哈工大机械原理21号大作业3-齿轮机构

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=n

n1=745/40=18.625 i 2=n

n2=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 3

i 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

=

18.625

2.5×2.4833

=3.0000

i v2=

i 2

i pmax×i f =

21.286

2.5×2.4833

=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 z650

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 = (z5+z6)/2=67mm

7 实际中心距a＇67mm

8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosα

a＇

)=20°

9 变位系数

齿轮5 x50.40

齿轮6 x6-0.40

10 齿顶高齿轮5 h a5h

a5

=m(h a∗+x5−∆y)=2.800mm 齿轮6 h a6h a6=m(h a∗+x6−∆y)=1.200mm

11 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)=3.300mm

12 分度圆直径

齿轮5 d5d5=mz5=34.000mm

齿轮6 d6d6=mz6=100.000mm

13 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=102.400mm

14 齿根圆直径

齿轮6 d f6d f6=d6−2h f6=93.400mm

15 齿顶圆压力角

齿轮5 αa5αa5=arccos(d5cosα

d a5

)=36.215°

齿轮6 αa6αa6=arccos(d6cosα

d a6

)=23.412°

16 重合度ε

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

=1.547

4.2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 z851

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=66mm

7 实际中心距a＇67mm

8 啮合角α＇α＇=arccos(a cosα

a＇

)=22.231°

9 变位系数齿轮7 x70.46 齿轮8 x80.06

10 齿顶高齿轮7 h a7h

a7

=m(h a∗+x7−∆y)=2.880mm 齿轮8 h a8h a8=m(h a∗+x8−∆y)=2.080mm

11 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)=2.380mm

12 分度圆直径

齿轮7 d7d7=mz7=30.000mm

齿轮8 d8d8=mz8=102.000mm

13 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=106.160mm