3787 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)

3787 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì),玉米,脫粒機(jī),設(shè)計(jì) 1玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)目錄引言 ....................................................................................1初步擬定設(shè)計(jì)過(guò)程 ........................................................................21 設(shè)計(jì)方案 ..............................................................................21.1 總體方案設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................21.2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................22 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) .....................................................................22.1 選擇電動(dòng)機(jī) ..............................................................................................................................................22.1.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 ...............................................................................................................................22.1.2 確定電機(jī)工作效率 .......................................................................................................................32.1.3 確定電機(jī)的型號(hào) ...........................................................................................................................33 V 帶及帶輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) ..................................................................33.1 帶輪材料的選擇 ......................................................................................................................................33.2 V 帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................................................................................................33.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................44 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .....................................................................54.1 鏈輪材料的選擇 ......................................................................................................................................54.2 鏈輪的基本傳動(dòng)方案 ..............................................................................................................................54.3 對(duì)鏈輪的基本要求 ..................................................................................................................................54.4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................64.5 鏈輪 3 的傳動(dòng)與設(shè)計(jì)： ..........................................................................................................................74.6 鏈輪 4 的傳動(dòng)與設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................84.7 鏈輪 1 的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................94.7.1 鏈輪 1 的計(jì)算 ...............................................................................................................................94.7.2 滾子鏈鏈輪 1 齒槽形狀參數(shù) .....................................................................................................104.7.3 整體式小鏈輪 Z1 主要結(jié)構(gòu)尺寸 ...............................................................................................104.8 鏈輪 2 的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................114.8.1 鏈輪 2 的計(jì)算 ...........................................................................................................................114.8.2 滾子鏈鏈輪 2 齒槽形狀參數(shù) .....................................................................................................124.8.3 整體式小鏈輪 Z2 主要結(jié)構(gòu)尺寸 ...............................................................................................124.9 鏈輪 3 的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................134.9.1 鏈輪 3 的計(jì)算 .............................................................................................................................134.9.2 滾子鏈鏈輪 3 齒槽形狀參數(shù) .....................................................................................................144.9.3 整體式鋼制小鏈輪 Z3 主要結(jié)構(gòu)尺寸 .......................................................................................144.10 鏈輪 4 的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................154.10.1 鏈輪 3 的計(jì)算 ...........................................................................................................................154.10.2 滾子鏈鏈輪 4 齒槽形狀參數(shù) ...................................................................................................164.10.3 整體式鋼制小鏈輪 Z4 主要結(jié)構(gòu)尺寸 .....................................................................................164.11 鏈傳動(dòng)的失效形式 ..............................................................................................................................164.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 .......................................................................................................................1624.11.2 鏈的疲勞破壞 ...........................................................................................................................174.11.3 多次沖擊破斷 ...........................................................................................................................174.11.4 鏈條的膠合 ...............................................................................................................................174.11.5 載拉斷 .......................................................................................................................................175 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................175.1 軸材料的選擇 ........................................................................................................................................175.2 軸結(jié)構(gòu)的基本要求 ................................................................................................................................175.3 初步確定軸 1 的各段直徑和長(zhǎng)度 ........................................................................................................185.3.1 估算軸的最小直徑 .....................................................................................................................185.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 .........................................................................................................185.3.3 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................185.4 初步確定軸 2 的各段直徑和長(zhǎng)度 ........................................................................................................195.4.1 估算軸的最小直徑 .....................................................................................................................195.4.2 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................195.4.3 軸的左端對(duì)腰輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................195.5 軸三的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................195.5.1 估算軸的直徑 .............................................................................................................................195.5.2 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................195.5.3 對(duì)鼓輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................................205.6 軸四的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................205.6.1 估算軸的最小值徑 .....................................................................................................................205.6.2 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................205.7 軸端倒角 ................................................................................................................................................216 機(jī)架材料的選擇 ...................................................................................................................................217 結(jié)束語(yǔ) .......................................................................................................................................................218 致謝 ...........................................................................................................................................................22參考文獻(xiàn)： ...................................................................................................................................................221玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)馮文賓（河北科技師范學(xué)院 機(jī)械電子系 機(jī)制 0305 班 學(xué)號(hào)：0411030119）指導(dǎo)教師：陳芳摘要：本設(shè)計(jì)基于各種脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要研究玉米脫粒的方式、方法、玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在此依據(jù)基礎(chǔ)上完成零部件的設(shè)計(jì)，并依據(jù)相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成零部件的設(shè)計(jì)。本著從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的角度出發(fā)，針對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作效率高的玉米脫粒機(jī)。首先應(yīng)該根據(jù)玉米盤的自身形狀來(lái)展開初步設(shè)計(jì)，從而展開總體方案的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。研究的主要內(nèi)容基本包括玉米脫粒機(jī)構(gòu)、裝置、電機(jī)的選擇、鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般機(jī)械設(shè)計(jì)方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機(jī)構(gòu)的分析開始，確定方案后再進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后以完成的設(shè)備圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算書作為整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算的成果。為了減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的機(jī)械化程度，填補(bǔ)農(nóng)業(yè)機(jī)械的一項(xiàng)空白，針對(duì)玉米盤本身特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，在脫粒時(shí)鼓輪和腰輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)做嚙合狀，對(duì)玉米盤進(jìn)行擠壓，使玉米籽之間的間隙有所增大，又由于鼓輪與腰輪的轉(zhuǎn)速不同，腰輪是鼓輪的1倍，使得玉米籽與玉米盤之間發(fā)生相互撮動(dòng)，以達(dá)到籽盤分離。該設(shè)計(jì)巧妙的利用腰輪與鼓輪相互轉(zhuǎn)動(dòng)、撮動(dòng)，使玉米盤在擠壓、撮動(dòng)力的作用下，瓜籽之間間隙變大的瞬間，進(jìn)行撮動(dòng)脫粒，然后凈粒，完成脫粒。關(guān)鍵詞：玉米脫粒機(jī)；腰輪；鼓輪傳動(dòng)裝置；鏈輪；機(jī)體構(gòu)造引言脫粒機(jī)是用于對(duì)小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機(jī)械，在我國(guó)廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機(jī)在我國(guó)生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，將玉米籽（谷物）從作物的穗頭上分離下來(lái)所使用的機(jī)具，稱為脫粒機(jī)具。質(zhì)量合格的脫粒機(jī)，應(yīng)該是堅(jiān)固耐用的、故障少、使用保養(yǎng)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。同時(shí)，還應(yīng)滿足以下的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：玉米籽應(yīng)當(dāng)從玉米盤上脫下來(lái)，脫粒要干凈。脫下的玉米籽不要破碎、情潔、不混其它玉米盤、雜物等脫粒時(shí)應(yīng)盡量減少玉米盤的損壞，以保證玉米籽的完整。脫粒機(jī)在一定程度上應(yīng)有一定的通用性，盡可能適用于托多種農(nóng)作物，從而以提高機(jī)具的利用率。所設(shè)計(jì)的脫粒機(jī)應(yīng)有較高的生產(chǎn)率，功率消耗少，即其造價(jià)低。脫粒系統(tǒng)是聯(lián)合收割機(jī)的核心，它決定著其他各部分的工作性能。研究脫粒空間內(nèi)谷物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是聯(lián)合收割機(jī)脫粒機(jī)理研究的關(guān)鍵內(nèi)容之一。 ??5脫粒機(jī)生產(chǎn)在我國(guó)雖已有數(shù)十年歷史，但不少企業(yè)仍延襲十幾年以前的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)和管理，企業(yè)管理水平相對(duì)落后。全國(guó)２００多家企業(yè)中，至今只有１家企業(yè)進(jìn)行了質(zhì)量保證體系認(rèn)證就足以說(shuō)明這一問題。此外，產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)品更新?lián)Q代適應(yīng)不了市場(chǎng)的需求，一些產(chǎn)品多年存在的性能問題，如風(fēng)扇型脫粒機(jī)存在的對(duì)作物干濕度適應(yīng)性差的問題一直得不到解決，原因就是多數(shù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益欠佳，拿不出更多的資金和技術(shù)力量用于科研和開發(fā)新產(chǎn)品；也有的是由于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)急功近利，對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品的重要性認(rèn)識(shí)不足。然而產(chǎn)品更新?lián)Q代的越慢，越難占領(lǐng)市場(chǎng)，企業(yè)效益越差，從而使不少企業(yè)的生產(chǎn)陷入了惡性循壞。目前脫粒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量最大的為３萬(wàn)多臺(tái)，最少的僅幾十臺(tái)，不少企業(yè)的生產(chǎn)未能形成適度的規(guī)模。這主要是因?yàn)槊摿C(jī)是季節(jié)性很強(qiáng)的產(chǎn)品，產(chǎn)品銷售往往僅在１個(gè)月或者十幾天的時(shí)間，資金周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，不少企業(yè)明知進(jìn)行技術(shù)改造形成適度規(guī)模生產(chǎn)能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，但苦于流動(dòng)資金不足或貸款困難，無(wú)力進(jìn)行適度規(guī)模生產(chǎn)，再加上近幾年脫粒機(jī)行業(yè)活動(dòng)和信息交流不暢，不能2根據(jù)市場(chǎng)變化及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種及生產(chǎn)數(shù)量，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不理想。因此我們可以看出脫粒機(jī)目前仍有較大的存在空間,對(duì)脫粒機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì),使其價(jià)格低廉、工作可靠、性能優(yōu)良、盡可能同時(shí)完成多項(xiàng)作業(yè)是時(shí)代的需要. ??4初步擬定設(shè)計(jì)過(guò)程查閱相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查研究、進(jìn)行方案設(shè)計(jì)（是否合理） 、進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)相關(guān)零件的設(shè)計(jì)、進(jìn)行并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、試制完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。1 設(shè)計(jì)方案 1.1 總體方案設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件與支撐零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。一般機(jī)械設(shè)計(jì)方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機(jī)構(gòu)的分析開始，確定方案后再進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后以完成的設(shè)備圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算書作為整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算的成果。1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)從而去確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩。圖 1 玉米脫粒機(jī)簡(jiǎn)圖2 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 選擇電動(dòng)機(jī)2.1.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 脫粒機(jī)最大功率的確定根據(jù)公式：P=Tn/9550 （KW） 可以算出軸的計(jì)算功率Pa。其中 T—為軸的工作轉(zhuǎn)矩；n—為工作軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)資料結(jié)合實(shí)際可以知道腰輪和鼓輪的搓動(dòng)力的大小 F≧500N,大概估計(jì) F=600N，可以確定工作軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Ta 。根據(jù)資料估計(jì)腰輪的轉(zhuǎn)速為3700 r/min 根據(jù)公式 Ta=FD 其中 D 為切削力作用點(diǎn)到軸的距離， Dmax=0.125m。故可以得到最大轉(zhuǎn)矩 Tmax=F Dmax=600×0.125=75（Nm） 。 最大計(jì)算功率根據(jù)公式：Pamax=Tn/9550=(75×700)/9550=5.4973822≈5.5 （KW） 。根據(jù)工作負(fù)載的大小和性質(zhì)、速度以及工作環(huán)境來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)型式、功率轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。根據(jù)玉米脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳動(dòng)裝置的體積、重量?。凰运俣炔灰?。因此確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)要綜合考慮，分析電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的性能，尺寸、重量和價(jià)格因素。通常選用同步電動(dòng)機(jī)。2.1.2 確定電機(jī)工作效率 電機(jī)所需功率按式 ：Pd = Pw/ηa （KW） 、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000ηa （KW）由電動(dòng)機(jī)至鏈輪的傳動(dòng)總效率為：按設(shè)計(jì)要求可以知道從電動(dòng)機(jī)到工作軸的傳動(dòng)總效率 ηa=η1·η2·η3 其中 η1—為帶的傳動(dòng)效率、η2—為軸承的傳動(dòng)效率、η3—為鏈的傳動(dòng)效率。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出 η1=0.96，η2=0.98，η3=0.98。所以可知 ηa=η1·η2 ·η34=0.96×0.98 ×0.98 = 0.85。通常情況下鏈傳動(dòng)的鏈速 V≦12-15m/s 符合鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作要求。242根據(jù)資料選擇鏈輪的轉(zhuǎn)速為 3 m/s；選用鏈輪 2 與鏈輪 3 之間所需的搓動(dòng)力為 420N 、鏈輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速為 200 r /minPd= FV/1000ηa =（420×3）/（1000×0.85）=1.4823529≈1.5 （KW）根據(jù)推薦傳動(dòng)比的合理范圍，取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1′=2-4；鏈輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i2′=3-4；則總傳動(dòng)比合理范圍為 ia′= 6—16，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd′= ia′·n= （6--16）×200 =1200—3200 r /min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1400、1500 r /min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90L-4。根據(jù)資料和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-蔡春源》設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸。 ??22.1.3 確定電機(jī)的型號(hào) 初步確定采用 Y 系列電動(dòng)機(jī)采用 Y90L-4 型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。額定功率 Ped=1.5KW、同步轉(zhuǎn)速 1500 、滿載時(shí)(滿載轉(zhuǎn)速 1400 、電流 3.65A、效率 79%、功率因數(shù)minr minrＣｏｓФ＝0.79）堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=6.5A、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2、最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.0027Kg.m2、噪聲 67 db(A)、電動(dòng)機(jī)重量 27kg、總傳動(dòng)比 12。參照表 11-3 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用值，可以知道 i 帶=2-4；i 鏈=3-4。 ??23 V 帶及帶輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 帶輪材料的選擇 帶輪是帶傳動(dòng)中的重要零件，它必須滿足下列要求：質(zhì)量分布均勻；安裝時(shí)對(duì)中性好，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；鑄造和焊接時(shí)的內(nèi)應(yīng)力小；輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為 Ra=3.2）,以減輕帶的磨損；各槽尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為 HT150 或 HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼（或用鋼板沖擊后焊接而成） ；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的已知參數(shù)額定功率 Ped=1.5KW、轉(zhuǎn)速 1500 、傳動(dòng)比 i0=2、一minr天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小余 10 小時(shí)。1.）工作情況系數(shù) Ka 由表 14-7 選取經(jīng)表查出=1.1。 2.）確定計(jì)算功率Pca：按所傳遞的功率 P、載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等因素來(lái)確定計(jì)算功率。Pca=KAP (KW) 式中; KA——— 工作情況系數(shù) , Pca =KAP= =1.65(KW)。5.1???23.2 V 帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 表 1 V 帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目 依據(jù) 結(jié)果 說(shuō)明條件工作情況系數(shù) KA 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 由表 14-7??11.1確定計(jì)算功率 Pca Pca=KA .P=1.1×1.5=1.65(KW) 1.65 (KW)選取 V 帶型號(hào) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 圖 14-12 A 型初選小帶輪直徑 D1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 表 14-2 140 mm 可選大值考慮裝置問題大帶輪直徑 D2 D2=i× D1=2×140=280 280 mm4驗(yàn)算帶的速度 V V=ЛD1n1/60×1000 10.26 m/s 在 10-20m/s 范圍內(nèi)符合要求初定中心距 ɑ0 0.7(D1+D2)≦ɑ0≦2(D1+D2)294≦a0≦840350 mm 一般情況下參考實(shí)際機(jī)器結(jié)構(gòu)確定初算 V 帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L′dL′d=2ɑ0 +Л(D1+D2)/2+(D1+D2)2/4ɑ0(1464.4 mm）1464 mm選 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 由表 14-5 1433 mm定 V 帶的公稱（內(nèi)周）長(zhǎng)度 Li由表 14-5 1400 mm定中心距 ɑ ɑ=ɑ0+（Ld-L′d）/2 (334.3)334包角 a 1 ɑ1=180˙-(D2-D1)×60/ɑ (154.9˙)155˙≧120˙符合設(shè)計(jì)要求。包角系數(shù) Ka 由表 14-8 0.92長(zhǎng)度系數(shù) KL 由表 14-9 0.96材質(zhì)系數(shù) K 0.75 目前 V 帶強(qiáng)力層使用材料主要是棉和人造絲單根 V 帶所傳遞的功率 P0 由 V=10.26 m/s，D1=140mm 查表14-62.04單根 V 帶功率增量 ΔP0 ΔP0=0.0001ΔT·n1 0.154單根 V 帶傳遞扭矩的修正值 ΔT由表 14-10 1.1V 帶根數(shù) Z Z= Pca/（P0K aKL +ΔP0) ·K 1.124901取 2 根實(shí)際帶的根數(shù) Z≦5 符合每米 V 帶質(zhì)量 q 由表 14-3 0.1Kg/m單根 V 帶的初拉力 F0 F0=500·Pca(2.5/Ka-1)/ VZ + qV2 79.57N80 N 軸上的壓力 Q Q=2·Z·F0·sin a/2 310.735N311 N計(jì)算結(jié)果匯總：V 帶規(guī)格：A 型、V 帶的公稱長(zhǎng)度 1400 mm V 帶根數(shù)：Z=2 大小帶輪直徑：280mm、140mm； 中心距：334mm 軸上壓力：310.735 N3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)型式；根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸（表 14-12） ；帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照?qǐng)D 14-15 所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。確定帶輪各部分尺寸后，既可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。V 帶兩側(cè)面夾角為 40°，而輪槽楔角 ψ0 卻是 34°、36°、或 38°，其原因是 V 帶在輪上彎曲時(shí)，其截面形狀發(fā)生變化，外邊（寬邊）受拉而變窄，內(nèi)邊（窄邊）受壓而變寬，因而使 V 帶的楔角變小。根據(jù)（表 14-12）確定輪槽尺寸：A 型號(hào)表 2 帶輪的結(jié)構(gòu)槽型剖面尺寸 m f t S bp δ B φ38°D 125-800數(shù)值 12.5 3.5 16 10 11 6 B=(z-1)t+2sZ 為帶的根數(shù) b＇ 13.4帶輪 1：d1=(1.8-2) d ,d 為軸的直徑： D1 =140 mm 基準(zhǔn)直徑 D=200；帶寬選擇 13.4；B=(z-1) t+2s=（2-1）×16+2×10=36 ，L=(1.5-2)d,當(dāng) B150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30;lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=48dhmax12.7單排0.93 b1 0.95 b1當(dāng) p>12.7 時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時(shí)的齒寬b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表 8-2-2 ——表 8-2-4 查得 b1=7.85齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p=0.15×12.7=1.905≈2倒角半徑 rx rx rx≧Prx≧P=12.7齒側(cè)凸緣（圓角半徑）R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5腹板厚度 t 由表 8-2-24 查得當(dāng) P=12.7 時(shí)，t=9.5 （P973）圖 6 鏈輪 24.8 鏈輪 2 的設(shè)計(jì)4.8.1 鏈輪 2 的計(jì)算 表 8 鏈輪 2 的計(jì)算名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說(shuō)明條件 12鏈輪齒數(shù) Z2 Z2=19 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距P 節(jié)距：P=12.7滾子外徑：d1=7.95A 系列查表 8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180/Z2)]=12.7/[sin(180/19)]= 77.15928≈77齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P-d1=77+1.25×12.7- 7.95= 84.925≈85damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=77+(1-1.6/19) ×12.7-7.95 =80.680526≈81可在 damax 和 damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切齒根圓直徑 df df =d- d1=77-7.95=69.05≈69分度圓弦齒高h(yuǎn)a hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.5hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax 相應(yīng)于 damax; hamin 相應(yīng)于 damin齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑dg dg 15013K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=53dhmax12.7單排0.93 b1 0.95 b1當(dāng) p>12.7 時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時(shí)的齒寬b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表 8-2-2 ——表 8-2-4 查得 b1=7.85齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2倒角半徑 rx rx rx≧Prx≧P=12.7齒側(cè)凸緣（圓角半徑）R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5腹板厚度 t 由表 8-2-24 查得當(dāng) P=12.7 時(shí)，t=9.5 （P973）圖 7 鏈輪 3144.9 鏈輪 3 的設(shè)計(jì)4.9.1 鏈輪 3 的計(jì)算 表 11 鏈輪 3 的計(jì)算名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說(shuō)明條件 鏈輪齒數(shù) Z3 Z3=38 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距P 節(jié)距：P=12.7滾子外徑：d1=7.95A 系列查表 8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180/Z3)]=12.7/[sin(180 /38)]= 153.79148≈154齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P- d1 =154+1.25×12.7- 7.95= 161.925≈162damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=154+(1-1.6/38) ×12.7-7.95 =158.21526≈158可在 damax 和 damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切齒根圓直徑 df df =d- d1=154-7.95=146.05≈146分度圓弦齒高h(yuǎn)a hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.2hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax 相應(yīng)于 damax; hamin 相應(yīng)于damin齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑dg dg 150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=53dhmax12.7單排0.93 b1 0.95 b1當(dāng) p>12.7 時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時(shí)的齒寬b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表 8-2-2 ——表 8-2-4 查得 b1=7.85齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2倒角半徑 rx rx rx≧Prx≧P=12.7圓角半徑 R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5腹板厚度 t 由表 8-2-24 查得當(dāng) P=12.7 時(shí)，t=9.5 （P973）16圖 8 鏈輪 44.10 鏈輪 4 的設(shè)計(jì)4.10.1 鏈輪 4 的計(jì)算 表 14 鏈輪 4 的計(jì)算名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說(shuō)明條件 鏈輪齒數(shù) Z4 Z4=17 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距P 節(jié)距：P=12.7滾子外徑：d1=7.95A 系列查表 8-2-2 可知 分度圓直徑d d=P/[sin(180/Z4)]=12.7/[sin(180 /17)]= 69.12≈70齒頂圓直徑da damax= d + 1.25·P- d1 =69.12+1.25×12.7- 7.95= 77.05≈77damin=d+(1-1.6/Z4)P-d1=69.12+(1-1.6/17) ×12.7-7.95 =72.67≈73可在 damax 和 damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切齒根圓直徑df df =d- d1=70-7.95=62.05≈62分度圓弦齒高h(yuǎn)a hamax=(0.625+0.8/Z4)P-0.5d1=4.56hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax 相應(yīng)于 damax; hamin 相應(yīng)于 damin齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑dg dg 150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=30+2×9=48dhmax12.7單排0.93 b1 0.95 b1當(dāng) p>12.7 時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時(shí)的齒寬b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表 8-2-2 ——表 8-2-4 查得 b1=7.85齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2倒角半徑 rx rx rx≧Prx≧P=12.7圓角半徑 R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5腹板厚度 t 由表 8-2-24 查得當(dāng) P=12.7 時(shí)，t=9.5 （P973）4.11 鏈傳動(dòng)的失效形式4.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 鏈輪與鏈條進(jìn)入嚙合和脫離嚙合過(guò)程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力和有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而導(dǎo)致承壓面發(fā)生磨損，使鏈的實(shí)際節(jié)距變長(zhǎng)，嚙合點(diǎn)沿齒高外移，最終產(chǎn)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象 。它是開式齒輪傳動(dòng)的主要形式。4.11.2 鏈的疲勞破壞 鏈在傳動(dòng)過(guò)程中，緊邊和松邊的拉力是不相等的，再加上傳動(dòng)中的動(dòng)載荷，使得它的各元件都是在變應(yīng)力的作用下工作，在中、低速時(shí)，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板首先產(chǎn)生疲勞破壞；高速時(shí)由于滾子進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊載荷劇增，套筒或滾子先于鏈板產(chǎn)生沖擊疲勞破壞。4.11.3 多次沖擊破斷 鏈條在反復(fù)啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的巨大慣性沖擊作用下，銷軸、套筒、滾子等元件不到疲勞時(shí)就產(chǎn)生破斷。它的載荷較疲勞破壞允許的載荷要大，但較一次沖擊破斷載荷要小。它的應(yīng)力總循環(huán)次數(shù)一般在 104 以內(nèi)。4.11.4 鏈條的膠合 高速和潤(rùn)滑不良的傳動(dòng)，銷軸、套筒的工作面會(huì)因溫度過(guò)高而發(fā)生膠合。4.11.5 過(guò)載拉斷 鏈條所受載荷超過(guò)了鏈條靜強(qiáng)度而被拉斷。 ??1185 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 軸材料的選擇軸的材料主要采用碳鋼和合金鋼，也可采用球墨鑄鐵。碳鋼有足夠的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中不太敏感，便于進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。一般機(jī)器的軸，可用 30、40、50 等牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中最常用的為 45 號(hào)鋼。為了改善機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)制處理。對(duì)于輕載或不重要的軸，一般不需要進(jìn)行熱處理，可采用 A3、A4、A5 等普通碳素鋼。合金鋼的機(jī)械性能（強(qiáng)度、耐磨性、硬度）更高，多用于制造高速重載及受力大而又要求尺寸小、重量輕的軸。對(duì)于在高溫、低溫、或由腐蝕介質(zhì)條件下工作的軸，則更宜用合金鋼來(lái)制造。軸的材料應(yīng)根據(jù)軸的工作狀況、重要性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、材料供應(yīng)情況、加工可能性以及經(jīng)濟(jì)性等因素，綜合考慮、合理選取。5.2 軸結(jié)構(gòu)的基本要求 設(shè)計(jì)軸的基本要求是保證軸具有：1.足夠的強(qiáng)度和剛度。即所要求設(shè)計(jì)的軸具有足夠的承載能力，以保證軸在預(yù)期壽命內(nèi)能正常的工作。2.合理的結(jié)構(gòu)。即要求所設(shè)計(jì)的軸便于加工，疲勞強(qiáng)度高，軸上的零件便于拆裝，并且相對(duì)于軸有可靠的固定方式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求：1）軸及軸上的零件要有確定的工作位置；2）軸上零件應(yīng)便于拆裝和調(diào)整；3）軸具有良好的制造及裝配工藝性；4）有利于提高軸的強(qiáng)度、剛度，有利于節(jié)約材料和減輕重量。根據(jù)脫粒機(jī)的工作要求和機(jī)構(gòu)特性查表確定軸的材料及其機(jī)械性能：表 17 軸的材料及其機(jī)械性能材料牌號(hào) 熱處理毛坯直徑(mm)硬度（HBS）拉伸強(qiáng)度極限 δB拉伸屈服極限 δs彎曲疲勞極限 δ-1剪切疲勞極限 ζ-1備注（MPa）45 號(hào)鋼 調(diào)制 ≦200 217-255650 360 300 155應(yīng)用最為廣泛5.3 初步確定軸 1 的各段直徑和長(zhǎng)度根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算軸的傳遞功率 P： V=Л Dn/60×1000(3.14×280×750)/(60×1000) =10.99 有效圓周力 F=500 P=FV/1000=(500×10.99)/1000=5.495kw。估算軸端直徑按表 18-2 軸常用的幾種材料的[τ]T 及 A0 值： 當(dāng)軸的材料為 45 號(hào)鋼時(shí) [τ]T=30-40、A0=118-107， （因軸端受彎矩，A0 去平均值）所以 A0=110，軸的轉(zhuǎn)速為 750 r/min。195.3.1 估算軸的最小直徑 從而可以計(jì)算出軸的最小直徑為：d ≧A0 =110× =21.36mm。為了保證安裝強(qiáng)度與安裝尺寸，根據(jù)表 18-3 標(biāo)準(zhǔn)直徑系列 選3nP375049.擇軸的最小直徑 dmin=35mm。圖 9 軸 1 結(jié)構(gòu)5.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 從右到左的順序?yàn)閹л?2、套筒、鏈輪 1、套筒、滾動(dòng)軸承和軸承支座；軸的右端直徑為 35，根據(jù)帶輪 2 的寬度 B，從而確定裝帶輪的端軸長(zhǎng)為 36 ，為了使帶輪 2 能夠很好的定位需在帶輪 2 的左端設(shè)計(jì)成一個(gè)套筒，套筒長(zhǎng)度為 10mm,厚度為 5mm，套筒直徑為 45mm。在套筒的左端需安裝鏈輪 1，鏈輪 1 與帶輪 2 一起安裝在同一根軸上。根據(jù)以上整體式小鏈輪 Z1 主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算：輪轂長(zhǎng)度 L=23，所以安裝在鏈輪 1 的軸長(zhǎng)為 23mm，軸徑為 35mm，鏈輪 1 的左端的定位依靠套筒來(lái)實(shí)現(xiàn)，套筒厚度 5mm，套筒處的軸徑為 45mm，長(zhǎng)度為 10mm。左端設(shè)計(jì)成一段長(zhǎng)軸軸徑為40mm，長(zhǎng)度為 360mm。左端設(shè)計(jì)成軸徑為 35mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得軸徑為 35mm 時(shí)的軸承型號(hào)，初步選擇角接觸球軸承 7307。 （P711—GB292--83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以軸承長(zhǎng)度為 21mm。為了使軸承很好的固定左端用開口的止推彈簧圈來(lái)固定，以保證止推彈簧圈與軸承的緊密配合。裝配止推彈簧圈的那段軸設(shè)計(jì)為寬為 5mm,深度為 5mm,根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將止推彈簧圈的厚度設(shè)計(jì)成 10mm,寬度設(shè)計(jì)為 5mm，厚度為 10mm. 左端軸長(zhǎng)為 10mm. 5.3.3 軸上零件的軸向定位 帶輪 2 與軸的周向定位采用楔鍵聯(lián)接，根據(jù)帶輪軸的直徑 d6-7=35mm,《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB 1054-79；（P291）查的楔鍵的剖面尺寸為:b×h×l=10×8×22，鍵槽用銑刀加工。鏈輪 1 與軸的周向定位聯(lián)接用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑 d4-5=38 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB 1096-79；（P286）查的普通平鍵的剖面尺寸為:b×h×l=10×8×18。同時(shí)為了保證帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選從動(dòng)帶輪與軸的配合為 。角接觸球軸承與軸的周向定位也是借配合來(lái)保證的，此處67tH初選 。67sH圖 10 軸 2 結(jié)構(gòu)205.4 初步確定軸 2 的各段直徑和長(zhǎng)度：5.4.1 估算軸的最小直徑 根據(jù)以上的計(jì)算公式來(lái)對(duì)第二個(gè)鏈輪的軸進(jìn)行設(shè)計(jì)鏈輪 2 安裝在腰輪軸上，通過(guò)計(jì)算鏈輪 2 的轉(zhuǎn)速 n2=671 r/min；P=FV/1000=（656×3）/1000=1.968（kw）估算軸的直徑從而可以計(jì)算出軸的最小直徑為：d ≧A0 =110× =15.75mm ，同上為了保證安裝強(qiáng)度3nP367198.與安裝尺寸，根據(jù)表 18-3 標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，選擇軸的最小直徑 dmin=30mm，軸的最右端裝有套筒以此來(lái)固定鏈輪，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取套筒長(zhǎng)度為 20mm，厚度取 6mm，裝套筒軸套筒的直徑 42mm ；初步確定有套筒的軸端長(zhǎng)為 20mm。5.4.2 軸上零件的軸向定位 鏈輪 2 與軸的固定采用普通平鍵聯(lián)結(jié)，根據(jù)軸的直徑 d=35mm， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB 1096-79；（P286）查的普通平鍵的剖面尺寸為:b×h×l=10×8×18，鍵槽用銑刀加工。鏈輪 2 處的軸徑 35mm，根據(jù)鏈輪 2 的輪轂長(zhǎng)度 l=23,可以確定鏈輪 2 處的軸長(zhǎng)為 23mm。 （需要強(qiáng)調(diào)指出，為了保證軸向定位可靠，與齒輪、聯(lián)軸