【文章內容簡介】 基本許用應力 ? ?H? ’ =268MPa。 設這種農業(yè)機械每年工作三個月，每天工作八小時，能使用五年，所以這種小型拔梗機的研究及設計 19 機械的壽命為 hL h 3 6 0 058303 ????? 。 應力循環(huán)系數(shù) 72 ??????? hLjnN 壽命系數(shù) 108 77 ???HNK 則 ? ? ? ? M P aK HHNH ?????? ?? (6)計算中心距 mma 4 3 1 2 ??????? ???? 取中心距 mma 70? ，因 8?i ，故從［ 1］中表 112中取模數(shù) m=5,蝸桿分度圓直徑 mmd 601 ? 。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （ 1） 蝸桿 直徑系數(shù) q=12；齒頂圓直徑 mmda 701 ? ；齒根圓直徑 mmdf 481 ? ；分度圓導程角 ??? ? 45279? 。 （ 2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù) 162?Z ； 變位系數(shù) 02?x ； 傳動比 8?i ； 蝸輪分度圓圓直徑 mmmzd 8016522 ???? 蝸輪喉圓直徑 mmhdd aa 902 222 ??? 蝸輪齒根圓直徑 mmhdd ff 222 ??? 小型拔梗機的研究及設計 20 校核齒根彎曲疲勞強度 ? ?FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 221 當量齒數(shù) ? ? 45279c o s 16c o s 3322 ?????? ?zz v 根據(jù) 02?x ， ?vz ，從［ 1］中圖 1119可查得齒形系數(shù) ?FaY 。螺旋角系數(shù) 9 3 2 4 01 ???? ??Y 許用彎曲應力 ? ? ? ? FNF K?? 39。F ?? 從［ 1］中表 118 查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力? ? MPaF 5639。?? 壽命系數(shù) 109 76 ???FNK ? ? M P aM P aF ???? M P aF ?? ???? 彎曲強度是滿足要求的。 小型拔梗機的研究及設計 21 齒輪的設計與計算 由于拔梗機的拔梗裝置是由左右莖稈夾持裝置和拔叉組成，為了使莖稈受力均勻，更好的提高拔凈率，必須使左右莖稈夾持裝置的速度一致，拔梗裝置的動力主要靠齒輪傳遞，所以此次的齒輪為同級齒輪傳動。即 43 mm? ， 43 zz ? 。此次設計的齒輪大體示意圖如圖 32 圖 32 齒輪結構圖 按彎曲強度確定齒輪模數(shù) 由［ 2］中公式 （ 611）可得： ? ?3 2312FFdYzKTm ??? 式中： k —— 載荷系數(shù)，一般取 k=～ 2 取 k= 1T —— 齒輪傳遞的額定轉矩 N mm 小型拔梗機的研究及設計 22 mmNT ????? 2 2 9 2 0 08/1 0 0 0 6 FY —— 復合齒形系數(shù) 取 FY = d? —— 齒寬系數(shù) 取 d? = 3Z —— 齒輪齒數(shù) 試取 3Z =25 ? ?F? —— 許用彎曲應力 ? ?F? = minlimHHS? limH? —— 齒輪選用氣體滲碳處理的許用應力 取 limH? =1300 minHS —— 接觸強度計算的最小安全系數(shù) 取 minHS = ? ?F? = minlimHHS? = 1300/ = N/ 2mm 計算 ? ? mmYzKTm FFd 1 8 2 9 2 0 3 23 23 1 ??? ????? ?? 對此計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度 計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面 接觸疲勞強度所 決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關。 可取 m=4mm。 按接觸強度確定齒輪分度圓直徑與中心距 由［ 1］中公式（ 109a）得： ? ?3 213 ???????????HEdZuuKTd ?? （ 1）確定公式內的各計算數(shù)值 式中 K—— 載荷系數(shù) 取 K = 。 小型拔梗機的研究及設計 23 1T —— 齒輪傳遞的額定轉矩（ ） 。 u—— 齒數(shù)比 u= 1 d? —— 齒寬系數(shù) d?= H? —— 許用接觸應力 minlimHHH S?? ? 查［ 1］中表 106查得材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? limH? —— 實驗齒輪的接觸疲勞極限應力（ N/ 2mm ） 取 limH? = 1300 minHS —— 接觸強度計算的最小安全系數(shù) 取 minHS = H? = minlimHHS? = 1300/ = N/ 2mm 計算可得： ? ? mmZuuKTd HEd 2 2 9 20 3 23213 ??????????????????????? ?? 可得： mmzmd 1 0 0254333 ????? 經(jīng)計算，齒輪可用。 齒寬的確定 由公式 33 db d?? 已知 ?d? 1003 ?d 式中 3b —— 齒寬 3d —— 齒輪分度圓直徑 mmd 1002543 ??? 33 db d?? = 100 =25 mm 小型拔梗機的研究及設計 24 因 u=1，所以 mmdd 10034 ?? mmbb 2543 ?? 計算齒輪相關參數(shù)、確定各齒輪 詳見表 31 中心距 ? ? mmzzma 1 0 02121 ??? 表 31 齒輪的基本參數(shù) 齒輪 齒數(shù) 模數(shù) m 分度圓直徑1d 齒頂高ah 齒根高fh 全齒高h 齒頂圓直徑ad 齒根圓直徑fd 3z 25 4 100 4 5 9 106 90 4z 25 4 100 4 5 9 106 90 傳動箱軸的計算 傳動軸是拔梗機的主要設計部件之一，它是在脫粒機正常工作過程中，承擔主要轉矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上的回轉零件，工作環(huán)境惡劣，因此傳動軸的設計是一個十分關鍵的步驟，它的合理型及強度直接影響到拔梗機的工作效率和質量。傳動軸的主要作用有兩點： 支持軸上所安裝的回轉零件，使其有確定的工作位置； 傳遞軸上的運動和動力。 軸按照軸線形狀的不同，可以分為曲軸、直軸軟軸和撓性軸等，根據(jù)拔梗機的結構特點和組成形狀及工作強度和環(huán)境的要求， 此拔梗機的輸入軸和其他軸都選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸，軸的設計如下： 由公式 ??3 5?Td?得： 式中 d —— 軸的最小直徑 mm T —— 軸傳遞的額定轉矩 Nmm? 小型拔梗機的研究及設計 25 ??? —— 軸的許用轉應力 MP 軸的材料為 45 ，查取 ??? = 40～ 52 取 ??? =40 一軸的設計 由轉速 min/125rn? 功率 P=3KW，確定軸的最小直徑， mmNT ????? 2 2 9 2 0 01 2 5 61 軸最小直徑為 mmd 92 0053 ??? 一軸為普通平鍵 (A)軸傳動，且最小直徑處安裝有 深溝球滾子軸承，查手冊［ 3］ 取 d=35mm，所以深溝球滾子軸承的型號為 6207，基本尺寸見表 32 普通平鍵 (A)軸為： 16914 ????? lhb 表 32 6207軸承基本參數(shù) 軸承 代號 基本尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 基本額定動載荷 基本額定靜載荷 極限 轉速 d D B rs min da min Ds max ras max /kN 脂潤滑 油潤滑 6207 35 62 14 1 41 56 1 9000 1200 二軸的設 計 由于一軸與二軸為齒輪傳動且傳動比為 i=1，所以有： mmNTT ??? 2 2 9 2 0 012 小型拔梗機的研究及設計 26 軸最小直徑為 mmd 4022 92 0053 ??? 因二軸最小直徑處安裝有圓錐滾子軸承，查手冊 ［ 3］ 取 mmd 352 ? 。其圓錐滾子軸承型號為 30207，基本參數(shù)見表 33： 表 33 30207軸承基本參數(shù) 軸承 代號 基本尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 基本額定動載荷 基本額定靜載荷 極限 轉速 d D B rs min da min Ds max ras max /kN 脂潤滑 油潤滑 30207 35 72 17 1 42 65 1 5300 6700 三軸的設計 在設計過程中二軸與三軸的轉速都是由蝸桿與軸上的蝸輪相嚙合而來，且兩蝸輪的基本參數(shù)相同，故兩軸的轉速相同，所以最小軸徑相等。三軸的最小軸徑為 mmd in3 ? 。因三軸最小軸徑處與圓錐滾子軸承相配合，所以選取最小軸徑 mmd 353 ? 。與之配合的軸承型號為 30207，其基本參數(shù)見表 33。 軸的校核 通過設計可知，傳動箱中四軸承受的轉矩、彎矩最大，故校核四軸。 軸的材料為 45 鋼材，經(jīng)調質處理，查得材料力學性能數(shù)據(jù)為： 硬度 220250HB，抗拉強度 750?b? 屈服點 550?s? 彎曲疲勞極限 3501 ??? 扭轉疲勞極限 2020 ??? 許用靜應力 ? ? 300?H? 許用疲勞應力 ? ? 2331941 ???? 小型拔梗機的研究及設計 27 按轉矩計算 最小軸徑為 3m inm in nPAd ? 式中 A—— 按 ??? 定的系數(shù) 取 A= 100 P—— 功率 P=55 KW minn —— 最小轉速 minn =202 r/min 計算得 mmd 2 0255339。m in ?? 39。minmin dd ? 故安全。 軸上受力分析 軸傳遞的轉矩 mmNPT ???? 31 6 0 02 0 29 5 5 0 圓柱齒輪圓周力 NdTFt 3311 7 5 6 0 022 ?????? 式中 d —— 三軸圓柱齒輪分度圓直徑 mm 徑向力 NFF tr 6879t an11 ?? ? 錐齒輪圓周力 KNdTFt 3312 4 0 6 0 022 ????? 式中 d—— 三軸錐齒輪分度圓直徑 mm