机械设计实习报告-齿轮变速箱设计

输送机工作轴转速：n=125r/min

所以电动机转速范围750~2250r/min

优先选取 1000和1500r/min

查《机械设计课程设计》p.196表20-1

取电动机 Y132S-4

同步转速1500r/min 满载转速n m=1440r/min

总传动比i=n m/n w=1440/125=11.52

四、传动比的分配

5.76 5.49 5.24 5.01 4.8 4.61 4.43 4.27 4.11 3.97 3.84 i

1

2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9

3.0 i

2

取i1=4.8 i2=2.4

五、各轴转速、输入功率、转矩的计算：

各轴输入功率：

P工作轴=3.6KW

P4= P工作轴/η4=3.6/0.98=3.67KW

P3=P4/η3/η4=3.67/0.93/0.98=4.03KW

P2=P3/η1/η4=4.03/0.99/0.98=4.15KW

由《机械设计课程设计》p.66表9-2可知，该齿轮采用腹板式，小批量生产，所以采用自由锻的方法加工。

d=42.5,mm

d1=1.6d=68mm

D0=0.5（D1+d1）

δ0=10mm

d0=0.25(D1-d1)=26.4075mm

c=0.3B=11.1mm

D1=d f-2δ0

由上述公式可得出齿轮的具体每一尺寸的大小，然后再进行绘制零件图。

轴承端面至箱体内壁的距离Δ3=11mm，

小齿轮端面至箱体内壁距离Δ2=10mm，

由《机械设计基础》p.176式（11-7）对小齿轮分析：

F t=2T1

d1

=1400.68N

F r=F t tan∝n

cosβ

=527.4N

F a1=F t tanβ=371.12N

外加轴向力

F A=F a1=371.12N

受力分析

如下图所示：

d1=41.38mm L=b1+2(Δ2+Δ3)=83mm 则

F r1y+F r2y=F r

F r1x=F r2x=F t/2=700.34N

在y平面内对左端求矩

-F a1·d1

2−F r·L

2

+F r1y·L=0

受力分析如图所示 d2=198.63mm L=83mm 则

F r1+F r2=F r

F r1x=F r2x=F t/2=665.11N

在y平面内对左端求矩

-F a2·d2

2+F r·L

2

−F r1y·L=0

则

F r1y=171.29N

F r2y=329.57N

所以

F r1=√F r1x2+F r1y2=686.81N

F r2=√F r2x2+F r2y2=742.29N

由《机械设计基础》表16-12得

F s=0.68F r

所以

F s1=F r1x0.68=467.03N

因为小齿轮的齿数为20，轴径与分度圆直径较为接近，所以1轴必须加工为齿轮轴。如图所示。

则1轴材料改为与小齿轮相同的材料，为40Cr 。 再对1轴进行估算，C=105（《机械设计基础》p.245式

（14-2）） d 0≥105x √

4.37

1440

3

=15.20mm

与原来相差不大，所以仍可按照原直径进行设计。 联轴器的选择也可以不变。 由所连接的标准件以及计算可得 上图各段尺寸为：

d min =20mm d 1=28mm d 2=30mm d 4=36mm d 3=d a1=45.38mm L 1=50mm L 2=60mm L 3=32mm L 4=36mm

L5=37mm L6=33mm

对轴各段进行校核：

L=83+16=93mm

由轴承的选用与校核可知

F1y=171.17N F2y=356.23N F1x=F2x=700.34N

绘制出x，y平面内的弯矩图和扭矩图：如下图所示：

其中

M av=F2y·L

=16.56N·m

2

=7.98N·m

M av’=F1y·L

2

M aH=F1x·L

=32.57N·m

2

T=T1=28.98N·m

总弯矩为：

M a=√M av2+M aH2=36.54N·m

最危险截面的当量弯矩为

M e=√M a2+(∝T)2=37.56N·m

其中∝=0.3，视轴的扭切应力为不变应力。

查表9-1得，40Cr的强度极限σb=981MPa，则σ-1b=80MPa M e=5.30MPa<σ-1b

σe=1

0.1d3

所以轴1的强度满足要求。

对于2轴：

2轴的设计如下图：

d min=28mm d1=35mm d2=40mm

d3=42.5mm d4=50mm

L1=50mm L2=60mm L3=42mm

L4=36mm L5=41mm L6=35mm

对轴的各段进行校核：

内容如下：

由轴承的选择与校核中可知：

F1x=F2x=665.11N

F1y=329.57N F2y=171.29N

F r=500.86N F a=352.45N