机械原理课程设计-齿轮传动设计

机械原理

课程设计说明书设计题目：齿轮传动设计

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2014.01.13

课程设计说明书

一设计题目：齿轮传动设计

设计条件和要求：在下图所示的齿轮变速箱中，两轴中心距为80mm,各轮齿数为z1=35，z2=45，z3= 24，z4=,55，z5=19，z6=59，模数均为m=2mm,试确定z1-z2,z3-z4和z5-z6各对齿轮的传动类型，并设计这三对齿轮传动。

二全部原始数据：

z1=35，z2=45，z3= 24，z4=,55，z5=19，z6=59, m=2mm,a’=80 mm 三设计方法及原理：

按照一对齿轮变为因数之和(x1+x2)的不同，齿轮传动可分为下列三种类型。

1零传动（x1+x2=0）

⑴标准齿轮传动。x1=x2=0，应有如下关系式，即

z>min z,z2>min z,α'=α,a’=a,y=0,δ=0

1

特点：设计简单，便于互换。

⑵高度变为齿轮传动。x1=-x2,一般小齿轮采用正变位，大齿轮采用负变,并应有如下关系

x>=*

h(z min-z1)/ z min,x>=*a h(z min-z2)/ z min

a

z1+z2>=2z min,α'=α,a’=a,y=0,δ=0

特点：①可能设计出z

2正传动（x1+x2>0）

α'>α,a’>a, y=0,δ=0

特点：①可以减小齿轮机构的尺寸，因为两轮齿数不收z1+z2≥2 z min的限制；②可以减轻轮齿的磨损程度，由于啮合角增大和吃定的降低，使得实际啮合线段更加远离极限啮合点；③可以配凑中心距；④可以提高两轮的承受能力；⑤互换性差，须成对设计，制造和使用；⑥重合度略有降低。

3负传动（x1+x2﹤0）

z1+z2>2z min,α'<α,a’

特点：①重合度略有增加；②互换性差，须成对设计，制造和使用；③齿厚变薄，强度降低，磨损增大。

综上所述，根据各个传动的优缺点不同，应优先选择正传动，而负传动是最不理想的，在传动中心距等于标准中心距时，为了提高传动质量，可采用高度变为齿轮传动代替标准齿轮传动。

变为因数可在封闭曲线上选择，封闭曲线的绘制过程见附录四设计及计算过程：

（一）齿轮z1和齿轮z2

1.求标准中心距a:

a=ｍ（z1+z2）／2=80㎜

2.求啮合角α'：

cosα'=acosα/a' α'=20°

3.求变位因数之和:

由无侧隙啮合方程式得：

x1+x2 =(z1+z2)(invα'-invα)/2tanα=0

4.变为因数的选择:

在z1- z2的封闭曲线图（见附录一）上作直线x1+x2=0。在此直线上的点满足变为因数和为0，中心距80mm。取该直线与η＇=η＇＇线的交点（0.153，-0.153）.则x1=0.153，

x2=-0.153

5.计算几何尺寸：

由变位因数值知，该传动为零传动。

中心距变动因数 y=(a’-a)/m=0

齿顶高变动因数δ=x1+x2-y=0

齿顶高 h a1=(h a*+x1-δ)m=2.306

h a2=(h a*x2-δ)m=1.694

齿根高 h f1=(h a*+c*-x1)m=2.194

h f2=(h a*+c*-x2)m=2.806

齿全高h1=h a1+h f1=4.5

h2=h f1+h f2=9 4.5

分度圆直径 d1=mz1=70

d2=mz2=90

齿顶圆直径 d a1=d1+2h a1=74.612

d a2=d2+2d a2=93.388

齿根圆直径 d f1=d1-2h f1=65.612

d f2=d2-2h f2=84.388

基圆直径 d b1=d1cosα=65.778

d b2=d2cosα=84.572

顶圆压力角αa1= arccos(d b1/d a1)=28.163°

αa2= arccos(d b2/d a2)=25.095°

重合度εa=[z1(tanαa1-tanα’)+z2(tanαa2-tan

α’)]/2π=1.702

分度圆齿厚 s1=πm/2+2x1mtanα=3.364

s2=πm/2+2x2mtanα=2.918

齿顶厚 s a1=s1r a1/r2-2r a1(invαa1-invα)=1.428 s a2=s2r a2/r2-2r a2(invαa2-invα)=1.587

（二）齿轮z3和齿轮z4

1.求准中心距a:

a=ｍ（z3+z4）／2=79

2.求啮合角α'：

cosα'=acosα/a' α'=21.883°

3.求位因数之和:

由无侧隙啮合方程式得：

x3+x4 =(z3+z4)(invα'-invα)/2tanα=0.5228 4.变为因数的选择:

在z3- z4封闭图（附录二）上作直线x3+x4=0.5228 此直线所有点均满足变位因数之和为0.5228和中心距为80mm的要求。取该直线与η＇=η＇＇线的交点（0.3495,0.173）.则x3=0.3495

x3=0.173

5.计算几何尺寸：

由变位因数值知，该传动为零传动。

中心距变动因数 y=(a’-a)/m=0.5

齿顶高变动因数δ=x3+x4-y=0.0229

齿顶高 h a3=(h a*+x3-δ)m=2.653

h a4=(h a*x4-δ)m=2.301

齿根高 h f3=(h a*+c*-x3)m=1.801

h f4=(h a*+c*-x4)m=2.153

齿全高h3=h a3+h f3=4.454