哈工大机械原理大作业第25题齿轮设计.docx
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哈工大机械原理大作业第25题齿轮设计
机械原理大作业三
课程名称:
设计题目:
院系:
指导教师:
设计时间:
哈尔滨工业大学
齿轮传动机构设计
1、设计题目
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
2514503640452332、传动比的分配计算
根据指导书中的传动比的分配方法,可进行以下计算:
首先,已知:
电动机转速n=1450r/min,输出转速n1=45r/min,n2=40r/min,n3=36r/min带传动的最大传动比=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比=4
定轴齿轮传动的最大传动比=4
根据传动系统的原始参数可知,传动系统的总传动比为
=1450/45=32.222
=1450/40=36.25
=1450/36=40.278
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,滑移齿轮的传动比为,定轴齿轮传动的传动比为,则总传动比
令=4
则由总传动比的计算公式可得定轴齿轮传动部分的传动比为:
==4.028
由总传动比的计算公式可得滑移齿轮传动的传动比为:
==3.2
==3.6
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
=4
3、齿轮齿数的确定
(1滑移齿轮传动齿数的确定:
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:
13,=38,12,40,11,40;它们的齿顶高系数=1,径向间隙系数=0.25,分度圆压力角=20°,实际中心距=59mm、60mm、59mm。
(1定轴齿轮传动齿数的确定:
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:
=14,25。
它们的齿顶高系数=1,径向间隙系数=0.25,分度圆压力角=20°,实际中心距=68mm。
圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮17,23,齿顶高系数=1,径向间隙系数=0.2,分度圆压力角=20°(等于啮合角。
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(使用matlab计算,程序详见附录1
序
号
项目代号计算公式及计算结果
1齿数齿轮513
齿轮6382模数2
3压力角20°4齿顶高系数1
5顶隙系数0.256标准中心距=(/2=517实际中心距598啮合角
9变位系数齿轮50.5齿轮60.6
10齿顶高齿轮5
8.8mm齿轮69mm
11齿根高
齿轮51.5mm齿轮61.3mm
12分度圆直径
齿轮526mm齿轮676mm
13齿顶圆直径齿轮543.6mm齿轮694mm
14齿根圆直径
齿轮523mm齿轮673.4mm
15齿顶圆压力角
齿轮555.919°齿轮640.558°
16重合度[]/2π=1.6408
4.2滑移齿轮7和齿轮8(使用matlab计算,程序详见附录2
序
号
项目代号计算公式及计算结果
1齿数齿轮712齿轮840
2模数23压力角20°4齿顶高系数1
5顶隙系数0.256标准中心距=(/2=527实际中心距608啮合角
9变位系数齿轮70.5齿轮80.6
10齿顶高齿轮7
8.8mm齿轮89mm
11齿根高
齿轮71.5mm齿轮81.3mm
12分度圆直径
齿轮724mm齿轮880mm
13齿顶圆直径齿轮741.6mm齿轮898mm
14齿根圆直径
齿轮721mm齿轮877.4mm
15齿顶圆压力角
齿轮757.171°齿轮839.906°
16重合度[]/2π=1.5444
4.3滑移齿轮9和齿轮10(使用matlab计算,程序详见附录3序
号
项目代号计算公式及计算结果
1齿数
齿轮911齿轮1040
2模数2
3压力角20°4齿顶高系数1
5顶隙系数0.256标准中心距=(/2=51
8啮合角
9变位系数
齿轮90.5齿轮100.6
10齿顶高
齿轮9
8.8mm齿轮109mm
11齿根高
齿轮91.5mm齿轮101.3mm
12分度圆直径
齿轮922mm齿轮1080mm
13齿顶圆直径齿轮939.6mm齿轮1098mm
14齿根圆直径
齿轮919mm齿轮1077.4mm
15齿顶圆压力角
齿轮958.53°齿轮1039.91°
16重合度[]/2π=1.5912
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,使用matlab计算,程序详见附录4
序
号
项目代号计算公式及计算结果
1齿数齿轮1114齿轮1225
2模数3
3压力角20°4齿顶高系数1
5顶隙系数0.256标准中心距=(/2=58.5
8啮合角
9变位系数齿轮110.5齿轮120.62
10齿顶高齿轮11
10.7mm齿轮1211.06mm
11齿根高
齿轮112.25mm齿轮121.89mm
12分度圆直径
齿轮1142mm齿轮1275mm
13齿顶圆直径齿轮1163.4mm齿轮1297.12mm
14齿根圆直径
齿轮1137.5mm齿轮1271.22mm
15齿顶圆压力角
齿轮1151.500°齿轮1243.475°
16重合度[]/2π=1.5560
、
5.2圆锥齿轮15与16(使用matlab计算,程序详见附录5
序号项目代号计算公式及计算结果
1齿数齿轮1517齿轮1623
2模数33压力角20°4齿顶高系数15顶隙系数0.2
6分度圆锥角齿轮1553.531°齿轮1636.469°
7分度圆直径齿轮1551mm齿轮1669mm
8锥距42.901mm9齿顶高齿轮153.000mm
齿轮163.000mm
10齿根高齿轮153.600mm齿轮163.600mm
11齿顶圆直径齿轮15254.566mm齿轮16273.825mm
12齿根圆直径齿轮1546.720mm齿轮1663.210mm
13当量齿数齿轮1528.601齿轮1628.601
14
当量齿轮
齿顶圆压力角
齿轮1528.565°齿轮1628.565°
15重合度/2π=1.6428
6、输出轴的实际输出转速
=
=
=
这与要求输出转速n1=45r/min,n
2
=40r/min,n
3
=36r/min已经十分接近。
所以满足题目要求。
附录
附录1
z5=13,z6=38,a1=59;m=2,alpha=pi/9;al=alpha*180/pi,ha=1,c=0.25
a=m*(z5+z6/2
a1
alpha1=atan(a*cos(alpha/a1;al=alpha1*180/pi
x5=0.5,x6=0.6
Y=(1.1-(a1-a/m;
ha5=m*(ha+x5-Y,ha6=m*(ha+x6-Y
hf5=m*(ha+c-x5,hf6=m*(ha+c-x6
d5=m*z5,d6=m*z6
da5=d5+2*ha5,da6=d6+2*ha6
df5=d5-2*hf5,df6=d6-2*hf6
alphaa5=acos(d5*cos(alpha/da5;alphaa6=acos(d6*cos(alpha/da6;al=alphaa5*180/pi,al=alphaa6*180/pi
B=z5*(tan(alphaa5-tan(alpha1/(2*pi+z6*(tan(alphaa6-tan(alpha1/(2*pi
附录2
z5=12,z6=40,a1=60;m=2,alpha=pi/9;al=alpha*180/pi,ha=1,c=0.25
a=m*(z5+z6/2
a1
alpha1=atan(a*cos(alpha/a1;al=alpha1*180/pi
x5=0.5,x6=0.6
Y=(1.1-(a1-a/m;
ha5=m*(ha+x5-Y,ha6=m*(ha+x6-Y
hf5=m*(ha+c-x5,hf6=m*(ha+c-x6
d5=m*z5,d6=m*z6
da5=d5+2*ha5,da6=d6+2*ha6
df5=d5-2*hf5,df6=d6-2*hf6
alphaa5=acos(d5*cos(alpha/da5;alphaa6=acos(d6*cos(alpha/da6;al=alphaa5*180/pi,al=alphaa6*180/pi
B=z5*(tan(alphaa5-tan(alpha1/(2*pi+z6*(tan(alphaa6-tan(alpha1/(2*pi
附录3
z5=11,z6=40,a1=59;m=2,alpha=pi/9;al=alpha*180/pi,ha=1,c=0.25
a=m*(z5+z6/2
a1
alpha1=atan(a*cos(alpha/a1;al=alpha1*180/pi
x5=0.5,x6=0.6
Y=(1.1-(a1-a/m;
ha5=m*(ha+x5-Y,ha6=m*(ha+x6-Y
hf5=m*(ha+c-x5,hf6=m*(ha+c-x6
d5=m*z5,d6=m*z6
da5=d5+2*ha5,da6=d6+2*ha6
df5=d5-2*hf5,df6=d6-2*hf6
alphaa5=acos(d5*cos(alpha/da5;alphaa6=acos(d6*cos(alpha/da6;al=alphaa5*180/pi,al=alphaa6*180/pi
B=z5*(tan(alphaa5-tan(alpha1/(2*pi+z6*(tan(alphaa6-tan(alpha1/(2*pi
附录4
z5=14,z6=25,a1=68;m=3,alpha=pi/9;al=alpha*180/pi,ha=1,c=0.25
a=m*(z5+z6/2
a1
alpha1=atan(a*cos(alpha/a1;al=alpha1*180/pi
x5=0.5,x6=0.62
Y=(1.1-(a1-a/m;
ha5=m*(ha+x5-Y,ha6=m*(ha+x6-Y
hf5=m*(ha+c-x5,hf6=m*(ha+c-x6
d5=m*z5,d6=m*z6
da5=d5+2*ha5,da6=d6+2*ha6
df5=d5-2*hf5,df6=d6-2*hf6
alphaa5=acos(d5*cos(alpha/da5;alphaa6=acos(d6*cos(alpha/da6;al=alphaa5*180/pi,al=alphaa6*180/pi
B=z5*(tan(alphaa5-tan(alpha1/(2*pi+z6*(tan(alphaa6-tan(alpha1/(2*pi
附录5
z15=17,z16=23,m=3,alpha=pi/9;al=alpha*180/pi,ha=1,c=0.2
a15=acot(z15/z16;al=a15*180/pi,a16=pi/2-a15;al=a16*180/pid15=m*z15,d16=m*z16ha15=m*ha,ha16=m*haR=0.5*sqrt(d15^2+d16^2hf15=m*(ha+c,hf16=m*(ha+cda15=d15+2*ha15*cos(a15,da16=d16+2*ha16*cos(a16df15=d15-2*hf15*cos(a15,df16=d16-2*hf16*cos(a16zv15=z15/cos(a15,zv16=z16/cos(a16alphava15=acos(m*cos(alpha*zv15/(m*zv15+2*ha15;alphava16=acos(m*cos(alpha*zv16/(m*zv16+2*ha16;al=alphava15*180/pi,al=alphava16*180/pi2*piB=zv15*(tan(alphava15-tan(alpha/(2*pi+zv16*(tan(alphava16-tan(alpha/(
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- 哈工大 机械 原理 作业 25 齿轮 设计