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机械原理大作业三
题目:齿轮传动设计
院系:机电工程学院
班级:
姓名:
学号:
哈尔滨工业大学
1、设计题目
如下图机械传动系统,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,据下表中的原始数据,设计该传动系统。
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
12
745
23
29
35
2
小于等于4
3
小于等于4
3
2、传动比的分配计算
电动机转速n=745r/min,输出转速n1=23r/min,n2=29r/min,n3=35r/min,带传动的最大传动比ipmax=,滑移齿轮传动的最大传动比ivmax=,定轴齿轮传动的最大传动比idmax=。
根据传动系统的原始参数可知,传动系统的总传动比为
i1=n/n1=745/35=,
i2=n/n2=745/29=,
i3=n/n3=745/23=,
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局部实现。设带传动的传动比为ipmax=,滑移齿轮的传动比为iv1,iv2和iv3,定轴齿轮传动的传动比为if,那么总传动比
i1=ipmax*iv1*if,
i2=ipmax*iv2*if,
i3=ipmax*iv3*if,
令iv3=ivmax=,那么可得定轴齿轮传动局部的传动比if=i3/(ipmax*ivmax)=/(*)=,
滑移齿轮传动的传动比
iv1=i1/(ipmax*ivmax)=/(*)=
iv2=i2/(ipmax*ivmax)=/(*)=
定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成,那么每对齿轮的传动比为
id=3√if=3√==4
3、设定齿轮齿数及根本参数
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:z5=13,z6=38,z7=11,z8=39,z9=9,z10=40。它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=,分度圆压力角α=20°,实际中心距a’=51mm。
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,其齿数:z11=z13=14,z12=z14=19。它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=,分度圆压力角α=20°,实际中心距a’=51mm。
圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮,其齿数:z15=17,z16=24。它们的齿顶高系数
ha*=1,径向间隙系数c*=,分度圆压力角α=20°。
4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度
序号
工程
代号
计算公式及计算结果
1
齿数
齿轮5
z5
13
齿轮6
z6
38
2
模数
m
2
3
压力角
α
20°
4
齿顶高系数
ha*
1
5
顶隙系数
c*
6
标准中心距
a
a=m*(z5+z6)/2=51
7
实际中心距
a’
51
8
啮合角
α’
α’=arccos(a*cosα/a’)=20°
9
变位系数
齿轮5
X5
齿轮6
X6
-
10
齿顶高
齿轮5
ha5
ha5=m*ha*+x5-Δy=
齿轮6
ha6
ha6=m*ha*+x6-Δy=
11
齿根高
齿轮5
hf5
hf5=m*ha*-x5+c*=
齿轮6
hf6
hf6=m*ha*-x6+c*=
12
分度圆直径
齿轮5
d5
d5=z5*m=
齿轮6
d6
d6=z6*m=
13
齿顶圆直径
齿轮5
da5
da5=d5+2*ha5=
齿轮6
da6
da6=d6+2*ha6=
14
齿根圆直径
齿轮5
df5
df5=d5-2*hf5=
齿轮6
df6
df6=d6-2*hf6=
15
齿顶圆压力角
齿轮5
αa5
αa5=arccos(d5*cosα/da5)=°
齿轮6
αa6
αa6=arccos(d6*cosα/da6)=°
16
重合度
ε
ε=[z5*(tanαa5-tanα’)+z6*(tanαa6-tanα’)]/2π=
序号
工程
代号
计算公式及计算结果
1
齿数
齿轮7
z7
11
齿轮8
z8
39
2
模数
m
2
3
压力角
α
20°
4
齿顶高系数
ha*
1
5
顶隙系数
c*
6
标准中心距
a
a=m*(z7+z8)/2=50
7
实际中心距
a’
51
8
啮合角
α’
α’=arccos(a*cosα/a’)=°
9
变位系数
齿轮7
x7
齿轮8
x8
10
齿顶高
齿轮7
ha7
ha7=m*ha*+x7-Δy=
齿轮8
ha8
ha8=m*ha*+x8-Δy=
11
齿根高
齿轮7
hf7
hf7=m*ha*-x7+c*=
齿轮8
hf8
hf8=m*ha*-x8+c*=
12
分度圆直径
齿轮7
d7
d7=z7*m=
齿轮8
d8
d8=z8*m=
13
齿顶圆直径
齿轮7
da7
da7=d7+2*ha7=
齿轮8
da8
da8=d8+2*ha8=
14
齿根圆直径
齿轮7
df7
df7=d7-2*hf7=
齿轮8
df8
df8=d8-2*hf8=
15
齿顶圆压力角
齿轮7
αa7
αa7=arccos(d7*cosα/da7)=°
齿轮8
αa8
αa8=arccos(d8*cosα/da8)=°
16
重合度
ε
ε=[z7*(tanαa7-tanα’)+z8*(tanαa8-tanα’)]/2π=
序号
工程
代号
计算公式及计算结果
1
齿数
齿轮9
z9
9
齿轮10
z10
40
2
模数
m
2
3
压力角
α
20°
4
齿顶高系数
ha*
1
5
顶隙系数
c*
6
标准中心距
a
a=m*(z9+z8)/2=49
7
实际中心距
a’
51
8
啮合角
α’
α’=arccos(a*cosα/a’)=°
9
变位系数
齿轮9
x9
齿轮10
x10
10
齿顶高
齿轮9
ha9
ha9=m*ha*+x9-Δy=
齿轮10
ha10
ha10=m*ha*+x10-Δy=
11
齿根高
齿轮9
hf9
hf9=m*ha*-x9+c*=
齿轮10
hf10
hf10=m*ha*-x10+c*=
12
分度圆直径
齿轮9
d9
d9=z9*m=
齿轮10
d10
d10=z10*m=
13
齿顶圆直径
齿轮9
da9
da9=d9+2*ha9=
齿轮10
da10
da10=d10+2*ha10=
14
齿根圆直径
齿轮9
df9
df9=d9-2*hf9=
齿轮10
df10
df10=d10-2*hf10=
15
齿顶圆压力角
齿轮9
αa9
αa9=arccos(d9*cosα/da9)=°
齿轮10
αa10
αa10=arccos(d10*cosα/da10)=°
16
重合度
ε
ε=[z9*(tanαa9-tanα’)+z10*(tanαa10-tanα’)]/2π=
5、定轴齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度
序号
工程
代号
计算公式及计算结果
1
齿数
齿轮11
z11
14
齿轮12
z12
19
2
模数
m
3
3
压力角
α
20°
4
齿顶高系数
ha*
1
5
顶隙系数
c*
6
标准中心距
a
a=m*(z11+z12)/2=
7
实际中心距
a’
51
8
啮合角
α’
α’=arccos(a*cosα/a’)=°
9
变位系数
齿轮11
x11
齿轮12
x12
10
齿顶高
齿轮11
ha11
ha11=m*ha*+x11-Δy=
齿轮12
ha12
ha12=m*ha*+x12-Δy=
11
齿根高
齿轮11
hf11
hf11=m*ha*-x11+c*=
齿轮12
hf12
hf12=m*ha*-x12+c*=
12
分度圆直径
齿轮11
d11
d11=z11*m=
齿轮12
d12
d12=z12*m=
13
齿顶圆直径
齿轮11
da11
da11=d11+2*ha11=
齿轮12
da12
da12=d12+2*ha12=
14
齿根圆直径
齿轮11
df11
df11=d11-2*hf11=
齿轮12
df12
df12=d12-2*hf12=