机械原理大作业-齿轮

三、 齿轮传动设计

一、设计题目

如图所示一个机械传动系统，运动由电动机1输入，经过机械传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同的转速。根据表中的传动系统原始参数设计该传动系统。

1.机构运动简图

1.电动机 2，4.皮带轮 3.皮带 5，6，7，8，9，10，11，12，13，14.圆柱齿轮 15，16.圆锥齿轮

2．机械传动系统原始参数

二、传动比的分配计算

电动机的转速1450/min n r ，输出转速1n =50r/min ，2n =45r/min ，3n =40r/min,

带传动的最大传动比max 2.5p i ，滑移齿轮的传动的最大传动比max

4v i ，定轴齿

轮传动的最大传动比max

4d i 。

根据系统的原始参数，系统的总传动比为1i =

1

n n

=1450/50=29.00 2i =

2

n n =1450/45=32.222 3i =3n n =1450/40=36.25

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max

2.5p i ，滑移齿轮的传动比为1v i 、2v i 和3v i ，定轴齿轮传动的

传动比为f i 则总传动比为

1max 1p v f i i i i 2max 2p v f i i i i 3

max 3p v f i i i i

令3

max

4

v v i i

则可得定轴齿轮传动部分的传动比为f i =

max

max 3

*v p i i i =4*5.225.36=3.625 滑移齿轮传动的传动比为1v i =

f

p i i i *max 1=

9

.2*5.229

=4

2v i =

f

p i i i *max 2=9.2*5.222

.32=4.444

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

d i =3f i =3625.3=1.536

三、齿轮齿数的确定

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：

52,19,41,17,50,231098765======z z z z z z 它们的齿顶高系数1a

h ，顶隙系数0.25c ，分度圆压力角=20，实际中心

距取mm a 73=。

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，齿数：==1311z z 17，==1412z z 23。它们的齿顶高系数

1a

h ，顶隙系数0.25c ，分度圆压力角=20，实际中心距'=56mm a 。圆锥

齿轮15和16选择为标准齿轮1517z ，16

29z ，齿顶高系数1a

h ，顶隙系数

0.2c

，分度圆压力角=20。'a a

y

m

，或12'

1cos ()(1)2cos

y z z

12

y

x x y

四、变位系数的选择

要充分发挥变位齿轮的优越性，关键是变位系数的选择，为保证变位齿轮能

正常啮合传动，选择和分配变位系数必须满足如下条件：

① 齿轮啮合时不产生干涉。

② 齿轮加工时不产生根切或仅有微量根切。

③ 齿轮的齿顶厚0.4a

s m 。

④ 齿轮啮合时的重合度

1.2。

选择变位系数的方法有很多，一般采用外啮合渐开线齿轮变位系数线图。该

图分为左右两部分，右部分的横坐标为齿数和z （12=z z ），纵坐标为总变位系数x （12=x x ），阴影区内为许用区，左部线图的横坐标为1x 。具体操作：首先通过z 和

'

确定x ，再由21/u

z z 的大小分别按左部线图中的五条斜线之一分

配1x 和2x 。 具体的数值见下表：

20

35.573

23.821

')]1α=

20

37.639

')]1

α=

26.997

')] 2.164

α=五、定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸的计算

1．圆柱齿轮11与齿轮12（齿轮13和14与11和12的尺寸相同）

20

24.100

')]1

α= 2．圆锥齿轮15和16

59.621

1530.379

δ

-=

1551.000

mz mm

=

六、 实际输出转速

965.495.2/2917

2313231350231450/max 11=⨯⨯⨯⨯

=⨯⨯=p f v i i i n n 036

.455.2/2917

2313231341171450/max 22=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=p f v i i i n n 788

.395.2/2917

2313231352191450/max 33=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=p f v i i i n n

计算所得的输出转速与题述接近，在误差范围内，此设计方案可行。