機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書--齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　院（系、部） 工程機(jī)械學(xué)院</p><p>　　專業(yè) 機(jī)械制造工藝及其自動(dòng)化</p><p>　

2、　班級(jí) 機(jī)制0101</p><p>　　設(shè) 計(jì) 者 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2004年1月1日</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)&

3、lt;/p><p>　　設(shè)計(jì)條件和要求：設(shè)計(jì)一對外嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，用于傳遞中心距為138mm的兩平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。要求其傳動(dòng)比i12=5/3，傳動(dòng)比誤差不超過±1%，兩輪材質(zhì)相同，要求兩輪的齒根磨損情況大致相同，重合度ε≥1.3，頂圓齒厚≥0.4m。</p><p><b>　　二、全部原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　a

4、0;=138mm，m=4mm，i12=5/3，α=20º，ha*=1，c*=0.25。</p><p>　　三、設(shè)計(jì)方法及原理：</p><p>　　考慮到負(fù)傳動(dòng)的重合度雖然略有增加，但是齒厚變薄，強(qiáng)度降低，磨損增大；正傳動(dòng)的重合度雖然略有降低，但是可以減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸，減輕輪齒的磨損程度，提高兩輪的承載能力，并可以配湊中心距，所以優(yōu)先考慮正傳動(dòng)。</p><

5、;p>　　根據(jù)題目要求，可以在封閉圖上選擇變位因數(shù)。</p><p>　　四、設(shè)計(jì)及計(jì)算過程：</p><p>　　1. 選取兩輪齒數(shù)：由a=m(z1+z2)/2和i12=z2/z1可得</p><p>　　a=mz1(1+ i12)/2</p><p>　　因?yàn)檎齻鲃?dòng)具有較多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用正傳動(dòng)。當(dāng)采用正傳動(dòng)時(shí)，</p>

6、;<p>　　a´>a= mz1(1+ i12)/2</p><p>　　由此可得z1<2a´/[m(1+ i12)]=2×138/[4(1+5/3)]=25.875</p><p>　　按上式選z1時(shí)，根據(jù)不乏生根切的最小變位因數(shù)xmin=(17-z)/z得出齒數(shù)zmin≥17，又考慮到小齒輪齒頂不變尖等原因，z1值不宜取得太小，所

7、以取z1=25。</p><p>　　因而z2= i12z1=(5/3)×25≈42。</p><p><b>　　2. 傳動(dòng)比要求：</b></p><p>　　i12´=z2/z1=42/25=1.68，傳動(dòng)比誤差為：</p><p>　　(i12´- i12)/i12=(1.68-5/

8、3) ≈0.008=0.8%<1%，所以符合傳動(dòng)比誤差要求。</p><p>　　3. 變位因數(shù)選擇：</p><p>　?。?）求標(biāo)準(zhǔn)中心距a：a=m(z1+z2)/2=4(25+42)/2=134mm。</p><p>　?。?）求嚙合角α´：cosα´=acosα/a´=134×0.9397/138≈0.9125，

9、由此得：α´=24.1521º。</p><p>　　（3）求變位因數(shù)之和x1+x2：</p><p>　　由無側(cè)隙嚙合方程式得</p><p>　　x1+x2 =(z1+z2)(invα´-invα)/(2tanα)=(z1+z2)[(tanα´-α´)-(tanα-α)]/(2tanα)</p>&

10、lt;p>　　=(25+42)[(0.4484-0.4215)-(0.3640-0.3419)]/(2×0.3640) ≈1.1044</p><p>　　然后在齒數(shù)組合為z1=25，z2=42的外嚙合齒輪封閉圖上作直線x1+x2=1.1044，此直線所有的點(diǎn)均滿足變位因數(shù)之和為1.1044和中心距138mm的要求。由作圖可知，x1=0.5740，x2=0.5304，滿足兩齒根磨損相等的要求。&l

11、t;/p><p><b>　　4.計(jì)算幾何尺寸：</b></p><p>　　由x1+x2=1.1044>0可知，該傳動(dòng)為正傳動(dòng)。其幾何尺寸計(jì)算如下：</p><p>　?。?）中心距變動(dòng)系數(shù)：y=(a´-a)/m=(138-134)/4=1</p><p>　?。?）齒頂高變動(dòng)系數(shù)：б=x1+x2-y=1.

12、1044-1=0.1044</p><p>　　（3）齒頂高： ha1=(ha*+x1-б)m=(1+0.5740-0.1044) ×4=5.8784mm</p><p>　　ha2=(ha*+x2-б)m=(1+0.5304-0.1044) ×4=5.7040mm</p><p>　?。?）齒根高： hf1=(ha*+c*-

13、x1)m=(1+0.25-0.5740) ×4=2.7040mm</p><p>　　hf2=(ha*+c*-x2)m=(1+0.25-0.5304) ×4=2.8784mm</p><p>　?。?）齒全高： h1=ha1+hf1=5.8784+2.7040=8.5824mm</p><p>　　h2=ha2+hf2=5.7040+2

14、.8784=8.5824mm</p><p>　?。?）分度圓直徑： d1=mz1=4×25=100mm</p><p>　　d2=mz2=4×42=168mm</p><p>　?。?）齒頂圓直徑： da1=d1+2ha1=100+2×5.8784=111.7448mm</p><p>　　da2=d2+2

15、ha2=168+2×5.7040=179.4080mm</p><p>　?。?）齒根圓直徑： df1=d1-2hf1=100-2×2.7040=94.5920mm</p><p>　　df2=d2-2hf2=168-2×2.8784=162.2432mm</p><p>　　（9）基圓直徑： db1=d1cosα=100

16、15;0.939692=93.9692mm</p><p>　　db2=d2cosα=168×0.939692=157.8683mm</p><p>　?。?0）節(jié)圓直徑： d1´= d1cosα/cosα´=100×cos20º/cos24.1521º=102.9851mm</p><p>　　d2&

17、#180;= d2cosα/cosα´=168×cos20º/cos24.1521º=173.0152mm</p><p>　?。?1）頂圓壓力角： αa1=arccos(db1/da1)=arccos(93.9692/111.7448)=32.7619º</p><p>　　αa2=arccos(db2/da2)=arccos(157.8

18、683/179.4080)=28.3649º</p><p>　?。?2）重合度： εa=[z1(tanαa1-tanα´)+z2(tanαa2-tanα´)]/(2л) =[25(0.6435-0.4484)+42(0.5399-0.4484)]/(2л)=1.3879>1.3，</p><p><

19、b>　　滿足重合度要求。</b></p><p>　?。?3）分度圓齒厚： s1=лm/2+2x1mtanα= л×4/2+2×0.5740×4×0.3640=7.9547mm</p><p>　　s2=лm/2+2x2mtanα= л×4/2+2×0.5304×4×0.3640=7.8277

20、mm</p><p><b>　?。?4）齒頂厚：</b></p><p>　　sa1=s1ra1/r1-2ra1(invαa1-invα)</p><p>　　=s1ra1/r1-2ra1[(tanαa1-αa1)-(tanα-α)]</p><p>　　=7.9547×(111.7448/2)/(100/2

21、)-111.7448[(0.64352-0.57180)-(0.36397-0.34907)] =2.5396mm>0.4m=1.6mm，滿足頂圓齒厚要求。</p><p>　　sa2=s2ra2/r2-2ra2(invαa2-invα)</p><p>　　=s2ra2/r2-2ra2[(tanαa2-αa2)-(tanα-α)]</p><p>　　=7.

22、8277×(179.4080/2)/(168/2)-179.4080[(0.53991-0.49506)-(0.36397-0.34907)]</p><p>　　=2.9860mm>0.4m=1.6mm，滿足頂圓齒厚要求。</p><p>　　5.不干涉條件校驗(yàn)：</p><p>　　齒輪1：tanα´-(z2/z1)(tanαa2-ta

23、nα´) ≥tanα-[4(ha*-x1)]/(z1sin2α)</p><p>　　tanα´-(z2/z1)(tanαa2-tanα´) =0.44841-(42/25)(0.53991-0.44841)=0.2947</p><p>　　tanα-[4(ha*-x1)]/(z1sin2α)=0.36397-[4(1-0.5740)]/(25×0

24、.64279)=0.2580</p><p>　　0.2947>0.2580，齒輪1滿足不干涉條件。</p><p>　　齒輪2：tanα´-(z1/z2)(tanαa1-tanα´) ≥tanα-[4(ha*-x2)]/(z2sin2α)</p><p>　　tanα´-(z1/z2)(tanαa1-tanα´)]=0

25、.44841-(25/42)(0.64351-0.44841)=0.3323</p><p>　　tanα-[4(ha*-x2)]/(z2sin2α)=0.36397-[4(1-0.5304)]/(25×0.64279)=0.2944</p><p>　　0.3323>0.2944，齒輪2滿足不干涉條件。</p><p>　　所以該組齒輪滿足不干涉條

26、件。</p><p>　　五、齒輪參數(shù)列表： （注：所需單位mm）</p><p>　　六、計(jì)算結(jié)果分析說明：</p><p>　　所設(shè)計(jì)的這對外嚙合齒輪的傳動(dòng)比誤差在題目要求的范圍之內(nèi)，兩輪的齒根磨損情況大致相同，重合度和頂圓齒厚均滿足數(shù)據(jù)要求，兩齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)過程中互不干涉。綜合以上因素，所設(shè)計(jì)的

27、這對外嚙合齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，可以在實(shí)際工作中投入使用。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　張偉社主編《機(jī)械原理教程》，陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001。</p><p>　　朱景梓主編《漸開線齒輪變位系數(shù)的選擇》，北京：人民教育出版社，1982。</p><p>　　天津大學(xué)主編《機(jī)械

28、原理》，北京：人民教育出版社，1981。</p><p><b>　　八、數(shù)據(jù)符號(hào)說明：</b></p><p>　　由于打印原因，本篇設(shè)計(jì)中的一些符號(hào)不能正常顯示，現(xiàn)將其更改說明如下：</p><p>　　所有涉及角度的符號(hào)“α”和“α´”應(yīng)分別為 和 。</p><p>　　約等號(hào)“≈”應(yīng)為 。<