机械原理课程设计

题目…………………………………………………………………………………………（2） 解答…………………………………………………………………………………………（2） （一）机械系统运动循环图…………………………………………………………………（2） （二）机械系统运动功能系统图……………………………………………………………（2） （三）机械系统运动方案……………………………………………………………………（3） （1） 电动机…………………………………………………………………………………（3） （2） 过载保护机构…………………………………………………………………………（3） （3） 变速机构………………………………………………………………………………（3） （4） 减速机构………………………………………………………………………………（3） （5） 传送带间歇机构………………………………………………………………………（4） （6） 传送带机构……………………………………………………………………………（4） （7） 锥齿轮减速机构………………………………………………………………………（4） （8） 推杆间歇机构1………………………………………………………………………（5） （9） 推杆机构1……………………………………………………………………………（5） （10）推杆间歇机构2………………………………………………………………………（5） （11）推杆机构2……………………………………………………………………………（6） （四）机械系统机构尺寸……………………………………………………………………（6） （1） 传动部分尺寸…………………………………………………………………………（） （2） 锥齿轮尺寸……………………………………………………………………………（） （3） 传送带间歇机构不完全齿及带轮尺寸………………………………………………（） （4） 推杆机构1、2尺寸……………………………………………………………………（） （5） 推杆间歇机构不完全齿尺寸…………………………………………………………（） （五）运动方案执行构件运动时序分析……………………………………………………（）

（11）推杆机构2

如图所示为推杆机构2，其工作原理及尺寸完全与推杆机构1相同，只不过有两个推杆，同时将铜料和铝料推到传送带上。 （四） 机械系统机构尺寸 （1）传动部分尺寸

1．滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度 齿轮z9，z10（表中z1代表z10，z2代表z9） 序号 1 2 3 3 4 5 6 7 项目 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 标准中心距 实际中心距 啮合角 齿轮1 齿轮2 代号 Z1 Z2 m α hα* c* a a` α` 计算公式及计算结果 75 19 2mm 20 1 0.25 a1m(z1z2)94mm 2acos)21.60 a'95mm 'arccos(8 9 变位系数 齿顶高 齿轮1 齿轮2 齿轮1 x1 x2 ha1 0.450 0.071 *ha1m(hax1y)2.858mma'a(yx1x2y,y)m 齿轮2 ha2 ha2m(hax2y)2.100mma'a(yx1x2y,y)m *10 齿根高 齿轮1 齿轮2 hf1 hf2 d1 d2 da1 da2 df1 df2 αa1 hf1m(hac*x1)1.6mm hf2m(hac*x2)2.358mm d1mz1150mm **10 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 d2mz238mm 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 da1d12ha1155.716mm da2d22ha242.2mm 12 齿根圆直径 齿轮1 齿轮2 df1d12hf1146.800mm df2d22hf233.284mm 13 齿顶圆压力角 齿轮1 a1arccos(db1/da1)25.15 (db1d1cos)a2arccos(db2/da2)32.20 (db2d2cos)齿轮2 αa2 14 重合度 ε 1z1(tana1tan')z2(tana2tan') 2=2.06 齿轮z7，z8（表中z1代表z8，z2代表z7） 序号 1 2 3 3 项目 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 齿轮1 齿轮2 代号 Z1 Z2 m α hα* 计算公式及计算结果 67 25 2mm 20 1 4 5 6 7 8 9 顶隙系数 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿顶高 齿轮1 齿轮2 齿轮1 c* a a` α` x1 x2 ha1 0.25 a1m(z1z2)92mm 2acos)24.49 a'95mm 'arccos(0.679 0.988 *ha1m(hax1y)3.025mma'a(yx1x2y,y)m 齿轮2 ha2 ha2m(hax2y)3.2mma'a(yx1x2y,y)m *10 齿根高 齿轮1 齿轮2 hf1 hf2 d1 d2 da1 da2 df1 df2 αa1 hf1m(hac*x1)1.142mm hf2m(hac*x2)0.525mm d1mz1134mm d2mz250mm **10 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 da1d12ha1140.049mm da2d22ha257.284mm 12 齿根圆直径 齿轮1 齿轮2 df1d12hf1131.716mm df2d22hf248.951mm 13 齿顶圆压力角 齿轮1 a1arccos(db1/da1)25.96 (db1d1cos)a2arccos(db2/da2)34. (db2d2cos)齿轮2 αa2 14 重合度 ε 1z1(tana1tan')z2(tana2tan') 2=2. 齿轮z5，z6（表中z1代表z6，z2代表z5） 序号 项目 代号 计算公式及计算结果 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿顶高 齿轮1 齿轮2 Z1 Z2 m α hα* c* a a` α` 63 31 2mm 20 1 0.25 a1m(z1z2)94mm 2acos)21.60 a'95mm 'arccos(0.374 0.145 *齿轮1 齿轮2 齿轮1 x1 x2 ha1 ha1m(hax1y)2.709mma'a(yx1x2y,y)m 齿轮2 ha2 ha2m(hax2y)2.252mma'a(yx1x2y,y)m *10 齿根高 齿轮1 齿轮2 hf1 hf2 d1 d2 da1 da2 df1 df2 αa1 hf1m(hac*x1)1.752mm hf2m(hac*x2)2.209mm d1mz1126mm d2mz262mm **10 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 da1d12ha1131.419mm da2d22ha266.504mm 12 齿根圆直径 齿轮1 齿轮2 df1d12hf1122.496mm df2d22hf257.582mm 13 齿顶圆压力角 齿轮1 a1arccos(db1/da1)25.72 (db1d1cos)齿轮2 αa2 a2arccos(db2/da2)28.83 (db2d2cos)14 重合度 ε 1z1(tana1tan')z2(tana2tan') 2=2.10 2．定轴齿轮传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度 齿轮z11，z12（表中z1代表z11，z2代表z12） 序号 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 项目 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿顶高 齿轮1 齿轮2 齿轮1 齿轮1 齿轮2 代号 Z1 Z2 m α hα* c* a a` α` x1 x2 ha1 计算公式及计算结果 40 21 3mm 20 1 0.25 a1m(z1z2)91.5mm 293mm 'arccos(0.382 0.147 *acos)22.40 a'ha1m(hax1y)4.058mma'a(yx1x2y,y)m 齿轮2 ha2 ha2m(hax2y)3.3mma'a(yx1x2y,y)m *10 齿根高 齿轮1 齿轮2 hf1 hf2 d1 d2 da1 da2 df1 hf1m(hac*x1)2.604mm hf2m(hac*x2)3.308mm d1mz1120mm d2mz263mm **10 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 da1d12ha1128.116mm da2d22ha269.708mm 12 齿根圆直径 齿轮1 df1d12hf1114.792mm 齿轮2 13 齿顶圆压力角 齿轮1 df2 αa1 df2d22hf256.384mm a1arccos(db1/da1)28.34 (db1d1cos)a2arccos(db2/da2)31.87 (db2d2cos)齿轮2 αa2 14 重合度 ε 1z1(tana1tan')z2(tana2tan') 2=1.98 齿轮z13，z14（表中z1代表z13，z2代表z14） 序号 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 项目 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 标准中心距 实际中心距 啮合角 变位系数 齿顶高 齿轮1 齿轮2 齿轮1 齿轮1 齿轮2 代号 Z1 Z2 m α hα* c* a a` α` x1 x2 ha1 计算公式及计算结果 40 21 3mm 20 1 0.25 a1m(z1z2)91.5mm 2acos)22.40 a'93mm 'arccos(0.382 0.147 *ha1m(hax1y)4.058mma'a(yx1x2y,y)m 齿轮2 ha2 ha2m(hax2y)3.3mma'a(yx1x2y,y)m *10 齿根高 齿轮1 齿轮2 hf1 hf2 d1 d2 hf1m(hac*x1)2.604mm hf2m(hac*x2)3.308mm d1mz1120mm d2mz263mm **10 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 da1 da2 df1 df2 αa1 da1d12ha1128.116mm da2d22ha269.708mm 12 齿根圆直径 齿轮1 齿轮2 df1d12hf1114.792mm df2d22hf256.384mm 13 齿顶圆压力角 齿轮1 a1arccos(db1/da1)28.34 (db1d1cos)a2arccos(db2/da2)31.87 (db2d2cos)齿轮2 αa2 14 重合度 ε 1z1(tana1tan')z2(tana2tan') 2=1.98 （2）锥齿轮尺寸

表中z1代表z15，z2代表z16 序项目 号 1 2 3 4 5 6 齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 分度圆锥角 齿轮1 齿轮1 齿轮2 代号 Z1 Z2 m α hα* c* δ1 计算公式及计算结果 19 95 2mm 20 1 0.25 1arccot(2)11.31 齿轮2 δ2 zz1290178.69 d1mz138mm 7 分度圆直径 齿轮1 齿轮2 d1 d2 d2mz2190mm 8 9 锥距 齿顶高 齿轮1 齿轮2 10 齿根高 齿轮1 齿轮2 11 齿顶圆直径 齿轮1 齿轮2 12 齿根圆直径 齿轮1 齿轮2 13 当量齿数 齿轮1 齿轮2 14 当量齿轮齿顶圆压力角 齿轮1 R ha1 ha2 hf1 hf2 da1 da2 df1 df2 zv1 zv2 αva1 R122mz1z296.88mm 2ha1h*m2mm ha2h*m2mm hf1(h*c*)m2.5mm hf2(h*c*)m2.5mm da1d12ha1cos141.92mm da2d22ha2cos2190.78mm df1d12hf1cos133.10mm df2d22hf2cos21.02mm zv1z1/cos138.75 zv2z2/cos2484.40 va1arccos(齿轮2 αva2 mzv1cos)26.67 mzv12ha1mzv2cos)20. mzv22ha2va2arccos(15 重合度 ε 1zv1(tanva1tanv')zv2(tanva2tanv') 2=1.83 附：（不完全齿部分参数计算.m） clear all z1p=305 z2p=21 K=3 m=1.5

ar=20*pi/180; ha1=1; ha2=1; z2=21

z1=z2+1-K

a=m/2*(z1p+z2p)

ara1=acos(z1p*cos(ar)/(z1p+2))*180/pi ara2=acos(z2p*cos(ar)/(z2p+2))*180/pi der=360/z2p*K derp=360/z2p*z2

ga=1/2*(pi/52+2*(tan(ara2*pi/180)-tan(ar)+(ar-ara2*pi/180)))*180/pi der2=180/z2p*K+ga

L=1/2*(z2p*(z1p+z2p)+2*(z2p+1)-(z1p+z2p)*(z2p+2)*cos(der2*pi/180)) ham=(-z1p+(z1p^2+4*L)^0.5)/2 has=0.6

aras=acos(z1p*cos(ar)/(z1p+2*has))*180/pi aram=acos(z1p*cos(ar)/(z1p+2*ham))*180/pi

e=z1p/2/pi*(tan(aras*pi/180)-tan(ar))+z2p/2/pi*(tan(ara2*pi/180)-tan(ar)) si=der-2*ga

dersi=180/pi/(z2p+2) fai=360*(z1-1)/z1p

lan1=(pi/2/z1p-tan(aras*pi/180)+tan(ar)+aras*pi/180-ar)*180/pi

rc1=m/2*((z2p+2)^2+(z1p+z2p)^2-2*(z2p+2)*(z1p+z2p)*cos(si/2*pi/180))^0.5 arc1=acos(m*z1p*cos(ar)/2/rc1)*180/pi

fai1=(tan(aras*pi/180)-tan(arc1*pi/180)+(arc1-aras)*pi/180)*180/pi

bei1=atan((z2p+2)*sin(si/2*pi/180)/((z1p+z2p)-(z2p+2)*cos(si/2*pi/180)))*180/pi+fai1 QE=bei1+lan1

lan2=(pi/2/z1p-tan(aram*pi/180)+tan(ar)+aram*pi/180-ar)*180/pi bei2=asin((z2p+2)*sin(der2*pi/180)/(z2p+2*ham))*180/pi QS=bei2-lan2 beip=QE+QS+fai k=beip/(360-beip) t=beip/360