机械原理课程设计插床齿轮机构的设计.doc

机械原理课程设计任务书（十一）

一、设计题目：插床齿轮机构的设计
二、系统简图：

三、工作条件
已知：齿数、，模数，分度圆压力角，齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮与曲柄共轴。
四、原始数据
齿轮机构的设计

mm
°
13
40
8
20
五、要求：
1）选择变位系数；
2）计算该对齿轮传动的各部分尺寸；
3）A2纸上画出三对齿啮合图；
4）编写说明书。
指导教师：
开始日期： 2011年 6 月 25 日 完成日期：2011 年 6月 30日
目录

1. 数学模型的建立……………………………………

2. 程序框图……………………………………………

3. 程序清单及运行结果………………………………

5．设计总结……………………………………………

4.

5. 参考文献………………………………………………

1数学模型
1中心距：
；
=（a/5+1）5；
2啮合角：

实；

3分配变位系数；

；
；
4齿轮基本参数：
（注：下列尺寸单位为mm）

齿顶高系数：
齿根高系数：
齿顶高变动系数：
分度圆直径；
基圆直径；

齿顶高：

齿根高：

齿顶圆直径：

齿根圆直径；

节圆直径：

齿距：
节圆齿距：
基圆齿距：

中心距变动系数 y=()/m；
分度圆齿厚：

5 重合度：

一般情况应保证

6齿顶圆齿厚：

一般取

7 展角：

2程序框图

输入 m
计算 y
计算

Y

﹤ ﹤
N

计算

Y
﹤0.25m N

计算

Y
﹤1.2
N

计算
输出计算结果

3程序清单及运行结果

#include"math.h"
#include"stdio.h"
#define z1 13.0
#define z2 40.0
#define t 20*3.14/180 /*yalijiao,unit:rad*/
#define m 8 /*moshu*/
#define hax 1.0
#define cx 0.25
#define Zmin 17.0
#define pi 3.14
main( )
{ int a,ai; double ti; /*niehejiao*/
double x1,x2,xh;
double db1,db2; /*jiyuanzhijing*/
double d1,d2; /*fenduyuanzhijing*/
double ha1,ha2; /*chidinggao*/
double hf1,hf2; /*chigengao*/
double df1,df2; /*chigenyuanzhijing*/
double di1,di2; /*jieyuanzhijing*/
double da1,da2; /*chidingyuanzhijing*/
double p; /*chiju*/
double p1; /*jieyuanchiju*/
double pb; /*jiyuanchiju*/
double S1,S2; /*chihou*/
double Sb1,Sb2; /*jiyuanchihou*/
double Sa1,Sa2; /*chidinghou*/
double o1,o2; /*jieyuanzhanjiao*/
double e; /*chonghedu*/
double y,Xmin1,Xmin2; /*y shifenlixishu*/
double cdb;
double cgm; /*chidingaobiandongxishu*/
int j,i;
a=m*(z1+z2)/2;
printf("a=%d \n",a);
i=a/5;
ai=(i+1)*5;
printf("ai=%d (mm)\n",ai);
ti=acos(a*cos(t)/ai);
printf("ti=%4.3f (rad)\n",ti);
cdb=z2/z1;
printf("\n cdb=%5.3f \n",cdb);
y=0.5*(z1+z2)*(cos(t)/cos(ti)-1);
printf("y=%5.3f \n",y);
d1=m*z1;
d2=m*z2;
printf("d1=%5.3f,d2=%5.3f (mm)\n",d1,d2);
db1=m*z1*cos(t);
db2=m*z2*cos(t);
printf("db1=%5.3f,db2=%5.3%f (mm)\n",db1,db2);
di1=d1*cos(t)/cos(ti);
di2=d2*cos(t)/cos(ti);
printf("di1=%5.3f,di2=%5.3f (mm)\n",di1,di2);
p=m*pi;printf("p=%5.3f (mm)\n",p);
p1=p*cos(t)/cos(ti);
pb=pi*m*cos(t);
printf("p1=%5.3f,pb=%5.3f (mm)\n",p,p1,pb);
Xmin1=hax*(Zmin-z1)/Zmin;
printf("Xmin1=%3.4f (mm)\n",Xmin1);
Xmin2=hax*(Zmin-z2)/Zmin;
printf("Xmin2=%3.4f (mm)\n",Xmin2);
xh=0.5*(tan(ti)-ti-(tan(t)-t))*(z1+z2)/tan(t);
printf("xh=x1+x2=%5.3f \n",xh);
for(j=0;j<10;j++)
{
x1=Xmin1+0.04*j;
x2=xh-x1;
if(x2<Xmin2)break;
cgm=x1+x2-y;
ha1=m*(hax+x1-cgm);
ha2=m*(hax+x2-cgm);
hf1=(hax+cx-x1)*m;
hf2=(hax+cx-x2)*m;
da1=d1+2*ha1;
da2=d2+2*ha2;
df1=d1-2*hf1;
df2=d2-2*hf2;
S1=0.5*pi*m+2*x1*m*tan(t);
S2=0.5*pi*m+2*x2*m*tan(t);
Sb1=S1*db1/d1-db1*(tan(acos(db1/db1))-acos(db1/db1)-(tan(t)-t));
Sb2=S2*db2/d2-db2*(tan(acos(db2/db2))-acos(db2/db2)-(tan(t)-t));
Sa1=S1*da1/d1-da1*(tan(acos(db1/da1))-acos(db1/da1)-(tan(t)-t));
Sa2=S2*db2/d2-da2*(tan(acos(db2/da2))-acos(db2/da2)-(tan(t)-t));
o1=tan(acos(db1/di1))-acos(db1/di1);
o2=tan(acos(db2/di2))-acos(db2/di2);
e=(z1*(tan(acos(db1/da1))-tan(ti))+z2*(tan(acos(db2/da2))-tan(ti)))/(2*pi);

if((S1>cx*m)&&(S2>cx*m)&&(Sb1>cx*m)&&(Sb2>cx*m)&&(Sa1>cx*m)&&(Sa2>cx*m)&&(e>1.2))
{ printf("x1=%5.3f,x2=%5.3f (mm)\n",x1,x2);
printf("cgm=%5.3f \n",cgm);
printf("ha1=%5.3f,ha2=%5.3f (mm)\n",ha1,ha2);
printf("hf1=%5.3f,hf2=%5.3f (mm)\n",hf1,hf2);
printf("da1=%5.3f,da2=%5.3f (mm)\n",da1,da2);
printf("df1=%5.3f,df2=%5.3f (mm)\n",df1,df2);
printf("S1=%5.3f,S2=%5.3f (mm)\n",S1,S2);
printf("Sb1=%5.3f,Sb2=%5.3f (mm)\n",Sb1,Sb2);
printf("Sa1=%5.3f,Sa2=%5.3f (mm)\n",Sa1,Sa2);
printf("o1=%6.5f,o2=%6.5f (rad)\n",o1,o2);
printf("e=%5.3f \n",e);
printf("db1=%5.3f,db2=%5.3f (mm)\n",db1,db2);
}
}
}

运行结果
ai=215 (mm)
ti=0.385 (rad)
df1=92.885, df2=297.421 (mm)
s1=15.792, s2=11.622 (mm)
sb1=16.295, sb2=15.397 (mm)
o1=0.02029, o2=0.02029 (mm)
e=1.381
db1=97.734, db2=300.721 (mm)
x1=0.595, x2=-0.201 (mm)
cgm=0.019
ha1=12.609, ha2=6.238 (mm)
hf1=5.238, hf2=11.609 (mm)
da1=129.219, da2=332.475 (mm)
df1=93.525, df2=296.781 (mm)
s1=16.025, s2=11.389 (mm)
sb1=16.514, sb2=15.178 (mm)
sa1=2.215, sa2=5.372 (mm)
o1=0.02029, o2=0.02029
e=1.370
db1=97.734, db2=300.721 (mm)

4 设计总结

一周的课程设计就要结束了，通过这短短的一周，我学到了很多，首先是对插床齿轮的进一步了解，还有增强了自己动手的实践能力，很多很多，真是受益匪浅。
通过这次设计我进一步的了解了插床，了解了插床机构的组成与运动理论。它是由齿轮机构，导杆机构和凸轮机构组成的。电动机经过减速装置使曲柄转动，从而实现刀具切削运动。为设计所需要的齿轮，需要知道它的压力角大小，齿数，齿顶高系数，顶隙系数来求出传动比，啮合角，中心距等等。同时要保证齿轮根切，重合度，齿顶厚等。这次设计使我有很大感触，我发现自己掌握的知识还是不够牢固，实际演练起来显得很笨拙。不能熟练的运用自己所学过的知识。像大一学过的C语言，还有刚刚学过的机械原理，现在都有很大的用途。经过这一周的实习，我增强了自己的动手实践能力，并且发现了自己的不足之处，学过的知识一定要学会运用，牢牢记住。

5．参考文献

1. 《机械原理课程设计指导书》徐萃萍、冷兴聚
2. 《机械原理点算课程设计指导书》冷兴聚
3. 《机械原理》孙桓、陈作模，高等教育出版社，1995.8
4. 《C程序设计》谭浩强，清华大学出版社，1995.3
5. 《C语言典型零件CAD》王占勇，东北大学出版社，2000.9
6. 《计算机图形学》罗笑南、王若梅，中山大学出版社，1996.10