玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)1

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玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 目錄 引言 1 初步擬定設(shè)計(jì)過程 2 1 設(shè)計(jì)方案 2 1.1 總體方案設(shè)計(jì) 2 1.2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 2 2 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 2 2.1 選擇電動(dòng)機(jī) 2 2.1.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 2 2.1.2 確定電機(jī)工作效率 3 2.1.3 確定電機(jī)的型號(hào) 3 3 V帶及帶輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3 3.1 帶輪材料的選擇 3 3.2 V帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 4.1 鏈輪材料的選擇 5 4.2 鏈輪的基本傳動(dòng)方案 5 4.3 對(duì)鏈輪的基本要求 5 4.4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 6 4.5 鏈輪3的傳動(dòng)與設(shè)計(jì)： 7 4.6 鏈輪4的傳動(dòng)與設(shè)計(jì) 8 4.7 鏈輪1的設(shè)計(jì) 9 4.7.1 鏈輪1的計(jì)算 9 4.7.2 滾子鏈鏈輪1齒槽形狀參數(shù) 10 4.7.3 整體式小鏈輪Z1主要結(jié)構(gòu)尺寸 10 4.8 鏈輪2的設(shè)計(jì) 11 4.8.1 鏈輪2的計(jì)算 11 4.8.2 滾子鏈鏈輪2齒槽形狀參數(shù) 12 4.8.3 整體式小鏈輪Z2主要結(jié)構(gòu)尺寸 12 4.9 鏈輪3的設(shè)計(jì) 13 4.9.1 鏈輪3的計(jì)算 13 4.9.2 滾子鏈鏈輪3齒槽形狀參數(shù) 14 4.9.3 整體式鋼制小鏈輪Z3主要結(jié)構(gòu)尺寸 14 4.10 鏈輪4的設(shè)計(jì) 15 4.10.1 鏈輪3的計(jì)算 15 4.10.2 滾子鏈鏈輪4齒槽形狀參數(shù) 16 4.10.3 整體式鋼制小鏈輪Z4主要結(jié)構(gòu)尺寸 16 4.11 鏈傳動(dòng)的失效形式 16 4.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 16 4.11.2 鏈的疲勞破壞 17 4.11.3 多次沖擊破斷 17 4.11.4 鏈條的膠合 17 4.11.5 載拉斷 17 5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5.1 軸材料的選擇 17 5.2 軸結(jié)構(gòu)的基本要求 17 5.3 初步確定軸1的各段直徑和長(zhǎng)度 18 5.3.1 估算軸的最小直徑 18 5.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 18 5.3.3 軸上零件的軸向定位 18 5.4 初步確定軸2的各段直徑和長(zhǎng)度 19 5.4.1 估算軸的最小直徑 19 5.4.2 軸上零件的軸向定位 19 5.4.3 軸的左端對(duì)腰輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.5 軸三的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.5.1 估算軸的直徑 19 5.5.2 軸上零件的軸向定位 19 5.5.3 對(duì)鼓輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 5.6 軸四的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 5.6.1 估算軸的最小值徑 20 5.6.2 軸上零件的軸向定位 20 5.7 軸端倒角 21 6 機(jī)架材料的選擇 21 7 結(jié)束語 21 8 致謝 22 參考文獻(xiàn)： 22 24 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)基于各種脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要研究玉米脫粒的方式、方法、玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在此依據(jù)基礎(chǔ)上完成零部件的設(shè)計(jì)，并依據(jù)相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件來完成零部件的設(shè)計(jì)。本著從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的角度出發(fā)，針對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作效率高的玉米脫粒機(jī)。首先應(yīng)該根據(jù)玉米盤的自身形狀來展開初步設(shè)計(jì)，從而展開總體方案的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。 研究的主要內(nèi)容基本包括玉米脫粒機(jī)構(gòu)、裝置、電機(jī)的選擇、鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般機(jī)械設(shè)計(jì)方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機(jī)構(gòu)的分析開始，確定方案后再進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后以完成的設(shè)備圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算書作為整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算的成果。為了減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的機(jī)械化程度，填補(bǔ)農(nóng)業(yè)機(jī)械的一項(xiàng)空白，針對(duì)玉米盤本身特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，在脫粒時(shí)鼓輪和腰輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)做嚙合狀，對(duì)玉米盤進(jìn)行擠壓，使玉米籽之間的間隙有所增大，又由于鼓輪與腰輪的轉(zhuǎn)速不同，腰輪是鼓輪的1倍，使得玉米籽與玉米盤之間發(fā)生相互撮動(dòng)，以達(dá)到籽盤分離。該設(shè)計(jì)巧妙的利用腰輪與鼓輪相互轉(zhuǎn)動(dòng)、撮動(dòng)，使玉米盤在擠壓、撮動(dòng)力的作用下，瓜籽之間間隙變大的瞬間，進(jìn)行撮動(dòng)脫粒，然后凈粒，完成脫粒。 關(guān)鍵詞：玉米脫粒機(jī)；腰輪；鼓輪傳動(dòng)裝置；鏈輪；機(jī)體構(gòu)造 引言 脫粒機(jī)是用于對(duì)小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機(jī)械，在我國(guó)廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機(jī)在我國(guó)生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，將玉米籽（谷物）從作物的穗頭上分離下來所使用的機(jī)具，稱為脫粒機(jī)具。質(zhì)量合格的脫粒機(jī)，應(yīng)該是堅(jiān)固耐用的、故障少、使用保養(yǎng)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。同時(shí)，還應(yīng)滿足以下的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：玉米籽應(yīng)當(dāng)從玉米盤上脫下來，脫粒要干凈。脫下的玉米籽不要破碎、情潔、不混其它玉米盤、雜物等脫粒時(shí)應(yīng)盡量減少玉米盤的損壞，以保證玉米籽的完整。脫粒機(jī)在一定程度上應(yīng)有一定的通用性，盡可能適用于托多種農(nóng)作物，從而以提高機(jī)具的利用率。所設(shè)計(jì)的脫粒機(jī)應(yīng)有較高的生產(chǎn)率，功率消耗少，即其造價(jià)低。脫粒系統(tǒng)是聯(lián)合收割機(jī)的核心，它決定著其他各部分的工作性能。研究脫?？臻g內(nèi)谷物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是聯(lián)合收割機(jī)脫粒機(jī)理研究的關(guān)鍵內(nèi)容之一。 脫粒機(jī)生產(chǎn)在我國(guó)雖已有數(shù)十年歷史，但不少企業(yè)仍延襲十幾年以前的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)和管理，企業(yè)管理水平相對(duì)落后。全國(guó)２００多家企業(yè)中，至今只有１家企業(yè)進(jìn)行了質(zhì)量保證體系認(rèn)證就足以說明這一問題。此外，產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)品更新?lián)Q代適應(yīng)不了市場(chǎng)的需求，一些產(chǎn)品多年存在的性能問題，如風(fēng)扇型脫粒機(jī)存在的對(duì)作物干濕度適應(yīng)性差的問題一直得不到解決，原因就是多數(shù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益欠佳，拿不出更多的資金和技術(shù)力量用于科研和開發(fā)新產(chǎn)品；也有的是由于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)急功近利，對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品的重要性認(rèn)識(shí)不足。然而產(chǎn)品更新?lián)Q代的越慢，越難占領(lǐng)市場(chǎng)，企業(yè)效益越差，從而使不少企業(yè)的生產(chǎn)陷入了惡性循壞。 目前脫粒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量最大的為３萬多臺(tái)，最少的僅幾十臺(tái)，不少企業(yè)的生產(chǎn)未能形成適度的規(guī)模。這主要是因?yàn)槊摿C(jī)是季節(jié)性很強(qiáng)的產(chǎn)品，產(chǎn)品銷售往往僅在１個(gè)月或者十幾天的時(shí)間，資金周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，不少企業(yè)明知進(jìn)行技術(shù)改造形成適度規(guī)模生產(chǎn)能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，但苦于流動(dòng)資金不足或貸款困難，無力進(jìn)行適度規(guī)模生產(chǎn)，再加上近幾年脫粒機(jī)行業(yè)活動(dòng)和信息交流不暢，不能根據(jù)市場(chǎng)變化及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種及生產(chǎn)數(shù)量，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不理想。 因此我們可以看出脫粒機(jī)目前仍有較大的存在空間,對(duì)脫粒機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì),使其價(jià)格低廉、工作可靠、性能優(yōu)良、盡可能同時(shí)完成多項(xiàng)作業(yè)是時(shí)代的需要. 初步擬定設(shè)計(jì)過程 查閱相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查研究、進(jìn)行方案設(shè)計(jì)（是否合理）、進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)相關(guān)零件的設(shè)計(jì)、進(jìn)行并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、試制完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。 1 設(shè)計(jì)方案 1.1 總體方案設(shè)計(jì) 包括傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件與支撐零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。一般機(jī)械設(shè)計(jì)方法，通常多從總體方案開始，在總體方案中又首先從機(jī)構(gòu)的分析開始，確定方案后再進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后以完成的設(shè)備圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算書作為整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算的成果。 1.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)從而去確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩。 圖1 玉米脫粒機(jī)簡(jiǎn)圖 2 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 2.1 選擇電動(dòng)機(jī) 2.1.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 脫粒機(jī)最大功率的確定根據(jù)公式：P=Tn/9550 （KW） 可以算出軸的計(jì)算功率Pa。其中 T—為軸的工作轉(zhuǎn)矩；n—為工作軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)資料結(jié)合實(shí)際可以知道腰輪和鼓輪的搓動(dòng)力的大小F≧500N,大概估計(jì) F=600N，可以確定工作軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Ta 。根據(jù)資料估計(jì)腰輪的轉(zhuǎn)速為700 r/min 根據(jù)公式 Ta=FD 其中D 為切削力作用點(diǎn)到軸的距離，Dmax=0.125m。故可以得到最大轉(zhuǎn)矩Tmax=F Dmax=600×0.125=75（Nm）。 最大計(jì)算功率根據(jù)公式：Pamax=Tn/9550=(75×700)/9550=5.4973822≈5.5 （KW）。根據(jù)工作負(fù)載的大小和性質(zhì)、速度以及工作環(huán)境來選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)型式、功率轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。根據(jù)玉米脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳動(dòng)裝置的體積、重量??；所以速度不要太高。因此確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)要綜合考慮，分析電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的性能，尺寸、重量和價(jià)格因素。通常選用同步電動(dòng)機(jī)。 2.1.2 確定電機(jī)工作效率 電機(jī)所需功率按式 ：Pd = Pw/ηa （KW）、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000ηa （KW）由電動(dòng)機(jī)至鏈輪的傳動(dòng)總效率為：按設(shè)計(jì)要求可以知道從電動(dòng)機(jī)到工作軸的傳動(dòng)總效率ηa=η1·η2·η3 其中η1—為帶的傳動(dòng)效率、η2—為軸承的傳動(dòng)效率、η3—為鏈的傳動(dòng)效率。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出η1=0.96，η2=0.98，η3=0.98。所以可知ηa=η1·η2·η3=0.96×0.98×0.98= 0.85。通常情況下鏈傳動(dòng)的鏈速V≦12-15m/s 符合鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作要求。根據(jù)資料選擇鏈輪的轉(zhuǎn)速為3 m/s；選用鏈輪2與鏈輪3之間所需的搓動(dòng)力為420N 、鏈輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速為 200 r /minPd= FV/1000ηa =（420×3）/（1000×0.85）=1.4823529≈1.5 （KW）根據(jù)推薦傳動(dòng)比的合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1′=2-4；鏈輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i2′=3-4；則總傳動(dòng)比合理范圍為 ia′= 6—16，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd′= ia′·n=（6--16）×200 =1200—3200 r /min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1400、1500 r /min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90L-4。 根據(jù)資料和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-蔡春源》設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸。 2.1.3 確定電機(jī)的型號(hào) 初步確定采用Y系列電動(dòng)機(jī)采用Y90L-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。額定功率Ped=1.5KW、同步轉(zhuǎn)速1500、滿載時(shí)(滿載轉(zhuǎn)速1400、電流3.65A、效率79%、功率因數(shù)ＣｏｓФ＝0.79）堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=6.5A、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2、最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.0027Kg.m2、噪聲67 db(A)、電動(dòng)機(jī)重量27kg、總傳動(dòng)比12。參照表11-3各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用值，可以知道i帶=2-4；i鏈=3-4。 3 V帶及帶輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 帶輪材料的選擇 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)過動(dòng)平衡；鑄造和焊接時(shí)的內(nèi)應(yīng)力?。惠啿酃ぷ髅嬉?xì)加工（表面粗糙度一般為Ra=3.2）,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。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的已知參數(shù)額定功率Ped=1.5KW、轉(zhuǎn)速1500、傳動(dòng)比i0=2、一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小余10小時(shí)。1.）工作情況系數(shù)Ka由表14-7選取經(jīng)表查出=1.1。 2.）確定計(jì)算功率Pca：按所傳遞的功率P、載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等因素來確定計(jì)算功率。Pca=KAP (KW) 式中; KA——— 工作情況系數(shù) , Pca =KAP==1.65(KW)。 3.2 V帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 表1 V帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目 依據(jù) 結(jié)果 說明條件 工作情況系數(shù)KA 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 由表14-7 1.1 確定計(jì)算功率Pca Pca=KA .P=1.1×1.5=1.65(KW) 1.65 (KW) 選取V帶型號(hào) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 圖14-12 A型 初選小帶輪直徑D1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè) 表14-2 140 mm 可選大值考慮裝置問題 大帶輪直徑D2 D2=i× D1=2×140=280 280 mm 驗(yàn)算帶的速度V V=ЛD1n1/60×1000 10.26 m/s 在10-20m/s范圍內(nèi)符合要求 初定中心距ɑ0 0.7(D1+D2)≦ɑ0≦2(D1+D2) 294≦a0≦840 350 mm 一般情況下參考實(shí)際機(jī)器結(jié)構(gòu)確定 初算V帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L′d L′d=2ɑ0 +Л(D1+D2)/2+(D1+D2)2/4ɑ0 (1464.4 mm） 1464 mm 選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 由表14-5 1433 mm 定V帶的公稱（內(nèi)周）長(zhǎng)度Li 由表14-5 1400 mm 定中心距ɑ ɑ=ɑ0+（Ld-L′d）/2 (334.3) 334 包角a 1 ɑ1=180˙-(D2-D1)×60/ɑ (154.9˙) 155˙ ≧120˙符合設(shè)計(jì)要求。 包角系數(shù)Ka 由表14-8 0.92 長(zhǎng)度系數(shù)KL 由表14-9 0.96 材質(zhì)系數(shù)K 0.75 目前V帶強(qiáng)力層使用材料主要是棉和人造絲 單根V帶所傳遞的功率P0 由V=10.26 m/s，D1=140mm查表14-6 2.04 單根V帶功率增量ΔP0 ΔP0=0.0001ΔT·n1 0.154 單根V帶傳遞扭矩的修正值ΔT 由表14-10 1.1 V帶根數(shù)Z Z= Pca/（P0KaKL +ΔP0) ·K 1.124901 取2根 實(shí)際帶的根數(shù)Z≦5符合 每米V帶質(zhì)量q 由表14-3 0.1Kg/m 單根V帶的初拉力F0 F0=500·Pca(2.5/Ka-1)/ VZ + qV2 79.57N 80 N 軸上的壓力Q Q=2·Z·F0·sin a/2 310.735N 311 N 計(jì)算結(jié)果匯總：V帶規(guī)格：A型、V帶的公稱長(zhǎng)度 1400 mm V帶根數(shù)：Z=2 大小帶輪直徑：280mm、140mm； 中心距：334mm 軸上壓力：310.735 N 3.3 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；根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸（表 14-12）；帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照?qǐng)D14-15所列經(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40°，而輪槽楔角ψ0卻是34°、36°、或38°，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。根據(jù)（表 14-12）確定輪槽尺寸：A型號(hào) 表2 帶輪的結(jié)構(gòu) 槽型剖面尺寸 m f t S bp δ B φ 38° 數(shù)值 12.5 3.5 16 10 11 6 B=(z-1)t+2s Z為帶的根數(shù) D 125-800 b＇ 13.4 帶輪1：d1=(1.8-2) d ,d 為軸的直徑： D1 =140 mm 基準(zhǔn)直徑D=200；帶寬選擇13.4； B=(z-1) t+2s=（2-1）×16+2×10=36 ，L=(1.5-2)d,當(dāng) B<1.5d 時(shí)，L=B 因?yàn)锽<1.5d=1.5×30=45、所以 L=B=36 ，帶輪2：d1=(1.8-2) d=63-70，，C’=(1/7-1/4)B=5.14—9； 圖2：小帶輪 4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算: 4.1 鏈輪材料的選擇 在設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈時(shí)鏈節(jié)數(shù)以取偶數(shù)為宜，這樣可以避免使用過渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承載能力下降。因?yàn)樘淄矟L子鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（GB1243·1-83），表15-1列出了單列套筒滾子鏈的主要尺寸和極限拉伸載荷。選擇時(shí)可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè)-劉長(zhǎng)榮р34》。鏈輪的材料應(yīng)滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求。常有用中碳鋼和中碳合金鋼，熱處理后齒面硬度為HRC40-50,或低碳鋼，低碳合金鋼滲碳并熱處理后齒面硬度HRC50-60等。對(duì)于齒數(shù)較多的從動(dòng)鏈輪，在載荷平穩(wěn)、速度較低時(shí)，也可以用強(qiáng)度較高的鑄鐵鏈輪制造。小帶輪轉(zhuǎn)速1500r/min、小帶輪直徑140mm;大帶輪直徑為280mm、大帶輪轉(zhuǎn)速為750r/min。 4.2 鏈輪的基本傳動(dòng)方案 將鏈輪1與大帶輪2一起并列安裝在一起安裝在軸承座上、再由鏈輪1傳給安裝有腰輪的鏈輪2、由鏈輪2傳給帶有鼓輪的鏈輪3、此時(shí)鏈輪2與鏈輪3同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而在脫粒時(shí)腰輪與鼓輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)作嚙合狀，對(duì)玉米盤進(jìn)行擠壓，使玉米籽之間的間隙有所增大，又由于鼓輪與腰輪的轉(zhuǎn)速不同。腰輪的轉(zhuǎn)速比鼓輪的轉(zhuǎn)速大，使玉米籽與玉米盤之間發(fā)生相互搓動(dòng)，以達(dá)到籽盤分離。該設(shè)計(jì)巧妙的利用腰輪和鼓輪相互轉(zhuǎn)動(dòng)、利用腰輪和鼓輪輪廓形狀迫使玉米盤沿其自身形狀產(chǎn)生變形，瓜籽之間的間隙變大的瞬間，進(jìn)行搓動(dòng)、使玉米盤在擠壓、搓動(dòng)力的作用下，瓜籽之間的間隙變大的瞬間，進(jìn)行搓動(dòng)脫粒，然后凈粒，完成整個(gè)設(shè)計(jì)要求任務(wù)。 4.3 對(duì)鏈輪的基本要求 滾子能順利地進(jìn)入嚙合退出嚙合，不易發(fā)生脫鏈，能夠容許節(jié)距有較大的伸長(zhǎng)率等。一般鏈傳動(dòng)的功率P≦100KW,傳動(dòng)比i≦6,鏈速V≦12-15m/s,效率η=0.92-0.98。設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)為多極鏈傳動(dòng)，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)系實(shí)際工作原理、對(duì)鏈輪傳動(dòng)做出分析。 4.4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 表3 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 小鏈輪齒數(shù) Z1 假定鏈傳動(dòng)鏈速 0.6-3 m/s 選取Z1≧Zmin=9；選取Z1=17 Z1≧9 鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選取下列數(shù)列：17，19，21，23，25，38，57： 傳動(dòng)比選取1.1 大鏈輪齒數(shù) Z2 計(jì)算得Z2=18.7 優(yōu)先選取Z2=19 鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選取下列數(shù)列：17，19，21，23，25，38，57： 推薦Z2一般超過114 設(shè)計(jì)功率 Pd KW Pd= KA ·P =1×1.5=1.5 KW P----傳遞功率KW KA----工作情況系數(shù)查表8-2-7、8-2-8、8-2-9（р965）查得平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)KA =1 特定條件下單排鏈條傳遞功率 P0 KW P0=Pd/ Kz·KL ·Kp=1.5/（0.846×1.02×1）= 1.74 Kz （Kz′）-----小鏈輪齒數(shù)系數(shù)查表15-3；查得Kz=0.846 KL 鏈長(zhǎng)系數(shù) 由圖15-13查得KL =1.02：（P44） Kp選單列鏈，鏈排數(shù)系數(shù)由表15-4查得Kp=1 鏈條節(jié)距選擇 P mm 根據(jù)P0和n1查圖8-2-2（A系列）或圖8-2-3（B系列）選用合適的節(jié)距P 由表8-2-2查得選用08A鏈號(hào) 鏈節(jié)距12.7（手冊(cè)P961） 為了保證傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，特別是在高速下，以選用節(jié)距較小的鏈條，高速、功率大時(shí)，可選用節(jié)距小的多排鏈 初定中心距 ɑ0 mm 一般取ɑ0=（30-50）P， 初取ɑ0=40· P=40×12.7=508 mm 或取ɑ0=35· P=444.5 對(duì)于中心距不可調(diào)整的鏈傳動(dòng)，ɑ0max≈30·P=30×12.7=381 mm （鏈節(jié)數(shù)）確定鏈條長(zhǎng)度，常用鏈節(jié)數(shù)LP表示 LP 節(jié) LP=2ɑ0/ P+（Z1+ Z2）/2+（P/ɑ0）·[(Z2- Z1)/2Л]2 =98 節(jié) LP=98節(jié) LP應(yīng)圓整為整數(shù)，并宜取偶數(shù)，以避免使用過渡鏈節(jié)（有過渡鏈節(jié)的奇數(shù)節(jié)鏈條，其極限拉伸載荷為正常值的80%） 確定鏈條長(zhǎng)度 L m L= LP·P/1000 =(98×12.7)/1000=1.2446 計(jì)算中心距 ɑC mm 當(dāng)Z1≠Z2 時(shí) ɑC = P·（2 LP- Z1- Z2）·Ka =12.7×（2×98-17-19）×0.25= 508 當(dāng)Z1=Z2=Z 時(shí) ɑC = P(LP-Z)/2 LP---取圓整成整數(shù)后的鏈節(jié)數(shù)； Ka---系數(shù)查表 8-2-12；由表查得Ka= 0.25 （P966） 對(duì)于中心距不可調(diào)整和沒有張緊裝置時(shí)，ɑC值計(jì)算精確到小數(shù)點(diǎn)后2位 實(shí)際中心距 ɑ mm ɑ=ɑC -Δɑ =508-0.003×508=506.476 通常：Δɑ=（0.002-0.004）ɑC 為了保證鏈條松邊有一個(gè)合理的安裝垂度f即：f =(0.01-0.02)ɑ； 對(duì)于中心距不可調(diào)整和沒有張緊裝置的鏈傳動(dòng)，Δɑ取較小值，中心距可調(diào)整時(shí)，Δɑ取較大值。 驗(yàn)算鏈速 v m/s V =( Z1·n1·P)/(60·1000)=(17×750×12.7)/(60×1000)= 2.69875≈3 m/s V ≦0.6 m/s 為低速傳動(dòng) V 〉0.6-8 m/s 為中速傳動(dòng) V 〉8 m/s 為高速傳動(dòng) 顯然此例為中速傳動(dòng)。通常情況下鏈傳動(dòng)的鏈速V≦12-15m/s 符合鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作要求。 驗(yàn)算小鏈輪輪轂孔徑（即軸孔直徑） dk mm dk≦dkmax dk -----由支承軸的設(shè)計(jì)確定； dkmax-----鏈輪輪轂孔的最大許用直徑查表8-2-13； 當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可增大Z1 或 P,重新驗(yàn)算。 有效圓周力 F N F=1000·P/ v =（1000×1.5）/3=500N 或F=1000·P/ v=（1000×1.5）/2.69875 = 555.8129 作用在軸上的力 FQ (Q) N 對(duì)水平傳動(dòng)和傾斜傳動(dòng)FQ≈（1.15-1.2）·KA·F 因載荷平穩(wěn)FQ≈1.2×1×500=600 N 對(duì)接近垂直的傳動(dòng)：FQ=1.05· KA·F 潤(rùn)滑方式 根據(jù)節(jié)距P與鏈速V見圖8-2-4（設(shè)計(jì)手冊(cè)-蔡春源）械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-劉長(zhǎng)榮》 由圖15-12 查出選取潤(rùn)滑方式為滴油潤(rùn)滑 圖3：鏈輪1 4.5 鏈輪3的傳動(dòng)與設(shè)計(jì) 計(jì)算并設(shè)計(jì)第三個(gè)帶有鼓輪的鏈輪3 在設(shè)計(jì)時(shí)使鏈輪2的速度高于鏈輪3的速度，以使鏈輪2與鏈輪3 轉(zhuǎn)速不同相互反向轉(zhuǎn)動(dòng) 從而產(chǎn)生搓動(dòng)力，按照鏈傳動(dòng)的二級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算： 表4 鏈輪3的傳動(dòng)與設(shè)計(jì) 計(jì)算與設(shè)計(jì)項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及參考選定 說明 鏈輪2的齒數(shù) Z2 由上步已知得出 Z2=19 鏈輪3的齒數(shù) Z3 假定鏈輪2的速度 是鏈輪3的一倍 初步確定其傳動(dòng)比為i=2 Z3=38 在設(shè)計(jì)時(shí)使鏈輪2的速度高于鏈輪3的速度 設(shè)計(jì)功率 Pd KW Pd= KA ·P =1×1.5=1.5 KW P----傳遞功率KW KA----工作情況系數(shù)查表8-2-7、8-2-8、8-2-9（р965）查得平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)KA =1 鏈條節(jié)距選擇 P mm 同上一步選用08A鏈號(hào) 鏈節(jié)距12.7（手冊(cè)P961） 為了保證傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，特別是在高速下，以選用節(jié)距較小的鏈條。高速、功率大時(shí)，可選用節(jié)距小的多排鏈 初定中心距 ɑ0min mm ɑ0min=0.2·Z2·(i+1) ·P=0.2×19×3×12.7=144.78≈145 在實(shí)際設(shè)計(jì)中鏈輪3的包角大于120???，且大小鏈輪傳動(dòng)是不會(huì)相碰 （鏈節(jié)數(shù)）確定鏈條長(zhǎng)度常用鏈節(jié)數(shù)LP表示 LP 節(jié) LP=2ɑ0min / P+（Z1+ Z2）/2+（P/ɑ0min）·[(Z2- Z1)/2Л]2 =52.13637 節(jié)，LP=52節(jié) LP應(yīng)圓整為整數(shù)，并宜取偶數(shù)，以避免使用過渡鏈節(jié)（有過渡鏈節(jié)的奇數(shù)節(jié)鏈條，其極限拉伸載荷為正常值的80%） 特定條件下單排鏈條傳遞功率 P0 KW P0=Pd/ Kz·KL ·Kp=1.5/（1×0.83×1）= 0.83 Kz （Kz′）-----小鏈輪齒數(shù)系數(shù)(Z2)查表15-3；查得Kz=1 KL 鏈長(zhǎng)系數(shù) 由圖15-13查得KL =0.83：（P44）Kp選單列鏈，鏈排數(shù)系數(shù)由表15-4查得Kp=1 確定鏈條長(zhǎng)度 L m L= LP·P/1000 =(52×12.7)/1000= 0.6604 驗(yàn)算鏈速 v m/s V =( Z2·n2·P)/(60·1000)=(19×681.8182×12.7)/(60×1000)= 2.69875≈3 m/s V ≦0.6 m/s 為低速傳動(dòng) V 〉0.6-8 m/s 為中速傳動(dòng) V 〉8 m/s 為高速傳動(dòng) 顯然此例為中速傳動(dòng)通常情況下鏈傳動(dòng)的鏈速V≦12-15m/s 符合鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作要求。 驗(yàn)算小鏈輪輪轂孔徑（即軸孔直徑） dk mm dk≦dkmax dk -----由支承軸的設(shè)計(jì)確定； dkmax-----鏈輪輪轂孔的最大許用直徑查表8-2-13；當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可增大Z1 或 P,重新驗(yàn)算。 有效圓周力 F N F=1000·P/ v =（1000×1.5）/2.74=547N 有效圓周力 作用在軸上的力 FQ (Q) N 對(duì)水平傳動(dòng)和傾斜傳動(dòng)FQ≈（1.15-1.2）·KA·F因載荷平穩(wěn)FQ≈1.2×1×547=656 N對(duì)接近垂直的傳動(dòng)：FQ=1.05· KA·F 作用在軸上的力 潤(rùn)滑方式 根據(jù)節(jié)距P與鏈速V《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-劉長(zhǎng)榮》 查出選取潤(rùn)滑方式為滴油潤(rùn)滑 4.6 鏈輪4的傳動(dòng)與設(shè)計(jì) 鏈輪4 的選用與計(jì)算：鏈輪1（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）→ 鏈輪2（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）→ 鏈輪3（逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）→ 鏈輪4 （順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）→ 鏈輪1（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），為了使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理性使鏈輪3反向轉(zhuǎn)動(dòng)，需要在鏈輪3的下方安裝一個(gè)鏈輪4 。這樣傳遞運(yùn)動(dòng)，由鏈輪4傳遞給鏈輪1 ，從而構(gòu)成一個(gè)封閉的鏈傳動(dòng)。結(jié)合實(shí)際工作要求，此時(shí)要求鏈輪3與鏈輪4的中心距不宜過大。選取小鏈輪齒數(shù)Z4≧Zmin=9；假定鏈傳動(dòng)鏈速0.6-3 m/s，選取小鏈輪齒數(shù)Z4=17，Z3=38;i= Z3/ Z4=38/17=2.2。通常i≦7，推薦選用i=2-3.5。初定中心距ɑ0min=0.2·Z4·(i+1) ·P=0.2×17×3.2×12.7=144.78≈138.18 確定鏈條長(zhǎng)度---常用鏈節(jié)數(shù)LP表示：LP=2ɑ0min / P+（Z1+ Z2）/2+（P/ɑ0min）·[(Z2- Z1)/2Л]2 =50 （LP應(yīng)圓整為整數(shù)，并宜取偶數(shù)，以避免使用過渡鏈節(jié)（有過渡鏈節(jié)的奇數(shù)節(jié)鏈條，其極限拉伸載荷為正常值的80%）。確定鏈條長(zhǎng)度：L= LP·P/1000 =(50×12.7)/1000=0.64 ，n3=340.91 r/min n4=2.2×340.91=750.002≈750 r/min 此結(jié)果與鏈輪1的轉(zhuǎn)速相同，所以構(gòu)成一個(gè)封閉的鏈傳動(dòng)，符合設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)算鏈速：V =( Z4·n4·P)/(60·1000)=(17×750×12.7)/(60×1000)= 2.699≈3 m/s 有效圓周力：F=1000·P/ v =（1000×1.5）/3=500 N。作用在軸上的力：對(duì)水平傳動(dòng)和傾斜傳動(dòng)FQ≈（1.15-1.2）·KA·F; 因載荷平穩(wěn)FQ≈1.2×1×500=600 N。 滾 子 圖4 鏈鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 圖5 鏈輪1 4.7 鏈輪1的設(shè)計(jì) 4.7.1鏈輪1的計(jì)算 見表5 表5 鏈輪1的計(jì)算 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說明條件 鏈輪齒數(shù) Z1 Z1=17 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距 P 節(jié)距：P=12.7 滾子外徑：d1=7.95 A系列查表8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180??/Z1)]=12.7/[sin(180?? /17)]= 69.12≈70 齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P- d1 =69.12+1.25×12.7- 7.95= 77.05≈77 damin=d+(1-1.6/z)P-d1=69.12+(1-1.6/17) ×12.7-7.95 =72.67≈73 可在damax和damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切 齒根圓直徑 df df =d- d1=70-7.95=62.05≈62 分度圓弦齒高 ha hamax=(0.625+0.8/Z)P-0.5d1=4.56 hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375 Ha是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax相應(yīng)于damax; hamin相應(yīng)于damin 齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑 dg dg < P·cot(180??/z)-1.04·h2-0.76 =54.6322≈55 h2-----內(nèi)鏈板高度 h2=12.07 A 系列查表 8-2-2 注意：da、dg 值取整數(shù)，其它尺寸精確到 0.01 mm 。 4.7.2 滾子鏈鏈輪1 表6 齒槽形狀參數(shù) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式 最大齒槽形狀 最小齒槽形狀 齒面圓弧半徑 re mm remin=0.008d1(Z12+180)=0.008×7.95×(172+180) =29.8284≈30 remax=0.12 d1(z+2)=0.12×7.95×19=18.126 齒溝圓弧半徑 ri mm rimax=0.505d1+0.069˙ =0.505×7.95+0.069×1.996=4.152474≈4.2 rimin=0.505·d1=4.01475=4 齒溝角 ɑ ˙ ɑmin=120??-90??/Z1=120??-90??/17 =114.7059??=115?? ɑmax=140??-90??/z=134.7059=135 4.7.3整體式小鏈輪Z1主要結(jié)構(gòu)尺寸 表7 小鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸及（參考） 輪轂厚度 h h =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01×70≈9 常數(shù)k; 式中dkmax為鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查表8-2-13；由節(jié)距P查出（當(dāng)Z1=17、dk≦dkmax =34，dk為軸孔直徑按軸的尺寸確定，dk取35；） （P 966）.（當(dāng)Z2=19、dk≦dkmax =41） d <50 50-100 100-150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30;lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23 輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=48 dhmax< dg , dg 見表8-2-19 齒寬 bf 齒寬 計(jì)算公式 單排 p≦12.7 p>12.7 0.93 b1 0.95 b1 當(dāng)p>12.7時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用p≦12.7時(shí)的齒寬 b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表8-2-2 ——表8-2-4 查得 b1=7.85 齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3 倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p=0.15×12.7=1.905≈2 倒角半徑rx rx rx≧P rx≧P=12.7 齒側(cè)凸緣（圓角半徑） R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5 腹板厚度 t 由表8-2-24查得當(dāng)P=12.7時(shí)，t=9.5 （P973） 圖6 鏈輪2 4.8 鏈輪2的設(shè)計(jì) 4.8.1 鏈輪2的計(jì)算 表8 鏈輪2的計(jì)算 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說明條件 鏈輪齒數(shù) Z2 Z2=19 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距 P 節(jié)距：P=12.7 滾子外徑：d1=7.95 A系列查表8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180??/Z2)]=12.7/[sin(180??/19)]= 77.15928≈77 齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P-d1=77+1.25×12.7- 7.95= 84.925≈85 damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=77+(1-1.6/19) ×12.7-7.95 =80.680526≈81 可在damax和damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切 齒根圓直徑 df df =d- d1=77-7.95=69.05≈69 分度圓弦齒高 ha hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.5 hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375 Ha是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax相應(yīng)于damax; hamin相應(yīng)于damin 齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑 dg dg < P·cot(180??/ Z2)-1.04·h2-0.76 =62.826289=63 h2-----內(nèi)鏈板高度 h2=12.07 A 系列查表 8-2-2 注意：da、dg 值取整數(shù)，其它尺寸精確到 0.01 mm 。 4.8.2 滾子鏈鏈輪2齒槽形狀參數(shù) 表9 鏈鏈輪2齒槽形狀參數(shù) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式 最大齒槽形狀 最小齒槽形狀 齒面圓弧半徑 re mm remin=0.008d1(Z22+180)=0.008×7.95×(192+180) =34.4076≈34 remax=0.12 d1(Z2+2)=0.12×7.95×21= 20.034 齒溝圓弧半徑 ri mm rimax=0.505d1+0.069 ˙=0.505×7.95+0.069×1.996=4.152474≈4.2 rimin=0.505·d1=4.01475=4 齒溝角 ɑ ˙ ɑmin=120??-90??/Z2=120??-90??/19 =115.26316??=115?? ɑmax=140??-90??/Z2=135.26316=135.3 4.8.3 整體式小鏈輪Z2主要結(jié)構(gòu)尺寸 表10 小鏈輪Z2結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸及（參考） 輪轂厚度 h h =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01×77=9.08≈9 常數(shù)k; 式中dkmax為鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查表8-2-13；由節(jié)距P查出（當(dāng)Z1=17、dk≦dkmax =34，dk為軸孔直徑按軸的尺寸確定，dk取35；） （P 966） （當(dāng)Z2=19、dk≦dkmax =41） d <50 50-100 100-150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30 lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23 輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=53 dhmax< dg , dg 見表8-2-19 齒寬 bf 見表8-2-22 （P972） 齒寬 計(jì)算公式 單排 p≦12.7 p>12.7 0.93 b1 0.95 b1 當(dāng)p>12.7時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用p≦12.7時(shí)的齒寬 b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表8-2-2 ——表8-2-4 查得 b1=7.85 齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3 倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2 倒角半徑rx rx rx≧P rx≧P=12.7 齒側(cè)凸緣（圓角半徑） R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5 腹板厚度 t 由表8-2-24查得當(dāng)P=12.7時(shí)，t=9.5 （P973） 圖7 鏈輪3 4.9 鏈輪3的設(shè)計(jì) 4.9.1鏈輪3的計(jì)算 表11 鏈輪3的計(jì)算 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說明條件 鏈輪齒數(shù) Z3 Z3=38 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距 P 節(jié)距：P=12.7 滾子外徑：d1=7.95 A系列查表8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180??/Z3)]=12.7/[sin(180?? /38)]= 153.79148≈154 齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P- d1 =154+1.25×12.7- 7.95= 161.925≈162 damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=154+(1-1.6/38) ×12.7-7.95 =158.21526≈158 可在damax和damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切 齒根圓直徑 df df =d- d1=154-7.95=146.05≈146 分度圓弦齒高 ha hamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.2 hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375 Ha是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax相應(yīng)于damax; hamin相應(yīng)于damin 齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑 dg dg < P·cot(180??/ Z3)-1.04·h2-0.76 =62.826289=140.0651≈140 h2-----內(nèi)鏈板高度 h2=12.07 A 系列查表 8-2-2 注意：da、dg 值取整數(shù)，其它尺寸精確到 0.01 mm 。 4.9.2滾子鏈鏈輪3齒槽形狀參數(shù) 表12 鏈輪3齒槽形狀參數(shù) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式 最大齒槽形狀 最小齒槽形狀 齒面圓弧半徑 re mm remin=0.008d1(Z32+180)=0.008×7.95×(382+180) =103.2864≈103 remax=0.12 d1(Z3+2)=0.12×7.95×40= 38.16=38 齒溝圓弧半徑 ri mm rimax=0.505d1+0.069 ˙=0.505×7.95+0.069×1.996=4.152474≈4.2 rimin=0.505·d1=4.01475=4 齒溝角 ɑ （˙） ɑmin=120??-90??/Z3=120??-90??/38 =117.63158??=118?? ɑmax=140??-90??//Z3=134.7059=137.63158=138 4.9.3整體式鋼制小鏈輪Z3主要結(jié)構(gòu)尺寸 表13 小鏈輪Z3主要結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸及（參考） 輪轂厚度 h h =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01×70≈9 常數(shù)k; 式中dkmax為鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查表8-2-13；由節(jié)距P查出（當(dāng)Z1=17、dk≦dkmax =34，dk為軸孔直徑按軸的尺寸確定，dk取35；） （P 966），（當(dāng)Z2=19、dk≦dkmax =41） d <50 50-100 100-150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30 lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23 輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=35+2×9=53 dhmax< dg , dg 見表8-2-19 齒寬 bf 見表8-2-22 （P972） 齒寬 計(jì)算公式 單排 p≦12.7 p>12.7 0.93 b1 0.95 b1 當(dāng)p>12.7時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用p≦12.7時(shí)的齒寬 b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表8-2-2 ——表8-2-4 查得 b1=7.85 齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3 倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2 倒角半徑rx rx rx≧P rx≧P=12.7 圓角半徑 R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5 腹板厚度 t 由表8-2-24查得當(dāng)P=12.7時(shí)，t=9.5 （P973） 圖8 鏈輪4 4.10 鏈輪4的設(shè)計(jì) 4.10.1 鏈輪4的計(jì)算 表14 鏈輪4的計(jì)算 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 說明條件 鏈輪齒數(shù) Z4 Z4=17 由以上條件可知 配用鏈條的節(jié)距 P 節(jié)距：P=12.7 滾子外徑：d1=7.95 A系列查表8-2-2 可知 分度圓直徑 d d=P/[sin(180??/Z4)]=12.7/[sin(180?? /17)]= 69.12≈70 齒頂圓直徑 da damax= d + 1.25·P- d1 =69.12+1.25×12.7- 7.95= 77.05≈77 damin=d+(1-1.6/Z4)P-d1=69.12+(1-1.6/17) ×12.7-7.95 =72.67≈73 可在damax和damin 范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切 齒根圓直徑 df df =d- d1=70-7.95=62.05≈62 分度圓弦齒高 ha hamax=(0.625+0.8/Z4)P-0.5d1=4.56 hamin=0.5(P-d1)=0.5 ·(12.7-7.95)= 2.375 Ha是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助設(shè)計(jì)尺寸，hamax相應(yīng)于damax; hamin相應(yīng)于damin 齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑 dg dg < P·cot(180??/ Z4)-1.04·h2-0.76 =54.6322≈55 h2-----內(nèi)鏈板高度 h2=12.07 A 系列查表 8-2-2 注意：da、dg 值取整數(shù)，其它尺寸精確到 0.01 mm 。 4.10.2 滾子鏈鏈輪4齒槽形狀參數(shù) 表15 鏈輪4齒槽形狀參數(shù) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式 最大齒槽形狀 最小齒槽形狀 齒面圓弧半徑 re mm remin=0.008d1(Z42+180)=0.008×7.95×(172+180) =29.8284≈30 remax=0.12 d1(Z4+2)=0.12×7.95×19=18.126 齒溝圓弧半徑 ri mm rimax=0.505d1+0.069 ˙=0.505×7.95+0.069×1.996=4.152474≈4.2 rimin=0.505·d1=4.01475=4 齒溝角 ɑ ˙ ɑmin=120??-90??/Z4=120??-90??/17 =114.7059??=115?? ɑmax=140??-90??/Z4=134.7059=135 4.10.3整體式鋼制小鏈輪Z4主要結(jié)構(gòu)尺寸 表16 小鏈輪Z4結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸及（參考） 輪轂厚度 h h =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01×70≈9 常數(shù)k; 式中dkmax為鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查表8-2-13；由節(jié)距P查出（當(dāng)Z1=17、dk≦dkmax =34，dk為軸孔直徑按軸的尺寸確定，dk取35；） （P 966）（當(dāng)Z2=19、dk≦dkmax =41） d <50 50-100 100-150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 輪轂長(zhǎng)度 l l =3.3h=3.3×9=29.7≈30 lmin=2.6·h=2.6×9=23.4≈23 輪轂直徑 dh dh = dk+2 h=30+2×9=48 dhmax< dg , dg 見表8-2-19 齒寬 bf 見表8-2-22 （P972） 齒寬 計(jì)算公式 單排 p≦12.7 p>12.7 0.93 b1 0.95 b1 當(dāng)p>12.7時(shí)，經(jīng)制造廠同意，亦可使用p≦12.7時(shí)的齒寬 b1----內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬見表8-2-2 ——表8-2-4 查得 b1=7.85 齒寬 bf1 bf1=0.93×7.85=7.3005≈7.3 倒角寬 ba ba=(0.1-0.15) p =0.15×12.7=1.905≈2 倒角半徑rx rx rx≧P rx≧P=12.7 圓角半徑 R R=0.04·p=0.04×12.7=0.508≈0.5 腹板厚度 t 由表8-2-24查得當(dāng)P=12.7時(shí)，t=9.5 （P973） 4.11 鏈傳動(dòng)的失效形式 4.11.1 鏈條鉸鏈的磨損 鏈輪與鏈條進(jìn)入嚙合和脫離嚙合過程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力和有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而導(dǎo)致承壓面發(fā)生磨損，使鏈的實(shí)際節(jié)距變長(zhǎng)，嚙合點(diǎn)沿齒高外移，最終產(chǎn)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象 。它是開式齒輪傳動(dòng)的主要形式。 4.11.2 鏈的疲勞破壞 鏈在傳動(dòng)過程中，緊邊和松邊的拉力是不相等的，再加上傳動(dòng)中的動(dòng)載荷，使得它的各元件都是在變應(yīng)力的作用下工作，在中、低速時(shí)，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板首先產(chǎn)生疲勞破壞；高速時(shí)由于滾子進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊載荷劇增，套筒或滾子先于鏈板產(chǎn)生沖擊疲勞破壞。 4.11.3 多次沖擊破斷 鏈條在反復(fù)啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的巨大慣性沖擊作用下，銷軸、套筒、滾子等元件不到疲勞時(shí)就產(chǎn)生破斷。它的載荷較疲勞破壞允許的載荷要大，但較一次沖擊破斷載荷要小。它的應(yīng)力總循環(huán)次數(shù)一般在104以內(nèi)。 4.11.4 鏈條的膠合 高速和潤(rùn)滑不良的傳動(dòng)，銷軸、套筒的工作面會(huì)因溫度過高而發(fā)生膠合。 4.11.5 過載拉斷 鏈條所受載荷超過了鏈條靜強(qiáng)度而被拉斷。 5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 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(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30、40、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A3、A4、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。 5.2 軸結(jié)構(gòu)的基本要求 設(shè)計(jì)軸的基本要求是保證軸具有：1.足夠的強(qiáng)度和剛度。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。2.合理的結(jié)構(gòu)。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。 根據(jù)脫粒機(jī)的工作要求和機(jī)構(gòu)特性查表確定軸的材料及其機(jī)械性能： 表17 軸的材料及其機(jī)械性能 材料牌號(hào) 熱處理 毛坯直徑(mm) 硬度（HBS） 拉伸強(qiáng)度極限δB 拉伸屈服極限δs 彎曲疲勞極限δ-1 剪切疲勞極限ζ-1 備注 45號(hào)鋼 調(diào)制 ≦200 217-255 （MPa） 應(yīng)用最為廣泛 650 360 300 155 5.3 初步確定軸1的各段直徑和長(zhǎng)度