機(jī)械原理大作業(yè)2_齒輪機(jī)構(gòu)分析

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械原理大作業(yè)三題 目： 齒輪傳動設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)1、設(shè)計(jì)題目如圖所示機(jī)械傳動系統(tǒng)，運(yùn)動由電動機(jī)1輸入，經(jīng)過機(jī)械傳動系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同的轉(zhuǎn)速，據(jù)下表中的原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)該傳動系統(tǒng)。序號電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）帶傳動最大傳動比滑移齒輪傳動定軸齒輪傳動最大傳動比模數(shù)圓柱齒輪圓錐齒輪一對齒輪最大傳動比模數(shù)一對齒輪最大傳動比模數(shù)12745232935小于等于2.8小于等于4.52小于等于43小于等于432、傳動比的分配計(jì)算電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=745r/m

2、in，輸出轉(zhuǎn)速n1=23 r/min，n2=29 r/min，n3=35 r/min，帶傳動的最大傳動比ipmax=2.8,滑移齒輪傳動的最大傳動比ivmax=4.5，定軸齒輪傳動的最大傳動比idmax=4.5。根據(jù)傳動系統(tǒng)的原始參數(shù)可知，傳動系統(tǒng)的總傳動比為 i1=n/n1=745/35=21.286, i2=n/n2=745/29=25.690, i3=n/n3=745/23=32.391,傳動系統(tǒng)的總傳動比由帶傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒輪傳動三部分實(shí)現(xiàn)。設(shè)帶傳動的傳動比為ipmax=2.8，滑移齒輪的傳動比為iv1, iv2 和iv3, 定軸齒輪傳動的傳動比為if，則總傳動比 i1= i

3、pmax*iv1*if, i2= ipmax*iv2*if, i3= ipmax*iv3*if, 令iv3=ivmax=4.5，則可得定軸齒輪傳動部分的傳動比if=i3/(ipmax*ivmax) = 32.391/(2.8*4.5)= 2.571, 滑移齒輪傳動的傳動比 iv1 =i1/(ipmax*ivmax) =21.286/(2.8*2.571)= 2.957 iv2 =i2/(ipmax*ivmax) =25.690/(2.8*2.571)= 3.569定軸齒輪傳動由3對齒輪傳動組成，則每對齒輪的傳動比為 id= 3 if= 3 2.571 =1.370 小于等于 ipmax = 4

4、3、設(shè)定齒輪齒數(shù)及基本參數(shù)根據(jù)滑移齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，可大致選擇齒輪5、6、7、8、9和10為角度變位齒輪，其齒數(shù)：z5 = 13，z6 = 38，z7 = 11，z8 =39，z9 = 9，z10 = 40。它們的齒頂高系數(shù)ha* = 1，徑向間隙系數(shù)c* = 0.25，分度圓壓力角 = 20°，實(shí)際中心距a= 51mm。根據(jù)定軸齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，可大致選擇齒輪11、12、13和14為角度變位齒輪，其齒數(shù)：z11=z13=14，z12=z14=19。它們的齒頂高系數(shù)ha* =1，徑向間隙系數(shù)c* =0.25，分度圓壓力角 = 20°,實(shí)際

5、中心距a=51mm。圓錘齒輪15和16選擇為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其齒數(shù)：z15=17，z16=24。它們的齒頂高系數(shù)ha* =1，徑向間隙系數(shù)c*=0.2，分度圓壓力角=20°。4、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪的幾何尺寸及重合度序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪5z513齒輪6z6382模數(shù) m23壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距aa = m* (z5+z6)/2 = 517實(shí)際中心距 a518嚙合角 =arccos(a*cos/a) = 20°9變位系數(shù)齒輪5X50.700齒輪6X6-0.70010齒頂高齒輪5ha5 ha5= m*

6、ha*+x5-y = 3.400mm齒輪6ha6 ha6 = m*ha*+x6-y = 0.600mm11齒根高齒輪5hf5 hf5 = m*ha*-x5+c*= 1.100mm齒輪6hf6 hf6 = m*ha*-x6+c*= 3.900mm12分度圓直徑齒輪5d5 d5= z5*m = 26.000mm齒輪6d6 d6 = z6*m = 76.000mm13齒頂圓直徑齒輪5da5da5 = d5+ 2*ha5 = 32.800mm齒輪6da6da6= d6+ 2*ha6 = 77.200mm14齒根圓直徑齒輪5df5df5= d5 - 2*hf5 = 23.800mm齒輪6df6 df6=

7、 d6 - 2*hf6 = 68.200mm15齒頂圓壓力角齒輪5a5 a5 = arccos(d5*cos/da5)= 41.851°齒輪6a6 a6 = arccos(d6*cos/da6)= 22.319°16重合度=z5*(tana5-tan)+ z6*(tana6-tan) /2=1.382序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪7z711齒輪8z8392模數(shù)m23壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距 aa = m* (z7+z8)/2 = 507實(shí)際中心距 a518嚙合角 =arccos(a*cos/a) = 22.88

8、8°9變位系數(shù)齒輪7x70.400齒輪8x80.13510齒頂高齒輪7ha7 ha7 = m*ha*+x7-y = 2.729mm齒輪8ha8 ha8 = m*ha*+x8-y = 2.200mm11齒根高齒輪7hf7 hf7 = m*ha*-x7+c*= 1.700mm齒輪8hf8 hf8 = m*ha*-x8+c*= 2.229mm12分度圓直徑齒輪7d7 d7= z7*m = 22.000mm齒輪8d8 d8 = z8*m = 78.000mm13齒頂圓直徑齒輪7da7da7 = d7+ 2*ha7 = 27.459mm齒輪8da8da8= d8+ 2*ha8 = 82.400

9、mm14齒根圓直徑齒輪7df7df7= d7 - 2*hf7 = 18.600mm齒輪8df8 df8= d8 - 2*hf8 = 73.541mm15齒頂圓壓力角齒輪7a7 a7 = arccos(d7*cos/da7)= 41.159°齒輪8a8 a8 = arccos(d8*cos/da8)= 27.188°16重合度=z7*(tana7-tan)+ z8*(tana8-tan) /2=1.359序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪9z99齒輪10z10402模數(shù)m23壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距 aa = m*

10、(z9+z8)/2 = 497實(shí)際中心距a518嚙合角 =arccos(a*cos/a) = 25.466°9變位系數(shù)齒輪9x90.500齒輪10x100.73610齒頂高齒輪9ha9 ha9 = m*ha*+x9-y = 2.728mm齒輪10ha10 ha10 = m*ha*+x10-y = 3.000mm11齒根高齒輪9hf9 hf9 = m*ha*-x9+c*= 1.500mm齒輪10hf10 hf10 = m*ha*-x10+c*= 1.228mm12分度圓直徑齒輪9d9 d9= z9*m = 18.000mm齒輪10d10 d10 = z10*m = 80.000mm13

11、齒頂圓直徑齒輪9da9da9 = d9+ 2*ha9 = 23.456mm齒輪10da10da10= d10+ 2*ha10 = 86.000mm14齒根圓直徑齒輪9df9df9= d9 - 2*hf9 = 77.544mm齒輪10df10 df10= d10 - 2*hf10 = 43.853mm15齒頂圓壓力角齒輪9a9 a9 = arccos(d9*cos/da9)= 43.853°齒輪10a10 a10 = arccos(d10*cos/da10)= 29.058°16重合度=z9*(tana9-tan)+ z10*(tana10-tan) /2=1.2005、 定

12、軸齒輪變速傳動中每對齒輪的幾何尺寸及重合度序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11z1114齒輪12z12192模數(shù)m33壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.256標(biāo)準(zhǔn)中心距 aa = m* (z11+z12)/2 = 49.5007實(shí)際中心距a518嚙合角 =arccos(a*cos/a) = 242.209°9變位系數(shù)齒輪11x110.300齒輪12x120.25210齒頂高齒輪11ha11 ha11 = m*ha*+x11-y =3.744mm齒輪12ha12 ha12 = m*ha*+x12-y = 3.600mm11齒根高齒輪11hf11 hf

13、11 = m*ha*-x11+c*= 2.850mm齒輪12hf12 hf12 = m*ha*-x12+c*= 2.994mm12分度圓直徑齒輪11d11 d11= z11*m = 42.000mm齒輪12d12 d12 = z12*m = 57.000mm13齒頂圓直徑齒輪11da11da11 = d11+ 2*ha11 = 49.488mm齒輪12da12da12= d12+ 2*ha12 = 64.200mm14齒根圓直徑齒輪11df11df11= d11 - 2*hf11 = 36.300mm齒輪12df12 df12= d12 - 2*hf12 = 51.012mm15齒頂圓壓力角齒

14、輪11a11 a11 = arccos(d11*cos/da11)= 37.107°齒輪12a12 a12 = arccos(d12*cos/da12)= 33.456°16重合度=z11*(tana11-tan)+ z12*(tana112-tan) /2=1.322序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪15z1517齒輪16z16242模數(shù)m33壓力角 20°4齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*0.26分度圓錐角齒輪15 1515 =arccot (z15/z16) = 35.311°齒輪161616 = 90°-15 = 54.689&#

15、176;7分度圓直徑齒輪15 d15d15= z15*m = 51.000mm齒輪16d16d16= z16*m = 69.000mm8錐距RR= (d152+d162)/2 = 44.116mm9齒頂高齒輪15ha15 ha15 = m*ha* = 3.000mm齒輪16ha16ha16 = m*ha*= 3.000mm10齒根高齒輪15hf15 hf15 = m*ha*+c*= 3.600mm齒輪16hf16 hf16 = m*ha*+c*= 3.600mm11齒頂圓直徑齒輪15da15da15 = d15+ 2*ha15*cos15 = 55.896mm齒輪16da16da16= d16

16、+ 2*ha16*cos16 = 75.468mm12齒根圓直徑齒輪15df15df15= d15 - 2*hf15 *cos15= 45.125mm齒輪16df16 df16= d16 - 2*hf16*cos16 =67.838mm13當(dāng)量齒數(shù)齒輪15zv15 zv15= z15/cos15 = 20.833齒輪16zv16 zv16= z16/cos16 = 41.52114當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15va15 va15 = (m*zv15*cos)/(m*zv15+2*ha15)= 30.976°齒輪16va16 va16 =(m*zv16*cos)/(m*zv16+2*ha16)= = 26.297°15重合度=zv15*(tanva15-tan)+ z16*(tanv