哈工大机械原理大作业 第25题 齿轮设计

机械原理大作业三

课程名称：机械原理

设计题目：齿轮传动机构设计

院系：机电工程学院

指导教师：林琳刘福利

设计时间：2014.06

哈尔滨工业大学

齿轮传动机构设计

1、设计题目

2、传动比的分配计算

根据指导书中的传动比的分配方法，可进行以下计算：

首先，已知：电动机转速n=1450 r/min，输出转速n1=45 r/min，n2=40 r/min，n3=36 r/min 带传动的最大传动比i pmax=2.5，滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4

定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4

根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为

i1=n

=1450/45=32.222

n1

i 2=

n n2

=1450/40=36.25

i 3=n

n3 =1450/36=40.278

传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为i pmax =2.5，滑移齿轮的传动比为i v1、i v2 和 i v3，定轴齿轮传动的传动比为 i f ，则总传动比

i 1=i pmax i v1i f i 2=i pmax i v2i f i 3=i pmax i v3i f 令i v3=i vmax =4

则由总传动比i 3的计算公式可得定轴齿轮传动部分的传动比为：

i f =

i 3

i pmax ×i vmax

= 40.2782.5×4

=4.028

由总传动比i 1、i 2的计算公式可得滑移齿轮传动的传动比为：

i v1

=i 1

i pmax ×i

f

= 32.2222.5×4.028

=3.2 i v2=

i 2

i pmax×i f =

36.25

2.5×4.028

=3.6

定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为

i d =√i f 3=√4.0283

=1.591 ≤i dmax =4

3、齿轮齿数的确定

（1）滑移齿轮传动齿数的确定：

根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z 5= 13，z 6= 38，z 7= 12，z 8= 40，z 9=11，z 10=40；它们的齿顶高

系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.25，分度圆压力角α=20°，实际中心距a ＇

=59mm 、60mm 、59mm 。

（1）定轴齿轮传动齿数的确定：

根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位

齿轮，其齿数：z 11=z 13=14，z 12=z 14=25。它们的齿顶高系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.25，

分度圆压力角α=20°,实际中心距a ＇=68mm 。圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮z 15=17，z 16=23，

齿顶高系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.2，分度圆压力角α=20°（等于啮合角α＇）

。

4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算4.1滑移齿轮5和齿轮6（使用matlab计算，程序详见附录1）

序

号

项目代号计算公式及计算结果

1 齿数齿轮5 z513 齿轮6 z638

2 模数m 2

3 压力角α 20°

4 齿顶高系数h a∗ 1

5 顶隙系数c∗0.25

6 标准中心距a = (z5+z6)/2=51

7 实际中心距a＇59

8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosα

a＇

)=39.09°

9 变位系数齿轮5 x50.5 齿轮6 x60.6

10 齿顶高齿轮5 h a5h

a5

=m(h a∗+x5−∆y)=8.8mm 齿轮6 h a6h a6=m(h a∗+x6−∆y)=9mm

11 齿根高

齿轮5 h f5h f5=m(h a∗+c∗−x5)=1.5mm

齿轮6 h f6h f6=m(h a∗+c∗−x6)=1.3mm

12 分度圆直径

齿轮5 d5d5=mz5=26mm

齿轮6 d6d6=mz6=76mm

13 齿顶圆直径齿轮5 d a5d a5=d5+2h a5=43.6mm 齿轮6 d a6d a6=d6+2h a6=94mm

14 齿根圆直径

齿轮5 d f5d f5=d5−2h f5=23mm

齿轮6 d f6d f6=d6−2h f6=73.4mm

15 齿顶圆压力角

齿轮5 αa5αa5=arccos(d5cosα

d a5

)=55.919°

齿轮6 αa6αa6=arccos(d6cosα

d a6

)=40.558°

16 重合度ε

ε=[z5(tanαa5−tanα＇)+z6(tanαa6−tanα＇)] /2π

=1.6408

序

号

项目代号计算公式及计算结果

1 齿数齿轮7 z71

2 齿轮8 z840

2 模数m 2

3 压力角α20°

4 齿顶高系数h a∗ 1

5 顶隙系数c∗0.25

6 标准中心距a = (z7+z8)/2=52

7 实际中心距a＇60

8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosα

a＇

)=39.16°

9 变位系数齿轮7 x70.5 齿轮8 x80.6

10 齿顶高齿轮7 h a7h

a7

=m(h a∗+x7−∆y)=8.8mm 齿轮8 h a8h a8=m(h a∗+x8−∆y)=9mm

11 齿根高

齿轮7 h f7h f7=m(h a∗+c∗−x7)=1.5mm

齿轮8 h f8h f8=m(h a∗+c∗−x8)=1.3mm

12 分度圆直径

齿轮7 d7d7=mz7=24mm

齿轮8 d8d8=mz8=80mm

13 齿顶圆直径齿轮7 d a7d a7=d7+2h a7=41.6mm 齿轮8 d a8d a8=d8+2h a8=98mm

14 齿根圆直径

齿轮7 d f7d f7=d7−2h f7=21mm

齿轮8 d f8d f8=d8−2h f8=77.4mm

15 齿顶圆压力角

齿轮7 αa7αa7=arccos(d7cosα

d a7

)=57.171°

齿轮8 αa8αa8=arccos(d8cosα

d a8

)=39.906°

16 重合度ε

ε=[z7(tanαa7−tanα＇)+z8(tanαa8−tanα＇)] /2π

=1.5444