軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體及脫粒裝置設(shè)計(jì)【脫粒清選稻、麥】【脫粒機(jī)】,脫粒清選稻、麥,脫粒機(jī),軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體及脫粒裝置設(shè)計(jì)【脫粒清選稻、麥】【脫粒機(jī)】,軸流,式脫揚(yáng)機(jī),總體,整體,脫粒,裝置,設(shè)計(jì),清選稻 UNIVERSITY 設(shè) 計(jì) 題目： 軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體及脫粒裝置畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師：=== 職 稱： 二○一二 年 五 月 13 摘要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，主要對(duì)軸流式脫揚(yáng)機(jī)的脫粒裝置總體進(jìn)行計(jì)算和分析設(shè)計(jì)。 軸流式脫揚(yáng)機(jī)脫粒部分主要由滾筒、主軸、釘齒、機(jī)架等組成，通過(guò)對(duì)進(jìn)入脫粒室的谷物進(jìn)行沖擊和揉搓作用，分離莖稈和谷粒，并直接將谷粒拋出。它能有效提高脫粒效率，有利于脫粒干凈，減低對(duì)稻穗的破碎率，并能很好的分離莖稈和谷粒，從而有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，大大減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵字：脫揚(yáng)機(jī)；分離；滾筒 Abstract This project ,which focused on the total calculation and analysis of Axial de-Yang machine's Threshing devices ,is about the total design of Axial de-Yang machine . The Axial de-Yang machine's threshing part is constitute of roller,spindle,frame and nail tooth.When grain get into the threshing room,through to the impact of the grain and knead role,the stem and the grain will separate,and the grain will been throw away.this machine can effectively improve the efficiency of threshing,make threshing more clearer, and reduce the grain's broken rate,what's more,it can be well to separate stem and grain,then effectively improve agricultural productivity,reduce farmer's labor intensity. Key words :Axial de-Yang machine;separate;roller 目 錄 1. 緒論 1 1.1設(shè)計(jì)的目的與意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 2. 軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及工作原理 2 2.1總體方案的選擇 2 2.2工作原理 2 3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 3 3.1電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) 3 3.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 3 3.3.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 4 4. 滾筒的設(shè)計(jì) 4 4.1.滾筒的型式 4 4.2.滾筒的直徑和轉(zhuǎn)速 4 4.3滾筒齒的形狀和排列 5 4.4滾筒長(zhǎng)度 5 5. 滾筒釘齒的設(shè)計(jì) 5 5.1滾筒釘齒的形狀 5 5.2滾筒釘齒的排列 6 6. 凹板篩的設(shè)計(jì) 7 6.1凹板篩型式選擇 7 6.2凹板篩包角選擇 7 6.3凹板篩間隙確定 7 7. 滾筒主軸的設(shè)計(jì)與校核 7 7.1.滾筒主軸的形狀 7 7.2.選擇軸的材料 7 7.3初步確定軸的直徑 8 7.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 7.5軸上零件的周向定位 8 7.6滾筒主軸的強(qiáng)度校核 9 7.6.1.對(duì)軸進(jìn)行受力分析并簡(jiǎn)化軸的受力 9 7.6.2.計(jì)算水平面上的剪切力和彎矩，找出危險(xiǎn)截面 9 7.6.3.計(jì)算垂直面上的剪切力和彎矩，并找出危險(xiǎn)截面 9 7.6.4.計(jì)算轉(zhuǎn)矩 10 7.7鍵聯(lián)接的強(qiáng)度強(qiáng)度校核 10 8. 軸承的選用 11 參考文獻(xiàn) 12 致謝 13 1. 緒論 1.1 設(shè)計(jì)的目的與意義 隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)農(nóng)村的問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ), 這是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的客觀經(jīng)濟(jì)規(guī)律。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的水平和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的高低, 決定了農(nóng)業(yè)為其他部門(mén)提供剩余產(chǎn)品和勞動(dòng)力的數(shù)量, 進(jìn)而制約著這些部門(mén)的發(fā)展規(guī)模和速度。只有農(nóng)業(yè)發(fā)展了, 國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門(mén)才能得以進(jìn)一步的發(fā)展。而農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的中心環(huán)節(jié), 它凝聚著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果, 并配合農(nóng)業(yè)生物等農(nóng)業(yè)技術(shù), 成為發(fā)揮增產(chǎn)作用的基本手段和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕繁重體力勞動(dòng)的必要條件和根本途徑, 從而帶來(lái)生產(chǎn)力的質(zhì)的飛躍，面對(duì)我過(guò)十幾億的人口壓力，發(fā)展農(nóng)業(yè)的機(jī)械化顯得尤其重要，由機(jī)械化代替人力畜力作業(yè)不只是我國(guó)農(nóng)業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，也是整個(gè)世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 我國(guó)是一個(gè)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的發(fā)展中大國(guó)，20世紀(jì)后半期我國(guó)用占世界7%的耕地,卻為世界22%的人口提供了基本充足的食品。農(nóng)業(yè)的快速穩(wěn)步的發(fā)展離不開(kāi)農(nóng)業(yè)機(jī)械化。中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化經(jīng)過(guò)多年的努力發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成就，但是仍然存在一些不足，如何讓在日常的生產(chǎn)影響中有限的提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用是擺在人們面前的一個(gè)棘手的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、智能化是今后農(nóng)業(yè)的必然選擇。 通過(guò)采用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù)，適應(yīng)自然環(huán)境，為植物生產(chǎn)收獲提供相對(duì)更為有利條件，從而在一定程度上擺脫對(duì)自然環(huán)境的依賴而進(jìn)行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，它是在人們生活需求不斷增長(zhǎng)的同時(shí)發(fā)展起來(lái)的，是在人為可控設(shè)施下得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有高投入、高技術(shù)含量、高品質(zhì)、高產(chǎn)量和高效益等特點(diǎn)，是最具活力的現(xiàn)代新農(nóng)業(yè)。 全喂入式軸流式脫揚(yáng)機(jī)，要求體積的質(zhì)量小、動(dòng)力足，操作舒適，符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原理，減輕作業(yè)者勞動(dòng)強(qiáng)度，盡量減少發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)設(shè)施環(huán)境的污染。 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)村市場(chǎng)巨大，要發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，就需要轉(zhuǎn)移農(nóng)村勞動(dòng)力，提高勞動(dòng)土地面積，可以預(yù)料，在未來(lái)的一段時(shí)間里，中國(guó)將成為世界上最大的脫揚(yáng)機(jī)市場(chǎng)之一。 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1949年,全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化裝備總動(dòng)力只有8101萬(wàn)千瓦, 農(nóng)用拖拉機(jī)只有117臺(tái),一些大型農(nóng)業(yè)機(jī)械如聯(lián)合收割機(jī)、農(nóng)用載重汽車基本上是空白。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展, 農(nóng)業(yè)機(jī)械擁有量增長(zhǎng)了上千倍, 有的品種甚至數(shù)萬(wàn)倍，截至2003年底,全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力達(dá)到6億kW以上,農(nóng)機(jī)原值達(dá)3362億美元。農(nóng)用拖拉機(jī)保有量達(dá)1494萬(wàn)臺(tái),拖拉機(jī)配套農(nóng)機(jī)具2292萬(wàn)部, 聯(lián)合收獲機(jī)械36萬(wàn)臺(tái)，農(nóng)田作業(yè)機(jī)械化水平顯著提高,機(jī)械耕地、播種、收獲水平分別達(dá)到46.8 %、26.7 %、19 %；2004年小麥機(jī)收比1995年提高了47%，農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)服務(wù)領(lǐng)域由原來(lái)的農(nóng)田作業(yè),逐步向產(chǎn)前和產(chǎn)后延伸,向其他領(lǐng)域擴(kuò)展。一大批設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械、畜牧業(yè)機(jī)械、林業(yè)機(jī)械、植保機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)田基本建設(shè)機(jī)械等迅速增長(zhǎng)。溫室面積達(dá)到69 億平方米, 田園管理機(jī)達(dá)到4 萬(wàn)臺(tái)。[1]近年來(lái), 國(guó)際上不少大型農(nóng)機(jī)企業(yè)看準(zhǔn)中國(guó)巨大的農(nóng)機(jī)市場(chǎng), 與中國(guó)有關(guān)部門(mén)和企業(yè)合作,在中國(guó)開(kāi)拓事業(yè), 取得了雙贏的佳績(jī)。國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè), 不斷學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù), 加大技術(shù)改造和升級(jí)換代力度, 推進(jìn)了國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品質(zhì)量的提高。為鼓勵(lì)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的進(jìn)口, 國(guó)家還制定了優(yōu)惠進(jìn)口稅收政策。在中國(guó)舉辦類似于今天的展覽會(huì), 也是農(nóng)機(jī)界加強(qiáng)國(guó)際交流與合作的重要形式, 我們積極支持這類活動(dòng)在中國(guó)開(kāi)展。 國(guó)外軸流式脫揚(yáng)機(jī)的發(fā)展，基本上分為歐美和日本兩大類型，歐美國(guó)家以旱地為主，地塊大，各類作物以小麥為主；日本以水田為主，田塊小，以水稻為主。因此，前者用的脫揚(yáng)機(jī)是大型的，大功率的，而后者用的機(jī)型都是小型的或中型的。 2. 軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及工作原理 2.1總體方案的選擇 脫粒機(jī)械的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求是：脫的干凈、損失少、沒(méi)有碎粒和脫殼現(xiàn)象，并且盡可能避免谷粒的機(jī)械損傷，這對(duì)于作為留種的谷粒來(lái)說(shuō)更為重要，因?yàn)榧词故艿捷p微的損傷也會(huì)影響發(fā)芽率。此外由于谷物的莖桿有著很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，要盡量減少其損失和損壞。脫粒機(jī)應(yīng)具有一定的生產(chǎn)率。 脫粒的本質(zhì)在于使谷粒和作物本身分離，欲達(dá)到這個(gè)目的就得借助某一形式的脫粒裝置。本設(shè)計(jì)采用的是全喂入型脫粒機(jī)構(gòu)，脫粒裝置是滾筒式的，滾筒為一高速旋轉(zhuǎn)的圓柱體，在滾筒表面上裝有脫粒元件，而在滾筒下面裝有不動(dòng)的圓弧形凹板，凹板和滾筒之間保持一定的間隙，稱為脫粒間隙。脫粒時(shí)滾筒將谷物從脫粒間隙中通過(guò)進(jìn)行脫粒，滾筒上采用釘齒式脫粒元件。 2.2工作原理 一、沖擊脫粒 這種脫粒方法目前應(yīng)用最廣，靠脫粒原件與谷穗的相互沖擊作用而達(dá)到脫粒目的。能增強(qiáng)沖擊作用，提高生產(chǎn)率和脫凈率，但沖擊過(guò)強(qiáng)會(huì)使谷粒破碎和損傷。沖擊強(qiáng)度一般是用沖擊速度來(lái)衡量的。 二、揉擦脫粒 它是靠谷穗與脫粒原件之間的揉擦以及谷物之間的相互摩擦而使谷粒脫下來(lái)的。揉擦力越大脫得越干凈，但這種方法易使谷粒損傷，用它脫水稻最不適宜。 本設(shè)計(jì)的工作原理是：將谷物連同莖稈由進(jìn)料口進(jìn)入脫粒室，經(jīng)滾筒的沖擊揉搓作用，莖稈伴隨滾筒旋轉(zhuǎn)到出料口，谷物直接掉落在凹板篩上，并落入螺旋輸送器，這樣莖稈自另一側(cè)出料口排出，谷粒由螺旋輸送器從出料口一側(cè)又重新到達(dá)進(jìn)料口一側(cè)，并落入拋揚(yáng)器，谷粒由拋揚(yáng)器拋出，從而達(dá)到谷物的全喂入脫揚(yáng)目的。 3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 3.1電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)工作條件、電源、載荷特點(diǎn)和轉(zhuǎn)速來(lái)確定。對(duì)于本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)沒(méi)有特殊要求，而Y系列電動(dòng)機(jī)適用于不易燃易爆，無(wú)腐蝕性場(chǎng)合，故選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)大于實(shí)際工作的功率以防止過(guò)載損壞電動(dòng)機(jī)，更不能小于實(shí)際的功率以免造成機(jī)器無(wú)法正常工作。電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算公式為： （3—1） 其中一一電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際輸出功率 一一工作所需額定功率 一一總傳動(dòng)效率 的確定： （3—2） 其中F一一工作機(jī)阻力 V一一工作機(jī)線速度 一一工作機(jī)效率 由于傳動(dòng)效率大于97%，可得工作所需輸入功率為 3.3. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 綜合電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格以及傳動(dòng)比的特點(diǎn)和大小，選用1500r/min的電動(dòng)機(jī)比較方便，額定功率13KW，滿載功率因素0.88。 4. 滾筒的設(shè)計(jì) 4.1.滾筒的型式 圖4—1 滾筒 4.2.滾筒的直徑和轉(zhuǎn)速 滾筒的直徑不可過(guò)大，以免工作阻力增大，但滾筒直徑過(guò)小則易于纏草。故其最小齒根圓直徑應(yīng)保證齒根圓的周長(zhǎng)大于該地區(qū)割下最高桿的桿長(zhǎng)。 或 （4—1） 式中： ————滾筒最小的齒根圓直徑 L ————割下作物最高桿的桿長(zhǎng) 本設(shè)計(jì)過(guò)程中為320毫米，由公式得周長(zhǎng)1005毫米，符合要求。 再根據(jù)釘齒高度，確定頂圓直徑 （4—2） 釘齒高度取85毫米，所以頂圓直徑為490毫米。 滾筒的速度是影響工作質(zhì)量的重要參數(shù)，當(dāng)滾筒的圓周速度太小時(shí)，鋼絲齒對(duì)稻穗的沖擊力減弱，需要增長(zhǎng)脫粒時(shí)間而降低生產(chǎn)率。但如果圓周速度過(guò)大，脫粒效率的提高并不明顯，僅使谷粒在滾筒上的跳動(dòng)加劇，增加谷粒的拋散損失。目前已有的機(jī)器上多為8.8—9.4米/秒（齒頂端線速度），電機(jī)帶動(dòng)的機(jī)具為11~12.6米/秒。脫粒秈稻時(shí)由于秈稻比較容易脫粒，滾筒速度對(duì)脫粒效率影響不大顯著。 4.3滾筒齒的形狀和排列 滾筒上的齒用長(zhǎng)度為85mm的釘齒，經(jīng)熱處理后表面硬度為HRC55，以提高耐磨性。隨著齒的增長(zhǎng)，可以提高脫粒能力，但易帶草，并且消耗的動(dòng)力多。 各種齒都采用交錯(cuò)排列，每根齒板條上的齒距一般取50~60毫米。安裝時(shí)相鄰兩齒板條上的齒錯(cuò)開(kāi)半個(gè)齒距。 簡(jiǎn)易脫粒機(jī)的滾筒都制成開(kāi)式，即滾筒齒固定在齒板上，然后與滾筒的左右幅板連接，齒板條多為6~12根，本設(shè)計(jì)選用6根。 4.4滾筒長(zhǎng)度 滾筒長(zhǎng)度主要取決于滾筒的傳動(dòng)動(dòng)力，單人腳踏板齒輪驅(qū)動(dòng)的脫粒機(jī)滾筒長(zhǎng)1000~1100毫米，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的脫粒滾筒，考慮到滾筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，一般取2000毫米以內(nèi)。本設(shè)計(jì)軸流式脫揚(yáng)機(jī)的滾筒長(zhǎng)度采用1000毫米。 5. 滾筒釘齒的設(shè)計(jì) 5.1滾筒釘齒的形狀 圖5—1 釘齒 釘齒是滾筒的主要脫粒元件，特別是對(duì)全喂入式脫粒機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，谷物進(jìn)入脫谷室是靠釘齒抓取，谷物進(jìn)入脫谷室后又是靠釘齒打擊脫粒，莖稈在脫谷室內(nèi)做螺旋軸向轉(zhuǎn)動(dòng)還是靠釘齒對(duì)它施加很高的圓周速度使它沿著蓋板上的螺旋導(dǎo)板運(yùn)動(dòng)，直到最后把莖稈逐出機(jī)外還是由釘齒完成。 全喂入式脫粒機(jī)的釘齒常用的有楔形釘齒、板形釘齒、指形釘齒三種。前兩種脫粒能力較強(qiáng)，適用于切流型脫粒機(jī)構(gòu)，指形釘齒脫粒能力弱，適用于全喂入軸流型脫粒機(jī)構(gòu)，因?yàn)檩S流型脫粒流程長(zhǎng)，為了減少碎草，采用脫粒能力較弱的指形釘齒。為了避免帶草和提高釘齒在排草口的排草能力，通常釘齒的工作面都有10°~15°的后傾角。 5.2滾筒釘齒的排列 釘齒在滾筒上的排列方式對(duì)滾筒的脫粒性能都是有一定的影響的，釘齒的排列應(yīng)考慮到充分發(fā)揮每個(gè)釘齒的作用。對(duì)于軸流式全喂入脫粒機(jī)滾筒，其釘齒排列方式按螺旋線排列比較好這樣即可以充分發(fā)揮每個(gè)釘齒的抓取能力有利于連續(xù)均勻喂入，有利于脫粒，又可以在滾筒全長(zhǎng)上有較多的齒跡。 滾筒上的釘齒均勻的配置在數(shù)排齒桿上，齒桿的數(shù)量最好是雙數(shù)的，有利于滾筒的平衡，考慮整體的重量、經(jīng)濟(jì)性等通常采用六排排列。 相鄰兩個(gè)齒跡的距離叫做齒跡距，通常為20~40毫米，齒跡距過(guò)小雖然脫粒作用強(qiáng)但是碎矸顯著增多，消耗功率加大。由于本設(shè)計(jì)是全喂入式，取偏低值，可取齒跡距為28毫米。 相鄰釘齒的距離也不能過(guò)大或者過(guò)小，過(guò)大脫粒難以干凈，過(guò)小消耗功率大，容易纏草，易打碎稻穗，故本設(shè)計(jì)選擇65毫米。 6. 凹板篩的設(shè)計(jì) 6.1凹板篩型式選擇 對(duì)于比較容易脫粒的秈稻，可以不用滾筒凹板，而對(duì)難以脫粒的粳稻或脫小麥時(shí)，一般都采用滾筒篩式凹板，本設(shè)計(jì)采用柵格式凹板篩，這種凹板篩目前應(yīng)用最廣，其優(yōu)點(diǎn)明顯，利于脫粒，分離谷粒能力強(qiáng)，堅(jiān)固耐用。柵格篩孔用鋼絲和扁鋼組成，篩孔常見(jiàn)的是20×15毫米，長(zhǎng)為扁鋼距離寬為鋼絲的間距，本設(shè)計(jì)材料采用2~3.5鋼絲及20×3、20×4或20×5扁鋼。 6.2凹板篩包角選擇 包角的大小對(duì)谷粒分離效果影響很大，適當(dāng)增加包角可以適當(dāng)縮短滾筒長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)采用202°包角，這樣可以最好的增加作物揉搓時(shí)間，使脫粒更加干凈。 6.3凹板篩間隙確定 全喂入式脫揚(yáng)機(jī)考慮到較好的脫粒和分離能力，凹板篩間隙一般在10~25毫米之間，本設(shè)計(jì)選擇20毫米。 7. 滾筒主軸的設(shè)計(jì)與校核 7.1.滾筒主軸的形狀 圖7—1 滾筒主軸 7.2.選擇軸的材料 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，根據(jù)傳動(dòng)的功率和一些參數(shù)選擇材料，最常用45#鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理得到的組織具有良好的綜合力學(xué)性能，有較好的強(qiáng)度，同時(shí)兼具較好的塑性和韌性，查表得毛坯直徑≤200毫米，硬度217-255HBS，抗拉強(qiáng)度極限為640MPa,屈服強(qiáng)度極限為355MPa,彎曲疲勞極限為275MPa,剪切疲勞極限為155MPa。 7.3初步確定軸的直徑 軸是機(jī)械傳動(dòng)的重要零件，必須達(dá)到足夠的強(qiáng)度，保持良好的穩(wěn)定性，并具有良好的工藝性，根據(jù)軸上零件的定位和固定要求以及加工裝配要求，合理的定出軸的結(jié)構(gòu)外形和全部尺寸。對(duì)于軸流式脫揚(yáng)機(jī)的主軸主要是承受扭矩作用，故只需按軸所受的轉(zhuǎn)矩來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 扭矩強(qiáng)度條件： （7—1） 式中： ————軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T ————軸所受的扭矩 n ————軸的轉(zhuǎn)速 ————軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ————軸的抗扭截面系數(shù) 由于本設(shè)計(jì)的軸采用的是實(shí)心軸，由 （7—2） 可得軸的直徑： （7—3） C取決于的大小，C取較小值時(shí)取較大值，反之取較小值。根據(jù)軸的材料以及估算結(jié)果，軸直徑取48毫米。 7.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸主要有軸頸、軸頭、軸身三部分組成，考慮到滾筒主軸主要承受扭矩，故采用圓截面的實(shí)心傳動(dòng)軸，以保持良好的強(qiáng)度，軸長(zhǎng)設(shè)計(jì)為1400毫米。 7.5軸上零件的周向定位 本設(shè)計(jì)主要使用皮帶輪傳動(dòng)，軸上皮帶輪的周向定位采用平鍵連接，由手冊(cè)并根據(jù)輪轂寬度選用14×9×70的平鍵，軸肩高度為0.08×48=3.84毫米。 7.6滾筒主軸的強(qiáng)度校核 7.6.1.對(duì)軸進(jìn)行受力分析并簡(jiǎn)化軸的受力 根據(jù)對(duì)滾筒主軸上零件的作用力分析，將其上各受力簡(jiǎn)化為集中力，其所受力主要為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、軸的徑向力以及滾筒的作用力。其受力如圖所示： 圖7—2 滾筒主軸的受力分析圖 7.6.2.計(jì)算水平面上的剪切力和彎矩，找出危險(xiǎn)截面 剪切力： 彎矩： 剪切圖彎矩圖分別為： 圖7—3 滾筒主軸水平面上的剪切與彎矩圖 7.6.3.計(jì)算垂直面上的剪切力和彎矩，并找出危險(xiǎn)截面 剪切力： 彎矩： 剪切圖彎矩圖分別為： 圖7—4 滾筒主軸垂直面上的剪切與彎矩圖 7.6.4.計(jì)算轉(zhuǎn)矩 由,運(yùn)用第四強(qiáng)度理論校核滾筒主軸強(qiáng)度，則有： （7—4） 校核結(jié)果： （7—5） 故所受最大力截面安全，該軸符合強(qiáng)度的安全要求。 7.7鍵聯(lián)接的強(qiáng)度強(qiáng)度校核 對(duì)于平鍵聯(lián)接，如忽略摩擦，則當(dāng)聯(lián)接傳遞扭矩時(shí)鍵軸一體受力較大，可能的失效有：軟弱零件的工作面被壓潰或磨損和鍵的剪斷等。對(duì)于實(shí)際采用的材料組合和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來(lái)說(shuō)，壓潰或磨損常是主要失效形式。因此，通常只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算，但在重要的場(chǎng)合也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度。 根據(jù)軸徑查表得b×h=14×9,取L=70，聯(lián)接所能傳遞轉(zhuǎn)矩 （7—6） 其中：———————許用擠壓應(yīng)力 T———————傳遞的扭矩 h———————鍵的高度 l———————鍵的接觸長(zhǎng)度 d———————軸的直徑 （7—7） 其中： ———————鍵的許用剪切應(yīng)力 ———————剪切應(yīng)力 經(jīng)校核=4.532MPa;=14.08MPa,故滿足強(qiáng)度要求。 8. 軸承的選用 軸承的作用是支撐軸及軸上的零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少軸與支撐之間的摩擦和磨損。 本設(shè)計(jì)因?yàn)檩S主要是受軸向和徑向載荷，故選用滾動(dòng)軸承，相比于滑動(dòng)軸承，采用滾動(dòng)軸承的機(jī)器起動(dòng)力矩小，有利于在負(fù)載下起動(dòng)；徑向游隙比較小，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；可使機(jī)器軸向結(jié)構(gòu)緊湊；對(duì)于大多數(shù)滾動(dòng)軸承，軸承組合結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；消耗潤(rùn)滑劑少，便于密封和維護(hù)；不需要要用有色金屬；標(biāo)準(zhǔn)化程度高，能成批生產(chǎn)，使用成本低。因此本設(shè)計(jì)直接選擇深溝球軸承6000系列。查手冊(cè)可得，選軸承尺寸如下：，極限轉(zhuǎn)速12000，軸承代號(hào)61908. 參考文獻(xiàn) [1]宋宜清.我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù).2007.2.25~28 [2]李陸俊.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[M]．北京：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2001． [3]倫冠德.我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2006. 6.17~19 [4]萬(wàn)鶴群.農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與農(nóng)業(yè)機(jī)械化優(yōu)化[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社. 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