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1、机械原理大作业三课程名称： 机械原理 设计题目： 齿轮传动设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 完 成 者： 学 号： 指导教师： 林琳 刘福利 设计时间： 2014.6.1 哈尔滨工业大学一、设计题目如图 1所示一个机械传动系统，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输出三种不同转速。选择一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。图 1 机构运动简图表 1 机械传动系统原始参数滑移齿轮传动 定轴齿轮传动圆柱齿轮 圆锥齿轮序号电机转速（ r/min）输出轴转速（ r/min）带传动最大传动比最大传动比模数 一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数19 1450 3
2、0 35 40 2.5 4 2 4 3 4 3二、传动比分配设电动机转速 ，输出转速为 ， ， ，带传动的最大传in1On23On动比为 ,滑移齿轮传动的最大传动比为 ，定轴齿轮传动的最maxpi maxvi大传动比为 。传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和d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maxpi传动比为 ，定轴齿轮传动的传动比为 ，令 ，321vvii、 fi4max3vi则对应的 ， ，mn/0rnoin/352ron/401ro根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：25.36401max1fvpOini.12ax2fvpii3.48053ma
3、x3fvpOini由于 则可得定轴齿轮传动部分的传动比4max3vi83.45.2max3vpfii故滑移齿轮传动的传动比为：0.38.4526max1fpvii29.ax2fpvii定轴齿轮传动由 3 对齿轮传动组成，故每对齿轮的传动比为4691.83.4max3 dfd ii三、确定滑移齿轮传动系统参数此滑移齿轮变速传动系统齿轮齿数满足下列要求：1、每对相互啮合的齿轮最好互为质数；2、每对相互啮合的齿轮的中心距相同；3、啮合齿轮 5、6 的传动比约为 ，啮合齿轮 7、8 的传动比0.31vi约为 ，啮合齿轮 9、10 的传动比约为429.vi 0.43vi4、齿轮不产生根切；5、齿轮啮合时
4、重合度 1.2。6、机构尺寸尽量小。由 ， ， 得 ，356156ziv 429.378278ziv 4910310ziv 563z， 。由于中心距相同，故 ，78429.3z9104 9107856z即 ，求 4000、4429 和 5000 的最小公倍数得5z88580，故 ， ， 。25485 2049.87z 659z将 、 、 同时除以 2000 得 、 、 ，故取5z79z 51178.、 、 、 、 、 。它们的齿顶高系1036z8z30z数 ，顶隙系数 ，分度圆压力角 ，实际中心距ah25.c2。m46为了满足尺寸小的要求，令 5、6、7、8 号齿轮为角度变为正传动，令 9、1
5、0 号齿轮为高度变位。变位系数的选取参考后文定轴齿轮 11、12 的变位系数选取方法。齿轮的几何尺寸如表 2、3、4 所示。表 2 齿轮 5、 6 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮5 5z111 齿数齿轮6 6332 模数 m 23 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a m(z5+z6)/2=447 实际中心距 a 468 啮合角 arccos(acos /a)=25.995齿轮 5 x5 0.529 变位系数齿轮 6 x6 (tan()- -tan()+ )(z5+z6)/(2tan()-x5=0.6296齿轮 5 ha5 h
6、a5=m ( ha*+x5-y)=2.740710 齿顶高齿轮 6 ha6 ha6=m ( ha*+x6-y)=2.96齿轮 5 hf5 hf5=m (ha*+c*-x5)=1.4611 齿根高齿轮 6 hf6 hf6=m (ha*+c*-x6)=1.2407齿轮 5 d5 d5=m z5=2212 分度圆直径 齿轮 6 d6 d6=m z6=66齿轮 5 da5 da5=d5+2 ha5=27.481513 齿顶圆直径 齿轮 6 da6 da6=d6+2 ha6=71.92齿轮 5 df5 df5=d5-2 hf5=19.0814 齿根圆直径 齿轮 6 df6 df6=d6-2 hf6=63
7、.5185齿轮 5 a5 a5=arccos(d5 cos/da5)=41.2115 齿顶圆压力角 齿轮 6 a6 a6=arccos(d6 cos/da6)=30.4216 重合度 z5 (tana5-tan)+z6 (tana6- tan)/2=1.2025表 3 齿轮 7、 8 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 7 z101 齿数齿轮 8 352 模数 m 23 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a m(z7+z8)/2=457 实际中心距 a 468 啮合角 arccos(acos /a)=23.181齿轮 7 x7 0
8、.489 变位系数齿轮 8 x8 0.059齿轮 7 ha7 ha7=m ( ha*+x7-y)=2.881910 齿顶高齿轮 8 ha8 ha8=m ( ha*+x8-y)=2.04齿轮 7 hf7 hf7=m (ha*+c*-x7)=1.5411 齿根高齿轮 8 hf8 hf8=m (ha*+c*-x8)=2.3819齿轮 7 d7 d7=m z7=2012 分度圆直径齿轮 8 d8 d8=m z8=70齿轮 7 da7 da7=d7+2 ha7=25.763913 齿顶圆直径齿轮 8 da8 da8=d8+2 ha8=74.0814 齿根圆直径 齿轮 7 df7 df7=d7-2 hf7
9、=16.92齿轮 8 df8 df8=d8-2 hf8=65.2361齿轮 7 a7 a7=arccos(d7 cos/da7)=43.15815 齿顶圆压力角 齿轮 8 a8 a8=arccos(d8 cos/da8)=27.38516 重合度 z7 (tana7-tan)+z8 (tana8- tan)/2=1.311表 4 齿轮 9、 10 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮 9 z 91 齿数齿轮10 10372 模数 m 23 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a m(z9+z10)/2=467 实际中心距 a 468
10、啮合角 arccos(a cos /a)=20齿轮 9 x9 0.49 变位系数齿轮10x10 -0.4齿轮 9 ha9 ha9=m ( ha*+x9-y)=2.810 齿顶高齿轮10ha10 ha10=m ( ha*+x10-y)=1.2齿轮 9 hf9 hf9=m (ha*+c*-x9)=1.711 齿根高齿轮10hf10 hf10=m (ha*+c*-x10)=3.3齿轮 9 d9 d9=m z9=1812 分度圆直径齿轮10d10 d10=m z10=74齿轮 9 da9 da9=d9+2 ha9=23.613 齿顶圆直径齿轮10da10 da10=d10+2 ha10=76.4齿轮
11、9 df9 df9=d9-2 hf9=14.614 齿根圆直径齿轮10df10 df10=d10-2 hf10=67.4齿轮 9 a9 a9=arccos(d9 cos/da9)=44.41615 齿顶圆压力角 齿轮10a10 a10=arccos(d10 cos/da10)=24.47116 重合度 z9 (tana9-tan)+z10 (tana10- tan)/2=1.4091三、确定定轴齿轮传动系统参数此定轴齿轮传动系统齿轮齿数满足下列要求：1、每对相互啮合的齿轮的传动比约为 ；4691.maxddii2、每对相互啮合的齿轮最好互为质数；3、齿轮不产生根切；4、齿轮啮合时重合度 1.2
12、。5、机构尺寸尽量小。由于 ，且每对相互啮合的齿轮最好互为质数，4691.maxddii不妨设 z11=z13=13，z 12=z14=22，选择角度变位正传动方式，它们的齿顶高系数 ，顶隙系数 ，分度圆压力角 ，标准中ah25.0c 02心距 a=m(z11+z12)/2=52.5mm。为了尽量提高齿轮的接触强度，应在书上图 5-30 右部线图上边界选择 x 。根据 z =z11+z12=35线与上边界交点，初步决定 x=1.0，则啮合角 inv=inv+2xtan/(13+22)=0.035703，查表得 =2625=26.417。实际中心距 a=acos/cos=55.086mm。为了制
13、造和测量方便，中心距需要圆整，故取实际中心距 a=55mm，再按此中心距重新计算确定啮合角 和 x=arccos(a cos /a)=26.236x=（ z11+z12） (inv-inv)/(2tan)=0.96319根据 x值和 u=z12/z11=1.6923,按图 5-30左部斜线 分配变位系数得x11=0.54x12= x- x11=0.42319齿轮的几何尺寸如表 5 所示(由于齿轮 11 与齿轮 13、齿轮 12 与齿轮 14 的几何尺寸分别相同，故只列出齿轮 11、12 的几何尺寸)。表 5 齿轮 11、 12 的几何尺寸序号 项目 代号 计算公式及计算结果齿轮11 1z131
14、 齿数齿轮12 2222 模数 m 33 压力角 204 齿顶高系数 ha* 15 顶隙系数 c* 0.256 标准中心距 a m(z11+z12)/2=52.57 实际中心距 a 558 啮合角 arccos(a cos /a)=26.2360齿轮11x11 0.549 变位系数齿轮12x12 0.4232齿轮11ha11 ha11=m ( ha*+x11-y)=4.230310 齿顶高齿轮12ha12 ha12=m ( ha*+x12-y)=3.88齿轮11hf11 hf11=m (ha*+c*-x11)=2.1311 齿根高齿轮12hf12 hf12=m (ha*+c*-x12)=2.4
15、803齿轮11d11 d11=m z11=3912 分度圆直径齿轮12d12 d12=m z12=66齿轮11da11 da11=d11+2 ha11=47.460613 齿顶圆直径齿轮12da12 da12=d12+2 ha12=73.76齿轮11df11 df11=d11-2 hf11=34.7414 齿根圆直径齿轮12df12 df12=d12-2 hf12=61.039415 齿顶圆 齿轮 a11 a11=arccos(d11 cos/da11)=39.44811压力角齿轮12a12 a12=arccos(d12 cos/da12)=32.77316 重合度 z11 (tana11-tan)+z12 (tana12- tan)/2=1.2113四、确定圆锥齿轮传动系统参数此定轴齿轮传动系统齿轮齿数满足下列要求：1、每对相互啮合的齿轮的传动比约为 ；4691.ma
