机械原理大作业齿轮传动

机械原理大作业（三）

作业名称： 机械原理大作业

设计题目： 凸轮机构设计

院 系： 机电工程学院

班 级： 1108102

设 计 者： 张修文

学 号： 11108103213

指导教师： 陈明

设计时间： 2013年6月25日

哈尔滨工业大学机械设计

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

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

18 745 27 31 37 ≤2.5 ≤4 2 ≤4 3 ≤4 3

2、传动比的分配计算

电动机转速n=745r/min，输出转速n1=27r/min，n2=31r/min，n3=37r/min，带传动的最大传动比ipmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比ivmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比idmax=4。

根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为

i1=nn1=745/27=27.593

i2=nn2=745/31=24.032

i3=nn3 =745/37=20.135

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和iv3，定轴齿轮传动的传动比为if，则总传动比

i1=ipmaxiv1if

i2=ipmaxiv2if

i3=ipmaxiv3if

令iv3=ivmax=4

则可得定轴齿轮传动部分的传动比为if = i3ipmax×ivmax = 27.5932.5×4=2.759

滑移齿轮传动的传动比 iv1=i1ipmax×if = 24.0322.5×2.759=3.484

iv2=i2ipmax×if=20.1352.5×2.759=2.919

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=√if3=√2.7593=1.403 ≤idmax=4

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= 17，z6= 68，z7= 19，z8= 66，z9=22，z10=63；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＇=86mm

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=15，z12=z14=21。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＇=55mm。圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮z15=15，z16=21，齿顶高系数ha∗=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

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)

序号 项目 代号 计算公式及计算结果

1 齿数 齿轮5 z5 17

齿轮6 z6 68

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∗ 0.25

6 标准中心距 a = (z5+z6)/2=85

7 实际中心距 a＇ 86

8 啮合角 α＇ α＇=arccos(acosαa＇)=21.76°

9 变位系数 齿轮5 x5 0.5

齿轮6 x6 0.55

10 齿顶高 齿轮5 ha5 ha5=m(ha∗+x5−∆y)=1.9mm

齿轮6 ha6 ha6=m(ha∗+x6−∆y)=2mm

11 齿根高 齿轮5 hf5 hf5=m(ha∗+c∗−x5)=1.5mm

齿轮6 hf6 hf6=m(ha∗+c∗−x6)=1.4mm

12 分度圆直径 齿轮5 d5 d5=mz5=34mm

齿轮6 d6 d6=mz6=136mm

13 齿顶圆直径 齿轮5 da5 da5=d5+2ha5=37.8mm

齿轮6 da6 da6=d6+2ha6=140mm

14

齿根圆直径

齿轮5 df5 df5=d5−2hf5=31mm

齿轮6 df6 df6=d6−2hf6=133.2mm

15 齿顶圆压力角 齿轮5 αa5 αa5=arccos(d5cosαda5)=32.3°

齿轮6 αa6 αa6=arccos(d6cosαda6)=24.1°

16 重合度 ε ε=[z5(tanαa5−tanα＇)+z6(tanαa6−tanα＇)] /2π=1.45

4.2滑移齿轮7和齿轮8

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)

序号 项目 代号 计算公式及计算结果

1 齿数 齿轮7 z7 19

齿轮8 z8 66

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∗ 0.25

6 标准中心距 a = (z7+z8)/2=85

7 实际中心距 a＇ 86 8 啮合角 α＇ α＇=arccos(acosαa＇)=21.76°

9 变位系数 齿轮7 x7 0.5

齿轮8 x8 0.55

10 齿顶高 齿轮7 ha7 ha7=m(ha∗+x7−∆y)=1.9mm

齿轮8 ha8 ha8=m(ha∗+x8−∆y)=2mm

11 齿根高 齿轮7 hf7 hf7=m(ha∗+c∗−x7)=1.5mm

齿轮8 hf8 hf8=m(ha∗+c∗−x8)=1.4mm

12 分度圆直径 齿轮7 d7 d7=mz7=38mm

齿轮8 d8 d8=mz8=132mm

13 齿顶圆直径 齿轮7 da7 da7=d7+2ha7=41.8mm

齿轮8 da8 da8=d8+2ha8=136mm

14 齿根圆直径 齿轮7 df7 df7=d7−2hf7=35mm

齿轮8 df8 df8=d8−2hf8=129.2mm

15 齿顶圆压力角 齿轮7 αa7 αa7=arccos(d7cosαda7)=31.35°

齿轮8 αa8 αa8=arccos(d8cosαda8)=24.22°

16 重合度 ε ε=[z7(tanαa7−tanα＇)+z8(tanαa8−tanα＇)] /2π=1.36

4.3滑移齿轮9和齿轮10

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