哈工大机械原理大作业齿轮10-2015版

机械原理大作业

齿轮

课程名称：机械原理 设计题目：齿轮传动设计 院系：能源学院 班级：xxxxxxx 姓名：

学号：xxxxxxxxxxx 指导教师：焦映厚陈照波 设计时间： 2015年6月15号

哈尔滨工业大学

1、设计题目

1.1机构运动简图

1.2机械传动系统原始参数

滑移齿轮传动 序号 电机转速（r/min） 输出轴转速（r/min） 带传动最大传动比 最大传动比 模数 定轴齿轮传动 圆柱齿轮 一对齿轮最大传动比 模数 圆锥齿轮 一对齿轮最大传动比 模数 10 1450 23 29 35 ≤2.8 ≤4.5 2 ≤4.5 3 ≤4 3 2、传动比的分配计算

电动机转速n=1450r/min，输出转速n1=23 r/min，n2=29 r/min，n3=35 r/min，带传动的最大传动比=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比=4.5，定轴齿轮传动的最大传动比=4.5。

根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：

i1 =n1/ n01=1450/35=41.429 i2 =n2/ n02=1450/29=50.000 i3 =n3/ n03=1450/23=63.043

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

ipmax=2.5，滑移齿轮的传动比为iv1、iv2、iv3，定轴齿轮传动的传动比为if，则总传动比为：

i1ipmaxiv1ifi2ipmaxiv2ifi3ipmaxiv3if令iv3=ivmax=4.5

则可得定轴齿轮传动部分的传动比为𝑖𝑓滑移齿轮传动的传动比

=

𝑖2

𝑖𝑝𝑚𝑎𝑥×𝑖𝑣𝑚𝑎𝑥

=

63.0432.8×4.5

=5.0 𝑖𝑣1=𝑖𝑣2=

𝑖1𝑖𝑝𝑚𝑎𝑥×𝑖𝑓

𝑖2𝑖𝑝𝑚𝑎𝑥×𝑖𝑓

==

41.4292.8×5.0050.0002.8×5.00

=2.959 =3.571 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

𝑖𝑑=3 𝑖𝑓= 5.00≤𝑖𝑑𝑚𝑎𝑥=4.0

3

3、齿轮齿数的确定

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=29，z6= 69，z7=25， z8=72，z9=21，z10=76；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=100mm。

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=19，z12=z14=41。它们的齿顶高系数ha=1，径向间隙系数c∗=0.25，

分度圆压力角α=20°,实际中心距a＇=91mm。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮z15=28，z16=45，

∗＇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°（等于啮合角α）

4、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 1 2 3 4 5

项目 齿轮5 齿轮6 代号 z7 z8 m α h∗a c∗ 计算公式及计算结果 29 69 2 20° 1 0.25 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数

6 7 8 9 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿轮5 齿轮6 齿轮5 a a＇ = (z5+z6)/2=98 100 α＇=arccos acosα =20° ＇aα x5 x6 ha5 ha6 hf5 hf6 d5 d6 da5 da6 df5 df6 αa5 αa6 ＇0.5 0.572 ha5=m h∗a+x5−∆y =2.856mm ha6=m h∗a+x6−∆y =3.000mm ∗hf5=m h∗a+c−x5 =1.500mm ∗hf6=m h∗a+c−x6 =1.358mm 10 齿顶高 齿轮6 齿轮5 11 齿根高 齿轮6 齿轮5 分度圆直径 齿轮6 齿顶圆直径 齿轮5 齿轮6 齿轮5 齿轮6 齿轮5 齿顶圆压力角 齿轮6 d5=mz5=58.000mm d6=mz6=138.000mm da5=d5+2ha5=63.711mm da6=d6+2ha6=144.000mm df5=d5−2hf5=55.000mm df6=d6−2hf6=135.288mm αa5=arccos αa6=arccos d5cosαda512 13 齿根圆直径 14 15 =31.19° =25.77° d6cosαda616 重合度 ε ε=[z5 tanαa5−tanα＇ +z6 tanαa6−tanα＇ ] / 2 =1.49

4.2滑移齿轮7和齿轮8

序号 1 2 3 4 5

项目 齿轮7 齿轮8 代号 z7 z8 m α h∗a c∗ 计算公式及计算结果 25 72 2 20° 1 0.25 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数

6 7 8 9 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿轮7 齿轮8 齿轮7 齿轮8 齿轮7 a a＇ = (z5+z6)/2=97 100 α＇=arccos acosαa＇ =22.888° α＇ x7 x8 ha7 ha8 hf7 hf8 d7 d8 da7 da8 df7 df8 αa7 αa8 0.700 0.959 ha7=m h∗a+x7−∆y =3.082mm ha8=m h∗a+x8−∆y =3.600mm ∗hf7=m h∗a+c−x7 ==1.100mm ∗hf8=m h∗a+c−x8 =0.582mm 10 齿顶高 11 齿根高 齿轮8 齿轮7 分度圆直径 齿轮8 齿顶圆直径 齿轮7 齿轮8 齿轮7 齿轮8 齿轮7 齿顶圆压力角 齿轮8 d7=mz7=50.000mm d8=mz8=144.000mm da7=d7+2ha7=56.16mm da8=d8+2ha8=151.20mm df7=d7−2hf7=47.80mm df8=d8−2hf8=142.84mm αa7=arccos αa8=arccos d7cosαda712 13 齿根圆直径 14 15 =33.22° =26.50° d8cosαda816 重合度 ε ε=[z7 tanαa7−tanα＇ +z8 tanαa8−tanα＇ ] / 2𝜋 =1.353

4.3滑移齿轮9和齿轮10

序号 1 2 3 4 5

项目 齿轮9 齿轮10 代号 z9 z10 m α h∗a c∗ 计算公式及计算结果 21 76 2 20° 1 0.5 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数

6 7 8 9 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿轮9 齿轮10 齿轮9 a a＇ = (z5+z6)/2=97 100 α＇=arccos acosαa＇ =25.466° α＇ x9 x10 ha9 0.600 1.059 ha9=m h∗a+x9−∆y =2.880mm ha10=m h∗a+x10−∆y =3.800mm ∗hf9=m h∗a+c−x9 =1.300mm ∗hf10=m h∗a+c−x10 =0.380mm 10 齿顶高 齿轮10 ha10 齿轮9 11 齿根高 齿轮10 齿轮9 12 分度圆直径 齿轮10 齿顶圆直径 13 齿根圆直径 齿轮9 齿轮10 齿轮9 齿轮10 齿轮9 齿顶圆压力角 齿轮10 αa10 hf9 hf10 d9 d10 da9 da10 df9 df10 αa9 d10=mz10=42.000mm da9=d9+2ha9=152.000mm d9=mz9=47.76mm da10=d10+2ha10=159.60mm df9=d9−2hf9=39.40mm df9=d9−2hf9=87.706mm αa9=arccos d9cosαda914 15 =34.28° =26.50° αa10=arccos d10cosαda1016 重合度 ε ε=[z9 tanαa9−tanα＇ +z10 tanαa10−tanα＇ ] / 2𝜋 =1.343

5、 定轴齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算

5.1圆柱齿轮11与齿轮12 (齿轮13与14和齿轮11与12对应相同)

序号 1 2 3 4 5

项目 齿轮11 齿轮12 代号 z11 z12 m α h∗a c∗ 计算公式及计算结果 19 41 3 20° 1 0.25 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数

6 7 8 9 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿轮11 齿轮12 齿轮11 齿轮12 齿轮11 a a＇ = (z5+z6)/2=90 91 α＇=arccos acosαa＇ =24.209° α＇ x11 x12 ha11 ha12 hf11 hf12 d11 d12 da11 da12 df11 df12 αa11 αa12 0.100 0.247 ha11=m h∗a+x11−∆y =3.26mm ha12=m h∗a+x12−∆y =3.70mm ∗hf11=m h∗a+c−x11 =2. 45mm ∗hf12=m h∗a+c−x12 =3.01mm 10 齿顶高 11 齿根高 齿轮12 齿轮11 分度圆直径 齿轮12 齿顶圆直径 齿轮11 齿轮12 齿轮11 齿轮12 齿轮11 齿顶圆压力角 齿轮12 d11=mz11=57mm d12=mz12=123mm da11=d11+2ha11=63.52mm da12=d12+2ha12=130.40mm df11=d11−2hf11=50.10mm df12=d12−2hf12=116.98mm αa11=arccos αa12=arccos d11cosαda1112 13 齿根圆直径 14 15 =32.52° =27.58° d12cosαda1216 重合度 ε ε=[z11 tanαa11−tanα＇ +z12 tanαa12−tanα＇ ] / 2𝜋 =1.543

5.2圆锥齿轮15与16

序号 1 2 3 4 5 6

项目 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 分度圆锥角 齿轮15 齿轮15 齿轮16 代号 z15 z16 m α h∗a c∗ δ15 计算公式及计算结果 28 37 3 20° 1 0.2 δ15=arccot(z15/z16)=37.12°

齿轮16 7 8 9 齿顶高 分度圆直径 锥距 齿轮15 齿轮16 齿轮15 齿轮16 齿轮15 齿轮16 齿轮15 齿轮16 齿轮15 13 当量齿数 齿轮16 齿轮15 齿轮16 齿轮15 齿轮16 δ16 d15 d16 R ha15 ha16 hf15 hf16 da15 da16 df15 df16 zν15 zν16 ανa15 ανa16 δ16=90°−δ15=52.88° d15=mz15=84.000mm d16=mz16=111.000mm 1R= d152+d162=69.60mm 2ha15=mh∗a=3.000mm ha16=mh∗a=3.000mm ∗hf15=m h∗a+c =3.600mm ∗hf16=m h∗a+c =3.600mm 10 齿根高 11 齿顶圆直径 df15=d15+2hf15cosδ15=88.78mm df16=d16+2hf16cosδ16=114.62mm df15=d15−2hf15cosδ15=78.26mm df16=d16−2hf16cosδ16=106.66mm zν15=zν16=z15cosδ15z16cosδ1612 齿根圆直径 =35.11 =61.31 =27.25° =24.49° 14 当量齿轮 齿顶圆压力角 ανa15=arccos ανa16=arccos mzν15cosαmzν15+2ha15mzν16cosαmzν16+2ha16ε=[zν15 tanανa15−tanα＇ +zν16 tanανa16−15 重合度 ε tanα＇] /2𝜋=1.74

6、实际输出转速

n1=n∗iv1∗if÷ipmax=1450×n2=n∗iv2∗if÷ipmax=1450×n3=n∗iv3∗if÷ipmax=1450×

13381139940

×××

141914191419

×××

141914191419

×××

172417241724

÷2.8=68.132r min ÷2.8=56.172r min ÷2.8=44.810r min