哈工大—机械原理齿轮大作业

一、设计题目

1.题目要求及机构运动简图

如图一所示一个齿轮传动系统，运动由电动机1输入，经过齿轮传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同转速。传动系统参数见表一，据此设计该传动系统。

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

图一齿轮传动系统运动简图

2.齿轮传动系统原始参数

表一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 = 33r/min，n2 = 37 r/min，n3 =

41r/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 = 745/33 = 22.5758 i 2=n n2 = 745/37 = 20.1351 i 3=n

n3 = 745/41 = 18.1707

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 v1=i vmax =4

则可得定轴齿轮传动部分的传动比为:

i f = i 1

i

pmax ×i vmax

=

22.57582.5×4

= 2.2576

滑移齿轮传动的传动比:

i v2=i 2i pmax×i f

=20.1351

2.5×2.2576

= 3.5676 i v3=i 3

i

pmax

×i

f

= 18.1707

2.5×2.2576 =

3.2195 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=√2.25763

=1.3118≤i dmax =4

表2 传动比的分配

三、滑移齿轮中心距及几何尺寸和重合度计算

1.滑移齿轮齿数和中心距计算

首先由前面计算的传动比可得：i v1=

z10

z9

= 4， i v2=z8z7 = 3.57，i v3=z6

z5 = 3.22。

其次，由于齿轮在传递动力时要求传动的平稳性和啮合精度，因此一般情况下最小齿数不能小于12，对于传动齿轮的小齿轮，齿数选择17到23之间比较好。另外，3对滑移

齿轮中心距必须相同，齿数最好互质，不能产生根切以及尺寸尽可能小。

综上，可选择齿轮5、6为高度变位齿轮，其齿数z5= 23，z6= 74，实际中心距a＇=a=m∗(z5+ z6)/2 = 97mm。选择7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数z7= 21，z8= 75，z9=19，z10=76；实际中心距a＇= 97mm。

2.滑移齿轮5、6的几何尺寸和重合度

序号项目代号计算公式及计算结果

1 齿数齿轮5 z523齿轮6 z674

2 模数m2

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=(z

5

+z6)/2=97mm 7 实际中心距97mm

8啮合角α＇=arccos(a

cosα

a＇

)=20°

9变位系数齿轮5 x50.4齿轮6 x6-0.4

10齿顶高

齿轮5 h a5h a5=m(h a∗+x5−∆y)=2.80mm

齿轮6 h a6h a6=m(h a∗+x6−∆y)=1.20mm

11齿根高齿轮5 h f5h f5=m(h a∗+c∗−x5)=1.70mm 齿轮6 h f6h f6=m(h a∗+c∗−x6)=3.30mm

12分度圆直径

齿轮5 d5d5=mz5=46.00mm

齿轮6 d6d6=mz6=148.00mm

13齿顶圆直径

齿轮5 d a5d a5=d5+2h a5=51.60mm

齿轮6 d a6d a6=d6+2h a6=150.40mm

14齿根圆直径

齿轮5 d f5d f5=d5−2h f5=42.60mm

齿轮6 d f6d f6=d6−2h f6=141.40mm

15齿顶圆压力

角

齿轮5 αa5αa5=arccos(

d5cosα

d a5

)=33.10°齿轮6 αa6αa6=arccos(

d6cosα

d a6

)=22.38°

16重合度εε=[z5(tanαa5−tanα＇)+z6(tanαa6−tanα＇)] /2π

=1.616

3.滑移齿轮7、8的几何尺寸和重合度

序号项目代号计算公式及计算结果

1齿数齿轮7 z721齿轮8 z875

2模数m2

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 a= m (

z5+z6)/2=96mm 7实际中心距97mm

8啮合角α＇=arccos(a

cosα

a＇

)=21.56°

9变位系数齿轮7 x70.48齿轮8 x80.12

10齿顶高齿轮7 h a7

2.76mm 齿轮8 h a8 2.04mm

11齿根高齿轮7 h f7h f7=m(h a∗+c∗−x7)=1.54mm 齿轮8 h f8h f8=m(h a∗+c∗−x8)=2.26mm

12分度圆直径

齿轮7 d7d7=mz7=42.00mm

齿轮8 d8d8=mz8=150.00mm

13齿顶圆直径

齿轮7 d a7d a7=d7+2h a7=47.52mm

齿轮8 d a8d a8=d8+2h a8=154.08mm

14齿根圆直径

齿轮7 d f7d f7=d7−2h f7=38.92mm

齿轮8 d f8d f8=d8−2h f8=145.48mm

15齿顶圆压力

角

齿轮7 αa7αa7=arccos(

d7cosα

d a7

)=33.85°齿轮8 αa8αa8=arccos(

d8cosα

d a8

)=23.82°