单缸四冲程柴油机齿轮机构设计说明书.docx

姓名 王鹏 专业 机械工程及自动化 班级 09-3班
学号0907100321

一、设计题目：单缸四冲程柴油机齿轮机构设计
二、系统简图：

三、工作条件
已知： 齿轮齿数=22, =44, ＝5，分度圆压力角；齿轮为正常齿制，在闭式的润滑油池中工作。
四、要求：
1）用C语言编程序，选择两轮变位系数，计算齿轮各部分尺寸。
2）用2号图纸绘制齿轮传动的啮合图。
3）编写说明书一份。

指导教师：王春华 何凡
开始日期：2011 年 6 月 26 日 完成日期： 2011年 6 月 30 日

目录

1. 设计题目及参数……………………………………1
2. 数学模型地建立……………………………………1
3. 程序框图……………………………………………6
4. 程序清单及结果……………………………………6
5. 设计总结……………………………………………15
6. 参考文献……………………………………………16
7.中期检查报告………………………………………18

1.设计题目及参数

已知:齿轮齿数Z1=22,Z2=44,m=5mm，分度圆压力角а=20°;齿轮为正常齿轮,在闭式的润滑油池中工作。
要求：1）用C语言编写程序，选择两轮变位系数，计算齿轮各部分尺寸。
2）绘制柴油机机构运动简图
3）编写说明书一份。
2.数学模型的建立

1) 实际中心距的确定： ； =（a/5+1）5；
2) 啮合角：
；
3) 分配变位系数；

；；

4）中心距变动系数 y=()/m；
5) 齿轮基本参数：
注：下面单位为mm
模数： m=5
压力角：
齿数： =22 =44
齿顶高系数：
齿根高系数：
传动比：
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：

4) 重合度：

5) 一般情况应保证
6) 齿距：
7) 节圆齿距：
8) 基圆齿距：
9) 齿顶圆齿厚：

一般取
10) 基圆齿厚：

11) 分度圆齿厚：

12) 展角：

3.程序框图

输入 m
计算
计算

Y

计算

Y
﹤0.25m N

计算

Y

N

计算 o1 ，o2
输出计算结果

4.程序清单及运行结果
1）.程序清单
#include"math.h"
#include"stdio.h"
#define z1 22.0
#define z2 44.0
#define t 20*3.14/180 /*yalijiao,unit:rad*/
#define m 5 /*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);
}
}
}
2).运行结果
a=165
ai=170 (mm)
ti=0.422 (rad)

cdb=2.000
y=1.000
d1=110.000,d2=220.000 (mm)
di1=113.333,di2=226.667 (mm)
p=15.700,p1=16.176,pb=14.754
Xmin1=-0.2941 (mm)

Xmin2=-1.5882 (mm)

xh=x1+x2=1.104
d1=110.000,d2=220.000 (mm)
x1=0.066,x2=1.038 (mm)
cgm=0.104
ha1=4.809,ha2=9.671 (mm)
hf1=5.921,hf2=1.059 (mm)
da1=119.618,da2=239.341 (mm)
df1=98.159,df2=217.882 (mm)
S1=8.090,S2=11.627 (mm)
Sb1=9.141,Sb2=14.003 (mm)
Sa1=4.000,Sa2=1.267 (mm)
o1=0.02705,o2=0.02705 (rad)
e=1.403
db1=103.373,db2=206.746 (mm)

5.设计总结

我在这次的课程设计中，我所设计的是柴油机齿轮，齿轮设计的好坏直接影响到柴油机的好坏，所以齿轮的设计是十分必要的，而设计一个好的齿轮也是非常不容易的，需要知道它的模数，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，以此为根据来设计所要的齿轮，同时要保证齿轮跟切，重合度，齿顶厚，滑动系数，不发生干涉等。
通过此次课程设计，使我受益匪浅，让我对机械设计和制造有了深入的了解，对本专业的有了更深入的了解。使我对变位齿轮的设计、制造和加工有了系统的掌握。
在设计齿轮过程中，由于有些齿轮大小等一些因素的限制，齿轮的齿数无法达到不根切的最小齿数或一些配合方面的要求，需要对所加工的齿轮进行变位，由于正常齿的和是不变的，所以齿的大小等数据不变，所以在设计时只能使分度圆直径减小以达到不根切的的。分度圆变化的程度用变位系数来表示。在设计时通过两齿轮的齿数和模数m计算出啮合角，从而计算出变位系数的和。由于是定值，所以当就会减小，所以在确定变位系数时要合理分配的大小，变位系数可通过公式，有来确定。由于分度圆的变化，齿轮的一些其它部分的尺寸也会随之而变化，例如齿顶高、齿根高、分度圆、等一些齿轮基本参数都会发生变化，这些尺寸均可同过公式，由变位系数来确定。而边位齿轮传动部分的尺寸基本不发生变化，不会对传动产生影响，而且解决了齿轮齿数小于最小不根切齿数时的根切问题。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在老师的细心辅导下，同学的热心帮助下，我的第一次课程设计完成了，在这次设计中，我学到了很多东西，知道了机械设计制造专业的的任务。将来的发展方向，在设计过程中也发现了自己的许多不足之处，之后我会不断加强自己。

6.参考文献.

1.《机械原理》孙桓、陈作模，高等教育出版社，1995.8