机械原理大作业--齿轮机构分析与设计

齿轮机构分析与设计

设计一如图所示的二级减速器，设计要求如下：

1． 齿轮1、2的传动比i 12= 2.4 ,模数m = 2 mm

2． 齿轮3、4的传动比i 34=2 ，模数m = 2.5 mm

3． 安装中心距为68mm

4． 各轮1,20*==a h o α

5． 重合度15.1≥ε，齿顶厚m S a 25.0≥；

设计内容如下：

1.确定各轮齿数，传动比应保证误差在5%以内； 解：由m 1(z 1+ z 2)/2=68, z 2/ z 1=

2.4得z 1=20，z 2=48， i 12=2.4满足要求，同理，由m 2(z 3+ z 4)/2=68, z 4/ z 3=2得z 3=18，z 4=36，i 34=2，满足要求

2．分析可能有几种传动方案，说明哪一种方案比较合理并说明理由；

解：z 1+ z 2=68>2 z min ，z 3+ z 4=54>2 z min 且a 12= m 1(z 1+ z 2)/2=68 a ’12 , a 34= m 2(z 3+ z 4)/2=67.5< a ’34 ，齿轮3，4必须使用正传动，故可选的传动方式有以下两种：

（1）、1,2标准齿轮传动，3,4齿轮正传动。

（2）、1,2高度变为齿轮传动，3,4齿轮正传动。

第一种传动方式更合理。因为标准传动设计计算简单，重合度较大，不会发生过渡曲线干涉，齿顶厚较大。而零传动的

重合度会有降低，且小齿轮齿顶容易变尖。

3.分析确定你认为比较合理的传动方案的基本参数和全部尺寸；

（1）1,2齿轮标准齿轮传动的基本参数: z 1=20，z 2=48,m 1=2, α=20º, h a *=1, c *=0.25。

全部尺寸：d 1=m 1z 1=40, d 2=m 2z 2=96; h a1= h a2=h a *m 1=2； h f1= h f2= (h a *+c *)m 1=2.5；h 1=h 2=4.5；d a1=(z 1+2 h a *)m 1=44, d a2=(z 2+2 h a *)m 1=100；d f1=(z 1-2 h a *)m 1=36，d f2=(z 2-2 h a *)m 1=92； d b1= d 1cos α=37.59, d b2= d 2cos α=90.21; p 1=p 2=πm 1=6.28; s 1=s 2=p/2=3.14;e 1=e 2=p/2=3.14;a 12= m 1(z 1+ z 2)/2=68; c 1=c 2= c *m 1=0.5;

tan αa1=b12

2R b1a1R R -=0.609 ， tan αa2=b2

2

2R b2a2R R -=0.504，重合度

]）tan - tan （）tan - tan （[π21a2

2a11ααααεαZ Z +=由上数据可以得出εα=1.849>1

（2）3,4齿轮标准齿轮传动的基本参数: z 3=18，z 4=36,m 2=2.5, α=20º, h a *=1, c *=0.25，a’COS α’=a COS α得 α’= 21.127º，再由inv α’=2（x 3+ x 4）tan α/(z 3+ z 4)+inv α 得 x 3+x 4=0.205,即x 3= x 4=0.1025, a’=68>a=67.5 , y=(a’-a)/2.5=0.2, △y =0.005

全部尺寸： h a3= h a4=(h a *+x)m 2=2.756,

h f3= h f3= (h a *+c *-x)m 2=2.869；d a3=(z 3+2 h a *+2x)m 2=50.5125, d a4=(z 4+2h a *+2x)m 2=95.5125；d f3=(z 3-2h a *-2c *+2x)m 2=34.2625，d f4=(z 4-2h a *-2c *+2x)m 2=84.2625,

4.校核重合度和齿顶厚，并校核是否满足不根切的条件； 齿顶厚s a3=(1/2πm 2+2xm 2tan α)r 3’/r 3-2r 3’(inv α’-inv α)=4.352 s a4=(1/2πm 2+2xm 2tan α)r 4’/r 4-2r 4’(inv α’-inv α)=4.374 tan αa3=b32

2R b3a3R R -=0.533 ，tan αa4=b4

2

2R b4a4R R -=0.512 重合度

]）'tan - tan （）'tan - tan （[π21a4

4a33ααααεαZ Z +=

由上数据可以得出εα=1.143>1，

避免根切的最小变位系数x min =

Z Z Z min min -<0 故不发生

根切。

5.分析变位后的齿轮几何参数有什么变化（哪些参数没有变化，哪些参数变化了，变化了多少）；

变化的参数：压力角、重合度

压力角变化了α’-α=1.127 º，未变为前重合度为1.654，变化了0.511 不变的参数：齿数，模数。