哈工大—機(jī)械原理齒輪大作業(yè)

1、一、 設(shè)計題目1.題目要求及機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖一所示一個齒輪傳動系統(tǒng)，運(yùn)動由電動機(jī)1輸入，經(jīng)過齒輪傳動系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同轉(zhuǎn)速。傳動系統(tǒng)參數(shù)見表一，據(jù)此設(shè)計該傳動系統(tǒng)。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.圓錐齒輪圖一 齒輪傳動系統(tǒng)運(yùn)動簡圖2.齒輪傳動系統(tǒng)原始參數(shù)表一 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)247453337412.5424343二、傳動比的分配計算電

2、動機(jī)轉(zhuǎn)速n = 745r/min，輸出轉(zhuǎn)速n1 = 33r/min，n2 = 37 r/min，n3 = 41r/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 = 745/33 = 22.5758i2=nn2 = 745/37 = 20.1351i3=nn3 = 745/41 = 18.1707傳動系統(tǒng)的總傳動比由帶傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒輪傳動三部分實現(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

3、動比為if，則總傳動比i1=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv1=ivmax=4則可得定軸齒輪傳動部分的傳動比為:if = i1ipmax×ivmax = 22.57582.5×4 = 2.2576滑移齒輪傳動的傳動比:iv2=i2ipmax×if=20.13512.5×2.2576 = 3.5676iv3=i3ipmax×if= 18.17072.5×2.2576 = 3.2195定軸齒輪傳動由3對齒輪傳動組成，則每對齒輪的傳動比為id=3if=32.2576=1.3118idmax=4表

4、2 傳動比的分配i1i2i3iv1iv2iv3ipmaxifid22.575820.135118.170743.573.222.52.25761.3118三、滑移齒輪中心距及幾何尺寸和重合度計算1.滑移齒輪齒數(shù)和中心距計算首先由前面計算的傳動比可得：iv1=z10z9 = 4， iv2=z8z7 = 3.57，iv3=z6z5 = 3.22。其次，由于齒輪在傳遞動力時要求傳動的平穩(wěn)性和嚙合精度，因此一般情況下最小齒數(shù)不能小于12，對于傳動齒輪的小齒輪，齒數(shù)選擇17到23之間比較好。另外，3對滑移齒輪中心距必須相同，齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小。綜上，可選擇齒輪5、6為高度變位齒輪

5、，其齒數(shù)z5= 23，z6= 74，實際中心距a=a=m*(z5+ z6)/2 = 97mm。選擇7、8、9和10為角度變位齒輪，其齒數(shù)z7= 21，z8= 75，z9=19，z10=76；實際中心距a= 97mm。2.滑移齒輪5、6的幾何尺寸和重合度序號項目代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪5z523齒輪6z6742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=97mm7實際中心距97mm8嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪5x50.4齒輪6x6-0.410齒頂高齒輪5ha5ha5=mha*+x5

6、-y=2.80mm齒輪6ha6ha6=mha*+x6-y=1.20mm11齒根高齒輪5hf5hf5=mha*+c*-x5=1.70mm齒輪6hf6hf6=mha*+c*-x6=3.30mm12分度圓直徑齒輪5d5d5=mz5=46.00mm齒輪6d6d6=mz6=148.00mm13齒頂圓直徑齒輪5da5da5=d5+2ha5=51.60mm齒輪6da6da6=d6+2ha6=150.40mm14齒根圓直徑齒輪5df5df5=d5-2hf5=42.60mm齒輪6df6df6=d6-2hf6=141.40mm15齒頂圓壓力角齒輪5a5a5=arccosd5cosda5=33.10°齒輪

7、6a6a6=arccosd6cosda6=22.38°16重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2 =1.6163.滑移齒輪7、8的幾何尺寸和重合度序號項目代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪7z721齒輪8z8752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aa= m (z5+z6)/2=96mm7實際中心距97mm8嚙合角=arccosacosa=21.56°9變位系數(shù)齒輪7x70.48齒輪8x80.1210齒頂高齒輪7ha72.76mm齒輪8ha82.04mm11齒根高齒輪7hf7hf7=mha*+c*-x7

8、=1.54mm齒輪8hf8hf8=mha*+c*-x8=2.26mm12分度圓直徑齒輪7d7d7=mz7=42.00mm齒輪8d8d8=mz8=150.00mm13齒頂圓直徑齒輪7da7da7=d7+2ha7=47.52mm齒輪8da8da8=d8+2ha8=154.08mm14齒根圓直徑齒輪7df7df7=d7-2hf7=38.92mm齒輪8df8df8=d8-2hf8=145.48mm15齒頂圓壓力角齒輪7a7a7=arccosd7cosda7=33.85°齒輪8a8a8=arccosd8cosda8=23.82°16重合度=z7tana7-tan+z8tana8-ta

9、n /2 =1.4734.滑移齒輪9、10的幾何尺寸和重合度序號項目代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪9z919齒輪10z10762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aa= m (z5+z6)/2=95mm7實際中心距97mm8嚙合角=arccosacosa=23.03°9變位系數(shù)齒輪9x90.53齒輪10x100.5210齒頂高齒輪9ha92.96mm齒輪10ha102.94mm11齒根高齒輪9hf9hf9=mha*+c*-x9=1.44mm齒輪10hf10hf10=mha*+c*-x10=1.46mm12分度圓直徑齒輪9d9d9

10、=mz9=38.00mm齒輪10d10d10=mz10=152.00mm13齒頂圓直徑齒輪9da9da9=d9+2ha9=43.92mm齒輪10da10da10=d10+2ha10=157.88mm14齒根圓直徑齒輪9df9df9=d9-2hf9=35.12mm齒輪10df10 df10=d10-2hf10=149.08mm15齒頂圓壓力角齒輪9a9a9=arccosd9cosda9=35.61°齒輪10a10a10=arccosd10cosda10=25.22°16重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2 =1.435四、定軸齒輪中心距及幾何尺寸和

11、重合度計算1.定軸齒輪傳動齒數(shù)及中心距確定有前面?zhèn)鲃颖确峙淇傻茫憾ㄝS齒輪傳動由3對齒輪傳動組成，則每對齒輪的傳動比為id=3if=32.2576=1.3118。對于圓柱齒輪，選擇齒輪11、12、13和14為高度變位齒輪，其齒數(shù)為：z11=z13=17，z12=z14=22。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=a=m*(z11+ z12)/2 = 43mm。圓錘齒輪15和16選擇為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，選擇齒數(shù)為：z15=17，z16=23，齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.2。2.圓柱齒輪11、12的幾何尺寸和重合度序號項目代號計

12、算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11z1117齒輪12z12222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 = (z11+z12)/2=58.5mm7實際中心距a58.5mm8嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪11x110.12齒輪12x12-0.1210齒頂高齒輪11ha11ha11=mha*+x11-y=2.20mm齒輪12ha12ha12=mha*+x12-y=1.80mm11齒根高齒輪11hf11hf11=mha*+c*-x11=2.30mm齒輪12hf12hf12=mha*+c*-x12=2.70mm12分度圓直

13、徑齒輪11d11d11=mz11=34mm齒輪12d12d12=mz12=44mm13齒頂圓直徑齒輪11da11da11=d11+2ha11=38.40mm齒輪12da12da12=d12+2ha12=47.60mm14齒根圓直徑齒輪11df11df11=d11-2hf11=29.40mm齒輪12df12df12=d12-2hf12=38.60mm15齒頂圓壓力角齒輪11a11a11=arccosd11cosda11=33.69°齒輪12a12a12=arccosd12cosda12=29.70°16重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan /2 =1

14、.5422.圓柱齒輪13、14的幾何尺寸和重合度序號項目代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪13z1317齒輪14z13222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 = (z13+z14)/2=58.5mm7實際中心距a58.5mm8嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數(shù)齒輪13x130.12齒輪14x14-0.1210齒頂高齒輪13ha13ha13=mha*+x13-y=2.20mm齒輪14ha14ha14=mha*+x14-y=1.80mm11齒根高齒輪13hf13hf13=mha*+c*-x13=2.30mm齒輪14hf

15、14hf14=mha*+c*-x14=2.70mm12分度圓直徑齒輪13d13d13=mz13=34mm齒輪14d14d14=mz14=44mm13齒頂圓直徑齒輪13da13da13=d13+2ha13=38.40mm齒輪14da14da14=d14+2ha14=47.60mm14齒根圓直徑齒輪13df13df13=d13-2hf13=29.40mm齒輪14df14df14=d14-2hf14=38.60mm15齒頂圓壓力角齒輪13a13a13=arccosd13cosda13=33.69°齒輪14a14a14=arccosd14cosda14=29.70°16重合度=z1

16、3tana13-tan+z14tana14-tan /2 =1.5423.圓錐齒輪15、16的幾何尺寸和重合度序號項目代號計算公式及計算結(jié)果1齒數(shù)齒輪15z1517齒輪16z16232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(z16/z15)=36.47°齒輪161616=90°-15=53.53°7分度圓直徑齒輪15d15d15=mz15=51.00mm齒輪16d16d16=mz16=69.00mm8錐距RR=12d152+d162=42.90mm9齒頂高齒輪15ha15ha15=mha

17、*=3.00mm齒輪16ha16ha16=mha*=3.00mm10齒根高齒輪15hf15hf15=mha*+c*=3.60mm齒輪16hf16hf16=mha*+c*=3.60mm11齒頂圓直徑齒輪15da15da15=d15+2ha15cos15=55.83mm齒輪16da16da16=d16+2ha16cos16=72.57mm12齒根圓直徑齒輪15df15df15=d15-2hf15cos15=45.21mm齒輪16df16df16=d16-2hf16cos16=64.72mm13當(dāng)量齒數(shù)齒輪15z15z15=z15cos15=21.14齒輪16z16z16=z16cos16=38.7

18、014當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=30.85°齒輪16a16a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=26.68°15重合度=z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1.639五、齒輪傳動系統(tǒng)實際輸出轉(zhuǎn)速當(dāng)齒輪9與齒輪10嚙合時，機(jī)構(gòu)輸出軸的實際輸出轉(zhuǎn)速為： n1=n÷ i_pmax * (z_10*z_12*z_14*z_16) / (z_9*z_11*z_13*z_15) =745÷2.5×76×22×22×2319×17×17×17=32.88rmin 33 rmin當(dāng)齒輪7和齒輪8嚙合時，機(jī)構(gòu)輸出軸的實際輸出轉(zhuǎn)速為：n2=n÷ i_pmax * (z_8*z_12*z_14*z_16) / (z_7*z_11*z_13*z_15) =745÷