【文章內容簡介】 為根據主動帶輪的基準直徑尺寸 mmD 1251 ? ，而與主動帶輪配合的電動機軸的直徑是 mmd 381 ? ，因此根據經驗公式 (1?D ～ 47)3 1 ??d ～mmmm 300114 ? ，所以主動帶輪采用腹板式。 帶輪參數的選擇： 通過查《機械設計基礎》一書，可以確定主動帶輪的結構參 數，結構參數如下表，其他的相關尺寸可以根據相應的經驗公式計算求得。 表４ 帶輪的結構參數 單位（ mm） 帶的型號 m f t s pb ? ? 39。b B 16 5 20 14 14 038 12 主動帶輪的厚度可以由計算公式： stZB ????? 2)1( 求得 即 ： mmB 5814220)13( ?????? 主動帶輪的結構如圖 2： 圖 2 主動帶輪的結構 從動帶輪的設計 從動帶輪的結果選擇 因為根據主動帶輪的基準直徑和傳動比來確定，即 mmD 2402 ? ， mmD 3002 ? ，所以從動帶輪同樣采用腹板式。 從動帶輪的參數選擇：通過查《機械設計基礎》一書，可查得帶輪的結構參數間表，其他一些相關尺寸可以根據相應的經驗公式計算求得。 表５ 帶輪的結構參數 單位（ mm） 帶的型號 m f t s pb ? ? 39。b B 16 5 20 14 14 038 從動帶輪的厚度可以由計算公式： stZB ????? 2)1( 求得 即 ： mmB 5814220)13( ?????? 從動帶輪的結構如圖 3： 13 圖 3 從動帶輪的結構 傳動帶的設計 (1)確定計算功率 PKP Aca ?? 其中： AK — 工作情況系數 P — 電動機的功率 查《機械設計基礎》一書中的表 14— 7 可知： AK = ???caP (2) 選擇 V帶的型號 根據計算得知的功率 caP 和電動機上帶輪（小帶輪）的轉速 1n （與電動機一樣的速度），查《機械設計基礎》一書圖 14— 12，可以選擇 V 帶的型號為 B 型。 (3)確定帶輪的基準直徑 ①初選主動帶輪的基準直徑 1D ：根據《機械設計基礎》一書，可選擇 V 帶的型號參考表14— 2，選取 1D mm125? 。 ②計算 V帶的速度 V： smNDv 11 ?? ???? ??? ? V 帶在 10～ sm20 的范圍內，速度 V符合要求。 電動機與主軸傳動比的計算 21 ??? nni ③計算從動輪的直徑 2D 14 mmDnnD 24012575014401212 ????? (4) 確定傳動中心距和帶長 取 )(2)( 2121 DDaDD ?????? 即： )240125(2)240125( 0 ?????? a 得： mmamm 0 ?? 取： mma 5000 ? 帶長 012210 4 )()(22 a DDDDaL d ??????? ? 即： 5004 )125240()240125( ? ???????dL 得： mmLd 1463? 按《機械設計基礎》一書中查表 14— 5，選擇想近的基本長度 ddL 和 ddL 相對應的公稱長度（內周長 iL ）可查得： mmLdd 1440? ， mmLi 1400? 。 實際的中心距可按下列公式求得： ? ?8 )(8)(2)(2 1222121 DDDDLDDLa dd ???????????? ?? 也可用經驗公式： 20 ddd LLaa ??? 求得 ： mma 530? (5) 驗算主動輪上的包角 01201 60180 ???? a DD? 即： 001 60500 125240180 ????? 求得 ： 001 ??a 滿足 V帶傳動的包角要求。 (6)確定 V帶的根數 : V 帶的根數由下列公式確定：kpkkp pZ la ca ?????? )( 00 其中 ： 0p — 單根普通 V 帶的許用功率值 )(0 kwp 15 ?k — 考慮包角不同大的影響系數，簡稱包角系數 lk — 考慮的材質情況系數，簡稱材質系數，對于棉簾布和棉線繩結構的膠帶，取 ?k ，對于化學線繩結構的膠帶，取 ?k 。 0p? — 計入傳動比的影響時，單根普通 V 帶所能傳遞的功率的增量，其計算公式如下： 10 0 0 nTp ????? KW 式中： T? — 單根普通 V 帶所能傳遞的轉矩修正值 mn? ，從《機械設計基礎》可以查表 14— 10 1n — 主動輪的轉速 minr 查得： ??T mn? min14401 rn ? 則： kwp ????? 查表取值： ??k ?lk ?k 0p 由 smv ? mmD 1001 ? 查得： ?p 所以： )( ??????Z 即： ?Z 取 3?Z 根 (7) 確定帶的初拉力 單根 V帶適當的初拉力 0F 由下列公式求得 20 )(500 qvkZv pF ca ??????? 其中： q — 傳動帶單位長度 的質量， mkg 即： NF ) ( 0 ????????? (9)求 V帶傳動作用在軸上的壓力 為了設計安裝帶輪軸和軸承，比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 Q ，它等于 V 帶兩邊的初拉力之和，忽略 V帶兩邊的拉力差，則 Q 值可以近似由下式算出： 即： 2s i n22c os2 1?? ?????? ZZQ 16 求得； NQ i n19032 0 ????? 5 軸的設計 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 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 A A 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。 軸結構的基本要求 傳動軸是玉米脫粒機的主要設計部件之一，他在玉米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，玉米脫粒是瞬時沖擊很大，而且沖擊次數很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動軸的設計是很關鍵的一個步驟。 設計軸的基本要求是保證軸具有： 。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。 。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： 材料牌號 熱處理 毛坯直徑(mm) 硬度（ HBS） 拉伸強度極限δ B 拉伸屈服極限δ s 彎曲疲勞極限δ 1 剪切疲勞極限ζ 1 備注 45 號鋼 調制 ≦ 200 217255 （ MPa） 應用最為廣泛 650 360 300 155 它的主要公用是：一是支持軸上所安裝的回轉零件，使其有確定的工作位置；而是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、軟軸和撓形軸等， 17 根據玉米脫粒機的結構特點和組成形狀及工作強度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設計如下： 根據軸的扭轉強度來初步計算確定其最小直徑，可利用經驗公式： 30 npAd ? 其中： 0A — 軸常用的幾種材料的 ??T? 的 0A 值 p — 主軸上的功率 kw n — 主軸上的轉速 minr 軸上的材料由《機械設計基礎》一書中表 18— 1 可以查到，應選取調質處理的 45號鋼， MPB 650?? ，書中表 18— 2取 1180 ?A ，于是得 mmd 3m in ??? 輸出軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內孔，必在軸上開有鍵槽，因此，為了開鍵槽又不消耗輸出軸的強度，可以使周的直徑增加 5%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因而可以提高軸的工作強度。即： mmdd 25%)51(2 1 3%)51( ??????? 主輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪相配合，故使輸出軸端的軸徑選為 25mm 在《機械設計基礎》一書。查表可以得知帶輪的厚度 mmB 58? ，則取輸出軸的次段軸徑為 mmd 25? ，其長度為 mm60 。 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ — Ⅱ軸段右端需要制出一個軸肩，故?、?— Ⅲ段的軸直徑 mmd 28? ，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成。選用鍵的型號為普通平鍵lhb ?? 為 3578 ?? 。鍵的型號可以通過查《機械設 計基礎》一書取得。 初步選擇輸出軸系 由脫粒機的結構和相關尺寸可知所設計的軸上裝有帶輪和釘齒滾筒，其上的釘齒承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根據 mmd 28? ，初步選取支撐的軸承為相心球軸承，在《機械設計手冊》查得相心球軸承的型號為 406，它的結構尺寸 BDd ?? 為307230 ?? ，故取Ⅲ — Ⅳ段與Ⅴ — Ⅵ段的直徑相等，即 mmd 30? 。 考慮到機體的制造誤差等原因造成 的安裝錯位或是借口不齊等，滾動軸承應在機體內有一段移動的位移，查《機械設計手冊》可等位移量 mms 8? 。 取安裝釘齒的軸Ⅳ — Ⅴ段的直徑為 mmd 40? ，軸承與軸肩用軸端擋圈固定，左、右兩端采用的軸承用軸承座固定軸承，配合為67KH ，其上在距離 mm50 處，焊接釘齒滾筒，已知釘齒滾筒長為 mm735 。軸的基本結構如圖 4： 18 圖 4 軸的結構 確定輸出軸上的圓角半徑 r 值 按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑 r 的值，詳細見圖。軸端倒角在軸的兩端均為 0452? ，小軸肩為0451?軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應力集中。 按彎扭合成條件校核軸的強度 作軸的簡圖 求輸出軸上的所受作用力的大小 根據公式： npT ?? 9550000 求得 其中： p — 電動機的額定功率 kw n — 主軸的轉速 minr 即： MNT ???? 70033750 0 釘齒條上的合力 根據公式： dTFt 2? 求得 其中 ： d — 輸出軸的軸心到釘齒定的距離 即 ： NFt 63722070 0332 ?? 根據公式： %80?? tr FF 求得 其中： 80%— 徑向力占圓周力的百分數 （根據《脫粒機》查得） 即 ： NF r 510%80637 ??? 19 根據公式： ?tgFF ta ?? 求得 由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力。 則取 0?aF （根據《脫粒機》查得） 圓周力 tF 徑向力 rF 軸向力 aF 的方向如 圖所示（ b） 軸上水平面內所受支反力如圖 根據公式： 3231 LL LFR tH ??? 求得 其中： 2L — 是輸出軸上Ⅲ — Ⅳ段的中心線到Ⅳ — Ⅴ段距左端三分之一處的距離 mm 3L — 是輸出軸上Ⅳ — Ⅴ段距左端三分之一處到右端Ⅴ — Ⅵ段中心線之間的距離 mm 即 ： NRH 6006371 ????? 根據公式： 12 HtH RFR ?? 求得 即 ： NR H ???? 軸在垂直面內所受的支反力 根據公式： 3231 2LLDFLFRarv ????? 求得 其中 ： D — 釘齒的頂端到主軸軸心的距離 mm 即 ： NR v 3 4 06 0 03 0 0 22 2 006 0 05 1 01 ?? ???? 根據公式 ： 12 vrv RFR ?? 求得 即 ：