哈工大機(jī)械原理大作業(yè)齒輪——13號

1、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)計題目： 齒輪傳動設(shè)計 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)一、 設(shè)計題目如下圖，一個機(jī)械傳動系統(tǒng)，運(yùn)動由電動機(jī)1輸入，經(jīng)過機(jī)械傳動系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同的速度。用表中第21組數(shù)據(jù)對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。1.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1.電動機(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)械傳動系統(tǒng)原始參數(shù)序號電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min輸出軸轉(zhuǎn)速r/min帶傳動最大傳動比滑移齒輪傳

2、動定軸齒輪傳動最大傳動比模數(shù)圓柱齒輪圓錐齒輪一對齒輪最大傳動比模數(shù)一對齒輪最大傳動比模數(shù)217453035402.5424343二、傳動比的分配計算電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=745r/min，輸出轉(zhuǎn)速n1=40 r/min，n2=35 r/min，n3=30 r/min，帶傳動的最大傳動比ipmax=2.5,滑移齒輪傳動的最大傳動比ivmax=4，定軸齒輪傳動的最大傳動比idmax=4。根據(jù)傳動系統(tǒng)的原始參數(shù)可知，傳動系統(tǒng)的總傳動比為i1=nn1=745/40=18.625 i2=nn2=745/35=21.286 i3=nn3 =745/30=24.833傳動系統(tǒng)的總傳動比由帶傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒

3、輪傳動三局部實現(xiàn)。設(shè)帶傳動的傳動比為ipmax=2.5，滑移齒輪的傳動比為iv1、iv2和iv3，定軸齒輪傳動的傳動比為if，那么總傳動比i1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv3=ivmax=4那么可得定軸齒輪傳動局部的傳動比為if = i3ipmax×ivmax = 24.8332.5×4=2.4833 滑移齒輪傳動的傳動比 iv1=i1ipmax×if = 18.6252.5×2.4833=3.0000iv2=i2ipmax×if=21.2862.5×2.4833=3.4287定軸齒輪

4、傳動由3對齒輪傳動組成，那么每對齒輪的傳動比為id=3if=32.4833=1.3542idmax=4三、齒輪齒數(shù)確實定3.1 滑移齒輪傳動齒數(shù)確實定根據(jù)傳動比符合ivi的要求，中心距必須相同，齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小等一系列原那么，初步確定滑移齒輪5,6為高度變位齒數(shù)分別為：z5= 17，z6= 50，齒輪7,8,9,10均為角度變位齒輪，齒數(shù)分別為z7=15，z8= 51，z9=13，z10=53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°，實際中心距a=67mm。3.2定軸傳動齒輪齒數(shù)的計算根據(jù)定軸齒輪變速傳動系統(tǒng)中傳動比符合i

5、d的要求，以及齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小等一系列原那么，可大致選擇齒輪11、12、13和14為高度變位齒輪，其齒數(shù)：z11=z13=17，z12=z14=23。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°。圓錘齒輪15和16選擇為標(biāo)準(zhǔn)齒輪z15=17，z16=23，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°。四、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算4.1滑移齒輪5和齒輪6序號工程代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪5z517齒輪6z6502模數(shù)m23壓力角20°4齒頂高系數(shù)ha*15

6、頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z5+z6)/2=67mm7實際中心距a67mm8嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪5x50.40齒輪6x6-0.4010齒頂高齒輪5ha5ha5=mha*+x5-y=2.800mm齒輪6ha6ha6=mha*+x6-y=1.200mm11齒根高齒輪5hf5hf5=mha*+c*-x5=1.700mm齒輪6hf6hf6=mha*+c*-x6=3.300mm12分度圓直徑齒輪5d5d5=mz5=34.000mm齒輪6d6d6=mz6=100.000mm13齒頂圓直徑齒輪5da5da5=d5+2ha5=39.600mm齒輪6da

7、6da6=d6+2ha6=102.400mm14齒根圓直徑齒輪5df5df5=d5-2hf5=30.600mm齒輪6df6df6=d6-2hf6=93.400mm15齒頂圓壓力角齒輪5a5a5=arccosd5cosda5=36.215°齒輪6a6a6=arccosd6cosda6=23.412°16重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.5474.2滑移齒輪7和齒輪8序號工程代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪7z715齒輪8z8512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 = (z7+z8)/2=6

8、6mm7實際中心距a67mm8嚙合角=arccosacosa=22.231°9變位系數(shù)齒輪7x70.46齒輪8x80.0610齒頂高齒輪7ha7ha7=mha*+x7-y=2.880mm齒輪8ha8ha8=mha*+x8-y=2.080mm11齒根高齒輪7hf7hf7=mha*+c*-x7=1.580mm齒輪8hf8hf8=mha*+c*-x8=2.380mm12分度圓直徑齒輪7d7d7=mz7=30.000mm齒輪8d8d8=mz8=102.000mm13齒頂圓直徑齒輪7da7da7=d7+2ha7=35.760mm齒輪8da8da8=d8+2ha8=106.160mm14齒根圓直

9、徑齒輪7df7df7=d7-2hf7=26.840mm齒輪8df8df8=d8-2hf8=97.240mm15齒頂圓壓力角齒輪7a7a7=arccosd7cosda7=37.970°齒輪8a8a8=arccosd8cosda8=25.462°16重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.4364.3滑移齒輪9和齒輪10序號工程代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪9z913齒輪10z10532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 = (z9+z10)/2=667實際中心距a678嚙合角=arccosaco

10、sa=22.231°9變位系數(shù)齒輪9x90.46齒輪10x100.0610齒頂高齒輪9ha9ha9=mha*+x9-y=2.880mm齒輪10ha10ha10=mha*+x10-y=2.0800mm11齒根高齒輪9hf9hf9=mha*+c*-x9=1.580mm齒輪10hf10hf10=mha*+c*-x10=2.380mm12分度圓直徑齒輪9d9d9=mz9=26.000mm齒輪10d10d10=mz10=106.000mm13齒頂圓直徑齒輪9da9da9=d9+2ha9=31.760mm齒輪10da10da10=d10+2ha10=110.160mm14齒根圓直徑齒輪9df9d

11、f9=d9-2hf9=22.840mm齒輪10df10df10=d10-2hf10=101.240mm15齒頂圓壓力角齒輪9a9a9=arccosd9cosda9=39.712°齒輪10a10a10=arccosd10cosda10=25.283°16重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.410五、 定軸齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算5.1圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13同齒輪11，齒輪14同齒輪12)序號工程代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11z1117齒輪12z12232模數(shù)m33壓力角20°4齒頂高系數(shù)ha*1

12、5頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距a = (z11+z12)/2=607實際中心距a608嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪11x110.120齒輪12x12-0.12010齒頂高齒輪11ha11ha11=mha*+x11-y=3.360mm齒輪12ha12ha12=mha*+x12-y=2.640mm11齒根高齒輪11hf11hf11=mha*+c*-x11=3.390mm齒輪12hf12hf12=mha*+c*-x12=4.110mm12分度圓直徑齒輪11d11d11=mz11=51mm齒輪12d12d12=mz12=69mm13齒頂圓直徑齒輪11da11da1

13、1=d11+2ha11=57.720mm齒輪12da12da12=d12+2ha12=74.280mm14齒根圓直徑齒輪11df11df11=d11-2hf11=44.220mm齒輪12df12df12=d12-2hf12=60.780mm15齒頂圓壓力角齒輪11a11a11=arccosd11cosda11=33.916°齒輪12a12a12=arccosd12cosda12=29.203°16重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan/2 =1.5495.2圓錐齒輪15與16序號工程代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪15z1517齒輪16z16232模

14、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(z16/z15)=36.469°齒輪161616=90°-15=53.531°7分度圓直徑齒輪15d15d15=mz15=51.000mm齒輪16d16d16=mz16=69.000mm8錐距RR=12d152+d162=42.901mm9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

15、.600mm11齒頂圓直徑齒輪15da15da15=d15+2ha15cos15=55.825mm齒輪16da16da16=d16+2ha16cos16=72.566mm12齒根圓直徑齒輪15df15df15=d15-2hf15cos15=45.210mm齒輪16df16df16=d16-2hf16cos16=64.720mm13當(dāng)量齒數(shù)齒輪15z15z15=z15cos15=21.140齒輪16z16z16=z16cos16=38.69514當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=30.854°齒輪16a16a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=26.682°15重合度=z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1.640六、輸出轉(zhuǎn)速的檢驗n1=n*iv1*if÷ipmax=745