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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，可编辑编 号学院课 程 设 计 （ 论 文 ）题目：一种农作物收割机粉碎装置设计工 学 院 专 业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称： ）2015 年 3 月 30 日 本科课程设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的课程设计（论文） 一种农作物收割机粉碎装置设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在课程设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本课程设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班 级： 学 号： 作者姓名： 2015 年 3 月 30 日学 院工 学 院 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：、题目 一种农作物收割机粉碎装置设计 、专题 二、课题来源及选题依据这是一个发明类课题，是一种小型的收割机，用于农村收割大蒜用，其不同于传统的作物收割机，因为大蒜埋于土下，对收割机的切入深度有一定的要求，同则收割完成的蒜叶粉碎，埋于土下可作为肥料用，该设备在小型机功能完善的基础上，可尝试设计大型设备。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1. 根据设计要求，完成设备装配图一份及全套非标零件图；2. 对产品完成功能进行必要的设计和计算； 3.编写设计说明书（大于 30 页） ； 4.专业外语翻译（大于 800010000 字符，约合汉字 5000 字符） ；四、接受任务学生：班 姓名 五、开始及完成日期：自 年 月 日 至 年 月 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 薛庆红 签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名年 月 日I摘 要本文设计一种作物收割、粉碎机涉及机械收割及机械粉碎技术领域，适用于地面叶片高于地面5cm50cm 的地下作物的叶片的收割及粉碎，特别是大蒜蒜叶的收割及粉碎。通过V带与汽油机动力连接，V带传递的动力经圆锥齿轮减速并变向后传递给粉碎滚筒，粉碎滚筒内刀片高速旋转实现粉碎作业。本文首先通过对收割机粉碎装置的调查和结构原理的分析提出本次设计的方案；接着，选择了总体技术参数并计算了各轴运动及动力参数；然后，对个主要零部件进行了详细的设计与校核；最后，应用 AutoCAD 制图软件绘制了粉碎装置的装配图和主要零件图。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、互换性理论、机械制图、材料力学等；也掌握了普通机械的设计理论和流程，熟悉了 AutoCAD 制图软件的使用。关键词：大蒜，收割机，粉碎机，设计IIIIIIVVABSTRACTCrushing machine is applied mechanical force to smash the operation of solid materials, making it a small, fine or powder machinery. 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 录摘 要 .IABSTRACT.II1 绪 论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 国内外研究现况 .11.3 市场前景 .21.4 本课题设计的主要思路 .21.5 本课题设计的主要内容 .22 粉碎装置的整体设计 .32.1 收割机总体结构及原理分析 .32.1.1 整机结构部件 .32.1.2 整机结构装配 .32.2 粉碎装置的方案设计 .42.3 技术参数选定 .52.4 各级动力参数计算 .52.4.1 传动比分配 .52.4.2 运动和动力参数计算 .53 各主要零部件的设计 .73.1 V 带传动的设计 .73.1.1 V 带的基本参数计算 .73.1.2 带轮结构的设计 .93.2 齿轮传动的设计 .103.2.1 齿轮的介绍 .10VII3.2.2 选精度等级、材料和齿数 .113.2.3 按齿面接触强度设计 .113.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 .123.2.5 验算 .143.3 轴及轴承、键的设计 .143.3.1 输入轴 .143.3.2 输出轴 .203.4 滚动轴承及键的校核 .233.4.1 输入轴的轴承 .233.4.2 输入轴的键 .243.4.3 输出轴的轴承 .243.4.4 输出轴的键 .253.5 润滑与密封 .253.6 器箱体结构尺寸 .264 总 结 .28参考文献 .29致 谢 .30附 录 .31无锡太湖学院课程设计说明书11 绪论1.1 研究背景及意义21 世纪的我国农业技术远远地落后于西方的发达国家和亚洲的个别国家,我们的农业生产方法还是处于很低层,现如今我们要继续的改变他,提高我们的生产效率,增加我们的生产方法,我们可以借鉴他们的先进的生产技术,加以改造,根据我们自己的国情,研究出一套符合自己的机械。世界大蒜看中国,中国大蒜看山东,山东大蒜看金乡,我的家乡就主要生产大蒜,可是现如今收获大蒜还是利用很原始的生产方法,利用小铲子从地底下挖掘出来,效率很低,而且挖掘的质量不高,使用很多劳动力,延长了收获时间不能如期的完成收获。最主要的还是环境污染和资源浪费的问题,大蒜收获完成后有两个很头痛的问题,第一个,盖大蒜的塑料薄膜怎么收集。第二个,用镰刀截下来的大蒜的叶子怎么处理。还好第一个随着科技的进步,我们独自研发出了可降解的塑料薄膜,虽然价格高,但是解决了很大的难题。现在,大蒜的叶子切割下来之后,将之从农田里面收集出来,往沟渠里面倾倒,北方的七月是雨季,大蒜叶子被水浸泡后发出恶臭味,被浸泡的水严重的被污染,它可以使沟渠和河流里面的鱼死亡,给渔民造成一定的经济损失。大蒜的叶子还是良好的饲料,由于收集不方便,所以很少有人来将它收集作为饲料,而我们现在将这个很棘手的问题给解决。因此设计一个收割粉碎的机械可以解决农民收获大蒜的很大的问题,给我们农业机械增加一种新的工作机械。而现在国内水稻、玉米、棉花、小麦等一些粮食和经济作物都有联合收割进行收获，而大蒜目前还没有，该装置可以为以后研究开发大蒜联合收机做准备，早日实现我们国家农业机械化生产。1.2 国内外研究现况中国工业化的超细粉碎与精细分级技术的发展及设备的制造始于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初。迄今为止,中国超细粉碎技术与设备的发展大体上经历了 3 个阶段:从 80 年代初至 80 年代中期以引进国外技术和设备为主,期间国内的超细粉碎技术、设备制造和工艺刚刚起步,许多方面还基本上是空白;80 年代中期至 90 年代中期是引进国外技术、设备与国内仿制、开发同步进行的时期,我国的主要超细粉碎和分级设备研发机构和制造厂商基本上是在这一阶段发展和形成的;90 年代中期以后 ,进入了自主开发和制造为主、引进为辅的阶段,期间建立的超细粉体加工厂大多采用国产技术和设备。从 1995 年至今,我国超细粉碎与精细分级技术及设备取得了明显的进展,具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前 10 年显著增加。这一进展主要体现在设备的处理能力、耐磨性、工艺配套和自动控制等综合性能以及超细粉体的生产能力、产品质量、单位产品能耗等方面。而目前国内的收割粉碎机都是大型的联合收割机在使用，而小型的机械还没有应用，虽然小型的效率不如大型的机械效率高，但是现在的大蒜种植是家庭种植，不是农场种植，使用的范围就要有所限制。而被限制的地方就要有小机械来替补，填取这块空白。一种农作物收割机粉碎装置设计21.3 市场前景目前，大蒜的主产区种植亩数初步估计为90 多万亩，收割依然采用人工，大蒜在集中晾晒时，需将地上叶片切割掉，要花费很大的劳动力，而且效率很低，完全依赖于手工。地下作物集中晾晒后，还要将地中的叶片运出地外，占用很大的空间，不易集中处理，而且由于叶片腐烂，会污染水质，阻塞沟渠，带来一系列的弊端。该机器会解决上述问题，变废为宝充当肥料，提高生产效率，缩短生产周期，节省了人力，操作简单，实用性强，市场前景广阔。1.4 本课题设计的主要思路大蒜是生长在地底下的农作物,亩株数多,种植的比较集中,种植的深度较浅,大概每颗的深度100mm 左右。以前农村耕地,是用牛拉耕犁,来翻正土地,它犁的深度要比大蒜的深度要深,所以借鉴这种工作方式,将地下的大蒜给犁出,提高工作效率不伤大蒜。犁出的大蒜有的暴露在地表,有的还在泥土里面,不容一发现。在农村用来筛土用的筛子,将细小的土粒给筛下去,大的留在上面,收获大蒜时,北方处于夏季,图比较干燥,很容易破碎,大蒜和土混在一起通过振动,土块破碎,从筛孔里面漏下去,大蒜留在筛子上,便于接下来的处理,由于大蒜带着叶子进行筛选,很容易堵住筛孔,如果在筛选大蒜前将叶子给除掉,可以解决此问题。小麦联合收割机是用拨禾轮将小麦拨入绞龙内,通过绞龙前端的割台将其割断送入处理装置内。我可以借鉴小麦联合收割机的前端,将大蒜的叶子割掉,为收获大蒜做准备。割掉的大蒜叶子需要进一步的处理。在输送蒜叶后安装一粉碎装置,进行粉碎处理,然后排放在一收获大蒜的空闲地上。这就是整个机器的设计思路。1.5 本课题设计的主要内容收割粉碎机整套机械设计任务量很大,我选取其中具有综合性的粉碎装置进行具体的设计，该装置涉及了在学校所学的主要机械课程。首先,写出整机结构部件、整机结构装配、整机结构装配简图。其次，对粉碎装置的主要零部件进行设计校核，有普通V 带设计、齿轮设计与校核、轴设计与校核、轴承设计与校核、键设计与校核。无锡太湖学院课程设计说明书32 粉碎装置的整体设计一种作物收割、粉碎机涉及机械收割及机械粉碎技术领域，适用于地面叶片高于地面5cm50cm 的地下作物的叶片的收割及粉碎，特别是大蒜蒜叶的收割及粉碎。2.1 收割机总体结构及原理分析2.1.1 整机结构部件一种作物收割、粉碎机是采取以下技术方案实现的：一种作物收割、粉碎机包括第一拨轮、割刀、第一链轮、第一链、第二链轮、第一轮、第一绞龙、第二拨轮、第一传送轮、传送带、第一带轮、平带、第二带轮、第三链轮、第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、第二轮、第四链轮、第五链轮、第二链、第三圆锥齿轮、第四圆锥齿轮、第二传送轮、第二绞龙、第三链、第六链轮、第七链轮、第四链、第八链轮和粉碎装置。2.1.2 整机结构装配割刀安装在机架上，第一链轮安装在I 轴上，第二链轮和第一轮安装在II 轴上，第一绞龙、第二拨轮、第二绞龙和第六链轮安装在III 轴上，第一传送轮和第一圆锥齿轮安装在IV 轴上，第二带轮和第三链轮安装在V 轴上，第二圆锥齿轮、第二轮、第四链轮和第五链轮安装在VI 轴上，第一带轮和第三圆锥齿轮安装在VII 轴上，第四圆锥齿轮安装在VIII 轴上，第二传送轮安装在 IX 轴上，第一轮和第七链轮安装在 X 轴上，第一拨轮和第八链轮安装在XI 轴上。第一链连接第一链轮以及第二链轮，第一链轮带动割刀运动，第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮啮合转动，传送带连接第一传送轮和第二传送轮转动，第二链连接第三链轮以及第五链轮转动，平带连接第一带轮和第二带轮转动，第三圆锥齿轮和第四圆锥齿轮啮合转动，第三链连接第四链轮以及第六链轮转动，第四链连接第七链轮以及第八链轮转动。粉碎装置安装在机架上。一种农作物收割机粉碎装置设计42.2 粉碎装置的方案设计根据上述对收割机总体结构及原理的分析，粉碎装置为上图的35号部件，其通过V 带与汽油机动力连接，V带传递的动力经圆锥齿轮减速并变向后传递给粉碎滚筒，粉碎滚筒内刀片高速旋转实现粉碎作业。其机构方案如下图示：无锡太湖学院课程设计说明书52.3 技术参数选定查阅相关资料及对比同类收割机选定参数如下：发动机参数（传送分配到粉碎机的部分）：1.6KW，20003000r/min计算取2250r/min粉碎滚筒转速：350400r/min ，本次取750r/min一种农作物收割机粉碎装置设计62.4 各级动力参数计算2.4.1 传动比分配（1）总传动比为： min/37502rim（2）传动比考虑机构紧凑性和防止带轮干涉，取 V 带传动的传动比为： 5.1Vi则锥齿轮传动比为： 2.513锥锥 取 iiV2.4.2 运动和动力参数计算（1）各轴的转速0 轴 min/250rnm1 轴 in/10.riV2 轴 ；i/75212inw（2）各轴的输入功率0 轴 kP6.1 轴 ；kwm54.196.0112 轴 ；8.7322（3）各轴的输入转矩0 轴 mNnPT79.6250.195001 轴 ；8.4.112 轴 ；mNnPT5.170.95022将各轴动力参数整理如下表：轴名 功率 kwP/转矩 T/转速 in)/(r传动比无锡太湖学院课程设计说明书70 轴 1.6 6.79 2250 11 轴 1.54 9.8 1500 1.52 轴 1.48 18.85 750 23 各主要零部件的设计3.1 V 带传动的设计3.1.1 V 带的基本参数计算（1）确定计算功率 ：cP已知： ； ；kw6.min/250n查机械设计基础表 13-8 得工况系数： ；2.1AK则： kwPKAc 9.1.1（2）选取 V 带型号：根据 、 查机械设计基础图 13-15 选用 B 型 V 带,cmn（3）确定大、小带轮的基准直径 d（a）初选小带轮的基准直径：；md132（b）计算大带轮基准直径：一种农作物收割机粉碎装置设计8；mdid 04.192.0135.02.12 ）（）（带圆整选取从动带轮的基准直径标准值 ，误差小于 5%，是允许的。d2（4）验算带速： ssndvm /)25,(/54.106134.106 带的速度合适。（5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：（a）中心距： )(2)(7.021021 dda初选中心距 m40（b）基准长度： maddaLd13.2440)132()20(.022210 对于 A 型带选用 Ld5（c）实际中心距： mLad 3621.41504200 （6）验算主动轮上的包角 ：1由 ad 3.57)(18012得 1206.93.)(1 主动轮上的包角合适。（7）计算 V 带的根数 ：z LArKPc )(0（a） ， 查机械设计基础表 13-3 得：min/250rnmmd132无锡太湖学院课程设计说明书9；kwP82.0（b） ，查表得： ；41.2min/1430带，rnm kwP15.0（c）由 查表得，包角修正系数67.98.K（d）由 ，与 V 带型号 A 型查表得： Ld2 .L综上数据，得 26.198.0.)15.082.( z取 合适。102z（8）计算预紧力 （初拉力）：F根据带型 A 型查机械设计基础表 13-1 得： mkgq/1.0NvkzvPc45.7124.0195.026.301.5 （9）计算作用在轴上的压轴力 ：QFNZ7.352169sin42i0 其中 为小带轮的包角。1（10）V 带传动的主要参数整理并列表：带型 带轮基准直径 (mm) 传动比 基准长度(mm)A md20131.51 1250中心距（mm） 根数 初拉力 (N) 压轴力 (N)363 2 71.45 357.73.1.2 带轮结构的设计（1）带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料 HT200）一种农作物收割机粉碎装置设计10（2）带轮的结构形式：V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机， 较小，所md132以采用实心式结构带轮；大带轮 较小，所以采用孔板式结构带轮，如下图示。md203.2 齿轮传动的设计3.2.1 齿轮的介绍齿轮(Gear) 是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点，齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平直接影响到工业产品的品质。（1）齿轮材料许多有色金属合金，铸铁，粉末冶金，甚至塑料用于制造的齿轮。但最常用的钢材，因为他们的高强度重量比，成本低。常用塑料是在成本和重量是一个问题。设计合理的塑料齿轮可以代替钢在许多情况下，因为它有许多理想性能，包括耐污垢，低速啮合，并能够“跳过 ”相当不错的。制造商已经采用塑料齿轮，使负担得起的消费项目物品，如影印机，光存储设备，录像机，价格便宜发电机，消费类音频设备，伺服电机，和打印机。在机械设备中，齿轮常用材料有45 号调质钢，40Cr 调质钢等。45 号钢，40Cr在调质后进行表面淬火可以在基本保持齿根弯曲疲劳强度的前提下很大程度地增加齿面疲劳强度，40Cr 齿轮采用调质后表面淬火的热处理工艺可使齿面硬度达到4555 HRC。20CrMnTi （渗炭后淬火）是比较好的齿轮材料，其强度极限（1200MPa ）和屈服极限（1100MPa）是相对较高的，表面硬度可达58 62 HRC ，在高速重载并且对机械尺寸和质量有较高要求的设备中的典型材料。（2）制造齿轮的加工方法有铸造、模锻、冷扎、热扎、切削加工等，其中以切削加工最为常见。切削加工可按原理分成仿形法和范成法两种。无锡太湖学院课程设计说明书11仿形法是在铣床上采用刀刃形状与被切齿轮的齿槽两侧齿廓形状相同的铣刀逐个齿槽进行切质的加工工艺。仿形法生产效率低，加工精度低，适用与对精度要求不高的大模数单件小批量生产。范成法又称展成法，是目前齿轮加工中最常用的一种，如插齿、滚齿、磨齿等。范成法是利用齿廓啮合基本定律来切制齿轮的，假想将一对啮合的齿轮之一作为刀具，而另一个作为齿坯，使两者仍按原传动比运动，同时刀具作切削运动，则在齿轮坯上便可加工出与刀具齿轮共轭的齿轮廓。搓齿加工的成形原理。安装在滑台上的上下对置的两把搓齿模具，在经同步齿轮同步后由油压或伺服电机驱动作相对直线运动，模具被修磨成逐渐切入的齿形，工件由前后顶尖支撑，并可以通过前后顶尖的位移功能方便的调整工件加工部位，上下模具相对运动驱动工件旋转并逐渐的将工件挤压成形，经休整后最终退出，花键的成形精度及稳定性是由上下搓齿模具的预置刚性距离而获得，数秒钟内完成无屑成形。花键冷成形实际上时一次齿根材料被逐渐挤压替换到齿顶的无屑加工过程。搓齿成形工艺及其优点。效率与传统的切削加工相比，提高30 倍以上，工件承载能力比切削件提高40%，粗糙度可达Ra0.4 以下，节约材料9%-15%，经冷成形的齿形的疲劳强度及扭转强度、耐磨性大幅提高。3.2.2 选精度等级、材料和齿数选用直齿锥齿轮传动，速度不高，故选用 7 级精度；由机械设计表 6.1 选取小齿轮材料为 45（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。选小齿轮齿数 Z120，大齿轮齿数 Z2i 1Z1220=40,取 Z2=40。3.2.3 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即 uKTZdRRHEt 21231 5.09.21）确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数 tK（2）计算小齿轮传递的转矩 3108.9TmN（3）选取齿宽系数 3/R（4）知齿轮，查得节点区域系数 5.2HZ（4）由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.9MPaE一种农作物收割机粉碎装置设计12（5）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿MPaH401lim轮的接触疲劳强度极限 MPaH3602lim（6）由式 6.11 计算应力循环次数 9h1 1073.8015nj LN123.4iN（7）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数96.01NZ0.12NZ（8）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 MPaSHNH384.1lim1 Z602li2 PaHH3),in(212）计算（1）试算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得tdmt 32.751.038926.1892. 2331 （2）计算圆周速度 sndvt /6.1067.42.106（3）模数及主要尺寸的确定模数： ，取 。7.320.51zdm4m分度圆直径： z8021d6422节锥角： 57.0211arctgzrct无锡太湖学院课程设计说明书1343.69012锥距 mdR892平均分度圆直径： mRm 68)3.051()5.01( 齿宽 ，取Rb82943b3.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度（1） 弯曲强度校核公式： YmbKFFRVAt )5.01(cos（2）确定各参数平均分度圆处螺旋角 ，则0m查得动载系数 1.15 齿向载荷分布系数VK12.K使用系数 5.1A故 932V（3）分度圆圆周 3311 109.2)15.0(.372)5.0( zmTdFRt （4）齿轮系数 YF 和应力修正系数 YS 94.1.41cos221 u36.0.22.5cos111zZe 8.27922e查表 4.4 得 65.21FY3.2F一种农作物收割机粉碎装置设计1458.1SY76.12S（5）许用弯曲应力可由下式算得 srFXNPYSminl由机械设计图 6.15 可查出弯曲疲劳极限应力小锥齿轮的弯曲疲劳强度极限 MaE501大锥齿轮的弯曲疲劳强度极限 PF382查得寿命系数 9.;.01NY查得 ，85srY2sr查得安全系数是 .FS故许用弯曲应力 MPaYSsrFXNP 2.49085.210min1l1 srFXP .3.2inl2 YbKFRmVAt )5.01(co1317.9 58.162)3.(0.48FPFMa2122 .765.9FPF MaY因此满足齿根弯曲疲劳强度3.2.5 验算1）齿面接触强度验算 HERVAtmH zudbKF1)5.01(2接触强度寿命系数 ,最小安全系数NZ.minHSMPaZWNHP 541.6inli2 无锡太湖学院课程设计说明书153.465 108.95.21.4)3.051(082.1)( 36321HHERVAtmHMPazudbKF 因此齿面强度足够3.3 轴及轴承、键的设计3.3.1 输入轴（1）求输入轴上的功率 、转速 和转矩1p1n1T=1.54kW； =1500r/min； =9.8Nm1（2）求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为mm68)3.051(85.01RmdNTFt 276921cosantr N1.73459.1costanN1it 2i05如图： （3）初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢（调质）根据课本表 15-3，取 得：120AmnPAd3.1504.12330min 一种农作物收割机粉碎装置设计16因轴上有两个键槽，故直径增大 10%15%，取 =12.5mm 左右。综合考虑取：12d=20mm1（4）轴各段各段尺寸的确定为了满足带轮的轴向定位，1-2 轴段右端需制出一轴肩，故取 2-3 段的直径=30mm23d初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据 =30mm ，由指导书表 15-1，初步选取 03 系列， 30206 GB/T 276，其尺23d寸为 。1860BD由指导书表 15-1 查得；md364l1034取安装齿轮处的轴段 5-6 的直径 56齿轮的左端与套筒之间采用轴肩定位。已知齿轮轮毂的宽度为 40mm，应使套筒端面可靠地压紧轴承， 由套筒长度，挡油环长56l度以及略小于轮毂宽度的部分组成，故 ml3856为使齿轮轴向定位应设置轴肩，取 ；d04l1045至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。（5）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接轴与半联轴器之间的平键，按： =20 mm12d查得平键截面，长 32 mmmhb6轴与锥齿轮之间的平键按 d4056由课本表 6-1 查得平键截面，长为 25 mmhb812键槽均用键槽铣刀加工。为保证齿轮、半联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择半联轴器与轴配合为，齿轮轮毂与轴的配合为 ；6/7kH6m/7H滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为 m6。确定轴上圆角和倒角尺寸参考表 15-2，取轴端倒角为 ，其他均为 R=1.6452轴段编号长度（mm）直径（mm） 配合说明- 38 20 与大带轮配合无锡太湖学院课程设计说明书17- 150 30 滚动轴承 30206 配合- 10 36 轴承定位- 10 50 锥齿轮定位- 30 40 与锥齿轮配合总长度 248mm（5）求轴上的载荷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 B 是轴的危险截面。先计算出截面 B 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 NN35.941 NFNV50.2391一种农作物收割机粉碎装置设计18NFNH72.352 NFNV04.8312B 截面弯矩 M mL6401 mLM652总弯矩 MVH48332242max扭矩 NT980（6） 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6.0应力 MpaWTMca 21.201.986483)(3222 已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 。因此 ，70P1-1-ca故安全。（7） 精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面截面只受扭矩作用，虽然键槽，轴肩及过渡配合引起的应力集中将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起应力集中最严重；从受载情况来看，截面B上的应力最大。截面的应力集中影响和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面B上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端） ，而这里轴的直径也大，故截面B不必校核。截面显然更不必校核。由机械设计第三章附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面左右两侧。2）截面左侧抗弯截面系数 3332701.0. mdW抗扭截面系数 542T截面左侧的弯矩为 NM163278423截面上的扭矩为 mNT1709截面上的弯曲应力 MPaWb .5.86截面上的扭转切应力 T25.1643720无锡太湖学院课程设计说明书19轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 20MPa,35Pa,735MPa11b 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数按附表 3-2 7.,027.dDDr经插值后可查得 3.1,.2又由附图 3-1 可得轴的材料的敏性系数为 85.02.q，故有效应力集中系数为 72.13.58.0110qk由附图 3-2 得尺寸系数 65.0由附图 3-3 得扭转尺寸系数 轴按磨削加工，附图 3-4 得表面质量系数为 92.0轴未经表面强化处理，即 q=1，则得综合系数值为 7.3192.065.71kK6.8.又由3-1 和3-2 查得碳钢的特性系数, 取 ；2.0115.0, 取 ；5 7于是，计算安全系数 值，按式(15-6)(15-8) 则得caS 35.2801.8327.51 maK 1.42.65.2.6.11aS一种农作物收割机粉碎装置设计205.163.12.435.282 SSSca故可知其安全。1） 截面右侧抗弯截面系数 33340701.0mdW抗扭截面系数 682T截面右侧的弯矩为 NM14327543截面上的扭矩为 mNT17092截面上的弯曲应力 MPaWb .6截面上的扭转切应力 T98.1803轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 20Pa,35Pa,735Pa11b 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数按附表 3-2 7.,029.dDDr经插值后可查得 3.1,2.又由附图 3-1 可得轴的材料的敏性系数为 85.02.q，故有效应力集中系数为 62.130.58.119qk由附图 3-2 得尺寸系数 67.0由附图 3-3 得扭转尺寸系数 2轴按磨削加工，附图 3-4 得表面质量系数为 92.0轴未经表面强化处理，即 q=1，则得综合系数值为 4.3192.067.81kK无锡太湖学院课程设计说明书2162.19.082.61kK又由3-1 和3-2 查得碳钢的特性系数, 取 ；.105., 取 ；5 07于是，计算安全系数 值，按式(15-6)(15-8) 则得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 输出轴（1）轴上的功率 P2,转速 n2 和转矩 T2， ，kwP48.12min/7502rnmNT85.12（2）求作用在齿轮上的力圆周力： mm36).1(6.02 RmdTFmt 0938521径向力： cosantr N8.1674.cos2tan0.96轴向力： N1ita 97i（3）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。根据机3PdCn械设计表 11.3，取 ，于是得：12mPC05.1478.12nd33该处开有键槽及螺孔故轴径应适当加大，故取 d12一种农作物收割机粉碎装置设计22（4）轴的结构设计（a）为了满足轴承的轴向定位的要求，2-3 轴段左端需制出轴肩，故取 2-3 段的直径 ，长度 。md23mL102(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。根据 ，查机械设计师手册（软件版）选取 0 基本游隙组，标准精度12级的单列圆锥滚子轴承 30204，其尺寸为 mTDd1472(c)取安装齿轮处的轴的直径 ；已知齿轮轮毂的宽度为 34mm，为了使套m3045筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用l5.34轴肩定位，轴肩高度 ，取 ，则 ，综合考虑匹配后，取dh07.hd034， 。 。 。ml
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