課程設(shè)計(jì)齒輪終板

1、 Harbin Institute of Technology大作業(yè)設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 院 系： 能源學(xué)院 班 級(jí)： 1002105 設(shè) 計(jì) 者： 李威 學(xué) 號(hào)： 1100200319 指導(dǎo)教師： 丁剛 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012.6 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)題目1.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖所示一個(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 1.2機(jī)械

2、傳動(dòng)系統(tǒng)原始參數(shù)序號(hào)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)114501217232.54243432.傳動(dòng)比的分配計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，輸出轉(zhuǎn)速no1=12 r/min，no2=17 r/min，no3=23r/min，帶傳動(dòng)的最大傳動(dòng)比=2.5,滑移齒輪傳動(dòng)的最大傳動(dòng)比=4，定軸齒輪傳動(dòng)的最大傳動(dòng)比=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 傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比由帶傳動(dòng)、滑移齒輪傳動(dòng)和定軸齒輪三部分實(shí)現(xiàn)。設(shè)帶傳動(dòng)得傳動(dòng)比為，滑移齒輪的傳動(dòng)比為，和

3、，定軸齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，則總傳動(dòng)比 = ， =，= 令=4 = =2.5 則可得定軸齒輪傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為 =12.08 =2.82， =2.08定軸齒輪傳動(dòng)由3對(duì)齒輪傳動(dòng)組成，則每對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為 = 2.29 =43.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 為滿足滑移齒輪變速傳動(dòng)中齒輪齒數(shù)的幾點(diǎn)要求， =4， ,=2.82， =2.08； 令齒輪7和齒輪8采用高度變位嚙合， ，故可得中心距a=(19+54)*2/2=73mm； 齒輪9和10采用角度變位嚙合，為保證中心距相同，中心距變動(dòng)量為73-（14+57）*2/2=2mm,則中心距變動(dòng)系數(shù)y=2/2=1；由中心距得，齒輪5和

4、齒輪6采用標(biāo)準(zhǔn)嚙合。計(jì)算嚙合角： 由于7.8采用高度變位嚙合，故嚙合角1 =20°； 9，10采用角度變位嚙合，2=arcos(71/73*cos)=23.94°； 5,6采用角度變位嚙合，3=20°。 計(jì)算總變位系數(shù)： x1=x2=0, x3=(inv-inv)*(14+57)/2tan=0.99。 分配變位系數(shù);X5 = x6 = 0 ，x7 =0.31 ，x8 = -0.31 ，x9=0.53 ，x10= 0.99-0.53=0.46。 3.1滑移齒輪5和齒輪6表1 圓柱齒輪5和6的幾何尺寸表序號(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5z52449齒輪6z62

5、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a737實(shí)際中心距a738嚙合角 20°9變位系數(shù)齒輪5x500齒輪6x610齒頂高齒輪5ha5ha5=ha6= ha* m=2齒輪6ha611齒根高齒輪5hf5hf5=hf6=m*(ha*+c*)=2.5齒輪6hf612分度圓直徑齒輪5d5d5=m*z5=48d6=m*z6=98齒輪6d613齒頂圓直徑齒輪5da5da5=d5+2*ha5=52da6=d6+2*ha6=102齒輪6da614齒根圓直徑齒輪5df5df5=d5-2*hf5=43df6=d6-2*hf6=93齒輪6df615齒頂圓

6、壓力角齒輪5a5a5=arccos(d5*cos/da5)=29.84°a6=arccos(d6*cos/da6)=25.47°齒輪6a616重合度z5*(tana5-tan)+z6*(tana6- tan)/2=1.683.2滑移齒輪7和齒輪8表2 圓柱齒輪7和8的幾何尺寸表 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7z71954齒輪8z82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a737實(shí)際中心距a738嚙合角 20°9變位系數(shù)齒輪7x70.31-0.31齒輪8x810齒頂高齒輪7ha7ha7=（ha*+x7）

7、*m=2.62ha8=（ha*+x8）*m=1.38齒輪8ha811齒根高齒輪7hf7hf7=( ha*+c*-x7)*m=1.88hf8=( ha*+c*-x8)*m=3.12齒輪8hf812分度圓直徑齒輪7d7d7=m*z7=38d8=m*z8=108齒輪8d813齒頂圓直徑齒輪7da7da7=d7+2*ha7=43.24da8=d8+2*ha8=110.76齒輪8da814齒根圓直徑齒輪7df7df7=d7-2*hf7=34.24df8=d8-2*hf8=101.76齒輪8df815齒頂圓壓力角齒輪7a7a7=arccos(d7*cos/da7)=34.32°a8=arccos

8、(d8*cos/da8)=23.61°齒輪8a816重合度z7*(tana7-tan)+z8*(tana8- tan)/2=1.593.3滑移齒輪9和齒輪10 表3 圓柱齒輪9和10的幾何尺寸序號(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9z91457齒輪10z102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a717實(shí)際中心距a738嚙合角 23.94 °9變位系數(shù)齒輪9x90.530.46齒輪10x1010齒頂高齒輪9ha9ha9=（ha*+x9- x3+y）*m=3.08ha10=（ha*+x10- x3+y）*m=2.94齒輪

9、10ha1011齒根高齒輪9hf9hf9=( ha*+c*-x9)*m=1.44hf10=( ha*+c*-x10)*m=1.58齒輪10hf1012分度圓直徑齒輪9d9d9=m*z9=28d10=m*z10=114齒輪10d1013齒頂圓直徑齒輪9da9da9=d9+2*ha9=34.16da10=d10+2*ha10=119.88齒輪10da1014齒根圓直徑齒輪9df9df9=d9-2*hf9=25.12df10=d10-2*hf10=110.84齒輪10df1015齒頂圓壓力角齒輪9a9a9=arccos(d9*cos/da9)=39.62°a10=arccos(d10*co

10、s/da10)=26.67°齒輪10a1016重合度z9*(tana9-tan)+z10*(tana10- tan)/2=1.394.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 id=(if)1/3=2.29, 不妨將三對(duì)定軸齒輪的齒數(shù)設(shè)為相同，對(duì)于圓柱齒輪，z11=z13=18，z12=z14=41，采用角度變位。則嚙合角=arcinv(inv+2* x/(18+41)tan)=26.13°中心距92.63mm中心距取整92mm,則重新計(jì)算其嚙合角為25.319°，重新計(jì)算總變位系數(shù)x =1。3856, x1=0.62, x2=0.7656。y=1.166

11、7，=0.2189。由此即可得出齒輪11和12，13和14的幾何尺寸，由于兩對(duì)圓柱齒輪尺寸相同，故只列出齒輪11和12的幾何尺寸。4.1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)表4 圓柱齒輪11和12的幾何尺寸序號(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11z111841齒輪12z122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a88.57實(shí)際中心距a928嚙合角25.3199變位系數(shù)齒輪11x110.620.7656齒輪12x1210齒頂高齒輪11ha11ha11=（ha*+x11- x+y）*m=4.2033ha12=（

12、ha*+x12- x+y）*m=4.6401齒輪12ha1211齒根高齒輪11hf11hf11=( ha*+c*-x11)*m=1.89hf12=( ha*+c*-x12)*m=1.4532齒輪12hf1212分度圓直徑齒輪11d11d11=m*z11=54d12=m*z12=123齒輪12d1213齒頂圓直徑齒輪11da11da11=d11+2*ha11=62.4066da12=d12+2*ha12=132.2802齒輪12da1214齒根圓直徑齒輪11df11df11=d11-2*hf11=50.22df12=d12-2*hf12=120.10齒輪12df1215齒頂圓壓力角齒輪11a11

13、a11=arccos(d11*cos/da11)=35.60°a12=arccos(d12*cos/da12)=31.44°齒輪12a1216重合度z11(tana11-tan)+z12(tana12- tan)/2=1.5984.2圓錐齒輪15與16 表5 標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪15和16的幾何尺寸序號(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15z15z15=18z16=41齒輪16z162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=arctan(z15/z16)=23.70°16=90°-15=66.30

14、°齒輪16167分度圓直徑齒輪15d15d15=m*z15=54d16=m*z16=123齒輪16d168錐距RR=0.5*m*(z152+z162)1/2=67.169齒頂高齒輪15ha15ha15= h16 =m*ha*=3齒輪16ha1610齒根高齒輪15hf15hf15= hf16=m*(ha*+c*)=3.6齒輪16hf1611齒頂圓直徑齒輪15da15da15=d15+2*ha15*cos15=59.49da16=d16+2*ha16*cos16=125.41齒輪16da1612齒根圓直徑齒輪15df15df15=d15-2*hf15*cos15=47.40df16=d16-2*hf16*cos16=120.11齒輪16df1613當(dāng)量齒數(shù)齒輪15zv15zv15=z15/cos15=19.66zv16=z16/cos16=102.00齒輪16zv1614當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15va15va15=arccos(d15*cos/da15)=31.46°va16=arccos(d16*cos/da16)=22.83°齒輪16va