畢業(yè)論文終稿-一種農(nóng)作物(大蒜)收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)（送全套CAD圖紙 資料打包）

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The current mill in the production, scientific research, medical, and widely used. In addition to these trades, there are minerals, coatings, metallurgy and other industries, and even scientific research units have a great need for shredders. Therefore, how to design more in line with the production needs of businesses, advanced mill mill production unit is imperative. Present a variety of domestic and international market principle grinder, in particular hammer and disc mill in industrial and agricultural production, has been widely used, and application of simple operation, the two models in performance on the application of hammer machine widely used in materials and roughing, the disc-type machine for semi-intensive or finishing. To this end, the design will hammer and disc-style performance advantages combined with excellent performance designed multi-function mill. Key words: multi-functional, grinder, hammer, grinding style, designVI目 錄摘 要 .IABSTRACT.II1 緒 論 .11.1 研究背景及意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)況 .11.3 市場(chǎng)前景 .21.4 本課題設(shè)計(jì)的主要思路 .21.5 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .22 粉碎裝置的整體設(shè)計(jì) .32.1 收割機(jī)總體結(jié)構(gòu)及原理分析 .32.1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)部件 .32.1.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)裝配 .32.2 粉碎裝置的方案設(shè)計(jì) .42.3 技術(shù)參數(shù)選定 .52.4 各級(jí)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .52.4.1 傳動(dòng)比分配 .52.4.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .53 各主要零部件的設(shè)計(jì) .73.1 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .73.1.1 V 帶的基本參數(shù)計(jì)算 .73.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .93.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .103.2.1 齒輪的介紹 .10VII3.2.2 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) .113.2.3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .113.2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .123.2.5 驗(yàn)算 .143.3 軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) .143.3.1 輸入軸 .143.3.2 輸出軸 .203.4 滾動(dòng)軸承及鍵的校核 .233.4.1 輸入軸的軸承 .233.4.2 輸入軸的鍵 .243.4.3 輸出軸的軸承 .243.4.4 輸出軸的鍵 .253.5 潤(rùn)滑與密封 .253.6 器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 .264 總 結(jié) .28參考文獻(xiàn) .29致 謝 .30附 錄 .31無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11 緒論1.1 研究背景及意義21 世紀(jì)的我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后于西方的發(fā)達(dá)國(guó)家和亞洲的個(gè)別國(guó)家,我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法還是處于很低層,現(xiàn)如今我們要繼續(xù)的改變他,提高我們的生產(chǎn)效率,增加我們的生產(chǎn)方法,我們可以借鑒他們的先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),加以改造,根據(jù)我們自己的國(guó)情,研究出一套符合自己的機(jī)械。世界大蒜看中國(guó),中國(guó)大蒜看山東,山東大蒜看金鄉(xiāng),我的家鄉(xiāng)就主要生產(chǎn)大蒜,可是現(xiàn)如今收獲大蒜還是利用很原始的生產(chǎn)方法,利用小鏟子從地底下挖掘出來(lái),效率很低,而且挖掘的質(zhì)量不高,使用很多勞動(dòng)力,延長(zhǎng)了收獲時(shí)間不能如期的完成收獲。最主要的還是環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的問(wèn)題,大蒜收獲完成后有兩個(gè)很頭痛的問(wèn)題,第一個(gè),蓋大蒜的塑料薄膜怎么收集。第二個(gè),用鐮刀截下來(lái)的大蒜的葉子怎么處理。還好第一個(gè)隨著科技的進(jìn)步,我們獨(dú)自研發(fā)出了可降解的塑料薄膜,雖然價(jià)格高,但是解決了很大的難題?，F(xiàn)在,大蒜的葉子切割下來(lái)之后,將之從農(nóng)田里面收集出來(lái),往溝渠里面傾倒,北方的七月是雨季,大蒜葉子被水浸泡后發(fā)出惡臭味,被浸泡的水嚴(yán)重的被污染,它可以使溝渠和河流里面的魚(yú)死亡,給漁民造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。大蒜的葉子還是良好的飼料,由于收集不方便,所以很少有人來(lái)將它收集作為飼料,而我們現(xiàn)在將這個(gè)很棘手的問(wèn)題給解決。因此設(shè)計(jì)一個(gè)收割粉碎的機(jī)械可以解決農(nóng)民收獲大蒜的很大的問(wèn)題,給我們農(nóng)業(yè)機(jī)械增加一種新的工作機(jī)械。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)水稻、玉米、棉花、小麥等一些糧食和經(jīng)濟(jì)作物都有聯(lián)合收割進(jìn)行收獲，而大蒜目前還沒(méi)有，該裝置可以為以后研究開(kāi)發(fā)大蒜聯(lián)合收機(jī)做準(zhǔn)備，早日實(shí)現(xiàn)我們國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)況中國(guó)工業(yè)化的超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)技術(shù)的發(fā)展及設(shè)備的制造始于 20 世紀(jì) 70 年代末和 80 年代初。迄今為止,中國(guó)超細(xì)粉碎技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展大體上經(jīng)歷了 3 個(gè)階段:從 80 年代初至 80 年代中期以引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備為主,期間國(guó)內(nèi)的超細(xì)粉碎技術(shù)、設(shè)備制造和工藝剛剛起步,許多方面還基本上是空白;80 年代中期至 90 年代中期是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、設(shè)備與國(guó)內(nèi)仿制、開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行的時(shí)期,我國(guó)的主要超細(xì)粉碎和分級(jí)設(shè)備研發(fā)機(jī)構(gòu)和制造廠商基本上是在這一階段發(fā)展和形成的;90 年代中期以后 ,進(jìn)入了自主開(kāi)發(fā)和制造為主、引進(jìn)為輔的階段,期間建立的超細(xì)粉體加工廠大多采用國(guó)產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備。從 1995 年至今,我國(guó)超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)技術(shù)及設(shè)備取得了明顯的進(jìn)展,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)或發(fā)明專利的超細(xì)粉碎技術(shù)和設(shè)備的數(shù)量較前 10 年顯著增加。這一進(jìn)展主要體現(xiàn)在設(shè)備的處理能力、耐磨性、工藝配套和自動(dòng)控制等綜合性能以及超細(xì)粉體的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、單位產(chǎn)品能耗等方面。而目前國(guó)內(nèi)的收割粉碎機(jī)都是大型的聯(lián)合收割機(jī)在使用，而小型的機(jī)械還沒(méi)有應(yīng)用，雖然小型的效率不如大型的機(jī)械效率高，但是現(xiàn)在的大蒜種植是家庭種植，不是農(nóng)場(chǎng)種植，使用的范圍就要有所限制。而被限制的地方就要有小機(jī)械來(lái)替補(bǔ)，填取這塊空白。一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)21.3 市場(chǎng)前景目前，大蒜的主產(chǎn)區(qū)種植畝數(shù)初步估計(jì)為90 多萬(wàn)畝，收割依然采用人工，大蒜在集中晾曬時(shí)，需將地上葉片切割掉，要花費(fèi)很大的勞動(dòng)力，而且效率很低，完全依賴于手工。地下作物集中晾曬后，還要將地中的葉片運(yùn)出地外，占用很大的空間，不易集中處理，而且由于葉片腐爛，會(huì)污染水質(zhì)，阻塞溝渠，帶來(lái)一系列的弊端。該機(jī)器會(huì)解決上述問(wèn)題，變廢為寶充當(dāng)肥料，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省了人力，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，市場(chǎng)前景廣闊。1.4 本課題設(shè)計(jì)的主要思路大蒜是生長(zhǎng)在地底下的農(nóng)作物,畝株數(shù)多,種植的比較集中,種植的深度較淺,大概每顆的深度100mm 左右。以前農(nóng)村耕地,是用牛拉耕犁,來(lái)翻正土地,它犁的深度要比大蒜的深度要深,所以借鑒這種工作方式,將地下的大蒜給犁出,提高工作效率不傷大蒜。犁出的大蒜有的暴露在地表,有的還在泥土里面,不容一發(fā)現(xiàn)。在農(nóng)村用來(lái)篩土用的篩子,將細(xì)小的土粒給篩下去,大的留在上面,收獲大蒜時(shí),北方處于夏季,圖比較干燥,很容易破碎,大蒜和土混在一起通過(guò)振動(dòng),土塊破碎,從篩孔里面漏下去,大蒜留在篩子上,便于接下來(lái)的處理,由于大蒜帶著葉子進(jìn)行篩選,很容易堵住篩孔,如果在篩選大蒜前將葉子給除掉,可以解決此問(wèn)題。小麥聯(lián)合收割機(jī)是用撥禾輪將小麥撥入絞龍內(nèi),通過(guò)絞龍前端的割臺(tái)將其割斷送入處理裝置內(nèi)。我可以借鑒小麥聯(lián)合收割機(jī)的前端,將大蒜的葉子割掉,為收獲大蒜做準(zhǔn)備。割掉的大蒜葉子需要進(jìn)一步的處理。在輸送蒜葉后安裝一粉碎裝置,進(jìn)行粉碎處理,然后排放在一收獲大蒜的空閑地上。這就是整個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)思路。1.5 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容收割粉碎機(jī)整套機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)量很大,我選取其中具有綜合性的粉碎裝置進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，該裝置涉及了在學(xué)校所學(xué)的主要機(jī)械課程。首先,寫(xiě)出整機(jī)結(jié)構(gòu)部件、整機(jī)結(jié)構(gòu)裝配、整機(jī)結(jié)構(gòu)裝配簡(jiǎn)圖。其次，對(duì)粉碎裝置的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，有普通V 帶設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)與校核、軸設(shè)計(jì)與校核、軸承設(shè)計(jì)與校核、鍵設(shè)計(jì)與校核。無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32 粉碎裝置的整體設(shè)計(jì)一種作物收割、粉碎機(jī)涉及機(jī)械收割及機(jī)械粉碎技術(shù)領(lǐng)域，適用于地面葉片高于地面5cm50cm 的地下作物的葉片的收割及粉碎，特別是大蒜蒜葉的收割及粉碎。2.1 收割機(jī)總體結(jié)構(gòu)及原理分析2.1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)部件一種作物收割、粉碎機(jī)是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種作物收割、粉碎機(jī)包括第一撥輪、割刀、第一鏈輪、第一鏈、第二鏈輪、第一輪、第一絞龍、第二撥輪、第一傳送輪、傳送帶、第一帶輪、平帶、第二帶輪、第三鏈輪、第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪、第二輪、第四鏈輪、第五鏈輪、第二鏈、第三圓錐齒輪、第四圓錐齒輪、第二傳送輪、第二絞龍、第三鏈、第六鏈輪、第七鏈輪、第四鏈、第八鏈輪和粉碎裝置。2.1.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)裝配割刀安裝在機(jī)架上，第一鏈輪安裝在I 軸上，第二鏈輪和第一輪安裝在II 軸上，第一絞龍、第二撥輪、第二絞龍和第六鏈輪安裝在III 軸上，第一傳送輪和第一圓錐齒輪安裝在IV 軸上，第二帶輪和第三鏈輪安裝在V 軸上，第二圓錐齒輪、第二輪、第四鏈輪和第五鏈輪安裝在VI 軸上，第一帶輪和第三圓錐齒輪安裝在VII 軸上，第四圓錐齒輪安裝在VIII 軸上，第二傳送輪安裝在 IX 軸上，第一輪和第七鏈輪安裝在 X 軸上，第一撥輪和第八鏈輪安裝在XI 軸上。第一鏈連接第一鏈輪以及第二鏈輪，第一鏈輪帶動(dòng)割刀運(yùn)動(dòng)，第一圓錐齒輪和第二圓錐齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶連接第一傳送輪和第二傳送輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二鏈連接第三鏈輪以及第五鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，平帶連接第一帶輪和第二帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第三圓錐齒輪和第四圓錐齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，第三鏈連接第四鏈輪以及第六鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第四鏈連接第七鏈輪以及第八鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。粉碎裝置安裝在機(jī)架上。一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)42.2 粉碎裝置的方案設(shè)計(jì)根據(jù)上述對(duì)收割機(jī)總體結(jié)構(gòu)及原理的分析，粉碎裝置為上圖的35號(hào)部件，其通過(guò)V 帶與汽油機(jī)動(dòng)力連接，V帶傳遞的動(dòng)力經(jīng)圓錐齒輪減速并變向后傳遞給粉碎滾筒，粉碎滾筒內(nèi)刀片高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)粉碎作業(yè)。其機(jī)構(gòu)方案如下圖示：無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)52.3 技術(shù)參數(shù)選定查閱相關(guān)資料及對(duì)比同類收割機(jī)選定參數(shù)如下：發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)（傳送分配到粉碎機(jī)的部分）：1.6KW，20003000r/min計(jì)算取2250r/min粉碎滾筒轉(zhuǎn)速：350400r/min ，本次取750r/min一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)62.4 各級(jí)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.4.1 傳動(dòng)比分配（1）總傳動(dòng)比為： min/37502rim（2）傳動(dòng)比考慮機(jī)構(gòu)緊湊性和防止帶輪干涉，取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為： 5.1Vi則錐齒輪傳動(dòng)比為： 2.513錐錐 取 iiV2.4.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（1）各軸的轉(zhuǎn)速0 軸 min/250rnm1 軸 in/10.riV2 軸 ；i/75212inw（2）各軸的輸入功率0 軸 kP6.1 軸 ；kwm54.196.0112 軸 ；8.7322（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩0 軸 mNnPT79.6250.195001 軸 ；8.4.112 軸 ；mNnPT5.170.95022將各軸動(dòng)力參數(shù)整理如下表：軸名 功率 kwP/轉(zhuǎn)矩 T/轉(zhuǎn)速 in)/(r傳動(dòng)比無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)70 軸 1.6 6.79 2250 11 軸 1.54 9.8 1500 1.52 軸 1.48 18.85 750 23 各主要零部件的設(shè)計(jì)3.1 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.1.1 V 帶的基本參數(shù)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率 ：cP已知： ； ；kw6.min/250n查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-8 得工況系數(shù)： ；2.1AK則： kwPKAc 9.1.1（2）選取 V 帶型號(hào)：根據(jù) 、 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 13-15 選用 B 型 V 帶,cmn（3）確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d（a）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：；md132（b）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑：一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)8；mdid 04.192.0135.02.12 ）（）（帶圓整選取從動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)值 ，誤差小于 5%，是允許的。d2（4）驗(yàn)算帶速： ssndvm /)25,(/54.106134.106 帶的速度合適。（5）確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距：（a）中心距： )(2)(7.021021 dda初選中心距 m40（b）基準(zhǔn)長(zhǎng)度： maddaLd13.2440)132()20(.022210 對(duì)于 A 型帶選用 Ld5（c）實(shí)際中心距： mLad 3621.41504200 （6）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：1由 ad 3.57)(18012得 1206.93.)(1 主動(dòng)輪上的包角合適。（7）計(jì)算 V 帶的根數(shù) ：z LArKPc )(0（a） ， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-3 得：min/250rnmmd132無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9；kwP82.0（b） ，查表得： ；41.2min/1430帶，rnm kwP15.0（c）由 查表得，包角修正系數(shù)67.98.K（d）由 ，與 V 帶型號(hào) A 型查表得： Ld2 .L綜上數(shù)據(jù)，得 26.198.0.)15.082.( z取 合適。102z（8）計(jì)算預(yù)緊力 （初拉力）：F根據(jù)帶型 A 型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 得： mkgq/1.0NvkzvPc45.7124.0195.026.301.5 （9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 ：QFNZ7.352169sin42i0 其中 為小帶輪的包角。1（10）V 帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表：帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 (mm) 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm)A md20131.51 1250中心距（mm） 根數(shù) 初拉力 (N) 壓軸力 (N)363 2 71.45 357.73.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200）一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)10（2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)， 較小，所md132以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪；大帶輪 較小，所以采用孔板式結(jié)構(gòu)帶輪，如下圖示。md203.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.2.1 齒輪的介紹齒輪(Gear) 是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機(jī)械零件。齒輪通過(guò)與其它齒狀機(jī)械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運(yùn)動(dòng)方向和改變運(yùn)動(dòng)形式等功能。由于傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)，齒輪機(jī)構(gòu)在工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)與制造水平直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)。（1）齒輪材料許多有色金屬合金，鑄鐵，粉末冶金，甚至塑料用于制造的齒輪。但最常用的鋼材，因?yàn)樗麄兊母邚?qiáng)度重量比，成本低。常用塑料是在成本和重量是一個(gè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)合理的塑料齒輪可以代替鋼在許多情況下，因?yàn)樗性S多理想性能，包括耐污垢，低速嚙合，并能夠“跳過(guò) ”相當(dāng)不錯(cuò)的。制造商已經(jīng)采用塑料齒輪，使負(fù)擔(dān)得起的消費(fèi)項(xiàng)目物品，如影印機(jī)，光存儲(chǔ)設(shè)備，錄像機(jī)，價(jià)格便宜發(fā)電機(jī)，消費(fèi)類音頻設(shè)備，伺服電機(jī)，和打印機(jī)。在機(jī)械設(shè)備中，齒輪常用材料有45 號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，40Cr 調(diào)質(zhì)鋼等。45 號(hào)鋼，40Cr在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行表面淬火可以在基本保持齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下很大程度地增加齒面疲勞強(qiáng)度，40Cr 齒輪采用調(diào)質(zhì)后表面淬火的熱處理工藝可使齒面硬度達(dá)到4555 HRC。20CrMnTi （滲炭后淬火）是比較好的齒輪材料，其強(qiáng)度極限（1200MPa ）和屈服極限（1100MPa）是相對(duì)較高的，表面硬度可達(dá)58 62 HRC ，在高速重載并且對(duì)機(jī)械尺寸和質(zhì)量有較高要求的設(shè)備中的典型材料。（2）制造齒輪的加工方法有鑄造、模鍛、冷扎、熱扎、切削加工等，其中以切削加工最為常見(jiàn)。切削加工可按原理分成仿形法和范成法兩種。無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11仿形法是在銑床上采用刀刃形狀與被切齒輪的齒槽兩側(cè)齒廓形狀相同的銑刀逐個(gè)齒槽進(jìn)行切質(zhì)的加工工藝。仿形法生產(chǎn)效率低，加工精度低，適用與對(duì)精度要求不高的大模數(shù)單件小批量生產(chǎn)。范成法又稱展成法，是目前齒輪加工中最常用的一種，如插齒、滾齒、磨齒等。范成法是利用齒廓嚙合基本定律來(lái)切制齒輪的，假想將一對(duì)嚙合的齒輪之一作為刀具，而另一個(gè)作為齒坯，使兩者仍按原傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刀具作切削運(yùn)動(dòng)，則在齒輪坯上便可加工出與刀具齒輪共軛的齒輪廓。搓齒加工的成形原理。安裝在滑臺(tái)上的上下對(duì)置的兩把搓齒模具，在經(jīng)同步齒輪同步后由油壓或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)作相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，模具被修磨成逐漸切入的齒形，工件由前后頂尖支撐，并可以通過(guò)前后頂尖的位移功能方便的調(diào)整工件加工部位，上下模具相對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)并逐漸的將工件擠壓成形，經(jīng)休整后最終退出，花鍵的成形精度及穩(wěn)定性是由上下搓齒模具的預(yù)置剛性距離而獲得，數(shù)秒鐘內(nèi)完成無(wú)屑成形?；ㄦI冷成形實(shí)際上時(shí)一次齒根材料被逐漸擠壓替換到齒頂?shù)臒o(wú)屑加工過(guò)程。搓齒成形工藝及其優(yōu)點(diǎn)。效率與傳統(tǒng)的切削加工相比，提高30 倍以上，工件承載能力比切削件提高40%，粗糙度可達(dá)Ra0.4 以下，節(jié)約材料9%-15%，經(jīng)冷成形的齒形的疲勞強(qiáng)度及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、耐磨性大幅提高。3.2.2 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)選用直齒錐齒輪傳動(dòng)，速度不高，故選用 7 級(jí)精度；由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6.1 選取小齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。選小齒輪齒數(shù) Z120，大齒輪齒數(shù) Z2i 1·Z12×20=40,取 Z2=40。3.2.3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 uKTZdRRHEt 21231 5.09.21）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) tK（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3108.9TmN（3）選取齒寬系數(shù) 3/R（4）知齒輪，查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 5.2HZ（4）由表 6.3 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/18.9MPaE一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)12（5）由圖 6.14 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒MPaH401lim輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH3602lim（6）由式 6.11 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9h1 1073.8015nj LN123.4iN（7）由圖 6.16 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)96.01NZ0.12NZ（8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1 MPaSHNH384.1lim1 Z602li2 PaHH3),in(212）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得tdmt 32.751.038926.1892. 2331 （2）計(jì)算圓周速度 sndvt /6.1067.42.106（3）模數(shù)及主要尺寸的確定模數(shù)： ，取 。7.320.51zdm4m分度圓直徑： z8021d6422節(jié)錐角： 57.0211arctgzrct無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1343.69012錐距 mdR892平均分度圓直徑： mRm 68)3.051()5.01( 齒寬 ，取Rb82943b3.2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1） 彎曲強(qiáng)度校核公式： YmbKFFRVAt )5.01(cos（2）確定各參數(shù)平均分度圓處螺旋角 ，則0m查得動(dòng)載系數(shù) 1.15 齒向載荷分布系數(shù)VK12.K使用系數(shù) 5.1A故 932V（3）分度圓圓周 3311 109.2)15.0(.372)5.0( zmTdFRt （4）齒輪系數(shù) YF 和應(yīng)力修正系數(shù) YS 94.1.41cos221 u36.0.22.5cos111zZe 8.27922e查表 4.4 得 65.21FY3.2F一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)1458.1SY76.12S（5）許用彎曲應(yīng)力可由下式算得 srFXNPYSminl由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 6.15 可查出彎曲疲勞極限應(yīng)力小錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MaE501大錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 PF382查得壽命系數(shù) 9.;.01NY查得 ，85srY2sr查得安全系數(shù)是 .FS故許用彎曲應(yīng)力 MPaYSsrFXNP 2.49085.210min1l1 srFXP .3.2inl2 YbKFRmVAt )5.01(co1317.9 58.162)3.(0.48FPFMa2122 .765.9FPF MaY因此滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度3.2.5 驗(yàn)算1）齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算 HERVAtmH zudbKF1)5.01(2接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) ,最小安全系數(shù)NZ.minHSMPaZWNHP 541.6inli2 無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)153.465 108.95.21.4)3.051(082.1)( 36321HHERVAtmHMPazudbKF 因此齒面強(qiáng)度足夠3.3 軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)3.3.1 輸入軸（1）求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩1p1n1T=1.54kW； =1500r/min； =9.8N·m1（2）求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為mm68)3.051(85.01RmdNTFt 276921cosantr N1.73459.1costanN1it 2i05如圖： （3）初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）根據(jù)課本表 15-3，取 得：120AmnPAd3.1504.12330min 一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)16因軸上有兩個(gè)鍵槽，故直徑增大 10%15%，取 =12.5mm 左右。綜合考慮取：12d=20mm1（4）軸各段各段尺寸的確定為了滿足帶輪的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑=30mm23d初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) =30mm ，由指導(dǎo)書(shū)表 15-1，初步選取 03 系列， 30206 GB/T 276，其尺23d寸為 。1860BD由指導(dǎo)書(shū)表 15-1 查得；md364l1034取安裝齒輪處的軸段 5-6 的直徑 56齒輪的左端與套筒之間采用軸肩定位。已知齒輪輪轂的寬度為 40mm，應(yīng)使套筒端面可靠地壓緊軸承， 由套筒長(zhǎng)度，擋油環(huán)長(zhǎng)56l度以及略小于輪轂寬度的部分組成，故 ml3856為使齒輪軸向定位應(yīng)設(shè)置軸肩，取 ；d04l1045至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（5）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接軸與半聯(lián)軸器之間的平鍵，按： =20 mm12d查得平鍵截面，長(zhǎng) 32 mmmhb6軸與錐齒輪之間的平鍵按 d4056由課本表 6-1 查得平鍵截面，長(zhǎng)為 25 mmhb812鍵槽均用鍵槽銑刀加工。為保證齒輪、半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸配合為，齒輪輪轂與軸的配合為 ；6/7kH6m/7H滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2，取軸端倒角為 ，其他均為 R=1.6452軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm） 配合說(shuō)明- 38 20 與大帶輪配合無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17- 150 30 滾動(dòng)軸承 30206 配合- 10 36 軸承定位- 10 50 錐齒輪定位- 30 40 與錐齒輪配合總長(zhǎng)度 248mm（5）求軸上的載荷根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面 B 處的 MH、M V 及 M 的值列于下表。載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F NN35.941 NFNV50.2391一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)18NFNH72.352 NFNV04.8312B 截面彎矩 M mL6401 mLM652總彎矩 MVH48332242max扭矩 NT980（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算6.0應(yīng)力 MpaWTMca 21.201.986483)(3222 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 。因此 ，70P1-1-ca故安全。（7） 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1）判斷危險(xiǎn)截面截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面和處過(guò)盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)看，截面B上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面B上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端） ，而這里軸的直徑也大，故截面B不必校核。截面顯然更不必校核。由機(jī)械設(shè)計(jì)第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面左右兩側(cè)。2）截面左側(cè)抗彎截面系數(shù) 3332701.0. mdW抗扭截面系數(shù) 542T截面左側(cè)的彎矩為 NM163278423截面上的扭矩為 mNT1709截面上的彎曲應(yīng)力 MPaWb .5.86截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T25.1643720無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 20MPa,35Pa,735MPa11b 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 7.,027.dDDr經(jīng)插值后可查得 3.1,.2又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 85.02.q，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 72.13.58.0110qk由附圖 3-2 得尺寸系數(shù) 65.0由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 92.0軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1，則得綜合系數(shù)值為 7.3192.065.71kK6.8.又由§3-1 和§3-2 查得碳鋼的特性系數(shù), 取 ；2.0115.0, 取 ；5 7于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按式(15-6)(15-8) 則得caS 35.2801.8327.51 maK 1.42.65.2.6.11aS一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)205.163.12.435.282 SSSca故可知其安全。1） 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 33340701.0mdW抗扭截面系數(shù) 682T截面右側(cè)的彎矩為 NM14327543截面上的扭矩為 mNT17092截面上的彎曲應(yīng)力 MPaWb .6截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T98.1803軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 20Pa,35Pa,735Pa11b 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 7.,029.dDDr經(jīng)插值后可查得 3.1,2.又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 85.02.q，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 62.130.58.119qk由附圖 3-2 得尺寸系數(shù) 67.0由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 2軸按磨削加工，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 92.0軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1，則得綜合系數(shù)值為 4.3192.067.81kK無(wú)錫太湖學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2162.19.082.61kK又由§3-1 和§3-2 查得碳鋼的特性系數(shù), 取 ；.105., 取 ；5 07于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按式(15-6)(15-8) 則得caS 79.24015.740.31 maK 81.2.298.6.11 aS 5.6.10.7.4222 SSca故可知其安全。3.3.2 輸出軸（1）軸上的功率 P2,轉(zhuǎn)速 n2 和轉(zhuǎn)矩 T2， ，kwP48.12min/7502rnmNT85.12（2）求作用在齒輪上的力圓周力： mm36).1(6.02 RmdTFmt 0938521徑向力： cosantr N8.1674.cos2tan0.96軸向力： N1ita 97i（3）初步確定軸的最小直徑先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)3PdCn械設(shè)計(jì)表 11.3，取 ，于是得：12mPC05.1478.12nd33該處開(kāi)有鍵槽及螺孔故軸徑應(yīng)適當(dāng)加大，故取 d12一種農(nóng)作物收割機(jī)粉碎裝置設(shè)計(jì)22（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（a）為了滿足軸承的軸向定位的要求，2-3 軸段左端需制出軸肩，故取 2-3 段的直徑 ，長(zhǎng)度 。md23mL102(b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù) ，查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（軟件版）選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度12級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30204，其尺寸為 mTDd1472(c)取安裝齒輪處的軸的直徑 ；已知齒輪輪轂的寬度為 34mm，為了使套m3045筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的右端采用l5.34軸肩定位，軸肩高度 ，取 ，則 ，綜合考慮匹配后，取dh07.hd034， 。 。 。ml