1目 錄摘要 .2ABSTRACT .3第一章 緒論 .1§ 1-1 農(nóng)業(yè)機械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 1§ 1-2 市場前景分析 1§ 1-2 QSJ-200 型青飼料切割機簡介 .2第二章 總體設(shè)計 .4§ 2-1 方案的篩選 4§ 2-2 實現(xiàn)原理介紹 6§ 2-3 整體傳動比的分析計算 7第三章 傳動設(shè)計 .10§ 3-1 電動機的選型 10§ 3-2 V 帶傳動的設(shè)計 11§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計 15§ 3-4 圓柱齒輪的設(shè)計 19第四章 軸與校核 .25§ 4-1 軸的設(shè)計 25§ 4-2 校核 28第五章 刀的設(shè)計 .36§ 5-1 切割的基本概念 36§ 5-2 切刀的設(shè)計 36§ 5-3 破碎輥筒的設(shè)計 42第六章 進給機構(gòu)與機架的設(shè)計 .45§ 6-1 進給機構(gòu)的設(shè)計 45§ 6-2 機架的設(shè)計 46設(shè)計心得與致謝 .47參考文獻 .48附錄Ⅰ 外文文獻翻譯 .50附錄Ⅱ 外文翻譯原文 .532青飼料切割機的設(shè)計摘要: 一種青飼料切割機,由裝在同一傳動軸上的破碎,切碎兩種功能的機構(gòu)構(gòu)成.破碎機構(gòu)主要由刀齒板、切刀、刮刀及輥筒構(gòu)成.加工塊莖類物料時,經(jīng)刀齒的劃割,切刀的切割,刮刀的進一步破碎,完成加工過程;同時,可利用切碎機構(gòu)加工藤蔓、桿葉類青飼料; 并采用輥壓輪對藤蔓進行自動進給.拆下破碎部件,換上磨碎齒板,又可作為薯類淀粉初加工機具.因此,既能滿足青飼料加工要求,又能加工薯類淀粉,適應(yīng)農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的需要.關(guān)鍵詞: 破碎、切碎、切刀、輥筒、輥壓輪3Green fodder cutting machine designAbstract：A green fodder cutting machine ,By the same equipment on the drive shaft broken, shredding function of the two bodies constituted 。Broken bodies is main made up of plate cutters, machetes, blade and roller. Tuber processing materials, with the cutter tooth is removed, the cutter cutting, scraping further broken completed processing . Meanwhile, it will use the sap processing shredding bodies, leveraged leaf green fodder,and using roller round to get the sap Automatic Feed . Broken parts removed and replaced teeth grinding plate, and could serve as the beginning of potato starch processing machines , Therefore, it can satisfy green fodder processing requirements, while potato starch processing, aquaculture industry suitable to rural needs .Keywords：Breakers、Shredding 、Cutter 、Roller 、Rolling wheel1第一章 緒論§ 1-1 農(nóng)業(yè)機械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用農(nóng)業(yè)機械化是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)科學技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然過程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化是推進城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會的重要舉措，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化也是保護和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過農(nóng)業(yè)機械，可以代替人工，使大量農(nóng)村勞動力從繁重的農(nóng)業(yè)勞動中解脫出來，使其投入到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過實施精量播種、機械施肥、秸稈機械還田等機械化節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過拓寬農(nóng)機維修、銷售服務(wù)市場，吸納農(nóng)村剩余勞動力。§ 1-2 市場前景分析經(jīng)過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)。很少有適合小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶要求的小型青飼料切割機。并且這些青飲料切割機還具有以下缺點：1． 大多數(shù)青飼料切割機只能單獨切割塊狀飼料或莖桿類物料。2． 切割刀刃為直刃、切割剛度低、對多纖維莖桿的切割性能差。3． 用手喂入莖桿婁物料安全性差。4． 塊料切碎時切碎均勻度差。故我們設(shè)計一種能滿足小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全的小型青飼料切割機。2§ 1-2 QSJ-200 型青飼料切割機簡介該新型機屬于一種多功能的飼料加工機具，特別適于對塊莖，塊根類物料的切碎和破碎加工，也可作為薯類淀粉加工機具使用。目前的飼料加工機具，一般采用一片或多片刀片，在旋轉(zhuǎn)過程中將飼料切碎；對于塊莖類飼料的加工，則用磨齒片將飼料磨碎。前者滿足了藤蔓，桿葉狀飼料的加工；后者可對塊莖塊根類飼料的加工。作為一般青飼料的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，漿狀體比較多，粒度細小，對塊莖類物料的加工，這種情況尤為突出，不利現(xiàn)在推行的青儲飼料技術(shù)的應(yīng)用。青儲飼料工藝對原料的要求，往往要使切碎或破碎后的飼料保持較好的粒狀，特別對含淀粉高的薯類青飼料，要求在加工中盡量減少漿狀體，更有利于發(fā)揮青儲飼料的效益。本實用于新型的目的是提供一種可將塊莖，塊根類青飼料，一次加工成塊粒狀的青飼料切碎機；同時具有藤蔓，桿葉類青飼料的切碎機構(gòu)；還可較方便地更換上磨碎齒板，作為薯類淀粉加工的多功能機具。本實用新型的優(yōu)點是破碎輥筒上的齒、刀部件，配合作用，減少了對物料的擠壓、碰撞的機會，降低了塊莖類飼料加工的漿狀體；同時在加工藤蔓、桿葉類飼料時采用輥壓輪進給，大大提高了送料時的人身安全；加之同破碎機構(gòu)安裝在同一傳動軸上的切碎機構(gòu)。即可完成塊莖、塊根類青飼料的加工，又可同時加工藤蔓、桿葉類飼料。不但簡化了設(shè)備，又避免了采用不同的傳動軸，共用同一動力，操作使用時的麻煩。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀可拆下，換上磨碎齒板，又具有薯類淀粉加工能力。因而它有結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強的特點，能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。效果圖如圖 1-1 所示。3圖 1-1 QSJ-200青飼料切割機效果圖1．電動機 2. 皮帶輪防護罩 3. 防護罩 4. 進料斗 5.進料槽 6.機架 7. 出料槽4第二章 總體設(shè)計§ 2-1 方案的篩選通過查閱資料，最后選定了四種參考方案，具體外形如圖 2-1、圖 2-2、圖 2-3、圖2-4 所示。圖 2-1 臥式切割機 圖 2-2 立式切割機5圖 2-3 臥式輥筒切碎機 圖 2-4 臥式多功能切割機方案一圖 2-1 所示方案一是最常見的臥室切割機，砍刀片裝在電動機的主軸上，通過電動機提供給刀片的旋轉(zhuǎn)運動來切割青飼料，但是缺點是不能切割塊莖類飼料，同時刀片為直刃砍刀，消耗功率大，振動也大。方案二圖 2-2 所示方案二是立式切割機，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，缺點與方案一一樣，對能切割飼料的種類有限。方案三圖 2-3 所示方案三是臥式輥筒破碎機，有點是能很好切割塊莖，輥筒上的刀片拆卸也很方便，缺點是不能切割藤蔓類青飼料，所以他的使用也受到了很大的限制。方案四圖 2-4 所示方案四是臥式多功能切割機，優(yōu)點是即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類，缺點是，該設(shè)計在為了完成切割塊莖的目的是，過多裝入轉(zhuǎn)動刀片，在拆卸刀片時，非常不便，并且過多的刀片也增加產(chǎn)品的成本。通過分析以上四種方案，吸收各自優(yōu)點，得到一個即能切割藤蔓類青飼料，又能切割塊莖類青飼料的多功能青飼料切割機。并在設(shè)計中，增加了藤蔓類物料的自動進給機構(gòu)，以提高工作安全性。6§ 2-2 實現(xiàn)原理介紹該機主要由傳動軸Ⅰ和裝在其一端的 V 帶輪，裝在其中部的破碎輥筒和切碎刀盤，裝在其一端的變速錐齒輪和傳動軸Ⅱ上的變速錐齒輪和直齒輪及進給軸Ⅲ、Ⅳ，裝在支撐固定它們的機架下部的電動機，主動輪及傳動皮帶，加之安裝在機架上的喂料臺，進料斗，機殼等構(gòu)成，要點是破碎輥筒的滾動面上安裝了由刀齒板，切刀，刮刀組成的共同完成對塊莖塊根類青飼料破碎的破碎機構(gòu)，切碎機構(gòu)由安裝在傳動軸一端的切碎刀盤及其上的動刀片，加之固定在機架相應(yīng)位置上，能在刀盤轉(zhuǎn)動過程中，與動片構(gòu)成剪切動作的定刀片構(gòu)成。為使破碎和切碎能同時進行，把破碎輥筒，切碎刀盤裝在同一傳動軸上。傳動軸安裝在機架上，動力由機架下部的電動機及其主動輪，通過皮帶傳給安裝在傳動軸一端的從動輪，驅(qū)動傳動軸運轉(zhuǎn)使安裝在中部的破碎輥筒及其切刀盤工作。機架上靠切碎刀盤一側(cè)，制作了切碎機構(gòu)喂料臺、自動進給輥壓輪及刀盤罩；位于傳動軸中部的破碎輥筒上，裝有機殼和進料斗，二者用小螺桿連為一體；主動輪與從動輪間套有皮帶防護罩；機架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料臺，刀盤罩、機殼、進料斗、皮帶防護罩，出料斗均連接固定在機架上。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀等用螺釘固定在滾筒的滾動面上，且使刀齒板和切刀有 5-10 度的螺旋角。這樣，就夠成一個青飼料切碎機。若要作為暑類淀粉加工設(shè)備，則可將磨碎齒板替換下破碎輥筒上的刀齒板，切刀和刮刀。磨碎齒板能在輥筒的旋轉(zhuǎn)力帶動下，將薯類打磨成漿體，達到加工淀粉的目的。使用時，將藤蔓、桿葉類青飼料放在喂料臺上，由輥壓輪自動將料送入刀盤罩內(nèi)，動刀片隨刀盤的旋轉(zhuǎn)和固定在機架上的定刀片配合，將物料切碎。塊莖、塊根類青飼料則叢破碎輥筒機殼頂部的進料斗送入；在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒劃割成條，隨即由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進一步破碎，切碎或破碎后的物料從出料斗送出。即可滿足青飼料加工要求。傳動原理如圖 2-5 所示。7圖 2-5 傳動原理簡圖1.電動機 2.小 v 帶輪 3.v 帶 4.大 v 帶輪 5.軸承座 6.破碎輥筒 7.主軸Ⅰ 8.切碎刀盤 9.動刀片 10.小錐齒輪 11.大錐齒輪 12.小圓柱齒輪 13.大圓柱齒輪 14.換向圓柱齒輪Ⅰ 15.換向圓柱齒輪Ⅱ 16.傳動軸Ⅱ 17.傳動軸Ⅳ 18.傳動軸Ⅲ 注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動方向§ 2-3 整體傳動比的分析計算在本設(shè)計中，考慮到實際情況，主軸轉(zhuǎn)速在 400r/min 為宜。以下為具體計算分析過程。因為設(shè)計任務(wù)提供的電動機是 1500r/min、功率是 0.55kw。根據(jù)帶輪傳動比的要求（一般傳動比在 2～4 為宜）現(xiàn)選傳動比為 3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為=1500r/min/3.9=384.6r/minn?現(xiàn)初步選擇輥壓輪的直徑為 40mm，對切削的物料長度定為 10mm。現(xiàn)在來分析主軸Ⅰ到傳動軸Ⅲ、Ⅳ之間的傳動比。因為輥壓輪的轉(zhuǎn)動是由軸Ⅲ、Ⅳ提供的，所以軸Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反。8圖 2-6 物料進給示意圖參考圖 2-6 現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為 r/s,由于刀盤上是對稱安裝的 2 把動刀片，所以切n2割次數(shù)為 2 次/s。n進給輥壓輪設(shè)為 轉(zhuǎn)/s。 3V=2 R＝2 20＝125.6 mm/s ?3n3?3V 為料的理論進給速度。則每次刀的切割長度是 L= =62.8 /n236.1532由設(shè)計要求知切割長度以 10mm 為宜，則62.8 / ＝10mm32即 / =10/62.8n32/ =6.28239主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ的傳動比為 6.28現(xiàn)已知 ＝384.6r/minn2則 =61.24r/min3則理論上每秒進料為 V＝128.2mm/s考慮到在實際中料在傳送過成中的打滑，所以上述進料速度在現(xiàn)實中是可以做到的。在主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ之間有一對錐齒輪的減速和一對直齒輪的減速，考慮到各對齒輪傳動比的適宜范圍，現(xiàn)取錐齒輪的傳動比 i=2,圓柱齒輪的傳動比 i=3(考慮到計算和設(shè)計時的方便)10第三章 傳動設(shè)計§ 3-1 電動機的選型考慮到設(shè)計的青飼料切割機適用對象為小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶,故電動機電壓應(yīng)選用 220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動力不是很大 ,選用小功率的電動機.綜合各方面因素,選用 YL 系列電動機.YL 系列電動機是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動及運轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點,符合國際標準 IEC 的有關(guān)規(guī)定,并實現(xiàn)同一機座號單、三相異步電動機等級相同 ,提高了單、三相電動機的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機、泵、風機、,小型機床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面.電動機的主要參數(shù)：型號:YL801-4電壓:220V功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92 外形尺寸:295 165 200?電動機的安裝方式：選擇 IBM3 型11§ 3-2 V 帶傳動的設(shè)計① 電動機 V 帶輪的設(shè)計 ② 主軸 V 帶輪的設(shè)計一 、V 帶輪的設(shè)計要求設(shè)計 V 帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細加工（表面粗糙度一般應(yīng)為 3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。二 、帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為 HT200。三 、 V 帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：①實心式 ②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式.當帶輪的基準直徑 2.5d(d 為軸的直徑，單位為 mm)時，可采用實心式； d? d?300mm 時，可采用腹板式（當 100mm 時，可采用孔板式） ； 300mm 時，21dD??d?可采用輪輻式。四 、 相關(guān)計算已知電動機的額定功率為 0.55KW,轉(zhuǎn)速 n1=1500r/min,選取傳動比為 i=3.9,采用普通 V 帶傳動.1.確定計算功率 P ca由參考資料[1]表 8-6 查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故P =KA P=1.1 0.55=0.605KWca?2.選取帶型根據(jù) P ，n 由參考資料 [1]圖 8-9 確定選用 Z 型ca3.確定帶輪基準直徑由[1]表 8-3 和表 8-7 取主動輪基準直徑 d =71mm1則從動輪基準直徑 d =i d =3.9 71=276.9mm2?1根據(jù)參考資料[1]表 8-7 取 d =280mm212按參考資料[1]式(8-13) 驗算帶的速度V= = m/s=5.57120°主輪上的包角合適6.計算 V 帶的根數(shù) Z由參考資料[1]式(8-22) 知 ldcaKPz)(0???由 n1=1500r/min, dd1=71mm, i=3.9 查由參考文獻[1]表 8-5a 和參考文獻[1] 表 8-5b,得P =0.31kw, △P =0.03kw00查參考資料[1]表 8-8,得 K =0.92?查參考資料[1]表 8-2,得 K =1.14l13則 =1.69714.920)3.10(65???z取 z=2式(8-22)中 K —————包角系數(shù)?K ——————長度系數(shù)lP ——————單根 V 帶的基本額定功率0△P —————計入傳動比的影響時,單根 V 帶額定功率的增量7.計算預(yù)緊力 F 0由參考資料[1]式(8-23) 知F =0 2)15.(qvKzvPca???查參考資料[1]表 8-4, 得 q=0.06kg/m,故F = =49.687584N0 2573.06)92.(573.26??8.計算作用在軸上的壓軸力 F p由參考資料[1]式(8-24), 得F = = =192.3Np2sin 10dz 274.15sin49.6??五 、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸，參考文獻[1] 表（8-10） ，帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照參考文獻[1]圖（8-12）所列經(jīng)驗公式計算，確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。由以上的計算可知：電動機的 V 帶輪選實心式；主軸 V 帶輪選腹板式。六 、V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)14圖 3-1 V 帶輪的輪槽尺寸V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3-1 表 3-115注：電動機 V 帶輪L=(1.5~2)d, B1.5d 時，L=B，此處 L=28=(1.8~2)d, d 為軸的直徑，此處 =2d1 1主軸 V 帶輪L=（1.5~2）d, 當 B1.5d 時，L=B,此處 L=28= B 此處 = B=7C' )47(?'4§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計選用直齒錐形齒輪,取錐齒輪傳動效率 =0.95,?小錐齒輪傳動功率為 P=0.5225,轉(zhuǎn)速 n=384.6r/min.傳動比 i=2.一、選擇齒輪材料小齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 200-230HBS大齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 170-200HBS根據(jù)齒面硬度中值,按參考資料[2]圖 17-1 中 MQ 線查得小齒輪 =565MPa1limH?大齒輪 =545MPa2li二、選定齒輪精度等級根據(jù)工作情況,選用 8 級精度三、按接觸疲勞強度設(shè)計小齒輪分度直徑3221 )1(57HpmuKTCd????(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 TT=9550P/n=9550 0.5225/384.6=12.97N·m?(2) 齒數(shù)比u=i=2(3) 配對材料系數(shù) C m查參考資料[2]表 17-18,得 C =1m(4) 載荷系數(shù)根據(jù)載荷情況,齒輪精度和齒輪結(jié)構(gòu)位置取 K=1.5(5)許用應(yīng)力 Hp?16=0.9 =0.9 565=509MPa1Hp?1lim?=0.9 =0.9 545=491MPa22li取小值,所以 = =491MPaHpHp?2（6）計算小齒輪分度圓直徑 d1=52mm3221 49)(7.50.57?????d四、計算主要尺寸與參數(shù)(1)選定小齒輪齒數(shù) z1由參考資料[2]圖 17-18,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定 z =20,則 z = z u=40121(2)確定模數(shù) m=52/20=2.6mm1zd?取標準值 m=2.5mm(3)計算分度圓直徑 ,1d2=m z =50mm1d=m z =100mm2(4)計算分錐角 ,1?2=arc tan(z / z )=arc tan(20/40)=26.565°1=90°- =63.435°21(5)計算錐距 RR= = =55.9mm21zm?2405.?(6)計算輪齒寬度 b取 =0.33R?b=R =55.9 =18.447mm3.0?取 b=20mm(7)計算齒頂圓直徑 ,1ad217= =1 2.5=2.5mmahm*?= = =54.59mm1d1cos2?a????56.2cos.50=102.2mm?432a(8)計算平均圓周速度 mv=41.75mm).051()5.01(???Rmd?=0.84m/sv63847.436??n?錐齒輪傳動參數(shù)見表 3-2 表 3-2參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 大齒輪齒形角 ?20° 20°大端面模數(shù) m 2.5 2.5傳動比 i 2 2齒數(shù) z 20 40分錐角 ?26.565° 63.435°分度圓直徑 d 50 100錐距 R 55.9 55.9齒寬系數(shù) ?0.33 0.33齒寬 b 20 20齒頂高 ah2.5 2.5齒高 h 5.5 5.5齒根高 f 3 3齒頂圓直徑 ad54.5 102.218齒根角 f? 3.07° 3.07°齒頂角 a3.07° 3.07°頂錐角 ?29.635° 66.505°根錐角 f 23.495° 60.365°安裝距 A 72 53外錐角高 k 48.88 22.76五 、小錐齒輪零件圖如下19§ 3-4 圓柱齒輪的設(shè)計選取傳動比 i=3,工作壽命 10 年,每天工作 1 小時,每年工作 300 天,小齒輪轉(zhuǎn)速=384.6/2=192.3r/min,選取錐齒輪傳動效率 =0.95,則功率1n ?=0.5225 0.95=0.496375kWP?一、 選定精度等級,材料及齒數(shù)(1) 選 8 級精度(2) 由參考資料[1]表 10-1選取小齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為 200-230HBS. 選取大齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為 170-200HBS(3) 選小齒輪齒數(shù) =241z選大齒輪齒數(shù) 72432??i二、 按齒面接觸強度設(shè)計由參考資料[1]式(10-9a)得接觸強度的設(shè)計公式為 2311 )][(2. Hdt zKuTd??????(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1) 試選取載荷 =1.3tK2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=24.65N·m=2.465 N·mm3.1924675059011??nPT 410?3) 由[1]表 10-7 選取齒寬系數(shù) =0.5d?4) 由參考資料[1]表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPaEZ5) 由參考資料圖 10-21d 按齒面硬度中值查得小齒輪的接疲勞強度極限為=565MPa, 大齒輪的接疲勞強度極限為 =545MPa.1limH? 2limH?6) 由參考資料式(10-13)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)71 1046.3)01(3.9260????hjLnN7725./4.3?7) 由參考資料[1]圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.95; =1.01HNK2HN8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力20取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1由參考資料[1]式(10-12), 得=536.75MPa1569.0][1lim1??SKHNH?=545MPa.42li22(2) 計算1) 試算小齒輪分度圓直徑 ,代入 中較小值td1][H?=50.58mm2341 )58.9(35.062.????td2) 計算圓周速度 v=0.51m/s1063.9258.4.3106???ndvt?3) 計算齒寬 b=25.29mm58.1?td?4) 計算齒寬與齒高這比 b/h模數(shù) =50.58/24=2.1mm1/zdmtt?齒高 =4.725mm.252.?thb/h=25.29/4.725=5.355) 計算載系數(shù)根據(jù) v=0.51m/s,8 級精度 ,由參考資料[1]圖 10-8 查得動載荷系數(shù) 08.1?Kv假設(shè) ,由參考資料[1]表 10-3 查得 =1.2mNbFKtA/10/? ?FH由參考資料[1]表 10-2 查得使用系數(shù) =1AK21由參考資料[1]表 10-4 查得 8 級精度,小齒輪相對支承皮懸臂時, bKdH 3210.)7.61(.05. ??????? 29.5.50=1.278由 b/h=5.35, ,查參考資料[1] 圖 10-13,得 =1.22278.1??H ?FK故載荷系數(shù) 65.1278.0.1????HVAK6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由參考資料[1]式(10-10a),得mkKdtt 83.54.1/6.58.0/331 ???7) 計算模數(shù) m=54.83/24=2.28mm1/zd三、 按齒根彎曲強度設(shè)計由參考資料[1]式(10-5)得彎曲強度的設(shè)計公式為321][FSadYzKTm????(1) 確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值1) 由參考資料[1]圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ,MPaFE501??大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE520??2) 由參考資料[1]圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ,9.1HFNK98.2N3) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4由參考資料[1]式(10-12) 得=373.2MPa4.1509][11??SKFENF?=364MPa.2822224) 計算載荷系數(shù) K=1.581122.108.1?????FVA5) 查取齒形系數(shù)由參考資料[1]表 10-5 查得 ,65.21FaY236.?Fa6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考資料[1]表 10-5 查得 ,58.1Sa754.2Fa7) 計算大、小齒輪的 ,并加以比較][F?aY0129375862][1??FSaY?7.42小齒輪的數(shù)值大,用小齒輪的數(shù)值（2）設(shè)計計算=1.448mm3240129.5.06812????m對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要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,僅與齒輪直徑有關(guān),可取由彎曲強度算得的模數(shù) 1.448 并就近圓整為標準值 1.5,按接觸強度算得的分度圓直徑 54.83mm 算出小齒輪齒數(shù)=54.83/1.5=36.5mdz/1?取 36大齒輪齒數(shù) 10812?uz這樣設(shè)計出的齒輪傳動,既滿足了齒面接觸疲勞強度,又滿足了齒根疲勞強度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費.四、 幾何計算23i. 計算分度圓直徑mzd54.1361???2.082ii. 計算中心距 mda1082/)654(2/)(1 ????iii. 計算齒輪寬度db2754.01???取 , （考慮到實際需要）mB52五、 驗算NdTFt 9135406.21???mbKtA //8.379?合適.圓柱齒輪傳動參數(shù)見表 3-3表 3-324參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 大齒輪模數(shù) m 1.5 1.5壓力角 ?20° 20°傳動比 i 3 3齒數(shù) z 36 108分度圓直徑 d 54 162齒頂高 ah1.5 1.5齒根高 f 1.875 1.875齒頂圓直徑 ad57 165齒根圓直徑 f 50.25 158.25齒距 p 4.71 4.71齒厚 s 2.355 2.355齒槽寬 e 2.355 2.355頂隙 c 0.375 0.375標準中心距 a 10825第四章 軸與校核§ 4-1 軸的設(shè)計一 、主軸Ⅰ的設(shè)計1. 求主軸Ⅰ上的功率 ,轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T取皮帶輪傳動的效率 η=0.95（摘自參考文獻[4]表 2-2）則 kW52.09.5012???nr/min6.384.1i于是 N·mm19.274.95095022 ?nPT2. 初步確定軸的最小直徑先按參考文獻[1]式(15-2) 初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理. 根據(jù)參考文獻[1]表 15-3 ,取 ,于是得 120?Amm4.126.38501230min ???PAd主軸的最小直徑顯然在軸的兩端.3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)根據(jù)最小直徑 ，考慮到軸的剛度和震動，現(xiàn)取 mm.為了滿dmin 30??Id 足皮帶輪上的軸向定位要求,I-II 軸段右端需制一軸肩,故取 II-III 段直徑為mm.由于皮帶輪的尺寸 L=28,現(xiàn)取 mm35??Id 27??IL(2)由參考文獻[4]初步選取軸承座型號為 SN508(摘自 GB/T7813-1998)其主要參數(shù)如表 4-1。 26表 4-11dd aDg A35 40 80 33 68由于 A=68,現(xiàn)取 mm mm80??IL80??VILmm35IVId因為 mm,取 mm?IVId 60?VIId由于摩碎輥筒的寬度為 140m,現(xiàn)取 mm1?IL摩碎輥筒采用軸肩定位,取 mm46?VId考慮到安裝防護罩,取 mm30I考慮到刀盤座的寬度,現(xiàn)取 mm6??VIL因為錐齒輪的齒寬 B=20mm,現(xiàn)初步取 mm37?IX考慮到安裝和基本尺寸,取 mm5.60?VI軸Ⅰ的具體尺寸如圖 4-1 所示圖 4-1 傳動軸Ⅰ27二 、傳動軸Ⅱ的設(shè)計1. 計算功率﹑轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩kW67.095.07.21????電Pr/min 94.35?nN·mm3402819.500nT2. 確定最小直徑選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)參考文獻[1]表 15-3,取 120?A于是得 mm1.7906.12330min ???PAd現(xiàn)取最小直徑為 20mm軸的具體尺寸如圖 4-2 所示圖 4-2 傳動軸Ⅱ三 、傳動軸Ⅲ、Ⅳ的設(shè)計由于進給軸的轉(zhuǎn)速與負載都比較小,所以不做具體計算,由整體設(shè)計決定其尺寸,具體尺寸如圖 4-3、圖 4-4 所示。