1、哈爾濱工業大學機械原理課程設計 Harbin Institute of Technology機械原理大作業（三）課程名稱： 機械原理 設計題目： 齒輪傳動設計 院 系： 機電工程學院 班 級： 設 計 者： 學 號： 指導教師： 1.設計題目如圖所示一個機械傳動系統，運動由電動機1輸入，經過機械傳動系統變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同的轉速。根據表中的傳動系統原始參數設計該傳動系統。1.電動機 2，4.皮帶輪 3.皮帶 5，6，7，8，9，10，11，12，13，14.圓柱齒輪15，16.圓錐齒輪 表 機械傳動系統原始參數電機轉速（r/min）輸出軸轉速（r/min）帶傳動最大傳動比滑移齒輪傳

2、動定軸齒輪傳動最大傳動比模數圓柱齒輪圓錐齒輪一對齒輪最大傳動比模數一對齒輪最大傳動比模數9701217232.54243432.傳動比的分配計算電動機轉速為ni=970r/min輸出轉速為no1=12r/min，no2=17r/min和no3=23r/min，帶傳動的最大傳動比為ipmax=2.5，滑移齒輪傳動的最大傳動比為ivmax=4，定軸齒輪傳動每對齒輪的最大傳動比為idmax=4。根據傳動系統的原始參數可知，傳動系統的總傳動比為i1=ni/no1=970/12=80.833i2=ni/no2=970/17=57.059i3=ni/no3=970/23=42.173傳動系統的總傳動比由帶

3、傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒輪傳動三部分實現。設帶傳動的傳動比為ipmax，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=ipmaxiv1ifi2=ipmaxiv2ifi3=ipmaxiv3if令iv1=ivmax=4則可得定軸齒輪傳動部分的傳動比為if=i1/(ipmaxivmax)= 80.833/(2.5×4)=8.083滑移齒輪的傳動比為iv2=i2/(ipmaxif)= 57.059/(2.5×8.083)=2.823iv3=i3/(ipmaxif)= 42.173/(2.5×8.083)=2.087設定軸齒輪傳動由

4、n對齒輪傳動組成(n=3)，則每對齒輪的傳動比為id=(if)(1/n)= 8.083(1/3)=2.007 idmax3.計算滑移齒輪變速傳動中每對齒輪的幾何尺寸及重合度滑移齒輪傳動齒數的確定a) 確定滑移齒輪變速傳動系統中齒輪時要滿足以下幾點要求： b) 每對相互嚙合的齒輪滿足其傳動比iv1、iv2和iv3；c) 每對相互嚙合的齒輪的中心距必須相同；d) 每對相互嚙合的齒輪齒數最好互為質數；e) 每對相互嚙合的齒輪最好為正傳動；f) 齒輪不能產生根切；g) 結構尺寸盡可能小。則選擇以下齒數z9=30 z10=65z7=25 z8=70z5=19 z6=76它們的齒頂高系數ha*=1，徑向間

5、隙系數c*=0.25，分度圓壓力角=20°（等于嚙合角）,它們的齒頂高系數ha*=1，徑向間隙系數c*=0.25，分度圓壓力角=20°,實際中心距93。4.計算定軸齒輪傳動中每對齒輪的幾何尺寸及重合度定軸齒輪傳動齒數的確定a)確定定軸齒輪傳動系統中齒輪齒數時要滿足以下幾點要求 b)每對相對嚙合的齒輪滿足其傳動比id=(if)(1/n) idmax；c)每對相對嚙合的齒輪齒數最好互為質數；d)每對相互嚙合的齒輪最好為正傳動；e)齒輪不能產生根切；f)結構尺寸盡可能小。根據定軸齒輪變速傳動系統中對齒輪齒數的要求，可大致選擇齒輪11、12、13和14為標準齒輪，其齒數：z11=z

6、13=20，z12=z14=40。它們的齒頂高系數ha*=1，徑向間隙系數c*=0.25，分度圓壓力角=20°,實際中心距a=60mm。圓錘齒輪15和16選擇為標準齒輪z15=20，z16=40，齒頂高系數ha*=1，徑向間隙系數c*=0.2，分度圓壓力角=20°（等于嚙合角）。5、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算5.1滑移齒輪5和齒輪6序號項目代號計算公式及計算結果1齒數齒輪5z519齒輪6z6762模數m23壓力角 20°4齒頂高系數ha*15頂隙系數c*0.256標準中心距a = (z5+z6)/2=957實際中心距a958嚙合角=arcco

7、sacosa=20°9變位系數齒輪5x50齒輪6x6010齒頂高齒輪5ha5ha5=mha*+x5=2.00mm齒輪6ha6ha6=mha*+x6=2.00mm11齒根高齒輪5hf5hf5=mha*+c*-x5=2.50mm齒輪6hf6hf6=mha*+c*-x6=2.50mm12分度圓直徑齒輪5d5d5=mz5=38.000mm齒輪6d6d6=mz6=152.000mm13齒頂圓直徑齒輪5da5da5=d5+2ha5=42.00mm齒輪6da6da6=d6+2ha6=156.00mm14齒根圓直徑齒輪5df5df5=d5-2hf5=33.00mm齒輪6df6df6=d6-2hf6=

8、147.00mm15齒頂圓壓力角齒輪5a5a5=arccosd5cosda5=31.77°齒輪6a6a6=arccosd6cosda6=23.71°16重合度=z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.685.2滑移齒輪7和齒輪8序號項目代號計算公式及計算結果1齒數齒輪7z725齒輪8z8702模數m23壓力角 20°4齒頂高系數ha*15頂隙系數c*0.256標準中心距a = (z5+z6)/2=957實際中心距a958嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數齒輪7x70齒輪8x8010齒頂高齒輪7ha7ha7=mha*+x7=

9、2.00mm齒輪8ha8ha8=mha*+x8=2.00mm11齒根高齒輪7hf7hf7=mha*+c*-x7=2.50mm齒輪8hf8hf8=mha*+c*-x8=2.50mm12分度圓直徑齒輪7d7d7=mz7=50.00mm齒輪8d8d8=mz8=140.00mm13齒頂圓直徑齒輪7da7da7=d7+2ha7=54.00mm齒輪8da8da8=d8+2ha8=144.00mm14齒根圓直徑齒輪7df7df7=d7-2hf7=45.00mm齒輪8df8df8=d8-2hf8=135.00mm15齒頂圓壓力角齒輪7a7a7=arccosd7cosda7=29.53°齒輪8a8a8

10、=arccosd8cosda8=23.99°16重合度=z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.715.3滑移齒輪9和齒輪10序號項目代號計算公式及計算結果1齒數齒輪9z930齒輪10z10652模數m23壓力角20°4齒頂高系數ha*15頂隙系數c*0.256標準中心距a = (z5+z6)/2=957實際中心距a958嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數齒輪9x90齒輪10x10010齒頂高齒輪9ha9ha9=mha*+x9=2.00mm齒輪10ha10ha10=mha*+x10=2.00mm11齒根高齒輪9hf9hf9=mha*

11、+c*-x9=2.50mm齒輪10hf10hf10=mha*+c*-x10=2.50mm12分度圓直徑齒輪9d9d9=mz9=60.00mm齒輪10d10d10=mz10=130.00mm13齒頂圓直徑齒輪9da9da9=d9+2ha9=64.00mm齒輪10da10da10=d10+2ha10=134.00mm14齒根圓直徑齒輪9df9df9=d9-2hf9=55.00mm齒輪10df10df10=d10-2hf10=125.00mm15齒頂圓壓力角齒輪9a9a9=arccosd9cosda9=28.24°齒輪10a10a10=arccosd10cosda10=24.27°

12、;16重合度=z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.736、 定軸齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算6.1圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13與14和齒輪11與12對應相同)序號項目代號計算公式及計算結果1齒數齒輪11z1120齒輪12z12402模數m33壓力角 20°4齒頂高系數ha*15頂隙系數c*0.256標準中心距a = (z5+z6)/2=607實際中心距a608嚙合角=arccosacosa=20°9變位系數齒輪11x110齒輪12x12010齒頂高齒輪11ha11ha11=mha*+x11=3.00mm齒輪12ha12ha12

13、=mha*+x12=3.00mm11齒根高齒輪11hf11hf11=mha*+c*-x11=3.75mm齒輪12hf12hf12=mha*+c*-x12=3.75mm12分度圓直徑齒輪11d11d11=mz11=60mm齒輪12d12d12=mz12=120mm13齒頂圓直徑齒輪11da11da11=d11+2ha11=66.00mm齒輪12da12da12=d12+2ha12=126.00mm14齒根圓直徑齒輪11df11df11=d11-2hf11=56.25mm齒輪12df12df12=d12-2hf12=116.25mm15齒頂圓壓力角齒輪11a11a11=arccosd11cosda

14、11=31.32°齒輪12a12a12=arccosd12cosda12=26.49°16重合度=z11tana11-tan+z12tana12-tan /2=1.636.2圓錐齒輪15與16序號項目代號計算公式及計算結果1齒數齒輪15z1520齒輪16z16402模數m33壓力角 20°4齒頂高系數ha*15頂隙系數c*0.26分度圓錐角齒輪151515=arccot(z15/z16)=63.42°齒輪161616=90°-15=26.58°7分度圓直徑齒輪15d15d15=mz15=60.00mm齒輪16d16d16=mz16=1

15、20.00mm8錐距RR=12d152+d162=67.08mm9齒頂高齒輪15ha15ha15=mha*=3.000mm齒輪16ha16ha16=mha*=3.000mm10齒根高齒輪15hf15hf15=mha*+c*=3.600mm齒輪16hf16hf16=mha*+c*=3.600mm11齒頂圓直徑齒輪15da15da15=d15+2ha15cos15=62.68mm齒輪16da16da16=d16+2ha16cos16=125.37mm12齒根圓直徑齒輪15df15df15=d15-2hf15cos15=56.78mm齒輪16df16df16=d16-2hf16cos16=113.56mm13當量齒數齒輪15z15z15=z15cos15=44.69齒輪16z16z16=z16cos16=44.7314當量齒輪齒頂圓壓力角齒輪15a15a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=25.91°齒輪16a16a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=25.91°15重合度=z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1.737、實際輸出轉速n1=n/iv