【正文】 即： 2s i n22c os2 1?? ?????? ZZQ 求得； NQ i n19032 0 ????? 第五章 V 帶帶輪的設(shè)計(jì) 帶輪是 帶傳動(dòng)中的重要零件，它必須滿足下列要求：質(zhì)量分布均勻；安裝時(shí)對(duì)中性好，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；鑄造和焊接時(shí)的內(nèi)應(yīng)力??；輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為 Ra=） ,以減輕帶的磨損；各槽尺寸和角度應(yīng)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(hào)為 HT150 或 HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼（或用鋼板沖擊后焊接而成）；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。 因?yàn)閹л喌霓D(zhuǎn)速 smv ? ，即 25mv s ，轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選 定為灰鑄鐵，硬度為 150HT 。 11 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)型式；選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸；帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(yīng)的技術(shù)條件等。 V帶兩側(cè)面夾角為 40176。 ，而輪槽楔角ψ 0卻是 34176。、 36176。、或 38176。，其原因是 V 帶在輪上彎曲時(shí)，其截面形狀發(fā)生變化，外邊（寬邊）受拉而變窄，內(nèi)邊（窄邊）受壓而變寬，因而使 V帶的楔角變小。 故設(shè)計(jì)如下： 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 mmD 1251 ? ，而與主動(dòng)帶輪配合的電動(dòng)機(jī)軸的直徑是 mmd 381 ? ，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 (1?D ～ 47)3 1 ??d ～mmmm 300114 ? ，所以主動(dòng)帶輪采用實(shí)心式。 帶輪參數(shù)的選擇： 通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)，可以確定主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表，其他的相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。 表 ４ 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（ mm） 帶的型號(hào) m f t s pb ? ? 39。b B 16 5 20 14 14 038 17.4 主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： stZB ????? 2)1( 求得 即 ： mmB 5814220)13( ?????? 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 2： 圖 2 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu) 12 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) 從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來(lái)確定，即 mmD 2402 ? ， mmD 3002 ? ，所以從動(dòng)帶輪同樣采用腹板式。 從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇：通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。 表５ 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（ mm） 帶的型號(hào) m f t s pb ? ? 39。b B 16 5 20 14 14 038 17.5 從動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： stZB ????? 2)1( 求得 即 ： mmB 5814220)13( ?????? 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 3： 圖 3 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu) 第六章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸是玉米脫粒機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，他在玉米脫粒機(jī)正常工作過(guò)程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動(dòng)軸上的回轉(zhuǎn)零件，玉米脫粒是瞬時(shí)沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它的主要公用是：一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；而是傳遞軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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，根據(jù)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 13 組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機(jī)的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。 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(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中不太敏感，便于進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。一般機(jī)器的軸，可用 50 等牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中最常用的為 45 號(hào)鋼。為了改善機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)制處理。對(duì)于輕載或不重要的軸，一般不需要進(jìn)行熱處理，可采用 A A A5 等普通碳素鋼。合金鋼的機(jī)械性能（強(qiáng)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(duì)于在高溫、低溫、或由腐蝕介質(zhì)條件下工作的軸，則更宜用合金鋼來(lái)制造。軸的材料應(yīng)根據(jù)軸的工作狀況、重要性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、材料供應(yīng)情況、加工可能性以及經(jīng)濟(jì)性等因素，綜合考慮、合理選取。 設(shè)計(jì)軸的基本要求是保證軸具有： 。即所要求設(shè)計(jì)的軸具有足夠的承載能力，以保證軸在預(yù)期壽命內(nèi)能正常的工作。 。即要求所設(shè)計(jì)的軸便于加工，疲勞強(qiáng)度高，軸上的零件便于拆裝，并且相對(duì)于軸有可靠的固定方式。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng) 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(yīng)便于拆裝和調(diào)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(qiáng)度、剛度，有利于節(jié)約材料和減輕重量。 此軸的設(shè)計(jì)如下： 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)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(zhuǎn)速 minr 軸上的材料由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中表 18— 1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的 45 號(hào)鋼， MPB 650?? ，書(shū)中表 18— 2取 1180 ?A ，于是得 ： mmd 23 3m in ??? 14 輸出軸上的 最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔，必在軸上開(kāi)有鍵槽，因此，為了開(kāi)鍵槽又不消耗輸出軸的強(qiáng)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(qiáng)度。即： (1 5% ) 23 (1 5% ) 25d d m m? ? ? ? ? ? ? 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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)。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(zhǎng)度為 mm60 。 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(gè)軸肩，故取Ⅱ — Ⅲ段的軸直徑 mmd 28? ，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來(lái)完成。選用鍵的型號(hào)為普通平鍵lhb ?? 為 3578 ?? 。鍵的型號(hào)可以通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)取得。 初步選擇輸出軸系 由脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和相 關(guān)尺寸可知所設(shè)計(jì)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(jù) mmd 28? ，初步選取支撐的軸承為相心球軸承，在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得相心球軸承的型號(hào)為 406，它的結(jié)構(gòu)尺寸 BDd ?? 為237230 ??? ，故?、?— Ⅳ段與Ⅴ — Ⅵ段的直徑相等，即 mmd 30? 。 考慮到機(jī)體的制造誤差等原因造成的安裝錯(cuò)位或是借口不齊等，滾動(dòng)軸承應(yīng)在機(jī)體內(nèi)有一段移動(dòng)的位 移，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(zhǎng)為 mm735 。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 4： 圖 4 軸的結(jié)構(gòu) 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(xì)見(jiàn)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(yīng)力集中。 15 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 作軸的簡(jiǎn)圖 求輸出軸上的所受作用力的大小 根據(jù)公式：npT ?? 9550000 求得 其中： p — 電動(dòng)機(jī)的額定功率 kw n — 主軸的轉(zhuǎn)速 minr 即： MNT ???? 70033750 0 釘齒條上的合力 根據(jù)公式： dTFt 2? 求得 其中 ： d — 輸出軸的軸心到釘齒定的距離 即 ： NFt 6372207 0 0 332 ?? 根據(jù)公式： %80?? tr FF 求得 其中： 80%— 徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù) （根據(jù)《脫粒機(jī)》查得） 即 ： NF r 510%80637 ??? 根據(jù)公式： ?tgFF ta ?? 求得 由于玉米脫粒機(jī)的主軸軸向不受力。 則取 0?aF （根據(jù)《脫粒機(jī)》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(nèi)所受支反力如圖 根據(jù)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 ????? 16 根據(jù)公式： 12 HtH RFR ?? 求得 即 ： NR H ???? 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 根據(jù)公式： 3231 2LLDFLFRarv ????? 求得 其中 ： D — 釘齒的頂端到主軸軸心的距離 mm 即 ： NRv 3 4 06 0 03 0 0 22 2 006 0 05 1 01 ?????? 根據(jù)公式 ： 12 vrv RFR ?? 求得 即 ： NR v 1703405102 ??? 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 B 、 C 、 D 三點(diǎn)的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 0?? DHBH MM 21 LRM HCH ?? 求得 即： MNM CH ???? 1 2 7 5 0 03 0 04 2 5 作水平面內(nèi)彎矩圖如圖 1（ b）所示 在垂直面內(nèi)，軸上 B 、 C 、 D 三點(diǎn)的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 0?? DVBV MM 211 LRM vcv ?? 求得 即 ： mmNM cv ???? 1 0 2 0 0 03 0 03 4 01 根據(jù)公式 ： 2212 DFLRM avcv ???? 求得 即 ： mmNMcv ????? 102021222021003402 作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖 1 （ c）所示 合成的彎矩為 ： 0?? DB MM mmNMMM CVCHc ?????? 1 6 3 2 8 0)1 0 2 0 0 0()1 2 7 5 0 0( 222 121 17 mmNMMM cvCHc ?????? 1 6 3 2 8 0)1 0 2 0 0 0()1 2 7 5 0 0( 222 222 作軸的合成彎矩圖如圖 1 （ d）所示。 作彎矩圖 根據(jù)公式 ： npTT CB ??? 9550000 求得 即 ： mmNTTCB ????? 70033750 其中 ： p — 電動(dòng)機(jī)的額定功率 kw n — 主軸轉(zhuǎn)速 minr 0?DT 作軸的彎矩圖 1 （ e）所示 作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） B 點(diǎn)： mmNTM B C a ??????? ? C點(diǎn)左側(cè) ： mmNTMM Cc c a ???????? 168427)()163280()( 2222 1 ? D點(diǎn)右側(cè) ： mmNMM ccca ??? 1 6 3 2 8 02 作軸的當(dāng)量彎矩圖 1 （ f）所示。 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度（既危險(xiǎn)截面 c 的強(qiáng)度）。由經(jīng)驗(yàn)公式及上 面計(jì)算出的數(shù)值可得出。 公式 ： ? ?acaca MPW TMWM ??? ?????22 )( 式中 ： W — 軸的抗彎拋面模量， 3mm ???