哈工大机械原理21号大作业3-齿轮机构
哈工大机械设计大作业齿轮传动
机械设计大作业四说明书课程名称：机械设计设计题目：齿轮传动设计院系：机电工程学院班级： 1008301设计者：丁烨学号： 1100801020指导教师：张锋设计时间： 2012 年 10月 16日哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书目录一、任务书 (3)二、传动装置的运动和动力参数设计………………三、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 (3)四、初步计算传动主要尺寸 (3)五、计算传动尺寸 (6)六、大齿轮结构尺寸的确定 (7)七、参考文献 (9)一、设计任务原始数据如下：有冲击，室内工作，机器成批生产方案 Pd （KW ） (/min)m n r (/min)w n r1i轴承座中心高H （mm ）最短工作 年限L 工作环境 5.1.42.2940802.11605年2班室内二、传动装置的运动和动力参数设计1.选择电动机按照工作要求，工作条件以及已知参数，查阅参考文献[2]表14.1，选用型 号为Y112M-6的封闭式异步电动机，其额定功率=2.2kW ,满载转速n=940r/min ,电动机轴颈D=28mm ,轴颈长L=60mm 。
2.计算传动装置的总传动比i 并分配传动比94011.7580m w n i i n ===总传动比为由已知数据知带式运输机为二级传动系统，且要求第一级V 带传动的传动比=2.1,后根据实际带传动设计情况得实际传动比为12i =。
故第二级齿轮传动的传动比为2111.755.8752i i i ===。
3.计算传动装置各轴的运动和动力参数（1）各轴的转速I 轴 940/min I m n n r == II 轴 1940470/min 2I II n n r i === III 轴 247080/min 5.875II III n n r i === 卷筒轴 80/min w III n n r ==(2) 各轴的输入功率根据参考文献[2]表9.1查得，V 带传动、开式齿轮传动、齿轮联轴器和滚 动轴承的传动效率概略值1η、2η、3η和4η分别为0.96,0.94，0.99和0.98，则I 轴2.2I d P P kW==II 轴 14 2.20.960.98 2.07II I P P kW kW ηη=⋅⋅=⨯⨯= III 轴 24 2.070.940.98 1.91III II P P kW kW ηη=⋅⋅=⨯⨯= 卷筒轴 34 1.910.990.98 1.85III P P kW kW ηη=⋅⋅=⨯⨯=卷 (3) 各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩66 2.29.55109.551022351.06940d d m P T N mm N mm n =⨯⨯=⨯⨯⋅=⋅ I 轴 22351.06I d T T N mm ==⋅II 轴 14122351.060.960.98242055.75II I T T i N mm N mm ηη=⋅⋅⋅=⋅⨯⨯⨯=⋅ III 轴 24242055.750.940.98 5.875III II T T i N mm ηη=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⋅227607.85N mm =⋅卷筒轴 34227607.850.990.98220825.13III T T N mm N mm ηη=⋅⋅=⋅⨯⨯=⋅卷二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级带式输送机为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用模锻工艺，起模斜度为1:10。
哈工大机械原理考研-第4章 齿轮机构理论部分
圆锥齿轮是用来传递相交轴之间的运动及动力的，轮齿分布在圆锥体上，所以相当于把圆柱齿轮的“圆柱”变成“圆锥”，如齿顶圆锥、分度圆锥、齿根圆锥、基圆锥等。还应注意圆锥齿轮中的“背锥”、当量齿轮及当量齿数的概念。
（5）变位齿轮的变位系数及几何尺寸
加工变位齿轮时，刀具分度线与被切齿轮分度圆不相切，二者分离的距离 称为变位量， 称为变位系数。其中刀具分度线与被切齿轮分度圆分离的称为正变位， 为正值，被加工齿轮称为正变位齿轮；而刀具分度线与被切齿轮分度圆相交的称为负变位， 为负值，被加工齿轮称为负变位齿轮。
内齿轮几何尺寸的特点是：对应于外齿轮的齿廓变为内齿轮的轮齿，其齿廓是内凹的其齿根圆大于齿顶圆，而齿顶圆又必须大于基圆。
（2）标准斜齿圆柱齿轮
由于轮齿的倾斜而引入螺旋角 （一般取 ）的基本参数，并且模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数有法面和端面之分，其中法面基本参数 及 为标准值，取值与直齿轮相同。
斜齿圆柱齿轮的几何尺寸是按端面参数 及 来计算的。法面参数与端面参数的关系为： ， , , 。还应注意斜齿圆柱齿轮中当量齿轮及当量齿数的概念。
标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸是以分度圆为基准计算的。应牢牢掌握分度圆直径 ,齿顶圆直径 ，齿根圆直径 ，基圆直径 ，齿距 ，齿厚 及齿槽宽 等的计算公式。
齿条几何尺寸的特点是：对应齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆分别变为分度线、齿顶线及齿根线；其齿廓变为直线，压力角等于齿形角；其同侧齿廓平行，齿距处处相等。
变位齿轮中 及 同标准齿轮一样保持不变。由于齿轮齿顶圆是齿轮刀具切出来的，因而有： ( )， ( )；齿顶圆是车削出来的，为保证齿全高 不变，故 ( )， = ( )；而 ( ), ( )。
4．注意分清下面一些容易混淆的概念
哈工大机械原理大作业齿轮传动设计(word文档良心出品)
机械原理大作业（三）课程名称：设计题目：院系：姓名：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学（威海）设计说明书1.设计题目 (2)2.传动比的分配计算 (3)3. 计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的基本几何尺寸 (3)（1）齿轮5、齿轮6 (4)（2）齿轮7、齿轮8 (4)（3）齿轮9、齿轮10 (5)4.计算定轴齿轮传动中每对齿轮的基本几何尺寸。
(5)（1）齿轮11、齿轮12 (5)（2）齿轮13、齿轮14 (6)（3）齿轮15、齿轮16 (6)5.每对齿轮的几何尺寸及重合度。
(6)7.实际设计参数 (14)1.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。
1.15，16.圆锥齿轮表机械传动系统原始参数2.传动比的分配计算电动机转速ni=1450r/min，输出转速n1=12r/min，n2=17r/min，n3=23r/min，带传动的最大传动比idmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比ihmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比ifmax=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=nin1=1450÷12=120.833i2=nin2=1450÷17=85.294i3=nin3=1450÷23=63.043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id，滑移齿轮的传动比为ih1、ih2和ih3，定轴齿轮传动的传动比为if，则总传动比i1=id*ih1*ifi2=id*ih2*ifi3=id*ih3*if令=ih1=ihmax=4则可得：定轴齿轮传动部分的传动比为if=i1/(id*ih1)=120.833/(2.5*4)=12.083滑移齿轮传动的传动比ih2=i2/(id*if)=85.294/(2.5*12.083)=2.824Ih3=i3/(id*if)=63.043/(2.5*12.083)=2.087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iv*iv*iv=if=12.083,iv=2.2953.计算滑移齿轮变速传动中每对齿轮的基本几何尺寸根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮。
2024年机械设计基础课件!齿轮机构H
机械设计基础课件!齿轮机构H机械设计基础课件：齿轮机构一、引言齿轮机构是机械设计中应用最广泛的一种传动机构，其结构简单、传动效率高、可靠性好，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮机构由齿轮副组成，包括齿轮、轴、轴承等零部件。
本课件将介绍齿轮机构的基本原理、分类、传动比计算、齿轮啮合条件、齿轮强度计算等内容。
二、齿轮机构的基本原理齿轮机构是利用齿轮的啮合来实现两轴之间的运动和动力传递的装置。
当两个齿轮啮合时，主动齿轮转动，通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮，从而实现运动的传递。
齿轮的啮合原理是基于齿廓曲线的几何关系，齿廓曲线是齿轮啮合的基础。
三、齿轮机构的分类齿轮机构根据齿轮的形状和布置方式可以分为多种类型，常见的有直齿轮机构、斜齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等。
1.直齿轮机构：直齿轮机构是齿轮齿面与轴线垂直的齿轮机构，其传动平稳、噪音低，但承载能力相对较小。
2.斜齿轮机构：斜齿轮机构是齿轮齿面与轴线呈一定角度的齿轮机构，其传动效率高、承载能力强，但噪音相对较大。
3.蜗轮蜗杆机构：蜗轮蜗杆机构是利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现传动的，其传动比大、传动平稳，但效率相对较低。
四、齿轮机构的传动比计算齿轮机构的传动比是指主动齿轮与从动齿轮转速的比值。
传动比的计算公式为：传动比=从动齿轮齿数/主动齿轮齿数在实际应用中，根据工作需求确定传动比，然后根据传动比选择合适的齿轮齿数，以满足设计要求。
五、齿轮啮合条件1.齿廓重合条件：齿轮啮合时，齿廓必须保持连续接触，避免齿廓间的冲击和滑动。
2.齿顶隙条件：齿轮啮合时，齿顶之间应保持一定的间隙，以避免齿顶干涉。
3.齿根隙条件：齿轮啮合时，齿根之间应保持一定的间隙，以避免齿根干涉。
4.齿侧隙条件：齿轮啮合时，齿侧之间应保持一定的间隙，以允许润滑油的进入和排出。
六、齿轮强度计算齿轮强度计算是齿轮设计的重要环节，主要包括齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算。
1.齿面接触强度计算：齿面接触强度计算是确定齿轮齿面接触应力是否满足材料屈服极限的要求。
哈工大机械学基础第3章03bk
公式中不加“＋” 或 “－”
68
例1（习题3-16） 图示为一钟表轮系，已知: z2=60 ， z3=8， z4=64 ， z5=28 ， z6=42 ， z8=64 ，求z1 、 z7各为多少?
69
例2（例3-3 ） 如图所示轮系中，蜗杆的头数 z1=1 ，右旋，蜗轮的齿数 z2=26。一对圆锥齿轮z3 =20，z4=21。一对圆柱齿轮z5=21， z6=28 。若蜗杆为主动轮，转速 n1=1500r/min ，试求齿轮 6 的转速n6和转向。
一. 变位齿轮产生
当
范成法加工
Z<17
时，又要避免根切
改变刀具和被加工齿轮的 位置
形成变位齿轮
27
二. 变位齿轮形成
刀具相对齿轮毛坯作前or后移动
刀具原来位置
齿轮节圆（分度圆）
刀具节线
刀具后退位置 刀具中线
28
三. 变位齿轮分类：
标准齿轮
齿条节线（中线）
齿轮节圆（分度圆） 齿条中线
正变位齿轮
刀具 外移
' 标准渐开线圆柱齿轮 20
Ⅴ 渐开线齿轮正确连续啮合条件
21
1.一对渐开线齿轮正确啮合条件
m1 m2 m
1 2
标准渐开线齿轮
20
22
2.一对渐开线齿轮连续啮合条件
B1 B2 重合度： 1 pb
通常取 1.2
23
（习题3-2）需要传动比i=3的一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外 啮合传动，现有三个渐开线标准圆柱直齿轮，齿数为z1=20， z2=z3=60，齿顶圆直径分别为da1=44mm， da2=124mm， da3=139.5mm。问哪两个齿轮能正确啮合？并求中心距a。
哈工大机械原理课程设计齿轮传动设计大作业20无错版
机械原理课程设计大作业——齿轮传动系统20课程名称：机械原理课程设计设计题目：齿轮传动系统分析院系：机电工程学院班级： 15设计者：学号： 115 指导教师：设计时间： 2017年6月1、设计题目 1.1运动简图2、传动比的分配计算电动机转速min /970r n=，输出转速min /3001r n =，n /3502mi r n =，min /4003r n =，带传动的最大传动比5.2m ax =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4max =d i 。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 333.3230970011===n n i 714.2735970022===n n i 250.2440970033===n n i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5.2m ax =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比f v p i i i i 1m ax 1= f v p i i i i 2m ax 2= f v p i i i i 3max 3= 令 4max 3==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 425.24*5.2250.24max max 3===v p f i i i i滑移齿轮传动的传动比为333.5425.2*5.2333.32max 11===fp v i i i i571.4425.2*5.2714.27max 22===fp v i i i i设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 4343.1425.2max 33=≤===d f di i i3、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：42,8,41，9,40,101098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=*a h ，径向间隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 50'=。
哈工大机械原理齿轮传动设计资料
齿轮传动设计一.设计题目表 机械传动系统原始参数二、传动比的分配计算电动机转速n=970r/min ，输出转速min /231r n =，min /172r n =,min /123r n =，带传动的最大传动比5.2i max =p ,滑移齿轮传动的最大传动比4i max =v ,定轴齿轮传动的最大传动比4i max =d 。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比17.4223/970/i 11===n n ，06.5717/970/22===n n i ，83.8012/970/i 33===n n 。
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5.2i max =p ，滑移齿轮的传动比为1i v 、2i v 和3i v ，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比f v p i i i ⋅⋅=1max 1i f v p i i i ⋅⋅=2max 2i f v p i i i ⋅⋅=3max 3i令4max 3==v v i i ，则可得到定轴齿轮传动部分的传动比为083.8)/(i 3max 1=⨯=v p v f i i i ；滑移齿轮传动的传动比824.2)/(i max 22=⨯=f p v i i i ，087.2)/(i max 11=⨯=f p v i i i ；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4i 007.2i max 3=≤==d f d i三．齿轮齿数及参数确定滑移齿轮根据传动比的应符合v i 要求，中心距应相同，且齿数最好互质，不产生根切以及尺寸尽可能小。
让齿轮5和6采用标准齿轮啮合，20'==αα，125=z ,486=z ；齿轮7和8采用变位啮合，故啮合角20'==αα，157=z , 448=z ；齿轮9和10采用角度变位啮合,199=z ,4010=z 。
齿轮7、8、9、10都是变位齿轮，齿顶高系数*a h =1；径向间隙系数*c =0.25，分度圆压力角α=20°。
哈工大《机械机构创新设计及应用》大作业.
哈工大《机械机构创新设计及应用》大作业.《机械机构创新设计及应用》大作业（2014年春季学期）大作业一题目：两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 大作业二题目：柔性铰链及其应用姓名崔晓蒙学号1110811005班级1108110班专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2014.6.11哈尔滨工业大学机电工程学院大作业要求1.完成课堂布置的2道大作业题，拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.大作业最好包含自己的体会等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不限，表达清晰完整即可；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印（节约用纸）；左侧装订，1枚钉；6.大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：********************.cn；7.此页不得删除。
评语：教师签名：年月日题目一设计题目5——两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 （2人）1设计要求1) 两个齿条串联的位移机构如图1所示1、2-齿条r1'、r2'—双联齿轮的节圆半径S1、S2—位移量图1 两个齿条串联的位移机构原理图说明：图1中，气缸活塞推动齿条1运动，双联齿轮位置不变2) 齿条2需产生不小于1000N的推力3) 运动的最大速度0.1m/s4) 往复运动行程±300mm2需完成工作1) 论述其原理，给出上齿条（齿条2）的位移S2与气缸位移为S1之间的关系。
2) 给出大致的结构设计（必须给出齿条的支承、导向、齿轮的支承，气缸不需要设计）1.该机构的工作原理及应用场合1.1结构分析由结构简图分析可知，这种两个齿条机构串联组合的位移机构由两个齿条及其对应的导轨，节圆半径分别为r 1'、r 2'的双联齿轮及其固定轴和一个气缸组合而成。
气缸是它的动力源，最终所需要的运动或者动力由上面的齿条2输出，所以它属于执行件，而中间固定的齿轮则属于传动件。
哈工大机械原理大作业齿轮传动系统设计满分完美版哈尔滨工业大学
~1~
哈尔滨工业大学
齿轮传动系统设计说明书
又������������������������������ = 2.5，计算得： ������������ = ������������1 = ������3 ������������������������������ ������������1 ������1 ������������������������������ ������������ ������2 ������������������������������ ������������ = 20.694 = 2.069 2.5 × 4
~2~
哈尔滨工业大学
齿轮传动系统设计说明书
������ = 20° 齿轮齿数为 ������9 = 15 ������10 = 61 由以上设计参数即可得到齿轮 5 和 6、7 和 8、9 和 10 的几何尺寸分别如表 2、 表 3、表 4 所示
表 2 滑移齿轮 5 和 6 的几何尺寸表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1311 齿轮 12 分度圆直径 齿轮 11 齿轮 12 齿顶圆直径 齿轮 11 齿轮 12 齿根圆直径 齿轮 11 齿轮 12 齿 顶 圆 压 力 齿轮 11 角 齿轮 12 重合度
hf11 hf12 d11 d12 da11 da12 df11 df12 αa11 αa12 ε
hf11=( ha*+c*-x11)×m=3.492 hf12=( ha*+c*-x12)×m=3.477 d11=m×z11=57 d12=m×z12=72 da11=d11+2×ha11=63.456 da12=d12+2×ha12=78.486 df11=d11-2×hf11=50.016 df12=d12-2×hf12=65.046 αa11=arccos(d11×cosα/da11)=32.426° αa12=arccos(d12×cosα/da12)=30.454° [z11×(tanαa11-tanα’)+z12×(tanαa12- tanα’)]/2π =1.517
哈工大威海机械原理大作业齿轮6题
大作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计（6）院系：汽车工程学院班级：1301703设计者：高伟学号：130170306设计时间：2015.5.26一．设计题目1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数6 745 15 21 26 ≤2.5 ≤4 2 ≤4 3 ≤4 3二．传动比的分配计算电动机转速n=745 r/min，输出转速n1=15 r/min，n2=21 r/min，n3=26 r/min，带传动的最大传动比为i pmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比为i vmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比为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=745/26 =28.6538i2=745/21=35.47619i3=745/15=49.66667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ipmax=2.5，滑移齿轮的传动比为i v1，i v2 ，i v3 ，定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比i1=i pmax i v1i fi2=i pmax i v2i fi3=i pmax i v3i f令iv3 = ivmax= 4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为i f=i3/(i pmax i vmax)=4.9666667滑移齿轮传动的传动比为i v1=i1/(i pmax i f)=2.3076886i v2=i2/(i pmax i f)=2.8571428设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为i d =i f（1/3）= 1.706167528≤i dmax=4三．齿轮齿数的确定（1）滑动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，可大致选择滑动齿轮齿数：Z5=17 Z6=40 Z7=14 Z8=40 Z9=11 Z10=44其中5、6为标准齿轮，7、8、9、10为角度变位齿轮。
哈尔滨工程大学机械设计课件齿轮传动
与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；
传动比稳定 无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的 原因之一； 与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。
2、齿轮传动的主要类型
平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴
直齿圆柱齿轮传动 按类 型分 按工作 条件分 斜齿圆柱齿轮传及人字齿轮传动
§7-3 齿轮的材料及热处理
1、对齿轮材料性能的要求 1）齿面要硬, 齿芯要韧 2）易于加工及热处理 3）软齿面齿轮齿面配对硬度差为30~50HBS 2、常用齿轮材料 钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材 料的机械性能，最适于用来制造齿轮。
锻钢 铸钢 铸铁
含碳量为(0.15~0.6)%的碳素钢或合金钢。 一般齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。 耐磨性及强度较好，常用于大尺寸齿轮。 常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；
Fr Ft
→对Ｆn进行分解： 一. Ｆn 的分解： 圆周力Ｆt ： 沿分度圆切线方向指向齿面 径向力Ｆr ： 沿半径方向指向齿面
Fn
二. 作用力的大小：
Ft＝2T1/ｄ1
Fr＝Ft· α ｔg
Fn ＝ Ft / cosα
Ｔ1:小齿轮转矩Ｎ· mm, ｄ1:小齿轮分度圆直径mm,
α:压力角
Fr Ft
1)齿面疲劳点蚀
σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落
闭式软齿面齿轮传动的主 要破坏形式。开式传动中 一般不会出现点蚀现象。 发生部位：一般出现在齿根表面靠 近节线处。
（载荷大；速度低难形成油膜)
齿面点蚀
采取措施: 提高材料硬度增强抗点蚀能力 合理选择润滑油防止裂纹扩展
2) 齿面胶合
润滑失效→表面粘连 →沿运动方向撕裂
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Harbin Institute of Technology机械原理大作业三课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计院系：能源科学与工程学院班级：003班设计者：000学号：000指导教师：赵永强刘福利设计时间：2012年6月16日哈尔滨工业大学一、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输出三种不同的速度。
用表中第21组数据对该机构进行设计。
1.1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1.2机械传动系统原始参数二、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=40 r/min，n2=35 r/min，n3=30 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i 1=nn1=745/40=18.625 i 2=nn2=745/35=21.286 i 3=n n3 =745/30=24.833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则可得定轴齿轮传动部分的传动比为i f=i 3i pmax ×i vmax=24.8332.5×4=2.4833滑移齿轮传动的传动比 i v1=i 1i pmax ×i f=18.6252.5×2.4833=3.0000i v2=i 2i pmax×i f =21.2862.5×2.4833=3.4287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=√2.48333=1.3542≤i dmax =4三、齿轮齿数的确定3.1 滑移齿轮传动齿数的确定根据传动比符合i vi 的要求，中心距必须相同，齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小等一系列原则，初步确定滑移齿轮5,6为高度变位齿数分别为：z 5= 17，z 6= 50，齿轮7,8,9,10均为角度变位齿轮，齿数分别为z 7=15，z 8= 51，z 9=13，z 10=53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 ＇=67mm 。
3.2定轴传动齿轮齿数的计算根据定轴齿轮变速传动系统中传动比符合i d 的要求，以及齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小等一系列原则，可大致选择齿轮11、12、13和14为高度变位齿轮，其齿数：z11=z13=17，z12=z14=23。
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°。
圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮z15=17，z16=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°。
四、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序号项目代号计算公式及计算结果1 齿数齿轮5 z517 齿轮6 z6502 模数m 23 压力角α20°4 齿顶高系数h a∗ 15 顶隙系数c∗0.256 标准中心距a = (z5+z6)/2=67mm7 实际中心距a＇67mm8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosαa＇)=20°9 变位系数齿轮5 x50.40齿轮6 x6-0.4010 齿顶高齿轮5 h a5ha5=m(h a∗+x5−∆y)=2.800mm 齿轮6 h a6h a6=m(h a∗+x6−∆y)=1.200mm11 齿根高齿轮5 h f5h f5=m(h a∗+c∗−x5)=1.700mm齿轮6 h f6h f6=m(h a∗+c∗−x6)=3.300mm12 分度圆直径齿轮5 d5d5=mz5=34.000mm齿轮6 d6d6=mz6=100.000mm13 齿顶圆直径齿轮5 d a5d a5=d5+2h a5=39.600mm 齿轮6 d a6d a6=d6+2h a6=102.400mm14 齿根圆直径齿轮6 d f6d f6=d6−2h f6=93.400mm15 齿顶圆压力角齿轮5 αa5αa5=arccos(d5cosαd a5)=36.215°齿轮6 αa6αa6=arccos(d6cosαd a6)=23.412°16 重合度εε=[z5(tanαa5−tanα＇)+z6(tanαa6−tanα＇)] /2π=1.5474.2滑移齿轮7和齿轮8序号项目代号计算公式及计算结果1 齿数齿轮7 z715 齿轮8 z8512 模数m 23 压力角α20°4 齿顶高系数h a∗ 15 顶隙系数c∗0.256 标准中心距a = (z7+z8)/2=66mm7 实际中心距a＇67mm8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosαa＇)=22.231°9 变位系数齿轮7 x70.46 齿轮8 x80.0610 齿顶高齿轮7 h a7ha7=m(h a∗+x7−∆y)=2.880mm 齿轮8 h a8h a8=m(h a∗+x8−∆y)=2.080mm11 齿根高齿轮7 h f7h f7=m(h a∗+c∗−x7)=1.580mm齿轮8 h f8h f8=m(h a∗+c∗−x8)=2.380mm12 分度圆直径齿轮7 d7d7=mz7=30.000mm齿轮8 d8d8=mz8=102.000mm13 齿顶圆直径齿轮7 d a7d a7=d7+2h a7=35.760mm 齿轮8 d a8d a8=d8+2h a8=106.160mm14 齿根圆直径齿轮8 d f8d f8=d8−2h f8=97.240mm15 齿顶圆压力角齿轮7 αa7αa7=arccos(d7cosαd a7)=37.970°齿轮8 αa8αa8=arccos(d8cosαd a8)=25.462°16 重合度εε=[z7(tanαa7−tanα＇)+z8(tanαa8−tanα＇)] /2π=1.4364.3滑移齿轮9和齿轮10序号项目代号计算公式及计算结果1 齿数齿轮9 z913 齿轮10 z10532 模数m 23 压力角α20°4 齿顶高系数h a∗ 15 顶隙系数c∗0.256 标准中心距a = (z9+z10)/2=667 实际中心距a＇678 啮合角α＇α＇=arccos(a cosαa＇)=22.231°9 变位系数齿轮9 x90.46 齿轮10 x100.0610 齿顶高齿轮9 h a9ha9=m(h a∗+x9−∆y)=2.880mm 齿轮10 h a10h a10=m(h a∗+x10−∆y)=2.0800mm11 齿根高齿轮9 h f9h f9=m(h a∗+c∗−x9)=1.580mm齿轮10 h f10h f10=m(h a∗+c∗−x10)=2.380mm12 分度圆直径齿轮9 d9d9=mz9=26.000mm齿轮10 d10d10=mz10=106.000mm13 齿顶圆直径齿轮9 d a9d a9=d9+2h a9=31.760mm 齿轮10 d a10d a10=d10+2h a10=110.160mm14 齿根圆直径齿轮10 d f10d f10=d10−2h f10=101.240mm15 齿顶圆压力角齿轮9 αa9αa9=arccos(d9cosαd a9)=39.712°齿轮10 αa10αa10=arccos(d10cosαd a10)=25.283°16 重合度εε=[z9(tanαa9−tanα＇)+z10(tanαa10−tanα＇)] /2π=1.410五、定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算5.1圆柱齿轮11与齿轮12 (齿轮13同齿轮11，齿轮14同齿轮12)序号项目代号计算公式及计算结果1 齿数齿轮11 z1117 齿轮12 z12232 模数m 33 压力角α20°4 齿顶高系数h a∗ 15 顶隙系数c∗0.256 标准中心距a = (z11+z12)/2=607 实际中心距a＇608 啮合角α＇α＇=arccos(a cosαa＇)=20°9 变位系数齿轮11 x110.120 齿轮12 x12-0.12010 齿顶高齿轮11 h a11ha11=m(h a∗+x11−∆y)=3.360mm 齿轮12 h a12h a12=m(h a∗+x12−∆y)=2.640mm11 齿根高齿轮11 h f11h f11=m(h a∗+c∗−x11)=3.390mm齿轮12 h f12h f12=m(h a∗+c∗−x12)=4.110mm12 分度圆直径齿轮11 d11d11=mz11=51mm齿轮12 d12d12=mz12=69mm5.2圆锥齿轮15与16六、输出转速的检验n1=n∗i v1∗i f÷i pmax=745×1750×1723×1723×1723÷2.5=40.91r min⁄n2=n∗i v1∗i f÷i pmax=745×1551×1723×1723×1723÷2.5=35.39r min⁄n3=n∗i v1∗i f÷i pmax=745×1353×1723×1723×1723÷2.5=29.52r min⁄基本符合所要求的输出转速。