齒輪傳動設(shè)計課程設(shè)計

齒輪傳動設(shè)計課程設(shè)計 機械原理大作業(yè)三 課程名稱： 機械原理 設(shè)計題目： 齒輪傳動設(shè)計 院 系： 機電學院 班 級： 設(shè) 計 者： 學 號： 指導教師： 設(shè)計時間： x年6月5日 XX大學 一、 設(shè)計題目 如圖所示，一個機械傳動系統(tǒng)，運動由電動機1輸入，經(jīng)過機械傳動系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪16輸出三種不同的速度。用表中第21組數(shù)據(jù)對該機構(gòu)進行設(shè)計。 1.1機構(gòu)運動簡圖 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 1.2機械傳動系統(tǒng)原始參數(shù) 序號 電機轉(zhuǎn)速（r/min） 輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min） 帶傳動最大傳動比 滑移齒輪傳動 定軸齒輪傳動 最大傳動比 模數(shù) 圓柱齒輪 圓錐齒輪 一對齒輪最大傳動比 模數(shù) 一對齒輪最大傳動比 模數(shù) 21 745 30 35 40 2.5 4 2 4 3 4 3 二、 傳動比的分配計算 電動機轉(zhuǎn)速n=745r/min，輸出轉(zhuǎn)速n1=40 r/min，n2=35 r/min，n3=30 r/min，帶傳動的最大傳動比ipmax=2.5,滑移齒輪傳動的最大傳動比ivmax=4，定軸齒輪傳動的最大傳動比idmax=4。 根據(jù)傳動系統(tǒng)的原始參數(shù)可知，傳動系統(tǒng)的總傳動比為 i1=nn1=745/40=18.625 i2=nn2=745/35=21.286 i3=nn3 =745/30=24.833 傳動系統(tǒng)的總傳動比由帶傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒輪傳動三部分實現(xiàn)。設(shè)帶傳動的傳動比為ipmax=2.5，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=ipmaxiv1if i2=ipmaxiv2if i3=ipmaxiv3if 令iv3=ivmax=4 則可得定軸齒輪傳動部分的傳動比為if = i3ipmaxivmax = 24.8332.54=2.4833 滑移齒輪傳動的傳動比 iv1=i1ipmaxif = 18.6252.52.4833 =3.0000 iv2=i2ipmaxif = 21.2862.52.4833 =3.4287 定軸齒輪傳動由3對齒輪傳動組成，則每對齒輪的傳動比為 id=3if=32.4833=1.3542idmax=4 三、 齒輪齒數(shù)的確定 3.1 滑移齒輪傳動齒數(shù)的確定 根據(jù)傳動比符合ivi=3的要求，以及中心距必須和后兩個齒輪對相同，齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小等一系列原則，初步確定滑移齒輪5,6為高度變位齒數(shù)分別為：z5= 18，z6= 53。變位系數(shù)x1=0.4，x2=-0.4 根據(jù)傳動比符合iv2=3.4287的要求, 以及中心距必須和其他兩個齒輪對相同，齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小等一系列原則，初步確定齒輪7,8,9,10均為角度變位齒輪，齒數(shù)分別為z7=16，z8= 55，變位系數(shù)x1=0.53,x2=0.567 z9=14，z10=57，變位系數(shù)x1=0.53,x2=0.567 它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實際中心距a=67mm。 3.2 定軸傳動齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)定軸齒輪變速傳動系統(tǒng)中傳動比符合id的要求，以及齒數(shù)最好互質(zhì)，不能產(chǎn)生根切以及尺寸盡可能小等一系列原則，可大致選擇如下： 圓柱齒輪11、12、13和14為高度變位齒輪，其齒數(shù)：z11=z13=17，z12=z14=23。變位系數(shù)x1=0.120,x2=-0.120，它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20。 圓錘齒輪15和16選擇為標準齒輪z15=17，z16=23，齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.2，分度圓壓力角=20。 四、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算 4.1滑移齒輪5和齒輪6 序號 項目 代號 計算公式及計算結(jié)果 1 齒數(shù) 齒輪5 z5 18 齒輪6 z6 53 2 模數(shù) m 2 3 壓力角 20 4 齒頂高系數(shù) ha* 1 5 頂隙系數(shù) c* 0.25 6 標準中心距 a = (z5+z6)/2=71mm 7 實際中心距 a 71mm 8 嚙合角 =arccosacosa=20 9 變位系數(shù) 齒輪5 x5 0.40 齒輪6 x6 -0.40 10 齒頂高 齒輪5 ha5 ha5=mha*+x5-y=2.800mm 齒輪6 ha6 ha6=mha*+x6-y=1.200mm 11 齒根高 齒輪5 hf5 hf5=mha*+c*-x5=1.700mm 齒輪6 hf6 hf6=mha*+c*-x6=3.300mm 12 分度圓直徑 齒輪5 d5 d5=mz5=36.000mm 齒輪6 d6 d6=mz6=106.000mm 13 齒頂圓直徑 齒輪5 da5 da5=d5+2ha5=41.600mm 齒輪6 da6 da6=d6+2ha6=108.400mm 14 齒根圓直徑 齒輪5 df5 df5=d5-2hf5=32.600mm 齒輪6 df6 df6=d6-2hf6=99.400mm 15 齒頂圓壓力角 齒輪5 a5 a5=arccosd5cosda5=35.591 齒輪6 a6 a6=arccosd6cosda6=23.236 16 重合度 =z5tana5-tan+z6tana6-tan /2=1.559 4.2滑移齒輪7和齒輪8 序號 項目 代號 計算公式及計算結(jié)果 1 齒數(shù) 齒輪7 z7 16 齒輪8 z8 55 2 模數(shù) m 2 3 壓力角 20 4 齒頂高系數(shù) ha* 1 5 頂隙系數(shù) c* 0.25 6 標準中心距 a = (z7+z8)/2=71mm 7 實際中心距 a 73mm 8 嚙合角 =arccosacosa=23.943 9 變位系數(shù) 齒輪7 x7 0.53 齒輪8 x8 0.567 10 齒頂高 齒輪7 ha7 ha7=mha*+x7-y=2.866mm 齒輪8 ha8 ha8=mha*+x8-y=2.940mm 11 齒根高 齒輪7 hf7 hf7=mha*+c*-x7=1.440mm 齒輪8 hf8 hf8=mha*+c*-x8=1.366mm 12 分度圓直徑 齒輪7 d7 d7=mz7=32.000mm 齒輪8 d8 d8=mz8=110.000mm 13 齒頂圓直徑 齒輪7 da7 da7=d7+2ha7=37.732mm 齒輪8 da8 da8=d8+2ha8=115.880mm 14 齒根圓直徑 齒輪7 df7 df7=d7-2hf7=29.12mm 齒輪8 df8 df8=d8-2hf8=107.268mm 15 齒頂圓壓力角 齒輪7 a7 a7=arccosd7cosda7=37.161 齒輪8 a8 a8=arccosd8cosda8=26.873 16 重合度 =z7tana7-tan+z8tana8-tan /2=1.553 4.3滑移齒輪9和齒輪10 序號 項目 代號 計算公式及計算結(jié)果 1 齒數(shù) 齒輪9 z9 14 齒輪10 z10 57 2 模數(shù) m 2 3 壓力角 20 4 齒頂高系數(shù) ha* 1 5 頂隙系數(shù) c* 0.25 6 標準中心距 a = (z9+z10)/2=71 7 實際中心距 a 73 8 嚙合角 =arccosacosa=23.943 9 變位系數(shù) 齒輪9 x9 0.53 齒輪10 x10 0.567 10 齒頂高 齒輪9 ha9 ha9=mha*+x9-y=2.866mm 齒輪10 ha10 ha10=mha*+x10-y=2.940mm 11 齒根高 齒輪9 hf9 hf9=mha*+c*-x9=1.440mm 齒輪10 hf10 hf10=mha*+c*-x10=1.366mm 12 分度圓直徑 齒輪9 d9 d9=mz9=28.000mm 齒輪10 d10 d10=mz10=114.000mm 13 齒頂圓直徑 齒輪9 da9 da9=d9+2ha9=33.732mm 齒輪10 da10 da10=d10+2ha10=119.880mm 14 齒根圓直徑 齒輪9 df9 df9=d9-2hf9=25.120mm 齒輪10 df10 df10=d10-2hf10=111.268mm 15 齒頂圓壓力角 齒輪9 a9 a9=arccosd9cosda9=38.738 齒輪10 a10 a10=arccosd10cosda10=26.67 16 重合度 =z9tana9-tan+z10tana10-tan /2=1.531 五、 定軸齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算 5.1圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13同齒輪11，齒輪14同齒輪12) 序號 項目 代號 計算公式及計算結(jié)果 1 齒數(shù) 齒輪11 z11 17 齒輪12 z12 23 2 模數(shù) m 3 3 壓力角 20 4 齒頂高系數(shù) ha* 1 5 頂隙系數(shù) c* 0.25 6 標準中心距 a = (z11+z12)/2=60 7 實際中心距 a 60 8 嚙合角 =arccosacosa=20 9 變位系數(shù) 齒輪11 x11 0.120 齒輪12 x12 -0.120 10 齒頂高 齒輪11 ha11 ha11=mha*+x11-y=3.360mm 齒輪12 ha12 ha12=mha*+x12-y=2.640mm 11 齒根高 齒輪11 hf11 hf11=mha*+c*-x11=3.390mm 齒輪12 hf12 hf12=mha*+c*-x12=4.110mm 12 分度圓直徑 齒輪11 d11 d11=mz11=51mm 齒輪12 d12 d12=mz12=69mm 13 齒頂圓直徑 齒輪11 da11 da11=d11+2ha11=57.720mm 齒輪12 da12 da12=d12+2ha12=74.280mm 14 齒根圓直徑 齒輪11 df11 df11=d11-2hf11=44.220mm 齒輪12 df12 df12=d12-2hf12=60.780mm 15 齒頂圓壓力角 齒輪11 a11 a11=arccosd11cosda11=33.916 齒輪12 a12 a12=arccosd12cosda12=29.203 16 重合度 =z11tana11-tan+z12tana12-tan /2 =1.549 5.2圓錐齒輪15與16 序號 項目 代號 計算公式及計算結(jié)果 1 齒數(shù) 齒輪15 z15 17 齒輪16 z16 23 2 模數(shù) m 3 3 壓力角 20 4 齒頂高系數(shù) ha* 1 5 頂隙系數(shù) c* 0.2 6 分度圓錐角 齒輪15 15 15=arccot(z16/z15)=36.469 齒輪16 16 16=90-15=53.531 7 分度圓直徑 齒輪15 d15 d15=mz15=51.000mm 齒輪16 d16 d16=mz16=69.000mm 8 錐距 R R=12d152+d162=42.901mm 9 齒頂高 齒輪15 ha15 ha15=mha*=3.000mm 齒輪16 ha16 ha16=mha*=3.000mm 10 齒根高 齒輪15 hf15 hf15=mha*+c*=3.600mm 齒輪16 hf16 hf16=mha*+c*=3.600mm 11 齒頂圓直徑 齒輪15 da15 da15=d15+2ha15cos15=55.825mm 齒輪16 da16 da16=d16+2ha16cos16=72.566mm 12 齒根圓直徑 齒輪15 df15 df15=d15-2hf15cos15=45.210mm 齒輪16 df16 df16=d16-2hf16cos16=64.720mm 13 當量齒數(shù) 齒輪15 z15 z15=z15cos15=21.140 齒輪16 z16 z16=z16cos16=38.695 14 當量齒輪 齒頂圓壓力角 齒輪15 a15 a15=arccosmz15cosmz15+2ha15=30.854 齒輪16 a16 a16=arccosmz16cosmz16+2ha16=26.682 15 重合度 =z15tana15-tan+z16tana16-tan /2=1.640 六、輸出轉(zhuǎn)速的檢驗 n1=n*iv1*if*ipmax=745185317231723172312.5=40.86rmin (要求值40rmin) n2=n*iv1*if*ipmax=745165517231723172312.5=35.00rmin (要求值35rmin) n3=n*iv1*if*ipmax=745145717231723172312.5=29.56rmin (要求值30rmin) 可以看出，當輸入轉(zhuǎn)速為745 rmin時，所設(shè)計齒輪傳動機構(gòu)能輸出符合所要求的轉(zhuǎn)速。