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买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑学院本科毕业论文（设计）板栗切口机的设计院 （ 系 、 部 ） 名 称 ： 专 业 名 称 ： 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 学 生 姓 名 ： 学 生 学 号 ： 9313110220 指 导 教 师 ： 2014 年 12 月 25 日学院教务处制II摘 要板栗切口机又称板栗划口机，板栗开口机，是在板栗加工过程中给板栗开口、切口、划口的设备，代替手工剪刀剪口，刀片划口，板栗割开一道口子后，在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易。板栗从投料口加入，投料室设计成漏斗状可实现批量加工。切口机采用链板式传送，投料口处传送链的倾斜设计可实现板栗自动上链。双刀盘和刀具高速旋转，进行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被传送链输送到出料口，利用重力从传送链上自行脱落，完成整个的板栗切口加工。本次设计主要针板栗切口机进行设计。首先，通过对板栗切口机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过 AutoCAD 制图软件绘制了板栗切口机总装图、传动装置装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词:板栗，切口机，电机，传送链IIIAbstractChestnut incision machine, also known as draw machine, opening machine chestnut, chestnut process is open to Chestnut incision, designated port facilities, instead of hand scissors notches, draw the blade mouth, chestnut cut a hole in the back, in the fry system, dip taste, flooded the system, the incision was easier. Chestnut from the doghouse to join, feeding into a funnel-shaped room design enables batch processing. Incision machine chain plate transmission, tilt design doghouse at the conveyor chain can realize automatic chain chestnut. Pole high-speed rotating disk and knives carried Chestnut incision work. Chestnut incision is completed, the conveyor chain is transported to the discharge port, by gravity from the conveyor chain to fall off, to complete the chestnut cutout processing.The design of the main needle Chestnut incision machine design. First, through the Chestnut incision machine structure and principles for analysis, presented in this analysis, based on the overall structure of the program; Next, the main technical parameters were calculated choice; then, for the main components were designed and verification; and finally By AutoCAD drawing software to draw a map Chestnut incision machine assembly, gear assembly drawings and main parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.Keywords: Chestnut, Incision, Motors, Conveyor chainsIV目录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪 论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 板栗切口机简介 .11.3 国内研究现状 .11.4 社会效益和经济效益 .1第二章 总体设计 .32.1 总体方案设计 .32.2 工作原理分析 .3第三章 主要零部件的设计 .43.1 传送系统设计 .43.1.1 传送电机的选择 .43.1.2 动力参数计算 .53.1.3 齿轮传动的设计 .53.1.4 链传动的设计 .103.1.5 轴及轴承、键的设计 .113.1.6 轴承及键的校核与寿命计算 .143.2 切口装置设计 .153.2.1 电机的选择 .153.2.2 动力参数的计算 .163.2.3 齿轮传动的设计 .173.2.4 轴及轴承、键的设计 .213.2.5 轴承及键的校核与寿命计算 .233.2.6 刀具及刀盘的设计 .243.3 箱体设计 .253.3.1 箱体的结构设计 .253.3.2 箱体 .25第四章 基于 Pro/E 的三维设计 .264.1 Pro/E 三维设计软件概述 .264.2 三维设计 .274.2.1 传送装置设计 .274.2.2 切口装置设计 .284.2.3 总体装配设计 .28V总 结 .29参考文献 .30致 谢 .31VIVIIVIIIIXXXIXIIXIIIXIVXVXVIXVIIXVIII河北科技师范学院毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1 研究背景及意义板栗切口机背景：由于栗子是中国特有的干果。 诗经中就有“山有漆，隰有栗之句。 吕氏春秋说， “果之美者，江浦之橘，箕山之栗” ，把栗子作为中国果品类代表；炒栗子是我国是我国美食文化，流传至今；而炒板栗，板栗开口，古老方式已跟不上社会发展需求，设计合适的板栗切口机变得尤其重要。板栗切口机设计课题研究的目的就是对前人所进行的板栗脱壳研究加以总结，探索以往各种切口设备存在的主要缺陷和不足从而为板栗的切口技术提供一种新的理论基础，该项技术的成功有可能解决板栗深加工的瓶颈，进而推动我国板栗深加工行业的发展，避免山区农民出现板栗“增产不增收” ， “果贱伤农”的现象。1.2 板栗切口机简介（1）板栗切口机结构板栗切口机主要由料斗、机腔、支架、电机组成，电机连接机腔内的转动轴，转动轴上固定安装有刀架装置，开口刀安装在刀架上，电机带动转动轴转动，开口刀在刀架装置上随之旋转而割划进入机腔内栗子的栗壳。本实用新型大大提高了生产效率，克服了安全隐患。（2）板栗切口机性能板栗切口机开口长 10mm20mm；深 0.8mm，不伤内仁，为 99.5%，切口均匀，方向一致，大小板栗均可调。设备外型美观大方，操作简单方便，性能稳定。符合食品机械安全卫生要求。1.3 国内研究现状在世界上,板栗切口技术在很多国家都有研究,其中在欧洲以法国和意大利这两个板栗消费大国技术最为先进,板栗采收后清洗、分级、抛光、包装、储藏都已经工厂化,而且板栗精加工产品种类繁多,制作精美。而在亚洲日本则是最先开展这项研究的国家,其板栗切口加工技术在亚洲也处于领先地位。我国虽然是世界板栗生产第一大国,但是长久以来一直是板栗原料出口大国,板栗的深加工十分落后。改革开放之后,随着人们的消费需求的提高,国内开始逐渐将板栗的深加工提上日程,从七十年代末八十年代初到现在,技术人员在板栗脱壳方面做了大量的研究工作,充分吸收了欧洲和日本技术的先进技术思想,为我国的板栗深加工产品进入广大人民生活及国际市场,开拓了一条崭新的道路。1.4 社会效益和经济效益目前，国内市面上的板栗深加工产品几乎难寻踪迹。偶尔可以看到有板栗罐头出河北科技师范学院毕业设计（论文）2售，但这并不能说明板栗深加工产品的市场销路，市场容量和年需求量不好。主要是因为板栗切口难，至今还不能形成一类具有影响力的商品，特别是根据中国出口日本的板栗在日本被加工成高档食品在香港和欧洲的销售市场情况来看，板栗深加工产品的市场前景很好，深加工的板栗除了满足国内市场的需求之外，还可以出口换取一定的外汇。该项研究取得成功，可以推动板栗深加工业的发展，使其走上规模化生产的道路，而且该项技术可以给板栗加工厂带来丰厚的经济效益，也可以增加农民的收入，有利于板栗种植面积的推广。随着板栗加工向规模化生产的发展，由此又将带动板栗种植业的快速发展，而这在当前进行的西部大开发，开展再造山川秀美大西北的工程中，为实施退耕还林保护生态环境方面都将起到十分积极的推动作用，能够起到很好的社会效益和生态效益。河北科技师范学院毕业设计（论文）3第二章 总体设计2.1 总体方案设计板栗切口机又称板栗划口机，板栗开口机，是在板栗加工过程中给板栗开口、切口、划口的设备，代替手工剪刀剪口，刀片划口，板栗割开一道口子后，在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易，一直以来为板栗开口都是一个让板栗炒货商和板栗深加工企业头痛的工作。效率低，工作强度高，切口深浅不一、劳动力成本大等等困扰着我们。由于板栗大小不一，形状不同，各产地的板栗皮薄厚不一样都是阻碍机械化加工的技术难题。研究内容如下：板栗切口机结构如图所示：2.2 工作原理分析板栗从投料口加入，投料室设计成漏斗状可实现批量加工。切口机采用链板式传送，投料口处传送链的倾斜设计可实现板栗自动上链，传送链由电动机 2 通过 4 个链轮进行驱动。传送链根据板栗切口要求进行设计，链板上有漏斗状的圆形凹槽，板栗进入凹槽后可实现自动加紧在被切割时不会随刀具转动，大大提高了切口效率，保证了切口均匀工整。切口机由小型电机 1 通过一级减速带动双刀盘和刀具高速旋转，进行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被传送链输送到出料口，利用重力从传送链上自行脱落，完成整个的板栗切口加工。河北科技师范学院毕业设计（论文）4第三章 主要零部件的设计3.1 传送系统设计3.1.1 传送电机的选择（1）选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）电动机容量的选择取板栗传送链抗运行阻力：F=400N板栗传送过程中，速度应选择合适，速度过大板栗容易被甩出且，速度过小生产率小，因此在保证板栗不被甩出的情况下尽量选取大的运行速度，通常板栗切口机运行速度为 1.01.5m/s，本次选用板栗传送速度为： v=1.2m/s则，工作机所需功率 为：wPKWvFPw48.02140电动机至滚筒轴的传动装置总效率。取链带传动效率 ，圆柱齿轮传动效率 ，轴承效率 ，95.0197.0298.03电动机至滚筒轴的传动装置总效率为： 85.7.2231电动机的输出功率 为0PKWPw542.8.0电动机额定功率 只需略大于 即可，查机械设计手册表 19-1 选取电动机m0P额定功率为 550W。 （3）电动机转速的选择为使板栗切割机结构紧凑性，本次取传送链主动链轮分度圆直径为： md10河北科技师范学院毕业设计（论文）5传送链主动轴工作转速： min/3.291.04361rdvnw单级圆柱齿轮的传动比为： 5i所以电动机实际转速的推荐值为： min/.1469.87rinw符合这一范围的同步转速为 750、1000r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 750r/min 的电机。型号为 Y60M-4，满载转速 ，功率 0.55 。in/710rnmkw3.1.2 动力参数计算（1）总传动比满载转速 。故总传动比为：in/710rnm取9.32wi .i（2）各轴的转速电机轴 in/7100rnm传送链主轴 ；mi/67.231 ri（3）各轴的输入功率电机轴 ；kwP54.0传送链主轴 ；kw51.098.72.3212 （4）各轴的输入转矩电机轴 ；mNnPT 2.7104.959500传送链主轴 ；78.6.3511（5）整理列表轴名 功率 kwP/转矩 mNT/转速 in)/(r传动比电机轴 0.565 7.29 710 3.0河北科技师范学院毕业设计（论文）6传送链主轴 0.537 20.78 236.673.1.3 齿轮传动的设计（1）选精度等级、材料和齿数采用 7 级精度由表 6.1 选择小齿轮材料为 45（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。选小齿轮齿数 ，241Z大齿轮齿数 ，取723i 72Z则实际传动比： 412Zi传动误差小于 5，合适。（2）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即 3211)(.HEdtt ZuTkd1） 确定公式各计算数值（a）试选载荷系数 3.1tK（b）计算小齿轮传递的转矩mNT29.71（c）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数 8.0d（d）由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/1.89MPaZE（e）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 H601lim大齿轮的接触疲劳强度极限 Pa52li（f）由式 6.11 计算应力循环次数 91 102.)8301(760hjLnN8924.3.（g）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数河北科技师范学院毕业设计（论文）78.01NZ92.0NZ（h）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10-12 得 MPaSHN528608.lim1 ZH 692.li2（i）计算试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中的较小值td1Hmdt 05.26)58.9(346.029731.1 计算圆周速度 v snvt /97.0601.214.3601计算齿宽 b mdt 3.15.21计算齿宽与齿高之比 b/h模数 Zmtnt 09.24.61齿高 37.65./ 452.hbmnt计算载荷系数 K根据 ，7 级精度，查得动载荷系数smv/9.0 05.1VK假设 ，由表查得NbFtA1.HK由表 5.2 查得使用系数 25.1A由表查得查得 87.F故载荷系数 689.127.0.HVAK河北科技师范学院毕业设计（论文）8（j）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得 mKdtt 43.29.1/68.05.2/331 （k）计算模数 Zm.4/.8/1（3）按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 21FSdnYZKT1）确定公式内的计算数值由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限 382由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数85.01NZ.02N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1.3，由式得MPaSFENF 9.326.5081 ZFEF .7.122计算载荷系数 382.10.8.FVAK2）查取齿形系数由表 6.4 查得 91.2FaY.2Fa3）查取应力校正系数 由表 6.4 查得5.1Sa7.2Sa4）计算大小齿轮的 ，并比较FSaY河北科技师范学院毕业设计（论文）90149.2637 62.59121FSaFY大齿轮的数据大5）设计计算 mm03.149.24109.738.3对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 1.03，并圆整为标准值 m1.25mm，按接触强度算得的分度圆直径 d43.291算出小齿轮齿数 取 5./1mZ241Z大齿轮齿数 取732i 72（4）几何尺寸计算1）计算分度圆直径 mZd9025.17322）计算中心距 mda602/)930(2/)(1 3）计算齿宽宽度 取 20mmb186.（5）验算 NdTFt 48307291合适mbKtA /10/.265. 序号 名称 符号 计算公式及参数选择1 齿数 Z 24，722 模数 m 1.25mm3 分度圆直径 21dm90,34 齿顶高 ah25.1河北科技师范学院毕业设计（论文）105 齿根高 fhm562.16 全齿高 8.7 顶隙 c308 齿顶圆直径 21d5.62,.9 齿根圆直径 43f m87.,.10 中心距 a03.1.4 链传动的设计已知主动链轮转速为 ，选用的传动比为min/67.23rn1链i（1）链轮齿数：取 则19z51z链（2）设计功率 3PKAzd由机械设计手册表 12-2-3 查的 ，2.1AK3.zwd 803.51.2.1（3）选择链条型号和节距根据 及 查机械设计课本图 9-11，可选 10A。查KPd.0min/67.2rn表 9-1，链条的节距为 p51（4）确定链条的链节数 LP初定中心距 ，取 则链节数为：a82549)03(0 mpa495307)21(1960212010 pzpzpL圆整为偶数取 节8pL（5）确定链条长度及中心距 mLp32.10561 mzzLzapp 25.03)2(8)()(4 12121 河北科技师范学院毕业设计（论文）11中心距减少量 a ma013.2.)04.2.(实际中心距 m5（6）演算链速与假设速度相符spznv /24.106597.231010A 滚子链规格和主要参数 （mm）链号 节距 p 滚子直径 d1 内链节内宽 b1 销轴直径 d2 内链板 厚度 排据10A 16.5 10 10 6 12.5 15.5（7）链轮轮廓计算链轮基本参数和主要尺寸1）基本参数链轮齿数： 19z配用链条的节距： mp5.6配用链条的滚子外径 d： 102）分度圆直径 d取 100mmzpd25.)1980sin(.6)1si(3）齿顶圆直径 admpda 625.025.1mxz)(in4）齿根圆直径 fddf9015）分度圆弦齿高 ahmpzdpha 01.68.5.62.1mx 23)(0in河北科技师范学院毕业设计（论文）12（8）链轮材料及热处理材料 15、20 钢，热处理：渗碳、淬火、回火3.1.5 轴及轴承、键的设计（1）尺寸与结构设计计算1）轴上的功率 P1,转速 n1 和转矩 T1， ，kwP5.0min/67.231rnmNT78.2012）初步确定轴的最小直径先按式 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据3PdCn机械设计表 11.3，取 ，于是得：12md5.467.3012该处开有键槽故轴径加大 510，且高速轴的最小直径显然是安装大带轮处的直径 。取 ； 。1L013）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足大带轮的轴向定位的要求 2 轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度 ，取 故取 2 段的直径 ，长度 。dh07.mh5.1md19mL302（b）初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取 0 基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承 6204，故192，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度 ，取d073 dh07.，因此，取 。mhmd2464（c）齿轮处由于齿轮分度圆直径 ，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度d301B=20mm。另考虑到齿轮端面与箱体间距 10mm 以及两级齿轮间位置配比，取， 。l74l64）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接大带轮的平键截面 。mlhb186（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知大齿轮的分度圆直径为 ，根据机械设计 （轴的设计计算部分未md90作说明皆查此书）式(10-14) ，则河北科技师范学院毕业设计（论文）13NtgFdTntrt 75.68207.184a03.23Np5.92）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a 值。对于 6204 型深沟球轴承，由手册中查得 a=15mm。因此，轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的 MH、M V 及 M 的值列于下表。载荷 水平面 H 垂直面 V支反力F ，NNH143NF126，NFNV237156C 截面弯矩 MmLNH8532 mMLaNV1432总弯矩 MV 6858222max扭矩 T07河北科技师范学院毕业设计（论文）143）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取 ，轴的计算应力6.0MpaWTMca 61.2841.58768)(32222 已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 。因此70P1-，故安全。1-ca4）键的选择采用圆头普通平键 A 型（GB/T 10961979）连接，联接大带轮的平键截面， 。齿轮与轴的配合为 ，滚动轴承与轴mlhb186Mpap1076Hr的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为 。m河北科技师范学院毕业设计（论文）153.1.6 轴承及键的校核与寿命计算（1）轴承1）.按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：L h29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为 Fr1=340.43N，轴向力为 Fa1=159.90N，2） 初步选择深沟球轴承 6204，其基本额定动载荷为 Cr=51.8KN，基本额定静载荷为 C0r=63.8KN。3） 径向当量动载荷 NFNVHr 43.06.187.5432221211 r 859222动载荷为 ，查得 ，则有arrYFP4.06.Nr 0139.1563. 由 式 13-5 得a hrh LPCnL 4.5012.3985760601 63满足要求。（2）键1）选择键联接的类型和尺寸小带轮处选用单圆头平键，尺寸为 mlhb1862)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 MPaP20键的工作长度 mbl152681，合适PP MadlkT.05.0721313.2 切口装置设计3.2.1 电机的选择（1）选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）电动机容量的选择河北科技师范学院毕业设计（论文）16取板栗切刀切割扭矩为：T=10N.m刀片切割转速为：n=450r/min则，工作机所需功率 为：wPKWnTPw471.095100电动机至滚筒轴的传动装置总效率。圆柱齿轮传动效率 ，轴承效率 ，电动机至滚筒轴的传动装置总97.0198.02效率为： 5.8.7.9031电动机的输出功率 为0PKWPw495.1.0电动机额定功率 只需略大于 即可，查机械设计手册表 19-1 选取电动机m0P额定功率为 500W。 （3）电动机转速的选择刀片工作转速： in/450rnw单级圆柱齿轮的传动比为： 52所以电动机实际转速的推荐值为： min/2509rinw符合这一范围的同步转速为 1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1000r/min 的电机。型号为 Y50M-2，满载转速 ，功率 0.5 。in/910rnmkw3.2.2 动力参数的计算（1）总传动比满载转速 。故总传动比为：in/910rnm河北科技师范学院毕业设计（论文）17取02.4591nwmi .i（2）各轴的转速电机轴 min/910rnm传送链主轴 ；i/4521i（3）各轴的输入功率电机轴 ；kwP9.0传送链主轴 ；kw471.098.45.3212 （4）各轴的输入转矩电机轴 ；mNnPT .5910.95001 轴 ；8.47.511（5）整理列表轴名 功率 kwP/转矩 mNT/转速 in)/(r传动比电机轴 0.495 5.19 910传送链主轴 0.471 9.89 4552.03.2.3 齿轮传动的设计（1）选精度等级、材料和齿数采用 7 级精度由表 6.1 选择小齿轮材料为 45（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。选小齿轮齿数 ，301Z大齿轮齿数 ，取622i 602Z则实际传动比： 301Zi传动误差小于 5，合适。（2）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即河北科技师范学院毕业设计（论文）183211)(2.HEdtt ZuTkd1） 确定公式各计算数值（a）试选载荷系数 3.1tK（b）计算小齿轮传递的转矩mNT9.51（c）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数 6.0d（d）由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.9MPaZE（e）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 H601lim大齿轮的接触疲劳强度极限 Pa52li（f）由式 6.11 计算应力循环次数 91 103.)8301(960hjLnN8825.3（g）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数8.01NZ92.0NZ（h）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10-12 得 MPaSHN528608.lim1 ZH 692.li2（i）计算试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中的较小值td1Hmdt 3.27)5068.9(236.095312.1 计算圆周速度 v河北科技师范学院毕业设计（论文）19smndvt /3.1609.2714.3601 计算齿宽 bdt 8.327.1计算齿宽与齿高之比 b/h模数 mZmtnt 91.031齿高 85.2/6/ 5.2.hbnt计算载荷系数 K根据 ，7 级精度，查得动载荷系数smv/8.1 05.1VK假设 ，由表查得NbFtA/0.HK由表 5.2 查得使用系数 25.1A由表查得查得 287.1F故载荷系数 689.127.05.12HVAK（j）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得 mKdtt 79.3./68.13.27/31（k）计算模数 Zm9.0/./1（3）按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 21FSdnYZKT1）确定公式内的计算数值由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501河北科技师范学院毕业设计（论文）20大齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE3802由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数85.01NZ8.02N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1.3，得MPaSFENF 9.326.5081 ZFEF .7.122计算载荷系数 382.10.8.FVAK2）查取齿形系数由表 6.4 查得 91.2FaY.2Fa3）查取应力校正系数 由表 6.4 查得5.1Sa7.2Sa4）计算大小齿轮的 ，并比较FSaY0149.2637 62.59121FSaFY大齿轮的数据大5）设计计算 mm73.0149.3019.582.33对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 0.73，并圆整为标准值 m1mm，按接触强度算得的分度圆直径 d79.21算出小齿轮齿数 取 /1mZ301Z大齿轮齿数 取6032i 62河北科技师范学院毕业设计（论文）21（4）几何尺寸计算1）计算分度圆直径 mZd601322）计算中心距 mda452/)603(2/)(1 3）计算齿宽宽度 取 20mmb18.（5）验算 NdTFt 346051921合适mbKtA /10/.72. 序号 名称 符号 计算公式及参数选择1 齿数 Z 30，602 模数 m 1mm3 分度圆直径 21dm60,34 齿顶高 ah15 齿根高 f 25.6 全齿高 hm.7 顶隙 c08 齿顶圆直径 21d62,39 齿根圆直径 43f 5.7,.10 中心距 am43.2.4 轴及轴承、键的设计（1）尺寸与结构设计计算1）高速轴上的功率 P1,转速 n1 和转矩 T1， ，kwP47.0min/451rnmNT89.12）初步确定轴的最小直径河北科技师范学院毕业设计（论文）22先按式 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据3PdCn机械设计表 11.3，取 ，于是得：12md3.457.0123该处开有键槽故轴径加大 510，且高速轴的最小直径显然是安装大带轮处的直径 。取 ； 。1L213）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足大带轮的轴向定位的要求 2 轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度 ，取 故取 2 段的直径 ，长度 。dh07.mh1md14mL20（b）初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取 0 基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承 6203，故142，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度 ，取d573 dh07.，因此，取 。mh. md1864（c）齿轮处由于齿轮分度圆直径 ，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度601B=20mm。另考虑到齿轮端面与箱体间距 10mm 以及两级齿轮间位置配比，取， 。l74l64）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接大带轮的平键截面 。mlhb186（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为 ，根据 机械设计 （轴的设计计算部md60分未作说明皆查此书）式(10-14)，则 NtgFdTntrt 75.68207.184a069.23Np5.2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a 值。对于 6203 型深沟球轴承，由手册中查得 a=14mm。因此，轴的支撑跨距为河北科技师范学院毕业设计（论文）23L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的 MH、M V 及 M 的值列于下表。载荷 水平面 H 垂直面 V支反力F ，NNH143NF126，NFNV237156C 截面弯矩 MmLNH8532 mMLaNV1432总弯矩 MV 6858222max扭矩 T903）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取 ，轴的计6.0算应力 MpaWTMca 61.28201.98684)(3222 已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 。因此70P1-，故安全。1-ca河北科技师范学院毕业设计（论文）244）键的选择采用圆头普通平键 A 型（GB/T 10961979）连接，联接大带轮的平键截面， 。齿轮与轴的配合为 ，滚动轴承与轴mlhb186Mpap1076Hr的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为 。m3.2.5 轴承及键的校核与寿命计算（1）轴承1）.按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：L h29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为 Fr1=340.43N，轴向力为 Fa1=159.90N，2） 初步选择深沟球轴承 6203，其基本额定动载荷为 Cr=51.8KN，基本额定静载荷为 C0r=63.8KN。3） 径向当量动载荷 NFNVHr 43.06.187.5432221211 r 859222动载荷为 ，查得 ，则有arrYFP4.06.Nr 0139.1563. 由 式 13-5 得a满足要求。hrh LPCnL 4.5012.3985760601 63（2）键1）选择键联接的类型和尺寸小带轮处选用单圆头平键，尺寸为 mlhb1862)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 MPaP20键的工作长度 mbl3261，合适PP MadlkT5.815.0721313.2.6 刀具及刀盘的设计本次采用盘型刀片，刀片采用 65Mn 表面淬火处理，结构如下：河北科技师范学院毕业设计（论文）253.3 箱体设计3.3.1 箱体的结构设计箱体的主要作用为支承与安装其它各零件。为了节约成本，箱体全件采用焊接件与螺栓连接。根据设计要求，箱体焊接的主要零件包括左右箱体，加强钢板，角铁梁等部分组成。焊接时主要保证加强铁与箱体的位置要求，同时要保证焊接时不能出现焊渣，裂缝等现象。箱体的材料主要是厚度为 3mm 的冷轧板钢，用等离子切割机切割成型后，采用冲压等方式进行加工。左右箱体分别有一块加强板进行强度的加强，加强板与左右箱体的连接方式是采用螺栓连接，在箱体与加强板加工过程中，对其上螺栓连接孔的位置有一定的技术要求。左右箱体间采用角铁梁进行固定，固定方式为焊接，因为此轴流式脱粒机作业环境为山地及丘陵地区，搬运较多，所以为保证人员搬运过程中的安全，在焊接时要保证焊接技术要求，要求焊接中不能有焊渣，不得有裂缝等缺陷出现。箱体的组装完成后，箱体外露表面须刷防锈漆。3.3.2 箱体河北科技师范学院毕业设计（论文）26第四章 基于 Pro/E 的三维设计4.1 Pro/E 三维设计软件概述Pro/Engineer 操作软件是美国参数技术公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一体化的三维软件。Pro/Engineer 软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer 作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的 CAD/CAM/CAE 软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/Engineer 和 WildFire 是 PTC 官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如 ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指 Pro/Engineer 软件，proe2001、proe2.0、proe3.0 、proe4.0、proe5.0 、creo1.0creo2.0 等等都是指软件的版本。Pro/E 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关河北科技师范学院毕业设计（论文）27性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。（1）参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。但是无法在零件模块下隐藏实体特征。（2）
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