机械原理课程设计明书.docx
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机械原理课程设计明书
1、设计任务及要求
任务：
压床齿轮机构设计方案（Ⅱ）
已知：
齿轮Z5==10、Z6=35，模数m=6，分度圆压力角
=
，齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮Z6与曲柄共轴。
要求：
（1）用C语言编写程序计算
1、中心距
（圆整尾数为5或0或双数）；
2、啮合角；
3、按小轮不发生根切为原则分配变位系数x1、x2；
4、计算基圆直径db1、db2分度圆直径d1、d2，节圆直径
、
分度圆齿厚S1、S2，基圆齿厚Sb1、Sb2，齿顶圆齿厚Sa1、Sa2，节圆展角
。
5、重合度
。
（2）计算出齿形曲线，在2号图纸上绘制齿轮传动的啮合图。
（3）编写出计算说明书。
2、机构运动简图
3、数学模型
1、中心距a＇的计算：
a=m*（Z1+Z2）/2;ai=（a/5+1）*5;（C语言里用ai表示a＇）
2、啮合角
＇的计算：
ti=acos（a*cos（t）/ai）;（C语言里用ti表示
＇）
3、变位系数x1、x2的计算：
Xmin1=hax*（Zmin-z1）/Zmin;（Xmin表示最小变位系数）
Xmin2=hax*（Zmin-z2）/Zmin;
y=（z1+z2）*（cos（t）/cos（ti）-1.0）/2.0;（y表示中心距变动系数）
x1=Xmin1+0.04j;x2=y-Xmin1;（j为整数变量且0≦j﹤10）
4、基圆直径：
db1=m*z1*cos（t）;db2=m*z2*cos（t）;
5、分度圆直径：
d1=m*z1;d2=m*z2;
6、节圆直径：
di1=db1/cos（ti）;di2=db2/cos（ti）;
7、齿顶圆直径：
da1=（z1+2（hax+x1））*m;da2=（z2+2*（hax+x2））*m;
8、齿根圆直径：
df1=（z1-2*（hax+x1+0.25））*m;df2=（z2-2*（hax+x2+0.25））*m;
9、分度圆齿厚：
S1=（pi*m/2+2*x1*m*tan（t））;（pi表示圆周率）
S2=（pi*m/2+2*x2*m*tan（t））;
10、基圆齿厚：
Sb1=S1*db1/d1-db1*（tan（arccos（db1/db1））-arccos（db1/db1）-（tan（t）-t））
Sb2=S2*db2/d2-da2*（tan（arccos（db2/db2））-arccos（db2/db2）-（tan（t）-t））
11、齿顶圆齿厚：
Sa1=S1*da1/d1-da1*（tan（arccos（db1/da1））-arccos（db1/da1）-（tan（t）-t））;
Sa2=S2*da2/d2-da2*（tan（arccos（db2/da2））-arccos（db2/da2）-（tan（t）-t））;
12、节圆展角：
o1=tan（arccos（db1/di1））-arccos（db1/di1）;（o1、o2表示展角）
o2=tan（arccos（db2/di2））-arccos（db2/di2）;
11、重合度：
（C语言里用e表示重合度
）
e=（z1*（tan（arccos（db1/da1））-tan（ti））+z2*（tan（arcco（db2/da2））-tan（ti）））/（2*pi）;
4、程序流程图:
N——S流程图
定义变量：
a,
x1,x2,db1,db2,d1,d2,df1,df2,
da1,da2,S1,S2,Sb1,Sb2,Sa1,Sa2,
y,Xmin1,Xmin2
依次计算
db1,db2,d1,d2,
y,Xmin1,Xmin2;
按格式输出计算结果
作循环：
For（j=0;j<10;j++）;
计算满足条件的x1,x2;
N
x2Y
依次计算:
:
da1,da2,df1,df2,S1,S2,Sb1,Sb2,
Sa1,Sa2,
;
N
（S1>0.25*m&&S2>0.25*m&&Sb1>0.25*m&&
Sb2>0.25*m&&Sa1>0.25*m&&
Sa2>0.25*m&&e>1.2）
Y
不输出
按条件输出满足条件的结果：
x1,x2,db1,db2,d1,d2,df1,df2,
da1,da2,
S1,S2,Sb1,Sb2,Sa1,Sa2,
5、程序清单及运算结果
（1）程序清单
/******机sx06-1班，田野，学号：
0607810117******/
/******齿轮机构的计算程序******/
#include"math.h"
#include"stdio.h"
#definez110/*齿轮1的齿数*/
#definez235/*齿轮2的齿数*/
#definet20*3.14/180/*压力角*/
#definem6/*模数*/
#definehax1/*齿顶高系数*/
#defineZmin17.0/*不发生根切最少齿数*/
#definepi3.14/*圆周率*/
main（）
{inta,ai;/*中心距*/
doubleti;/*啮合角*/
doublex1,x2;/*变位系数*/
doubledb1,db2;/*基圆直径*/
doubled1,d2;/*分度圆直径*/
doubledf1,df2;/*齿根圆直径*/
doubledi1,di2;/*节圆直径*/
doubleda1,da2;/*齿顶圆直径*/
doubleS1,S2;/*齿厚*/
doubleSb1,Sb2;/*基圆齿厚*/
doubleSa1,Sa2;/*齿顶圆齿厚*/
doubleo1,o2;/*节圆展角*/
doublee;/*重合度*/
doubley,Xmin1,Xmin2;/*最小变位系数*/
inti,j;
a=m*（z1+z2）/2;
i=a/5;
ai=（i+1）*5;
printf（"\nai=%d（mm）\n",ai）;
ti=acos（a*cos（t）/ai）;/*计算啮合角*/
printf（"ti=%4.3f（rad）\n",ti）;
db1=m*z1*cos（t）;/*计算基圆直径*/
db2=m*z2*cos（t）;
printf（"db1=%5.3f,db2=%5.3f（mm）\n",db1,db2）;
d1=m*z1;/*计算分度圆直径*/
d2=m*z2;
printf（"d1=%5.3f,d2=%5.3f（mm）\n",d1,d2）;
di1=db1/cos（ti）;/*计算节圆直径*/
di2=db2/cos（ti）;
printf（"di1=%5.3f,di2=%5.3f（mm）\n",di1,di2）;
y=（z1+z2）*（cos（t）/cos（ti）-1.0）/2.0;/*计算中心距变动系数*/
printf（"y=%3.2f（mm）\n\n",y）;
Xmin1=hax*（Zmin-z1）/Zmin;/*计算最小变位系数*/
printf（"Xmin1=%3.2f（mm）\n\n",Xmin1）;
Xmin2=hax*（Zmin-z2）/Zmin;
printf（"Xmin2=%3.2f（mm）\n\n",Xmin2）;
for（j=0;j<10;j++）
{x1=Xmin1+0.04*j;/*计算变位系数*/
x2=y-Xmin1;
if（x2
da1=（z1+2*（hax+x1））*m;/*计算齿顶圆直径*/
da2=（z2+2*（hax+x2））*m;
df1=（z1-2*（hax+x1+0.25））*m;/*计算齿根圆直径*/
df2=（z2-2*（hax+x2+0.25））*m;
S1=（pi*m/2+2*x1*m*tan（t））;/*计算齿厚*/
S2=（pi*m/2+2*x2*m*tan（t））;
/*计算基圆齿厚*/
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））;
/*计算齿顶圆齿厚*/
Sa1=S1*da1/d1-da1*（tan（acos（db1/da1））-acos（db1/da1）-（tan（t）-t））;
Sa2=S2*da2/d2-da2*（tan（acos（db2/da2））-acos（db2/da2）-（tan（t）-t））;
o1=tan（acos（db1/di1））-acos（db1/di1）;/*计算节圆展角*/
o2=tan（acos（db2/di2））-acos（db2/di2）;
/*计算重合度*/
e=（z1*（tan（acos（db1/da1））-tan（ti））+z2*（tan（acos（db2/da2））-tan（ti）））/（2*pi）;
if（S1>0.25*m&&S2>0.25*m&&Sb1>0.25*m&&Sb2>0.25*m&&
Sa1>0.25*m&&Sa2>0.25*m&&e>1.2）
{printf（"x1=%4.3f,x2=%4.3f（mm）\n",x1,x2）;
printf（"S1=%4.3f,S2=%4.3f（mm）\nSb1=%4.3f,Sb2=%4.3f（mm）\nSa1=%4.3f,Sa2=%4.3f（mm）\n",S1,S2,Sb1,Sb2,Sa1,Sa2）;
printf（"o1=%6.5f,o2=%6.5f\ne=%4.3f\n",o1,o2,e）;
printf（"d1=%4.3f,d2=%4.3f（mm）\n",d1,d2）;
printf（"db1=%4.3f,db2=%4.3f（mm）\n",db1,db2）;
printf（"di1=%4.3f,di2=%4.3f（mm）\n",di1,di2）;
printf（"da1=%4.3f,da2=%4.3f（mm）\n",da1,da2）;
printf（"df1=%4.3f,df2=%4.3f（mm）\n\n",df1,df2）;;
}
}
}_
（2）程序结果
ai=140（mm）
ti=0.437（rad）
db1=56.385,db2=197.348（mm）
d1=60.000,d2=210.000（mm）
di1=62.222,di2=217.778（mm）
y=0.83（mm）
Xmin1=0.41（mm）
Xmin2=-1.06（mm）
x1=0.412,x2=-0.402（mm）
S1=11.217,S2=11.260（mm）
Sb1=11.381,Sb2=13.519（mm）
Sa1=1.669,Sa2=3.818（mm）
o1=0.03044,o2=0.03044
e=1.306
d1=60.000,d2=210.000（mm）
db1=56.385,db2=197.348（mm）
di1=62.222,di2=217.778（mm）
da1=76.941,da2=227.059（mm）
df1=40.059,df2=189.941（mm）
x1=0.393,x2=-0.186（mm）
S1=11.135,S2=8.607（mm）
Sb1=11.387,Sb2=10.773（mm）
Sa1=2.004,Sa2=4.695（mm）
o1=0.01778,o2=0.01778
e=1.344
d1=60.000,d2=210.000（mm）
db1=56.385,db2=197.348（mm）
di1=62.222,di2=217.778（mm）
da1=76.941,da2=227.059（mm）
df1=40.059,df2=189.941（mm）
x1=0.433,x2=-0.186（mm）
S1=11.310,S2=8.607（mm）
Sb1=11.551,Sb2=10.773（mm）
Sa1=1.809,Sa2=4.695（mm）
o1=0.01778,o2=0.01778
e=1.364
d1=60.000,d2=210.000（mm）
db1=56.385,db2=197.348（mm）
di1=62.222,di2=217.778（mm）
da1=76.941,da2=227.059（mm）
df1=40.059,df2=189.941（mm）
x1=0.473,x2=-0.186（mm）
S1=11.485,S2=8.607（mm）
Sb1=11.716,Sb2=10.773（mm）
Sa1=1.607,Sa2=4.695（mm）
o1=0.01778,o2=0.01778
e=1.385
d1=60.000,d2=210.000（mm）
db1=56.385,db2=197.348（mm）
di1=62.222,di2=217.778（mm）
da1=76.941,da2=227.059（mm）
df1=40.059,df2=189.941（mm）
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6、结果分析与总结
结果的分析：
1、已知z5=10<17，所以，如果按正常加工，则会产生根切现象，故要采用变位加工，小齿轮采用正变位，大齿轮采用负变位。
运算结果也证明了这一点。
1、无论变位系数x1、x2怎样变化，节圆直径di1、di2都不变。
2、由结果得x1+x2>0；故该组齿轮的传动类型是正传动，在正传动中，啮合角大于分度圆压力角，中心距大于标准中心距，两轮的分度圆分离，齿顶高需缩减。
正传动的优点是可以减小齿轮机构的尺寸，能使齿轮机构的承载能力有较大提高。
3、正传动的缺点是重合度减小较多。
7、个人总结：
机械原理课程设计是一次理论联系实际的训练,也是对所学的内容的一次检验。
因此,它在大学学习中占有重要的地位。
为我的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
首先是自己的心态。
机械原理课程设计的性质不同于大学物理实验，因为物理的实验比较抽象，我觉得物理实验并不能锻炼自己的动手能力。
但机械原理不同，它是一门技术基础课，机械原理的课程设计对将来学习专业课有重要作用。
其次就是基础知识。
有的知识点，课上没有听懂，所以，在设计的时候要回过头来看书，因为，要使设计的东西正确，就必须把知识点弄明白，所以，在设计的过程中，知识点不但得到了复习，而且还在实际中得到了应用。
在设计的过程中我觉得从始到终都应该保持认真的态度，坚持冷静独立的解决问题的能力。
通过这次课程设计，我清楚了数学建模的方法和过程，我懂得了怎样把实际问题转化成数学问题，然后利用计算机编程去计算结果。
通过这次课程设计，我的编程能力也得到了提高。
我这次设计的是压床上的齿轮机构，通过这次设计，我对变位齿轮的设计有了新的认识，
虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,得到了很多锻炼,但同时也存在一定的不足和缺陷,这次课程设计让我懂得了以后应该更加努力认真去做每件事,以冷静沉着的心态去面对每一件事情。
8、参考文献：
1、徐萃萍，冷兴聚.机械原理课程设计指导书
2、冷兴聚.机械原理电算课程设计指导
3、孙桓，陈作模.机械原理[M].北京：
高等教育出版社，1995,8
4、谭浩强.C语言程序设计.北京：
清华大学出版社，1995,3
5、谭浩强.C程序设计题解与上机指导.北京：
清华大学出版社，2000、3
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