3787 玉米脫粒機的設計,玉米,脫粒機,設計 1畢業(yè)設計開題報告姓 名 學 號專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級題 目 玉米脫粒機的設計1．本課題的目的或意義，該選題目前研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢為了減輕農民的勞動強度，提高農業(yè)作業(yè)的機械化程度，填補農業(yè)機械的一項空白，針對玉米盤本身特征進行設計。解決人工搓粒的難題，從而達到解放生產力。目前，小型脫粒機的應用相當普遍，但還存在著許多的問題例如：脫粒不干凈生產效率低等問題，脫粒質量欠佳。我國的玉米脫粒機械種類很多，各自的設計差別也很大。按工作情況主要分為全喂入式和半喂入式兩大類。前者脫的干凈，脫后玉米盤亂碎功率耗用大。后者功率耗用低且玉米盤完整，大多用于水稻的脫粒。但是生產率受到限制，玉米盤夾持嚴格，否則會造成重大損失。玉米脫粒機屬于農業(yè)機械中脫粒作業(yè)機具。同時它也給我們作為一個設計者提出了更高的要求?，F(xiàn)在的玉米脫粒機的生產水平主要面臨著：脫粒是否脫的干凈的問題和瓜子的破碎率的問題。從目前市場需求發(fā)展趨勢看玉米脫粒機械具有很大的開發(fā)前景。2．研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題（1）研究目標：根據(jù)農藝技術要求，設計一種新型簡單的玉米脫粒裝置。為簡化結構，降低成本，使農民買得起、用得起，在方案策劃時，充分考慮在不同經濟狀況下的承受能力，設計成簡易性，將充分考慮脫粒機的廣泛適應性，采用簡單易行的方法，保證不過多增加造價．使農民享受價廉物美的玉米脫粒機。（2）研究內容主要包括：玉米脫粒機構、裝置及其結構、工作原理，在此基礎之上完成的零部件的設計計算，完成裝配圖、主要零部件圖樣的繪制。初步確定結構形式由機架、滾筒、帶輪、風扇、傳動裝置、電機軸承及軸承座等組成。(3)擬解決的關鍵問題：在認真研究分析玉米盤的外形和脫粒要求的基礎上，力求結構簡單新穎。采用適當方法使玉米盤在擠壓、在搓動力的作用下，瓜籽之間間隙變大的瞬間，進行搓動脫粒，然后凈粒，完成整個設計要求任務。23．擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析研究內容：本課題主要通過查閱參考資料，在理論上對脫粒機的工作原理進行分析，設計玉米脫粒機的結構，在此基礎之上完成的零部件的設計計算，裝配圖、零件圖的繪制。研究方法及技術路線： 可行性分析：目前國內普遍脫粒機是用于對小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進行脫粒作業(yè)的重要收獲機械，在我國廣大農村使用十分廣泛。小型電動脫粒機的應用相當普遍，但不少用戶因不善調試，脫粒質量欠佳。所以研究新型玉米脫粒機來機械化作業(yè)，勞動效率高，勞動強度低，省時省力，有效避免玉米因不能及時脫粒而腐爛的現(xiàn)象發(fā)生，避免造成經濟損失；新型玉米脫粒機結構簡單，成本低廉，操作方便，脫粒徹底，分選干凈，適應性強。這就要我們設計出性能優(yōu)越的脫粒機，滿足我國農業(yè)發(fā)展的需求。目前 20 世紀 60～70 年代研制的簡易式玉米脫粒機已公布的淘汰產品，脫粒機生產在我國雖已有數(shù)十年歷史，但不少企業(yè)仍延襲十幾年以前的生產方式進行生產和管理，企業(yè)管理水平相對落后。所以我們要設計出一種新型的玉米脫粒機。而全入式脫粒機是我國現(xiàn)在生產的一種結構較完善的機型，安全、可靠。它采用由一種結構形式組成的滾筒等，巧妙地將嗑打、揉搓、推時等作用融為一體，各種作用力柔緩，具有較好的濕脫能力等這樣的機構可使脫出的玉米籽粒分離的較干凈、大大減輕了農業(yè)勞動人員的勞動強度，從而設計出一種新型結構簡單，成本低廉，操作方便，脫粒徹底，分選干凈，適應性強玉米脫粒機是非常有必要的。查閱資料進行調查研 究進行方案設計選擇合理最優(yōu)方案進行整體結構，相關零件的設計計算進行并不斷優(yōu)化設計完成設計內容是否成功？34．與本選題相關的主要參考文獻（列出作者、論文名稱、期刊號、出版年月，參考文獻應在 5 篇及以上）[1] 李自華.農業(yè)機械學[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，1991.[2] 立式軸流脫粒，分離和無篩氣流清選裝置.90200354.2.中華人民共和國國家識產權.[3] 立式軸流脫粒原理在脫粒機上應用的研究.中國科技成果數(shù)據(jù)庫.[4] 張汝坤.5TX-500 型稻麥脫粒機的研究設計.農機化研究.2001.1.[5] 邱永兵,吳超機,張玉峰.5TG-200 脫粒機的研制.《裝備制造技術》2006.2.[6] 楊大平,劉保華.帶振動篩板脫粒機的研究.湖南農業(yè)大學學報（自然科版）.2003.2（2）.[7] 大豆撿拾脫粒機的研制 Development of a Soybean Pickup Thresher >.[8] 耿國森.5TF-50 脫粒機的安裝使用 >. [9] 田媛媛.東方紅-150 型梳脫式聯(lián)合收割機 > .[10] 周良墉.原生脫粒稻麥收獲機的技術開發(fā)與應用 >. 5．指導教師意見：（對本課題的深度、廣度及工作量的意見）指導教師簽名： 年 月 日畢業(yè)設計任務書學生姓名 指導教師 設計題目 玉米脫粒機的設計 設計的主要內容：本課題主要研究玉米脫粒的方式方法、玉米脫粒機的結構及工作原理；依據(jù)在此基礎之上完成的零部件的設計，應用AutoCAD 完成裝配圖及主要零部件的圖樣繪制。資料、數(shù)據(jù)、技術水平等方面的要求：結構簡單、方案合理，工作可靠。對玉米子的損傷率低，脫凈率 90%以上。完成如下資料：開題報告 1 份、畢業(yè)設計計劃書 1 份、文獻綜述（不少于 3000 字） 、外文翻譯（不少于3000 字） 、畢業(yè)設計說明書 1 份（不少于 12000 字） 、畢業(yè)設計答辯申請1 份、畢業(yè)設計工作總結 1 份。發(fā)出任務書日期 完成設計日期 教研室意見 教研室負責人（簽字） 系（院）意見 系（院）負責人（簽字） 目錄引言 ....................................................................................1初步擬定設計過程 ........................................................................21 設計方案 ..............................................................................21.1 總體方案設計 ..........................................................................................................................................21.2 傳動裝置的總體設計 ..............................................................................................................................22 玉米脫粒機的設計 .....................................................................22.1 選擇電動機 ..............................................................................................................................................22.1.1 確定電機轉速 ...............................................................................................................................22.1.2 確定電機工作效率 .......................................................................................................................32.1.3 確定電機的型號 ...........................................................................................................................33 V 帶及帶輪的傳動設計 ..................................................................33.1 帶輪材料的選擇 ......................................................................................................................................33.2 V 帶的設計與計算 ...................................................................................................................................33.3 帶輪的結構設計 ......................................................................................................................................44 鏈傳動設計與計算 .....................................................................54.1 鏈輪材料的選擇 ......................................................................................................................................54.2 鏈輪的基本傳動方案 ..............................................................................................................................54.3 對鏈輪的基本要求 ..................................................................................................................................54.4 滾子鏈傳動的設計 ..................................................................................................................................64.5 鏈輪 3 的傳動與設計： ..........................................................................................................................74.6 鏈輪 4 的傳動與設計 ..............................................................................................................................84.7 鏈輪 1 的設計 ..........................................................................................................................................94.7.1 鏈輪 1 的計算 ...............................................................................................................................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 主要結構尺寸 ...............................................................................................104.8 鏈輪 2 的設計 ........................................................................................................................................114.8.1 鏈輪 2 的計算 ...........................................................................................................................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 主要結構尺寸 ...............................................................................................124.9 鏈輪 3 的設計 ........................................................................................................................................134.9.1 鏈輪 3 的計算 .............................................................................................................................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 主要結構尺寸 .......................................................................................144.10 鏈輪 4 的設計 ......................................................................................................................................154.10.1 鏈輪 3 的計算 ...........................................................................................................................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 主要結構尺寸 .....................................................................................164.11 鏈傳動的失效形式 ..............................................................................................................................164.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 .......................................................................................................................164.11.2 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 軸的結構設計 ........................................................................175.1 軸材料的選擇 ........................................................................................................................................175.2 軸結構的基本要求 ................................................................................................................................175.3 初步確定軸 1 的各段直徑和長度 ........................................................................................................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 軸的左端對腰輪進行結構設計 .................................................................................................195.5 軸三的結構設計 ....................................................................................................................................195.5.1 估算軸的直徑 .............................................................................................................................195.5.2 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................195.5.3 對鼓輪軸的結構設計 .................................................................................................................205.6 軸四的結構設計 ....................................................................................................................................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 機架材料的選擇 ...................................................................................................................................217 結束語 .......................................................................................................................................................218 致謝 ...........................................................................................................................................................22參考文獻： ...................................................................................................................................................221玉米脫粒機的設計目錄引言 ....................................................................................1初步擬定設計過程 ........................................................................21 設計方案 ..............................................................................21.1 總體方案設計 ..........................................................................................................................................21.2 傳動裝置的總體設計 ..............................................................................................................................22 玉米脫粒機的設計 .....................................................................22.1 選擇電動機 ..............................................................................................................................................22.1.1 確定電機轉速 ...............................................................................................................................22.1.2 確定電機工作效率 .......................................................................................................................32.1.3 確定電機的型號 ...........................................................................................................................33 V 帶及帶輪的傳動設計 ..................................................................33.1 帶輪材料的選擇 ......................................................................................................................................33.2 V 帶的設計與計算 ...................................................................................................................................33.3 帶輪的結構設計 ......................................................................................................................................44 鏈傳動設計與計算 .....................................................................54.1 鏈輪材料的選擇 ......................................................................................................................................54.2 鏈輪的基本傳動方案 ..............................................................................................................................54.3 對鏈輪的基本要求 ..................................................................................................................................54.4 滾子鏈傳動的設計 ..................................................................................................................................64.5 鏈輪 3 的傳動與設計： ..........................................................................................................................74.6 鏈輪 4 的傳動與設計 ..............................................................................................................................84.7 鏈輪 1 的設計 ..........................................................................................................................................94.7.1 鏈輪 1 的計算 ...............................................................................................................................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 主要結構尺寸 ...............................................................................................104.8 鏈輪 2 的設計 ........................................................................................................................................114.8.1 鏈輪 2 的計算 ...........................................................................................................................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 主要結構尺寸 ...............................................................................................124.9 鏈輪 3 的設計 ........................................................................................................................................134.9.1 鏈輪 3 的計算 .............................................................................................................................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 主要結構尺寸 .......................................................................................144.10 鏈輪 4 的設計 ......................................................................................................................................154.10.1 鏈輪 3 的計算 ...........................................................................................................................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 主要結構尺寸 .....................................................................................164.11 鏈傳動的失效形式 ..............................................................................................................................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 軸的結構設計 ........................................................................175.1 軸材料的選擇 ........................................................................................................................................175.2 軸結構的基本要求 ................................................................................................................................175.3 初步確定軸 1 的各段直徑和長度 ........................................................................................................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 軸的左端對腰輪進行結構設計 .................................................................................................195.5 軸三的結構設計 ....................................................................................................................................195.5.1 估算軸的直徑 .............................................................................................................................195.5.2 軸上零件的軸向定位 .................................................................................................................195.5.3 對鼓輪軸的結構設計 .................................................................................................................205.6 軸四的結構設計 ....................................................................................................................................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 機架材料的選擇 ...................................................................................................................................217 結束語 .......................................................................................................................................................218 致謝 ...........................................................................................................................................................22參考文獻： ...................................................................................................................................................221玉米脫粒機的設計馮文賓（河北科技師范學院 機械電子系 機制 0305 班 學號：0411030119）指導教師：陳芳摘要：本設計基于各種脫粒機的結構，主要研究玉米脫粒的方式、方法、玉米脫粒機的結構、工作原理，進行整體結構設計，并在此依據(jù)基礎上完成零部件的設計，并依據(jù)相關機械設計軟件來完成零部件的設計。本著從經濟性和實用性的角度出發(fā)，針對農業(yè)發(fā)展的需要設計出一種結構簡單，工作效率高的玉米脫粒機。首先應該根據(jù)玉米盤的自身形狀來展開初步設計，從而展開總體方案的傳動設計。研究的主要內容基本包括玉米脫粒機構、裝置、電機的選擇、鏈輪的結構設計。一般機械設計方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機構的分析開始，確定方案后再進行必要的設計計算和結構設計，最后以完成的設備圖紙和設計計算書作為整個設計計算的成果。為了減輕農民的勞動強度，提高農業(yè)作業(yè)的機械化程度，填補農業(yè)機械的一項空白，針對玉米盤本身特征進行設計，在脫粒時鼓輪和腰輪同時反向轉動做嚙合狀，對玉米盤進行擠壓，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，以達到籽盤分離。該設計巧妙的利用腰輪與鼓輪相互轉動、撮動，使玉米盤在擠壓、撮動力的作用下，瓜籽之間間隙變大的瞬間，進行撮動脫粒，然后凈粒，完成脫粒。關鍵詞：玉米脫粒機；腰輪；鼓輪傳動裝置；鏈輪；機體構造引言脫粒機是用于對小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進行脫粒作業(yè)的重要收獲機械，在我國廣大農村使用十分廣泛。脫粒機在我國生產使用已有數(shù)十年的歷史，將玉米籽（谷物）從作物的穗頭上分離下來所使用的機具，稱為脫粒機具。質量合格的脫粒機，應該是堅固耐用的、故障少、使用保養(yǎng)方便、結構簡單可靠。同時，還應滿足以下的農業(yè)技術要求：玉米籽應當從玉米盤上脫下來，脫粒要干凈。脫下的玉米籽不要破碎、情潔、不混其它玉米盤、雜物等脫粒時應盡量減少玉米盤的損壞，以保證玉米籽的完整。脫粒機在一定程度上應有一定的通用性，盡可能適用于托多種農作物，從而以提高機具的利用率。所設計的脫粒機應有較高的生產率，功率消耗少，即其造價低。脫粒系統(tǒng)是聯(lián)合收割機的核心，它決定著其他各部分的工作性能。研究脫?？臻g內谷物的運動規(guī)律是聯(lián)合收割機脫粒機理研究的關鍵內容之一。 ??5脫粒機生產在我國雖已有數(shù)十年歷史，但不少企業(yè)仍延襲十幾年以前的生產方式進行生產和管理，企業(yè)管理水平相對落后。全國２００多家企業(yè)中，至今只有１家企業(yè)進行了質量保證體系認證就足以說明這一問題。此外，產品品種單一，產品更新?lián)Q代適應不了市場的需求，一些產品多年存在的性能問題，如風扇型脫粒機存在的對作物干濕度適應性差的問題一直得不到解決，原因就是多數(shù)企業(yè)經濟效益欠佳，拿不出更多的資金和技術力量用于科研和開發(fā)新產品；也有的是由于企業(yè)領導急功近利，對開發(fā)新產品的重要性認識不足。然而產品更新?lián)Q代的越慢，越難占領市場，企業(yè)效益越差，從而使不少企業(yè)的生產陷入了惡性循壞。目前脫粒機生產企業(yè)產量最大的為３萬多臺，最少的僅幾十臺，不少企業(yè)的生產未能形成適度的規(guī)模。這主要是因為脫粒機是季節(jié)性很強的產品，產品銷售往往僅在１個月或者十幾天的時間，資金周轉時間長，不少企業(yè)明知進行技術改造形成適度規(guī)模生產能降低成本，提高經濟效益，但苦于流動資金不足或貸款困難，無力進行適度規(guī)模生產，再加上近幾年脫粒機行業(yè)活動和信息交流不暢，不能2根據(jù)市場變化及時調整生產結構、產品品種及生產數(shù)量，從而導致經濟效益不理想。因此我們可以看出脫粒機目前仍有較大的存在空間,對脫粒機的改進設計,使其價格低廉、工作可靠、性能優(yōu)良、盡可能同時完成多項作業(yè)是時代的需要. ??4初步擬定設計過程查閱相關資料進行調查研究、進行方案設計（是否合理） 、進行整體結構相關零件的設計、進行并不斷優(yōu)化設計、試制完成設計內容。1 設計方案 1.1 總體方案設計包括傳動裝置的總體設計，傳動件與支撐零件的設計計算。一般機械設計方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機構的分析開始，確定方案后再進行必要的設計計算和結構設計，最后以完成的設備圖紙和設計計算書作為整個設計計算的成果。1.2 總體結構設計 確定傳動方案，選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)從而去確定總傳動比和分配各級傳動比，計算各軸功率、轉速轉矩。圖 1 玉米脫粒機簡圖2 玉米脫粒機的設計2.1 選擇電動機2.1.1 確定電機轉速 脫粒機最大功率的確定根據(jù)公式：P=Tn/9550 （KW） 可以算出軸的計算功率Pa。其中 T—為軸的工作轉矩；n—為工作軸的轉速。根據(jù)資料結合實際可以知道腰輪和鼓輪的搓動力的大小 F≧500N,大概估計 F=600N，可以確定工作軸的計算轉矩 Ta 。根據(jù)資料估計腰輪的轉速為3700 r/min 根據(jù)公式 Ta=FD 其中 D 為切削力作用點到軸的距離， Dmax=0.125m。故可以得到最大轉矩 Tmax=F Dmax=600×0.125=75（Nm） 。 最大計算功率根據(jù)公式：Pamax=Tn/9550=(75×700)/9550=5.4973822≈5.5 （KW） 。根據(jù)工作負載的大小和性質、速度以及工作環(huán)境來選擇電動機的類型、結構型式、功率轉速，確定電動機的型號。根據(jù)玉米脫粒機結構特點，傳動裝置的體積、重量?。凰运俣炔灰摺Ｒ虼舜_定電動機轉速時要綜合考慮，分析電動機及傳動裝置的性能，尺寸、重量和價格因素。通常選用同步電動機。2.1.2 確定電機工作效率 電機所需功率按式 ：Pd = Pw/ηa （KW） 、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000ηa （KW）由電動機至鏈輪的傳動總效率為：按設計要求可以知道從電動機到工作軸的傳動總效率 ηa=η1·η2·η3 其中 η1—為帶的傳動效率、η2—為軸承的傳動效率、η3—為鏈的傳動效率。 根據(jù)機械設計手冊查出 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。通常情況下鏈傳動的鏈速 V≦12-15m/s 符合鏈傳動的實際工作要求。242根據(jù)資料選擇鏈輪的轉速為 3 m/s；選用鏈輪 2 與鏈輪 3 之間所需的搓動力為 420N 、鏈輪傳動的轉速為 200 r /minPd= FV/1000ηa =（420×3）/（1000×0.85）=1.4823529≈1.5 （KW）根據(jù)推薦傳動比的合理范圍，取 V 帶傳動的傳動比 i1′=2-4；鏈輪傳動的傳動比 i2′=3-4；則總傳動比合理范圍為 ia′= 6—16，故電動機轉速的可選范圍為 nd′= ia′·n= （6--16）×200 =1200—3200 r /min符合這一范圍的同步轉速有 1400、1500 r /min，根據(jù)容量和轉速，由機械設計手冊查出適用的電動機型號，因此選定電動機型號為 Y90L-4。根據(jù)資料和《機械設計手冊-蔡春源》設計電動機的外形及安裝尺寸。 ??22.1.3 確定電機的型號 初步確定采用 Y 系列電動機采用 Y90L-4 型號的電動機。額定功率 Ped=1.5KW、同步轉速 1500 、滿載時(滿載轉速 1400 、電流 3.65A、效率 79%、功率因數(shù)minr minrＣｏｓФ＝0.79）堵轉電流/額定電流=6.5A、堵轉轉矩/額定轉矩=2.2、最大轉矩/額定轉矩=2.2、轉動慣量=0.0027Kg.m2、噪聲 67 db(A)、電動機重量 27kg、總傳動比 12。參照表 11-3 各級傳動的傳動比常用值，可以知道 i 帶=2-4；i 鏈=3-4。 ??23 V 帶及帶輪的傳動設計3.1 帶輪材料的選擇 帶輪是帶傳動中的重要零件，它必須滿足下列要求：質量分布均勻；安裝時對中性好，轉速高時要經過動平衡；鑄造和焊接時的內應力??；輪槽工作面要精細加工（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，常用材料的牌號為 HT150 或 HT200；轉速較高時宜采用鑄鋼（或用鋼板沖擊后焊接而成） ；小功率時可用鑄鋁或塑料。根據(jù)電動機的已知參數(shù)額定功率 Ped=1.5KW、轉速 1500 、傳動比 i0=2、一minr天運轉時間小余 10 小時。1.）工作情況系數(shù) Ka 由表 14-7 選取經表查出=1.1。 2.）確定計算功率Pca：按所傳遞的功率 P、載荷性質和每天運轉時間等因素來確定計算功率。Pca=KAP (KW) 式中; KA——— 工作情況系數(shù) , Pca =KAP= =1.65(KW)。5.1???23.2 V 帶的設計與計算 表 1 V 帶的設計與計算設計計算項目 依據(jù) 結果 說明條件工作情況系數(shù) KA 機械設計基礎下冊 由表 14-7??11.1確定計算功率 Pca Pca=KA .P=1.1×1.5=1.65(KW) 1.65 (KW)選取 V 帶型號 機械設計基礎下冊 圖 14-12 A 型初選小帶輪直徑 D1 機械設計基礎下冊 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驗算帶的速度 V V=ЛD1n1/60×1000 10.26 m/s 在 10-20m/s 范圍內符合要求初定中心距 ɑ0 0.7(D1+D2)≦ɑ0≦2(D1+D2)294≦a0≦840350 mm 一般情況下參考實際機器結構確定初算 V 帶所需的基準長度L′dL′d=2ɑ0 +Л(D1+D2)/2+(D1+D2)2/4ɑ0(1464.4 mm）1464 mm選 V 帶的基準長度 Ld 由表 14-5 1433 mm定 V 帶的公稱（內周）長度 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˙符合設計要求。包角系數(shù) Ka 由表 14-8 0.92長度系數(shù) KL 由表 14-9 0.96材質系數(shù) K 0.75 目前 V 帶強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 根實際帶的根數(shù) Z≦5 符合每米 V 帶質量 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計算結果匯總：V 帶規(guī)格：A 型、V 帶的公稱長度 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 帶輪的結構設計主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結構型式；根據(jù)帶的型號確定輪槽尺寸（表 14-12） ；帶輪的其它結構尺寸可參照圖 14-15 所列經驗公式計算。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的技術條件等。V 帶兩側面夾角為 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，其截面形狀發(fā)生變化，外邊（寬邊）受拉而變窄，內邊（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 型號表 2 帶輪的結構槽型剖面尺寸 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 B150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長度 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 p>12.7 時，經制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時的齒寬b1----內鏈節(jié)內寬見表 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 P=12.7 時，t=9.5 （P973）圖 6 鏈輪 24.8 鏈輪 2 的設計4.8.1 鏈輪 2 的計算 表 8 鏈輪 2 的計算名稱 符號 計算公式 說明條件 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 范圍內選取，但當選用時，應注意用展成法加工時有可能發(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ha hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.5hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設計尺寸，hamax 相應于 damax; hamin 相應于 damin齒側凸緣（或排間槽）直徑dg dg 15013K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長度 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 p>12.7 時，經制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時的齒寬b1----內鏈節(jié)內寬見表 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 P=12.7 時，t=9.5 （P973）圖 7 鏈輪 3144.9 鏈輪 3 的設計4.9.1 鏈輪 3 的計算 表 11 鏈輪 3 的計算名稱 符號 計算公式 說明條件 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 范圍內選取，但當選用時，應注意用展成法加工時有可能發(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ha hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.2hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設計尺寸，hamax 相應于 damax; hamin 相應于damin齒側凸緣（或排間槽）直徑dg dg 150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長度 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 p>12.7 時，經制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時的齒寬b1----內鏈節(jié)內寬見表 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 P=12.7 時，t=9.5 （P973）16圖 8 鏈輪 44.10 鏈輪 4 的設計4.10.1 鏈輪 4 的計算 表 14 鏈輪 4 的計算名稱 符號 計算公式 說明條件 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 范圍內選取，但當選用時，應注意用展成法加工時有可能發(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ha hamax=(0.625+0.8/Z4)P-0.5d1=4.56hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375Ha 是為簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設計尺寸，hamax 相應于 damax; hamin 相應于 damin齒側凸緣（或排間槽）直徑dg dg 150K 3.2 4.8 6.4 9.5輪轂長度 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 p>12.7 時，經制造廠同意，亦可使用 p≦12.7 時的齒寬b1----內鏈節(jié)內寬見表 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 P=12.7 時，t=9.5 （P973）4.11 鏈傳動的失效形式4.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 鏈輪與鏈條進入嚙合和脫離嚙合過程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力和有相對轉動，因而導致承壓面發(fā)生磨損，使鏈的實際節(jié)距變長，嚙合點沿齒高外移，最終產生跳齒和脫鏈現(xiàn)象 。它是開式齒輪傳動的主要形式。4.11.2 鏈的疲勞破壞 鏈在傳動過程中，緊邊和松邊的拉力是不相等的，再加上傳動中的動載荷，使得它的各元件都是在變應力的作用下工作，在中、低速時，經過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板首先產生疲勞破壞；高速時由于滾子進入嚙合時的沖擊載荷劇增，套筒或滾子先于鏈板產生沖擊疲勞破壞。4.11.3 多次沖擊破斷 鏈條在反復啟動、反轉、制動時所產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就產生破斷。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。它的應力總循環(huán)次數(shù)一般在 104 以內。4.11.4 鏈條的膠合 高速和潤滑不良的傳動，銷軸、套筒的工作面會因溫度過高而發(fā)生膠合。4.11.5 過載拉斷 鏈條所受載荷超過了鏈條靜強度而被拉斷。 ??1185 軸的結構設計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。碳鋼有足夠的強度，對應力集中不太敏感，便于進行機械加工和熱處理，價格低廉，應用廣泛。一般機器的軸，可用 30、40、50 等牌號的優(yōu)質中碳鋼，其中最常用的為 45 號鋼。為了改善機械性能，應進行正火或調制處理。對于輕載或不重要的軸，一般不需要進行熱處理，可采用 A3、A4、A5 等普通碳素鋼。合金鋼的機械性能（強度、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。對于在高溫、低溫、或由腐蝕介質條件下工作的軸，則更宜用合金鋼來制造。軸的材料應根據(jù)軸的工作狀況、重要性和結構復雜程度、生產批量、材料供應情況、加工可能性以及經濟性等因素，綜合考慮、合理選取。5.2 軸結構的基本要求 設計軸的基本要求是保證軸具有：1.足夠的強度和剛度。即所要求設計的軸具有足夠的承載能力，以保證軸在預期壽命內能正常的工作。2.合理的結構。即要求所設計的軸便于加工，疲勞強度高，軸上的零件便于拆裝，并且相對于軸有可靠的固定方式。軸的結構設計應滿足的要求：1）軸及軸上的零件要有確定的工作位置；2）軸上零件應便于拆裝和調整；3）軸具有良好的制造及裝配工藝性；4）有利于提高軸的強度、剛度，有利于節(jié)約材料和減輕重量。根據(jù)脫粒機的工作要求和機構特性查表確定軸的材料及其機械性能：表 17 軸的材料及其機械性能材料牌號 熱處理毛坯直徑(mm)硬度（HBS）拉伸強度極限 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 號鋼 調制 ≦200 217-255650 360 300 155應用最為廣泛5.3 初步確定軸 1 的各段直徑和長度根據(jù)以上的計算數(shù)據(jù)來計算軸的傳遞功率 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： 當軸的材料為 45 號鋼時 [τ]T=30-40、A0=118-107， （因軸端受彎矩，A0 去平均值）所以 A0=110，軸的轉速為 750 r/min。195.3.1 估算軸的最小直徑 從而可以計算出軸的最小直徑為：d ≧A0 =110× =21.36mm。為了保證安裝強度與安裝尺寸，根據(jù)表 18-3 標準直徑系列 選3nP375049.擇軸的最小直徑 dmin=35mm。圖 9 軸 1 結構5.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 從右到左的順序為帶輪 2、套筒、鏈輪 1、套筒、滾動軸承和軸承支座；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為 36 ，為了使帶輪 2 能夠很好的定位需在帶輪 2 的左端設計成一個套筒，套筒長度為 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 主要結構尺寸的計算：輪轂長度 L=23，所以安裝在鏈輪 1 的軸長為 23mm，軸徑為 35mm，鏈輪 1 的左端的定位依靠套筒來實現(xiàn)，套筒厚度 5mm，套筒處的軸徑為 45mm，長度為 10mm。左端設計成一段長軸軸徑為40mm，長度為 360mm。左端設計成軸徑為 35mm，根據(jù)機械設計手冊查得軸徑為 35mm 時的軸承型號，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計為寬為 5mm,深度為 5mm,根據(jù)軸的結構設計將止推彈簧圈的厚度設計成 10mm,寬度設計為 5mm，厚度為 10mm. 左端軸長為 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,《機械設計手冊》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 《機械設計手冊》GB 1096-79；（P286）查的普通平鍵的剖面尺寸為:b×h×l=10×8×18。同時為了保證帶輪與軸配合有良好的對中性，故選從動帶輪與軸的配合為 。角接觸球軸承與軸的周向定位也是借配合來保證的，此處67tH初選 。67sH圖 10 軸 2 結構205.4 初步確定軸 2 的各段直徑和長度：5.4.1 估算軸的最小直徑 根據(jù)以上的計算公式來對第二個鏈輪的軸進行設計鏈輪 2 安裝在腰輪軸上，通過計算鏈輪 2 的轉速 n2=671 r/min；P=FV/1000=（656×3）/1000=1.968（kw）估算軸的直徑從而可以計算出軸的最小直徑為：d ≧A0 =110× =15.75mm ，同上為了保證安裝強度3nP367198.與安裝尺寸，根據(jù)表 18-3 標準直徑系列，選擇軸的最小直徑 dmin=30mm，軸的最右端裝有套筒以此來固定鏈輪，根據(jù)結構要求取套筒長度為 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，根據(jù)軸的直徑 d=35mm， 《機械設計手冊》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 的輪轂長度 l=23,可以確定鏈輪 2 處的軸長為 23mm。 （需要強調指出，為了保證軸向定位可靠，與齒輪、聯(lián)軸