【正文】 分度圓直徑 1d =110mm 2d =120mm 齒頂圓直徑 ad 111 co s2 ?aa hdd ?? =1 222 co s2 ?aa hdd ?? =mm 齒根圓直徑 fd 111 co s2 ?ff hdd ?? = 222 co s2 ?ff hdd ?? = 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 10 錐距 R R= 齒頂角 a? 收縮頂隙傳動 Rh aaa /tantan 21 ?? ?? = 21 aa ?? ? =? 齒根角 f? Rh fff /tantan 21 ?? ?? = 21 ff ?? ? =? 分度圓齒厚 2ms ?? = 頂隙 =1 當量齒數(shù) vz 111 cos/ ?zzv ? = 222 cos/ ?zzv ? = 當量齒數(shù)比 vu 12 / vvv zzu ? =平均模數(shù) m )(/ 11 Rmm mzdm ???? = 平均分度圓直徑 md )(11 Rm dd ??? = 2md =100mm 頂錐角 a? 收縮頂隙傳動 111 aa ??? ?? = 222 aa ??? ?? =? 根錐角 f? 111 ff ??? ?? =? 222 ff ??? ?? =? 當量齒輪分度圓半徑 vr 111 cos2 ?drv ?= 222 cos2 ?drv ? = 當量齒輪齒頂圓半徑 var 111 avva hrr ?? = 222 avva hrr ?? = 秸稈還田機畢業(yè)設(shè)計 11 直齒輪的計算 同上面錐齒輪一樣，選取 7 級精度，由機械設(shè)計 P191 表 23 兩個之論的材料選取如表 23所示 表 23 齒輪材料選取 Table. 23 Gear material selection （ 1）選取小齒輪的齒數(shù) 3z 為 25，則大齒輪的為 ?? 234 izz 28 （ 213） 按齒面接觸強度設(shè)計 （ 2）由機械設(shè)計 P203 式 109a 可得 ? ?3 2d1t1 )u HEZKT ?? （?? （ 214） 本機中我們選取 載荷系數(shù) ?K 小齒輪的轉(zhuǎn)速 T1 = 105 mm?N 同上面錐齒輪選擇步驟一樣，分別由機械設(shè)計上面表格得到21d MZ E ?? ，彈性影響系數(shù)齒寬系數(shù) ? ，小齒輪的接觸疲勞強度極限pa600pa600 2lim1lim MM HH ?? ?? 限，大齒輪的接觸疲勞極 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)計算（假設(shè)齒輪一年工作 100 天，使用年限為 15年） 8h21 ?????????? ）（N （ 215） 882 ????N 查表取 21 ?? HNHN KK ； 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則有 ? ?? ? 2lim221lim11MSKMSKHHNHHHNH???????????? （ 216） 由齒輪的分度圓計算公式 ? ?32d1t1 )u HEZKT ?? （??（楊可楨 ,程光蘊， 2021），則項目 材料牌號 熱處理方法 強度極限 屈服極限 齒面硬度 齒輪 3 40Cr 調(diào)質(zhì) 700 500 286 齒輪 4 40Cr 調(diào)質(zhì) 700 500 286 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 12 小齒輪的分度圓直徑 3 25t1 )570 （??? = 圓周速度 s/1 0 0 060 ndv 2t1 ??? π8m/s,按照 7級精度速度的設(shè)計要求因此設(shè)計的 速度符合要求 模數(shù) 1t1 ??? h== 同錐齒輪載荷系數(shù)一樣，查表得 ????? ???? HHFH KKKKK ， 所以 ?????? ?? HHVA KKKKK 校正分度圓直徑，由機械設(shè)計 P204 式 1010a 則 ?? 3tt11dd KK 3 = （ 217） 模數(shù) m= ?11zd ? 按齒根彎曲強度計算，有機械設(shè)計 P201 式 105則有 （ 1） . ? ?3 aa21d1z2mFSF YYKT ??? （ 218） （ 2）同錐齒輪計算查表可得 2a1a 2a1a ?? ?? SS FF YY YY ， （ 3）小齒輪的疲勞強度極限 pa5001 MFE ?? ，大齒輪的為 pa5002 MFE ?? ，查表得彎曲疲勞壽命系數(shù) d21 ??? ?，取， FNFN KK （ 4）取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則大小齒輪的疲勞需用應(yīng)力分別為 ? ?? ? 2211MSKMSKFEFNFFEFNF???????????? （ 219） （ 5）計算大小齒輪的 ? ?1aaFSFYY? 并加以比較則 秸稈還田機畢業(yè)設(shè)計 13 ? ?11Sa1aFF YY? = ?? （ 219） ? ? 2Sa2a ???FF YY ? 顯然小齒輪的要略大一點 （ 6）依機械設(shè)計 P192 式 102得 ?????? ?? FFVA KKKKK 代入 ? ?3 aa21d1z2mFSF YYKT ??? 則有 3 2 5 ??? ???? 對比兩種情況下得到的 m的結(jié)果， 顯然接觸疲勞強度的模數(shù)要大于齒根彎曲疲勞計算的模數(shù)，又齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定，因此選取 m=4，則有： a. 254 t13 ??? 234 ???? mm1062 428252 mzz 21 ?????? ）（）（? （ 221） 100425mzd 31 ???? mm （ 222） 112428mzd 42 ???? mm mm401 0 1d ???? ? （ 223） 因此選取齒寬 mm4021 ?? BB 軸的設(shè)計計算 本設(shè)計的還田機中共有三根軸，動力輸出軸 1，中間箱輸出軸 2和刀軸 3，由于它們的校核原理是一樣的，因此在此處只列出刀軸和中間傳動軸進行校核。 b.Ⅰ Ⅱ段軸用于安裝軸承，套筒等，故取直徑 IIId? =40mm，齒輪端面距離箱體內(nèi)壁a=20mm，故取 IIIl? =35mm。 Ⅳ Ⅴ段安裝高速級大齒輪，可取直徑可取為 VIVd? =56m，取 VIVl? =50mm。同樣，按 VIVd? 由《機械設(shè)計》 P106 表 61查得平鍵截面 b*h=14mm*9mm，長為 40mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn 。 (5)軸上載荷的計算 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 16 圖 23 變速箱主動軸受力分析 Force analysis of power axle 通過查表得到 a=18mm，所以 L1=， L2=120， L3= 代入下式有 : 1）水平支反力 321333221 )( LLL LFLLFF ttNH ?? ??? = （ 226） 1322 NHttNH FFFF ??? =5350N 2）垂直支反力 321333221 )( LLL LFLLFF rrNV ?? ??? == （ 227） 1322 NVrrNV FFFF ??? = 3）水平彎矩 111 LFM NHH ? = = mm 秸稈還田機畢業(yè)設(shè)計 17 4）垂直彎矩 111 LFM NVV ? = = mm 5）總彎矩 21211 VH MMM ?? = 7 0 9 4 3 1 3 7 52 4 9 4 2 6 3 22 ??N mm (6)按照彎扭合成應(yīng)力來校核軸的強度 根據(jù)《機械設(shè)計》 P373 式 155，則軸上Ⅱ Ⅲ段為危險截面， IIIIId? =56mm，取α =，則軸的計算應(yīng)力 W TMca2221 )(?? ?? =32256* )238164*( ?= ? ?1pa75 ??? M 因此軸是安全的 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 18 3 碎茬工作部分部件設(shè)計 刀軸的機構(gòu)設(shè)計 刀軸中間部分采用無縫 焊接，兩端分別焊接軸頭用來支撐刀軸，其中左右刀軸起支撐作用，中間刀軸起到的是傳遞力矩的作用，刀軸上任意兩個刀盤對應(yīng)的側(cè)面距離為 100mm，為了盡量避免漏耕現(xiàn)象的發(fā)生，在同一刀盤上兩側(cè)的刀片要采取相對安裝而不是背靠背的安裝形式，刀盤的厚度為 8mm，刀片厚度也為 8mm，因此兩側(cè)面上左右彎刀外側(cè)距離為 224mm。鑒于本機的機器是比較小型的還田機，耕幅我們設(shè)計的為 ，因此確定刀盤的數(shù)量為 10 其中刀軸上刀盤每個有 2個刀齒，因此總刀片數(shù)量為 20（夏萍 ,江家伍， 2021）。 刀軸強度校核 還田機在工作的時候 ，影響其力矩的主要因素有土壤狀況，刀片結(jié)構(gòu)，耕深，機組行進速度以及轉(zhuǎn)速等的影響，而且刀片的排列方式的不同，刀軸受到的力矩也是不斷變化。 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 20 圖 32 刀軸受力示意圖 sketch map of the blade spindle pressed 本機中設(shè)計的刀盤數(shù)量為 10，其中兩端刀盤距離支撐點 A， B 的距離分別我 30mm和 28mm，中間刀盤間的距離為 100mm，將這 10 個刀盤一次編號為 1到 10，假設(shè) i個刀盤的刀片作用于刀軸時， （ 1） A 和 B兩支撐點受力為 ??????????????????LLLPPLLLPPLLPPLLLPPHHBHHAVVBVVAiiiiiiii (34） （ 2）截面所受的彎矩為 ????????????????????）（）（）（）（iiiiiiiiiiiiLxxxLxxxLLPLPLLLLPMLLPLPLLLLPMHHHHXVVVVX （ 35） 秸稈還田機畢業(yè)設(shè)計 21 分析上面的式子，可以得出：刀軸在水平和垂直方向的彎矩都是兩段線性方程，并且都在 x=L1 位置取得最大值 為im a x ( LLLLPM i ）? （ 36） 對該式求最大值，當 2i LL?處 M 取得最大值，最大值為 4PL ，彎矩圖如下所示 圖 33 刀軸彎矩扭矩圖 the bending moment and the torque diagram of the spindle