机械原理大作业-齿轮

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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：齿轮传动系统设计院系：班级：完成者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学一、设计题目如下图所示是一个齿轮传动系统，运动由电机1输入，经过齿轮传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同的转速。传动系统参数见表1。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最大传动比模数最大传动比模数745444957≤2.5≤42≤43≤43表1.二、传动比的分配计算电机转速n=745r/min，输出转速n1=44r/min;n2=

2、49r/min;n3=57r/min;由此可知滑移齿轮传动部分三对滑移齿轮的传动比之比大约为44:49:57。三对滑移齿轮的中心矩相等，若令Z5+Z6≤100，编写Matlab代码在适当范围内遍历寻找最接近目标传动比的齿数，运行结果为：Z5=30，Z6=63，Z7=27，Z8=66，Z9=25，Z10=68。齿轮5、6、7、8、9、10均采用标准齿轮。所用Matlab代码附于文末。由于皮带轮传动的传动比并没有齿数为整带来的限制，故先考虑定轴齿轮传动部分的设计。综合避免根切、啮合齿齿数互质、整体尺寸较小、齿轮传动比小于4、皮

3、带轮传动比小于2.5的要点考虑，选定各定轴传动齿轮的齿数如下：Z11=17；Z12=22；Z13=19；Z14=27；Z15=22；Z16=31；齿轮11、12、13、14、15、16均采用标准齿轮。根据已选定的齿轮齿数及目标输出轴转速，以目标转速之一n1=44r/min逆向计算皮带轮4的转速：n=44×(22×27×31×68)÷(17×19×22×25)=310.131r/min；故皮带轮的传动比=745÷310.131=2.402，约取2.4。即两皮带轮的直径之比为d2:d4=5:12；根据选定的各轮参数计算实际转速

4、：n1=745÷2.4÷(68÷25)÷(22÷17)÷(27÷19)÷(31÷22)=44.041r/min；n2=745÷2.4÷(66÷27)÷(22÷17)÷(27÷19)÷(31÷22)=49.005r/min；n3=745÷2.4÷(63÷30)÷(22÷17)÷(27÷19)÷(31÷22)=57.043r/min；三、滑移齿轮变速传动中心矩及几何尺寸和重合度1.滑移齿轮5与齿轮6：项目计算公式及结果齿数齿轮5z5=30齿轮6z6=63模数m=2压力角α=20°齿顶高系数ha*=1顶隙系数c*=0.25中心距

5、a=m×(z5+z6)÷2=93变位系数齿轮5x5=0齿轮6x6=0齿顶高齿轮5ha5=ha*×m=2齿轮6ha6=ha*×m=2齿根高齿轮5hf5=(ha*+c*)×m=2.5齿轮6hf6=(ha*+c*)×m=2.5分度圆直径齿轮5d5=m×z5=60齿轮6d6=m×z6=126齿顶圆直径齿轮5da5=d5+2×ha5=64齿轮6da6=d6+2×ha6=130齿根圆直径齿轮5df5=d5-2×hf5=55齿轮6df6=d6-2×hf6=121分度圆齿距齿轮5p5=π×m=6.28齿轮6p6=π×m=6.28分度圆齿厚

6、齿轮5s5=0.5×π×m=3.14齿轮6s6=0.5×π×m=3.14基圆齿距齿轮5pb5=π×m×cosα=5.90齿轮6pb6=π×m×cosα=5.90重合度αa5=arcos(rb5÷ra5),αa6=arcos(rb6÷ra6),α’=αεα=[z5×(tanαa5-tanα’)+z6×(tanαa6-tanα’)]÷2π=1.72291.滑移齿轮7与齿轮8：项目计算公式及结果齿数齿轮7z7=27齿轮8z8=66模数m=2压力角α=20°齿顶高系数ha*=1顶隙系数c*=0.25中心距a=m×(z7+z8)÷2

7、=93变位系数齿轮7x7=0齿轮8x8=0齿顶高齿轮7ha7=ha*×m=2齿轮8ha8=ha*×m=2齿根高齿轮7hf7=(ha*+c*)×m=2.5齿轮8hf8=(ha*+c*)×m=2.5分度圆直径齿轮7d7=m×z7=54齿轮8d8=m×z8=132齿顶圆直径齿轮7da7=d7+2×ha7=58齿轮8da8=d8+2×ha8=136齿根圆直径齿轮7df7=d7-2×hf7=49齿轮8df8=d8-2×hf8=127分度圆齿距齿轮7p7=π×m=6.28齿轮8p8=π×m=6.28分度圆齿厚齿轮7s7=0.5×π×m

8、=3.14齿轮8s8=0.5×π×m=3.14基圆齿距齿轮7pb7=π×m×cosα=5.90齿轮8pb8=π×m×cosα=5.90重合度αa7=arcos(rb7÷ra7),αa8=arcos(rb8÷ra8),α’=αεα=[z1×(tanαa1-tanα’)+z2×(tanαa2-tanα’)]