數(shù)齒輪15z15z15=z15cos15=44.69齒輪16z16z16=z16cos16=44.7314當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=25.91°齒輪16a16a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=25.91°15重合度=z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1.737、實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速n1=n/iv