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玉米 脱粒机 设计

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玉米脱粒机的设计,玉米,脱粒机,设计

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毕业设计开题报告姓 名冯文宾学 号0411030119专 业机械设计制造及其自动化班 级机制0305班题 目玉米脱粒机的设计1本课题的目的或意义，该选题目前研究现状、水平和发展趋势为了减轻农民的劳动强度，提高农业作业的机械化程度，填补农业机械的一项空白，针对玉米盘本身特征进行设计。解决人工搓粒的难题，从而达到解放生产力。 目前，小型脱粒机的应用相当普遍，但还存在着许多的问题例如：脱粒不干净生产效率低等问题，脱粒质量欠佳。 我国的玉米脱粒机械种类很多，各自的设计差别也很大。按工作情况主要分为全喂入式和半喂入式两大类。前者脱的干净，脱后玉米盘乱碎功率耗用大。后者功率耗用低且玉米盘完整，大多用于水稻的脱粒。但是生产率受到限制，玉米盘夹持严格，否则会造成重大损失。玉米脱粒机属于农业机械中脱粒作业机具。同时它也给我们作为一个设计者提出了更高的要求。现在的玉米脱粒机的生产水平主要面临着：脱粒是否脱的干净的问题和瓜子的破碎率的问题。从目前市场需求发展趋势看玉米脱粒机械具有很大的开发前景。2研究目标、研究内容和拟解决的关键问题（1）研究目标：根据农艺技术要求，设计一种新型简单的玉米脱粒装置。为简化结构，降低成本，使农民买得起、用得起，在方案策划时，充分考虑在不同经济状况下的承受能力，设计成简易性，将充分考虑脱粒机的广泛适应性，采用简单易行的方法，保证不过多增加造价使农民享受价廉物美的玉米脱粒机。（2）研究内容主要包括：玉米脱粒机构、装置及其结构、工作原理，在此基础之上完成的零部件的设计计算，完成装配图、主要零部件图样的绘制。初步确定结构形式由机架、滚筒、带轮、风扇、传动装置、电机轴承及轴承座等组成。(3)拟解决的关键问题：在认真研究分析玉米盘的外形和脱粒要求的基础上，力求结构简单新颖。采用适当方法使玉米盘在挤压、在搓动力的作用下，瓜籽之间间隙变大的瞬间，进行搓动脱粒，然后净粒，完成整个设计要求任务。3拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究内容：本课题主要通过查阅参考资料，在理论上对脱粒机的工作原理进行分析，设计玉米脱粒机的结构，在此基础之上完成的零部件的设计计算，装配图、零件图的绘制。研究方法及技术路线： 查阅资料进行调查研 究进行方案设计选择合理最优方案进行整体结构，相关零件的设计计算进行并不断优化设计完成设计内容是否成功？可行性分析：目前国内普遍脱粒机是用于对小麦、水稻、玉米、高粱、大豆及其它杂粮等作物进行脱粒作业的重要收获机械，在我国广大农村使用十分广泛。小型电动脱粒机的应用相当普遍，但不少用户因不善调试，脱粒质量欠佳。所以研究新型玉米脱粒机来机械化作业，劳动效率高，劳动强度低，省时省力，有效避免玉米因不能及时脱粒而腐烂的现象发生，避免造成经济损失；新型玉米脱粒机结构简单，成本低廉，操作方便，脱粒彻底，分选干净，适应性强。这就要我们设计出性能优越的脱粒机，满足我国农业发展的需求。目前20世纪6070年代研制的简易式玉米脱粒机已公布的淘汰产品，脱粒机生产在我国虽已有数十年历史，但不少企业仍延袭十几年以前的生产方式进行生产和管理，企业管理水平相对落后。所以我们要设计出一种新型的玉米脱粒机。而全入式脱粒机是我国现在生产的一种结构较完善的机型，安全、可靠。它采用由一种结构形式组成的滚筒等，巧妙地将嗑打、揉搓、推时等作用融为一体，各种作用力柔缓，具有较好的湿脱能力等这样的机构可使脱出的玉米籽粒分离的较干净、大大减轻了农业劳动人员的劳动强度，从而设计出一种新型结构简单，成本低廉，操作方便，脱粒彻底，分选干净，适应性强玉米脱粒机是非常有必要的。4与本选题相关的主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊号、出版年月，参考文献应在5篇及以上）1 李自华.农业机械学M. 北京：中国农业出版社，1991.2 立式轴流脱粒，分离和无筛气流清选装置.90200354.2.中华人民共和国国家识产权.3 立式轴流脱粒原理在脱粒机上应用的研究.中国科技成果数据库.4 张汝坤.5TX-500型稻麦脱粒机的研究设计.农机化研究.2001.1.5 邱永兵,吴超机,张玉峰.5TG-200脱粒机的研制.装备制造技术2006.2.6 杨大平,刘保华.带振动筛板脱粒机的研究.湖南农业大学学报（自然科版）.2003.2（2）.7 大豆捡拾脱粒机的研制 Development of a Soybean Pickup Thresher .8 耿国森.5TF-50脱粒机的安装使用 . 9 田媛媛.东方红-150型梳脱式联合收割机 .10 周良墉.原生脱粒稻麦收获机的技术开发与应用 . 5指导教师意见：（对本课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师签名： 年 月 日3毕业设计任务书学生姓名 冯文宾 指导教师 陈 芳 设计题目 玉米脱粒机的设计 设计的主要内容：本课题主要研究玉米脱粒的方式方法、玉米脱粒机的结构及工作原理；依据在此基础之上完成的零部件的设计，应用AutoCAD完成装配图及主要零部件的图样绘制。资料、数据、技术水平等方面的要求：结构简单、方案合理，工作可靠。对玉米子的损伤率低，脱净率90%以上。完成如下资料：开题报告1份、毕业设计计划书1份、文献综述（不少于3000字）、外文翻译（不少于3000字）、毕业设计说明书1份（不少于12000字）、毕业设计答辩申请1份、毕业设计工作总结1份。发出任务书日期 2006.10.15 完成设计日期 2007.6.4 教研室意见 教研室负责人（签字） 系（院）意见 系（院）负责人（签字） 2目录引言1初步拟定设计过程21 设计方案21.1 总体方案设计21.2 传动装置的总体设计22 玉米脱粒机的设计22.1 选择电动机22.1.1 确定电机转速22.1.2 确定电机工作效率32.1.3 确定电机的型号33 V带及带轮的传动设计33.1 带轮材料的选择33.2 V带的设计与计算33.3 带轮的结构设计44 链传动设计与计算54.1 链轮材料的选择54.2 链轮的基本传动方案54.3 对链轮的基本要求54.4 滚子链传动的设计64.5 链轮3的传动与设计：74.6 链轮4的传动与设计84.7 链轮1的设计94.7.1 链轮1的计算94.7.2 滚子链链轮1齿槽形状参数104.7.3 整体式小链轮Z1主要结构尺寸104.8 链轮2的设计114.8.1 链轮2的计算 114.8.2 滚子链链轮2齿槽形状参数124.8.3 整体式小链轮Z2主要结构尺寸124.9 链轮3的设计134.9.1 链轮3的计算134.9.2 滚子链链轮3齿槽形状参数144.9.3 整体式钢制小链轮Z3主要结构尺寸144.10 链轮4的设计154.10.1 链轮3的计算154.10.2 滚子链链轮4齿槽形状参数164.10.3 整体式钢制小链轮Z4主要结构尺寸164.11 链传动的失效形式164.11.1 链条铰链的磨损164.11.2 链的疲劳破坏174.11.3 多次冲击破断174.11.4 链条的胶合174.11.5 载拉断175 轴的结构设计175.1 轴材料的选择175.2 轴结构的基本要求175.3 初步确定轴1的各段直径和长度185.3.1 估算轴的最小直径185.3.2 拟定轴上零件的装配方案185.3.3 轴上零件的轴向定位185.4 初步确定轴2的各段直径和长度195.4.1 估算轴的最小直径195.4.2 轴上零件的轴向定位195.4.3 轴的左端对腰轮进行结构设计195.5 轴三的结构设计195.5.1 估算轴的直径195.5.2 轴上零件的轴向定位195.5.3 对鼓轮轴的结构设计205.6 轴四的结构设计205.6.1 估算轴的最小值径205.6.2 轴上零件的轴向定位205.7 轴端倒角216 机架材料的选择217 结束语218 致谢22参考文献：2224玉米脱粒机的设计冯文宾（河北科技师范学院 机械电子系 机制0305班 学号：0411030119）指导教师：陈芳摘要：本设计基于各种脱粒机的结构，主要研究玉米脱粒的方式、方法、玉米脱粒机的结构、工作原理，进行整体结构设计，并在此依据基础上完成零部件的设计，并依据相关机械设计软件来完成零部件的设计。本着从经济性和实用性的角度出发，针对农业发展的需要设计出一种结构简单，工作效率高的玉米脱粒机。首先应该根据玉米盘的自身形状来展开初步设计，从而展开总体方案的传动设计。研究的主要内容基本包括玉米脱粒机构、装置、电机的选择、链轮的结构设计。一般机械设计方法，通常多从总体方案开始，在总体方案中又首先从机构的分析开始，确定方案后再进行必要的设计计算和结构设计，最后以完成的设备图纸和设计计算书作为整个设计计算的成果。为了减轻农民的劳动强度，提高农业作业的机械化程度，填补农业机械的一项空白，针对玉米盘本身特征进行设计，在脱粒时鼓轮和腰轮同时反向转动做啮合状，对玉米盘进行挤压，使玉米籽之间的间隙有所增大，又由于鼓轮与腰轮的转速不同，腰轮是鼓轮的1倍，使得玉米籽与玉米盘之间发生相互撮动，以达到籽盘分离。该设计巧妙的利用腰轮与鼓轮相互转动、撮动，使玉米盘在挤压、撮动力的作用下，瓜籽之间间隙变大的瞬间，进行撮动脱粒，然后净粒，完成脱粒。关键词：玉米脱粒机；腰轮；鼓轮传动装置；链轮；机体构造引言脱粒机是用于对小麦、水稻、玉米、高粱、大豆及其它杂粮等作物进行脱粒作业的重要收获机械，在我国广大农村使用十分广泛。脱粒机在我国生产使用已有数十年的历史，将玉米籽（谷物）从作物的穗头上分离下来所使用的机具，称为脱粒机具。质量合格的脱粒机，应该是坚固耐用的、故障少、使用保养方便、结构简单可靠。同时，还应满足以下的农业技术要求：玉米籽应当从玉米盘上脱下来，脱粒要干净。脱下的玉米籽不要破碎、情洁、不混其它玉米盘、杂物等脱粒时应尽量减少玉米盘的损坏，以保证玉米籽的完整。脱粒机在一定程度上应有一定的通用性，尽可能适用于托多种农作物，从而以提高机具的利用率。所设计的脱粒机应有较高的生产率，功率消耗少，即其造价低。脱粒系统是联合收割机的核心，它决定着其他各部分的工作性能。研究脱粒空间内谷物的运动规律是联合收割机脱粒机理研究的关键内容之一。脱粒机生产在我国虽已有数十年历史，但不少企业仍延袭十几年以前的生产方式进行生产和管理，企业管理水平相对落后。全国多家企业中，至今只有家企业进行了质量保证体系认证就足以说明这一问题。此外，产品品种单一，产品更新换代适应不了市场的需求，一些产品多年存在的性能问题，如风扇型脱粒机存在的对作物干湿度适应性差的问题一直得不到解决，原因就是多数企业经济效益欠佳，拿不出更多的资金和技术力量用于科研和开发新产品；也有的是由于企业领导急功近利，对开发新产品的重要性认识不足。然而产品更新换代的越慢，越难占领市场，企业效益越差，从而使不少企业的生产陷入了恶性循坏。目前脱粒机生产企业产量最大的为万多台，最少的仅几十台，不少企业的生产未能形成适度的规模。这主要是因为脱粒机是季节性很强的产品，产品销售往往仅在个月或者十几天的时间，资金周转时间长，不少企业明知进行技术改造形成适度规模生产能降低成本，提高经济效益，但苦于流动资金不足或贷款困难，无力进行适度规模生产，再加上近几年脱粒机行业活动和信息交流不畅，不能根据市场变化及时调整生产结构、产品品种及生产数量，从而导致经济效益不理想。因此我们可以看出脱粒机目前仍有较大的存在空间,对脱粒机的改进设计,使其价格低廉、工作可靠、性能优良、尽可能同时完成多项作业是时代的需要.初步拟定设计过程查阅相关资料进行调查研究、进行方案设计（是否合理）、进行整体结构相关零件的设计、进行并不断优化设计、试制完成设计内容。1 设计方案 1.1 总体方案设计包括传动装置的总体设计，传动件与支撑零件的设计计算。一般机械设计方法，通常多从总体方案开始，在总体方案中又首先从机构的分析开始，确定方案后再进行必要的设计计算和结构设计，最后以完成的设备图纸和设计计算书作为整个设计计算的成果。1.2总体结构设计 确定传动方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数从而去确定总传动比和分配各级传动比，计算各轴功率、转速转矩。图1 玉米脱粒机简图2 玉米脱粒机的设计2.1 选择电动机2.1.1 确定电机转速 脱粒机最大功率的确定根据公式：P=Tn/9550 （KW） 可以算出轴的计算功率Pa。其中 T为轴的工作转矩；n为工作轴的转速。根据资料结合实际可以知道腰轮和鼓轮的搓动力的大小F500N,大概估计 F=600N，可以确定工作轴的计算转矩 Ta 。根据资料估计腰轮的转速为700 r/min 根据公式 Ta=FD 其中D 为切削力作用点到轴的距离，Dmax=0.125m。故可以得到最大转矩Tmax=F Dmax=6000.125=75（Nm）。 最大计算功率根据公式：Pamax=Tn/9550=(75700)/9550=5.49738225.5 （KW）。根据工作负载的大小和性质、速度以及工作环境来选择电动机的类型、结构型式、功率转速，确定电动机的型号。根据玉米脱粒机结构特点，传动装置的体积、重量小；所以速度不要太高。因此确定电动机转速时要综合考虑，分析电动机及传动装置的性能，尺寸、重量和价格因素。通常选用同步电动机。2.1.2 确定电机工作效率 电机所需功率按式 ：Pd = Pw/a （KW）、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000a （KW）由电动机至链轮的传动总效率为：按设计要求可以知道从电动机到工作轴的传动总效率a=123 其中1为带的传动效率、2为轴承的传动效率、3为链的传动效率。 根据机械设计手册查出1=0.96，2=0.98，3=0.98。所以可知a=123=0.960.980.98= 0.85。通常情况下链传动的链速V12-15m/s 符合链传动的实际工作要求。根据资料选择链轮的转速为3 m/s；选用链轮2与链轮3之间所需的搓动力为420N 、链轮传动的转速为 200 r /minPd= FV/1000a =（4203）/（10000.85）=1.48235291.5 （KW）根据推荐传动比的合理范围，取V带传动的传动比 i1=2-4；链轮传动的传动比i2=3-4；则总传动比合理范围为 ia= 616，故电动机转速的可选范围为 nd= ian=（6-16）200 =12003200 r /min符合这一范围的同步转速有 1400、1500 r /min，根据容量和转速，由机械设计手册查出适用的电动机型号，因此选定电动机型号为 Y90L-4。根据资料和机械设计手册-蔡春源设计电动机的外形及安装尺寸。 2.1.3 确定电机的型号 初步确定采用Y系列电动机采用Y90L-4型号的电动机。额定功率Ped=1.5KW、同步转速1500、满载时(满载转速1400、电流3.65A、效率79%、功率因数0.79）堵转电流/额定电流=6.5A、堵转转矩/额定转矩=2.2、最大转矩/额定转矩=2.2、转动惯量=0.0027Kg.m、噪声67 db(A)、电动机重量27kg、总传动比12。参照表11-3各级传动的传动比常用值，可以知道i带=2-4；i链=3-4。3 V带及带轮的传动设计3.1 带轮材料的选择 带轮是带传动中的重要零件，它必须满足下列要求：质量分布均匀；安装时对中性好，转速高时要经过动平衡；铸造和焊接时的内应力小；轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为Ra=3.2）,以减轻带的磨损；各槽尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。带轮材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲击后焊接而成）；小功率时可用铸铝或塑料。根据电动机的已知参数额定功率Ped=1.5KW、转速1500、传动比i0=2、一天运转时间小余10小时。1.）工作情况系数Ka由表14-7选取经表查出=1.1。 2.）确定计算功率Pca：按所传递的功率P、载荷性质和每天运转时间等因素来确定计算功率。Pca=KAP (KW) 式中; KA 工作情况系数 , Pca =KAP=1.65(KW)。3.2 V带的设计与计算 表1 V带的设计与计算设计计算项目依据结果说明条件工作情况系数KA机械设计基础下册 由表14-71.1确定计算功率PcaPca=KA .P=1.11.5=1.65(KW)1.65 (KW)选取V带型号机械设计基础下册 图14-12A型初选小带轮直径D1机械设计基础下册 表14-2140 mm可选大值考虑装置问题大带轮直径D2D2=i D1=2140=280280 mm验算带的速度VV=D1n1/60100010.26 m/s在10-20m/s范围内符合要求初定中心距00.7(D1+D2)02(D1+D2)294a0840350 mm一般情况下参考实际机器结构确定初算V带所需的基准长度LdLd=20 +(D1+D2)/2+(D1+D2)/40(1464.4 mm）1464 mm选V带的基准长度Ld由表14-51433 mm定V带的公称（内周）长度Li由表14-51400 mm定中心距=0+（Ld-Ld）/2(334.3)334包角a 11=180-(D2-D1)60/(154.9)155120符合设计要求。包角系数Ka由表14-80.92长度系数KL由表14-90.96材质系数K0.75目前V带强力层使用材料主要是棉和人造丝单根V带所传递的功率P0由V=10.26 m/s，D1=140mm查表14-62.04单根V带功率增量P0P0=0.0001Tn10.154单根V带传递扭矩的修正值T由表14-101.1V带根数ZZ= Pca/（P0KaKL +P0) K1.124901取2根实际带的根数Z5符合每米V带质量q由表14-30.1Kg/m单根V带的初拉力F0F0=500Pca(2.5/Ka-1)/ VZ + qV79.57N80 N 轴上的压力QQ=2ZF0sin a/2310.735N 311 N计算结果汇总：V带规格：A型、V带的公称长度 1400 mm V带根数：Z=2 大小带轮直径：280mm、140mm； 中心距：334mm 轴上压力：310.735 N3.3 带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构型式；根据带的型号确定轮槽尺寸（表 14-12）；带轮的其它结构尺寸可参照图14-15所列经验公式计算。确定带轮各部分尺寸后，既可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。V带两侧面夹角为40，而轮槽楔角0却是34、36、或38，其原因是V带在轮上弯曲时，其截面形状发生变化，外边（宽边）受拉而变窄，内边（窄边）受压而变宽，因而使V带的楔角变小。根据（表 14-12）确定轮槽尺寸：A型号表2 带轮的结构槽型剖面尺寸mftSbpB38数值12.53.51610116B=(z-1)t+2sZ为带的根数D125-800b13.4带轮1：d1=(1.8-2) d ,d 为轴的直径： D1 =140 mm 基准直径D=200；带宽选择13.4；B=(z-1) t+2s=（2-1）16+210=36 ，L=(1.5-2)d,当 B1.5d 时，L=B 因为B1.5d=1.530=45、所以 L=B=36 ，带轮2：d1=(1.8-2) d=63-70，C=(1/7-1/4)B=5.149； 图2：小带轮4 链传动设计与计算:4.1 链轮材料的选择 在设计传动链时链节数以取偶数为宜，这样可以避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。因为套筒滚子链已经标准化（GB12431-83），表15-1列出了单列套筒滚子链的主要尺寸和极限拉伸载荷。选择时可参考机械设计基础下册-刘长荣34。链轮的材料应满足强度和耐磨性的要求。常有用中碳钢和中碳合金钢，热处理后齿面硬度为HRC40-50,或低碳钢，低碳合金钢渗碳并热处理后齿面硬度HRC50-60等。对于齿数较多的从动链轮，在载荷平稳、速度较低时，也可以用强度较高的铸铁链轮制造。小带轮转速1500r/min、小带轮直径140mm;大带轮直径为280mm、大带轮转速为750r/min。 4.2 链轮的基本传动方案将链轮1与大带轮2一起并列安装在一起安装在轴承座上、再由链轮1传给安装有腰轮的链轮2、由链轮2传给带有鼓轮的链轮3、此时链轮2与链轮3同时反向转动。从而在脱粒时腰轮与鼓轮反向转动作啮合状，对玉米盘进行挤压，使玉米籽之间的间隙有所增大，又由于鼓轮与腰轮的转速不同。腰轮的转速比鼓轮的转速大，使玉米籽与玉米盘之间发生相互搓动，以达到籽盘分离。该设计巧妙的利用腰轮和鼓轮相互转动、利用腰轮和鼓轮轮廓形状迫使玉米盘沿其自身形状产生变形，瓜籽之间的间隙变大的瞬间，进行搓动、使玉米盘在挤压、搓动力的作用下，瓜籽之间的间隙变大的瞬间，进行搓动脱粒，然后净粒，完成整个设计要求任务。4.3 对链轮的基本要求滚子能顺利地进入啮合退出啮合，不易发生脱链，能够容许节距有较大的伸长率等。一般链传动的功率P100KW,传动比i6,链速V12-15m/s,效率=0.92-0.98。设计链传动为多极链传动，参考设计手册联系实际工作原理、对链轮传动做出分析。4.4 滚子链传动的设计 表3 滚子链传动的设计小链轮齿数Z1假定链传动链速 0.6-3 m/s选取Z1Zmin=9；选取Z1=17Z19 链轮齿数应优先选取下列数列：17，19，21，23，25，38，57：传动比选取1.1大链轮齿数Z2计算得Z2=18.7 优先选取Z2=19链轮齿数应优先选取下列数列：17，19，21，23，25，38，57：推荐Z2一般超过114设计功率PdKWPd= KA P=11.5=1.5 KWP-传递功率KWKA-工作情况系数查表8-2-7、8-2-8、8-2-9（965）查得平稳运转KA =1特定条件下单排链条传递功率P0KWP0=Pd/ KzKL Kp=1.5/（0.8461.021）= 1.74Kz （Kz）-小链轮齿数系数查表15-3；查得Kz=0.846 KL 链长系数 由图15-13查得KL =1.02：（P44）Kp选单列链，链排数系数由表15-4查得Kp=1链条节距选择Pmm根据P0和n1查图8-2-2（A系列）或图8-2-3（B系列）选用合适的节距P 由表8-2-2查得选用08A链号 链节距12.7（手册P961）为了保证传动平稳、结构简单紧凑，特别是在高速下，以选用节距较小的链条，高速、功率大时，可选用节距小的多排链初定中心距0mm一般取0=（30-50）P，初取0=40 P=4012.7=508 mm或取0=35 P=444.5对于中心距不可调整的链传动，0max30P=3012.7=381 mm（链节数）确定链条长度，常用链节数LP表示LP节LP=20/ P+（Z1+ Z2）/2+（P/0）(Z2- Z1)/2 =98 节LP=98节LP应圆整为整数，并宜取偶数，以避免使用过渡链节（有过渡链节的奇数节链条，其极限拉伸载荷为正常值的80%）确定链条长度LmL= LPP/1000 =(9812.7)/1000=1.2446计算中心距Cmm当Z1Z2 时C = P（2 LP- Z1- Z2）Ka =12.7（298-17-19）0.25= 508当Z1=Z2=Z 时 C = P(LP-Z)/2LP-取圆整成整数后的链节数；Ka-系数查表 8-2-12；由表查得Ka= 0.25 （P966）对于中心距不可调整和没有张紧装置时，C值计算精确到小数点后2位实际中心距mm=C - =508-0.003508=506.476 通常：=（0.002-0.004）C为了保证链条松边有一个合理的安装垂度f即：f =(0.01-0.02)；对于中心距不可调整和没有张紧装置的链传动，取较小值，中心距可调整时，取较大值。验算链速vm/sV =( Z1n1P)/(601000)=(1775012.7)/(601000)= 2.698753 m/sV 0.6 m/s 为低速传动V 0.6-8 m/s 为中速传动V 8 m/s 为高速传动 显然此例为中速传动。通常情况下链传动的链速V12-15m/s 符合链传动的实际工作要求。验算小链轮轮毂孔径（即轴孔直径）dkmmdkdkmaxdk -由支承轴的设计确定；dkmax-链轮轮毂孔的最大许用直径查表8-2-13；当不能满足要求时，可增大Z1 或 P,重新验算。有效圆周力FNF=1000P/ v =（10001.5）/3=500N或F=1000P/ v=（10001.5）/2.69875 = 555.8129作用在轴上的力FQ(Q)N对水平传动和倾斜传动FQ（1.15-1.2）KAF因载荷平稳FQ1.21500=600 N对接近垂直的传动：FQ=1.05 KAF润滑方式根据节距P与链速V见图8-2-4（设计手册-蔡春源）械设计基础-刘长荣由图15-12 查出选取润滑方式为滴油润滑 图3：链轮1 4.5 链轮3的传动与设计计算并设计第三个带有鼓轮的链轮3 在设计时使链轮2的速度高于链轮3的速度，以使链轮2与链轮3 转速不同相互反向转动 从而产生搓动力，按照链传动的二级传动设计与计算：表4 链轮3的传动与设计计算与设计项目符号单位计算公式及参考选定说明链轮2的齿数Z2由上步已知得出 Z2=19 链轮3的齿数Z3假定链轮2的速度 是链轮3的一倍 初步确定其传动比为i=2 Z3=38 在设计时使链轮2的速度高于链轮3的速度设计功率PdKWPd= KA P=11.5=1.5 KWP-传递功率KWKA-工作情况系数查表8-2-7、8-2-8、8-2-9（965）查得平稳运转KA =1链条节距选择Pmm同上一步选用08A链号 链节距12.7（手册P961）为了保证传动平稳、结构简单紧凑，特别是在高速下，以选用节距较小的链条。高速、功率大时，可选用节距小的多排链初定中心距0minmm0min=0.2Z2(i+1) P=0.219312.7=144.78145在实际设计中链轮3的包角大于120，且大小链轮传动是不会相碰（链节数）确定链条长度常用链节数LP表示LP节LP=20min / P+（Z1+ Z2）/2+（P/0min）(Z2- Z1)/2 =52.13637 节，LP=52节LP应圆整为整数，并宜取偶数，以避免使用过渡链节（有过渡链节的奇数节链条，其极限拉伸载荷为正常值的80%）特定条件下单排链条传递功率P0KWP0=Pd/ KzKL Kp=1.5/（10.831）= 0.83Kz （Kz）-小链轮齿数系数(Z2)查表15-3；查得Kz=1 KL 链长系数 由图15-13查得KL =0.83：（P44）Kp选单列链，链排数系数由表15-4查得Kp=1确定链条长度LmL= LPP/1000 =(5212.7)/1000=0.6604验算链速vm/sV =( Z2n2P)/(601000)=(19681.818212.7)/(601000)= 2.698753 m/sV 0.6 m/s 为低速传动V 0.6-8 m/s 为中速传动V 8 m/s 为高速传动 显然此例为中速传动通常情况下链传动的链速V12-15m/s 符合链传动的实际工作要求。验算小链轮轮毂孔径（即轴孔直径）dkmmdkdkmaxdk -由支承轴的设计确定；dkmax-链轮轮毂孔的最大许用直径查表8-2-13；当不能满足要求时，可增大Z1 或 P,重新验算。有效圆周力FNF=1000P/ v =（10001.5）/2.74=547N有效圆周力作用在轴上的力FQ(Q)N对水平传动和倾斜传动FQ（1.15-1.2）KAF因载荷平稳FQ1.21547=656 N对接近垂直的传动：FQ=1.05 KAF作用在轴上的力润滑方式根据节距P与链速V机械设计基础-刘长荣查出选取润滑方式为滴油润滑4.6 链轮4的传动与设计链轮4 的选用与计算：链轮1（顺时针转动） 链轮2（顺时针转动） 链轮3（逆时针转动） 链轮4 （顺时针转动） 链轮1（顺时针转动），为了使设计结构合理性使链轮3反向转动，需要在链轮3的下方安装一个链轮4 。这样传递运动，由链轮4传递给链轮1 ，从而构成一个封闭的链传动。结合实际工作要求，此时要求链轮3与链轮4的中心距不宜过大。选取小链轮齿数Z4Zmin=9；假定链传动链速0.6-3 m/s，选取小链轮齿数Z4=17，Z3=38;i= Z3/ Z4=38/17=2.2。通常i7，推荐选用i=2-3.5。初定中心距0min=0.2Z4(i+1) P=0.2173.212.7=144.78138.18确定链条长度-常用链节数LP表示：LP=20min / P+（Z1+ Z2）/2+（P/0min）(Z2- Z1)/2 =50 （LP应圆整为整数，并宜取偶数，以避免使用过渡链节（有过渡链节的奇数节链条，其极限拉伸载荷为正常值的80%）。确定链条长度：L= LPP/1000 =(5012.7)/1000=0.64 ，n3=340.91 r/min n4=2.2340.91=750.002750 r/min 此结果与链轮1的转速相同，所以构成一个封闭的链传动，符合设计要求。验算链速：V =( Z4n4P)/(601000)=(1775012.7)/(601000)= 2.6993 m/s有效圆周力：F=1000P/ v =（10001.5）/3=500 N。作用在轴上的力：对水平传动和倾斜传动FQ（1.15-1.2）KAF; 因载荷平稳FQ1.21500=600 N。滚子图4 链链轮的基本参数和主要尺寸 图5 链轮14.7 链轮1的设计4.7.1链轮1的计算 见表5表5 链轮1的计算名称符号计算公式说明条件 链轮齿数Z1Z1=17由以上条件可知 配用链条的节距P节距：P=12.7滚子外径：d1=7.95A系列查表8-2-2 可知 分度圆直径dd=P/sin(180/Z1)=12.7/sin(180 /17)= 69.1270齿顶圆直径dadamax= d + 1.25P- d1 =69.12+1.2512.7- 7.95= 77.0577damin=d+(1-1.6/z)P-d1=69.12+(1-1.6/17) 12.7-7.95 =72.6773可在damax和damin 范围内选取，但当选用时，应注意用展成法加工时有可能发生顶切齿根圆直径dfdf =d- d1=70-7.95=62.0562分度圆弦齿高hahamax=(0.625+0.8/Z)P-0.5d1=4.56hamin=0.5(P-d1)=0.5 (12.7-7.95)= 2.375Ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助设计尺寸，hamax相应于damax; hamin相应于damin齿侧凸缘（或排间槽）直径dgdg Pcot(180/z)-1.04h2-0.76=54.632255h2-内链板高度 h2=12.07A 系列查表 8-2-2注意：da、dg 值取整数，其它尺寸精确到 0.01 mm 。4.7.2 滚子链链轮1表6 齿槽形状参数名称符号单位计算公式最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径remmremin=0.008d1(Z1+180)=0.0087.95(17+180) =29.828430remax=0.12 d1(z+2)=0.127.9519=18.126齿沟圆弧半径rimmrimax=0.505d1+0.069 =0.5057.95+0.0691.996=4.1524744.2rimin=0.505d1=4.01475=4齿沟角min=120-90/Z1=120-90/17 =114.7059=115max=140-90/z=134.7059=1354.7.3整体式小链轮Z1主要结构尺寸表7 小链轮结构尺寸名称符号结构尺寸及（参考）轮毂厚度hh =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01709常数k; 式中dkmax为链轮轮毂孔的最大许用直径，查表8-2-13；由节距P查出（当Z1=17、dkdkmax =34，dk为轴孔直径按轴的尺寸确定，dk取35；） （P 966）.（当Z2=19、dkdkmax =41）d150K3.24.86.49.5轮毂长度ll =3.3h=3.39=29.730;lmin=2.6h=2.69=23.423轮毂直径dhdh = dk+2 h=35+29=48dhmax12.70.93 b10.95 b1当p12.7时，经制造厂同意，亦可使用p12.7时的齿宽b1-内链节内宽见表8-2-2 表8-2-4 查得 b1=7.85齿宽bf1bf1=0.937.85=7.30057.3倒角宽baba=(0.1-0.15) p=0.1512.7=1.9052倒角半径rxrxrxPrxP=12.7齿侧凸缘（圆角半径）RR=0.04p=0.0412.7=0.5080.5腹板厚度t由表8-2-24查得当P=12.7时，t=9.5 （P973） 图6 链轮24.8 链轮2的设计4.8.1 链轮2的计算 表8 链轮2的计算名称符号计算公式说明条件 链轮齿数Z2Z2=19由以上条件可知 配用链条的节距P节距：P=12.7滚子外径：d1=7.95A系列查表8-2-2 可知 分度圆直径dd=P/sin(180/Z2)=12.7/sin(180/19)= 77.1592877齿顶圆直径dadamax= d + 1.25P-d1=77+1.2512.7- 7.95= 84.92585damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=77+(1-1.6/19) 12.7-7.95 =80.68052681可在damax和damin 范围内选取，但当选用时，应注意用展成法加工时有可能发生顶切齿根圆直径dfdf =d- d1=77-7.95=69.0569分度圆弦齿高hahamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.5hamin=0.5(P-d1)=0.5 (12.7-7.95)= 2.375Ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助设计尺寸，hamax相应于damax; hamin相应于damin齿侧凸缘（或排间槽）直径dgdg Pcot(180/ Z2)-1.04h2-0.76=62.826289=63h2-内链板高度 h2=12.07A 系列查表 8-2-2注意：da、dg 值取整数，其它尺寸精确到 0.01 mm 。4.8.2 滚子链链轮2齿槽形状参数 表9 链链轮2齿槽形状参数名称符号单位计算公式最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径remmremin=0.008d1(Z2+180)=0.0087.95(19+180) =34.407634remax=0.12 d1(Z2+2)=0.127.9521=20.034齿沟圆弧半径rimmrimax=0.505d1+0.069 =0.5057.95+0.0691.996=4.1524744.2rimin=0.505d1=4.01475=4齿沟角min=120-90/Z2=120-90/19 =115.26316=115max=140-90/Z2=135.26316=135.34.8.3 整体式小链轮Z2主要结构尺寸 表10 小链轮Z2结构尺寸名称符号结构尺寸及（参考）轮毂厚度hh =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.0177=9.089常数k; 式中dkmax为链轮轮毂孔的最大许用直径，查表8-2-13；由节距P查出（当Z1=17、dkdkmax =34，dk为轴孔直径按轴的尺寸确定，dk取35；） （P 966）（当Z2=19、dkdkmax =41）d150K3.24.86.49.5轮毂长度ll =3.3h=3.39=29.730lmin=2.6h=2.69=23.423轮毂直径dhdh = dk+2 h=35+29=53dhmax12.70.93 b10.95 b1当p12.7时，经制造厂同意，亦可使用p12.7时的齿宽b1-内链节内宽见表8-2-2 表8-2-4 查得 b1=7.85齿宽bf1bf1=0.937.85=7.30057.3倒角宽baba=(0.1-0.15) p =0.1512.7=1.9052倒角半径rxrxrxPrxP=12.7齿侧凸缘（圆角半径）RR=0.04p=0.0412.7=0.5080.5腹板厚度t由表8-2-24查得当P=12.7时，t=9.5 （P973） 图7 链轮34.9 链轮3的设计4.9.1链轮3的计算 表11 链轮3的计算名称符号计算公式说明条件 链轮齿数Z3Z3=38由以上条件可知 配用链条的节距P节距：P=12.7滚子外径：d1=7.95A系列查表8-2-2 可知 分度圆直径dd=P/sin(180/Z3)=12.7/sin(180 /38)= 153.79148154齿顶圆直径dadamax= d + 1.25P- d1 =154+1.2512.7- 7.95= 161.925162damin=d+(1-1.6/Z2)P-d1=154+(1-1.6/38) 12.7-7.95 =158.21526158可在damax和damin 范围内选取，但当选用时，应注意用展成法加工时有可能发生顶切齿根圆直径dfdf =d- d1=154-7.95=146.05146分度圆弦齿高hahamax=(0.625+0.8/ Z2)P-0.5d1=4.2hamin=0.5(P-d1)=0.5 (12.7-7.95)= 2.375Ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助设计尺寸，hamax相应于damax; hamin相应于damin齿侧凸缘（或排间槽）直径dgdg Pcot(180/ Z3)-1.04h2-0.76=62.826289=140.0651140h2-内链板高度 h2=12.07A 系列查表 8-2-2注意：da、dg 值取整数，其它尺寸精确到 0.01 mm 。4.9.2滚子链链轮3齿槽形状参数 表12 链轮3齿槽形状参数名称符号单位计算公式最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径remmremin=0.008d1(Z3+180)=0.0087.95(38+180) =103.2864103remax=0.12 d1(Z3+2)=0.127.9540=38.16=38齿沟圆弧半径rimmrimax=0.505d1+0.069 =0.5057.95+0.0691.996=4.1524744.2rimin=0.505d1=4.01475=4齿沟角（）min=120-90/Z3=120-90/38 =117.63158=118max=140-90/Z3=134.7059=137.63158=1384.9.3整体式钢制小链轮Z3主要结构尺寸 表13 小链轮Z3主要结构尺寸名称符号结构尺寸及（参考）轮毂厚度hh =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01709常数k; 式中dkmax为链轮轮毂孔的最大许用直径，查表8-2-13；由节距P查出（当Z1=17、dkdkmax =34，dk为轴孔直径按轴的尺寸确定，dk取35；） （P 966），（当Z2=19、dkdkmax =41）d150K3.24.86.49.5轮毂长度ll =3.3h=3.39=29.730lmin=2.6h=2.69=23.423轮毂直径dhdh = dk+2 h=35+29=53dhmax12.70.93 b10.95 b1当p12.7时，经制造厂同意，亦可使用p12.7时的齿宽b1-内链节内宽见表8-2-2 表8-2-4 查得 b1=7.85齿宽bf1bf1=0.937.85=7.30057.3倒角宽baba=(0.1-0.15) p =0.1512.7=1.9052倒角半径rxrxrxPrxP=12.7圆角半径RR=0.04p=0.0412.7=0.5080.5腹板厚度t由表8-2-24查得当P=12.7时，t=9.5 （P973） 图8 链轮44.10 链轮4的设计4.10.1 链轮4的计算 表14 链轮4的计算名称符号计算公式说明条件 链轮齿数Z4Z4=17由以上条件可知 配用链条的节距P节距：P=12.7滚子外径：d1=7.95A系列查表8-2-2 可知 分度圆直径dd=P/sin(180/Z4)=12.7/sin(180 /17)= 69.1270齿顶圆直径dadamax= d + 1.25P- d1 =69.12+1.2512.7- 7.95= 77.0577damin=d+(1-1.6/Z4)P-d1=69.12+(1-1.6/17) 12.7-7.95 =72.6773可在damax和damin 范围内选取，但当选用时，应注意用展成法加工时有可能发生顶切齿根圆直径dfdf =d- d1=70-7.95=62.0562分度圆弦齿高hahamax=(0.625+0.8/Z4)P-0.5d1=4.56hamin=0.5(P-d1)=0.5 (12.7-7.95)= 2.375Ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助设计尺寸，hamax相应于damax; hamin相应于damin齿侧凸缘（或排间槽）直径dgdg Pcot(180/ Z4)-1.04h2-0.76=54.632255h2-内链板高度 h2=12.07A 系列查表 8-2-2注意：da、dg 值取整数，其它尺寸精确到 0.01 mm 。4.10.2 滚子链链轮4齿槽形状参数 表15 链轮4齿槽形状参数名称符号单位计算公式最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径remmremin=0.008d1(Z4+180)=0.0087.95(17+180) =29.828430remax=0.12 d1(Z4+2)=0.127.9519=18.126齿沟圆弧半径rimmrimax=0.505d1+0.069 =0.5057.95+0.0691.996=4.1524744.2rimin=0.505d1=4.01475=4齿沟角min=120-90/Z4=120-90/17 =114.7059=115max=140-90/Z4=134.7059=1354.10.3整体式钢制小链轮Z4主要结构尺寸 表16 小链轮Z4结构尺寸名称符号结构尺寸及（参考）轮毂厚度hh =K + dk/6 + 0.01d =3.2+35/6+0.01709常数k; 式中dkmax为链轮轮毂孔的最大许用直径，查表8-2-13；由节距P查出（当Z1=17、dkdkmax =34，dk为轴孔直径按轴的尺寸确定，dk取35；） （P 966）（当Z2=19、dkdkmax =41）d150K3.24.86.49.5轮毂长度ll =3.3h=3.39=29.730lmin=2.6h=2.69=23.423轮毂直径dhdh = dk+2 h=30+29=48dhmax12.70.93 b10.95 b1当p12.7时，经制造厂同意，亦可使用p12.7时的齿宽b1-内链节内宽见表8-2-2 表8-2-4 查得 b1=7.85齿宽bf1bf1=0.937.85=7.30057.3倒角宽baba=(0.1-0.15) p =0.1512.7=1.9052倒角半径rxrxrxPrxP=12.7圆角半径RR=0.04p=0.0412.7=0.5080.5腹板厚度t由表8-2-24查得当P=12.7时，t=9.5 （P973）4.11 链传动的失效形式4.11.1 链条铰链的磨损 链轮与链条进入啮合和脱离啮合过程中，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力和有相对转动，因而导致承压面发生磨损，使链的实际节距变长，啮合点沿齿高外移，最终产生跳齿和脱链现象 。它是开式齿轮传动的主要形式。4.11.2 链的疲劳破坏 链在传动过程中，紧边和松边的拉力是不相等的，再加上传动中的动载荷，使得它的各元件都是在变应力的作用下工作，在中、低速时，经过一定循环次数后，链板首先产生疲劳破坏；高速时由于滚子进入啮合时的冲击载荷剧增，套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏。4.11.3 多次冲击破断 链条在反复启动、反转、制动时所产生的巨大惯性冲击作用下，销轴、套筒、滚子等元件不到疲劳时就产生破断。它的载荷较疲劳破坏允许的载荷要大，但较一次冲击破断载荷要小。它的应力总循环次数一般在104以内。4.11.4 链条的胶合 高速和润滑不良的传动，销轴、套筒的工作面会因温度过高而发生胶合。4.11.5 过载拉断 链条所受载荷超过了链条静强度而被拉断。 5 轴的结构设计5.1 轴材料的选择轴的材料主要采用碳钢和合金钢，也可采用球墨铸铁。碳钢有足够的强度，对应力集中不太敏感，便于进行机械加工和热处理，价格低廉，应用广泛。一般机器的轴，可用30、40、50等牌号的优质中碳钢，其中最常用的为45号钢。为了改善机械性能，应进行正火或调制处理。对于轻载或不重要的轴，一般不需要进行热处理，可采用A3、A4、A5等普通碳素钢。合金钢的机械性能（强度、耐磨性、硬度）更高，多用于制造高速重载及受力大而又要求尺寸小、重量轻的轴。对于在高温、低温、或由腐蚀介质条件下工作的轴，则更宜用合金钢来制造。轴的材料应根据轴的工作状况、重要性和结构复杂程度、生产批量、材料供应情况、加工可能性以及经济性等因素，综合考虑、合理选取。5.2 轴结构的基本要求 设计轴的基本要求是保证轴具有：1.足够的强度和刚度。即所要求设计的轴具有足够的承载能力，以保证轴在预期寿命内能正常的工作。2.合理的结构。即要求所设计的轴便于加工，疲劳强度高，轴上的零件便于拆装，并且相对于轴有可靠的固定方式。轴的结构设计应满足的要求：1）轴及轴上的零件要有确定的工作位置；2）轴上零件应便于拆装和调整；3）轴具有良好的制造及装配工艺性；4）有利于提高轴的强度、刚度，有利于节约材料和减轻重量。根据脱粒机的工作要求和机构特性查表确定轴的材料及其机械性能：表17 轴的材料及其机械性能材料牌号热处理毛坯直径(mm)硬度（HBS）拉伸强度极限B拉伸屈服极限s弯曲疲劳极限-1剪切疲劳极限-1备注45号钢调制200217-255（MPa）应用最为广泛6503603001555.3 初步确定轴1的各段直径和长度根据以上的计算数据来计算轴的传递功率P： V=Dn/601000(3.14280750)/(601000) =10.99 有效圆周力F=500 P=FV/1000=(50010.99)/1000=5.495kw。估算轴端直径按表 18-2 轴常用的几种材料的T及A0 值： 当轴的材料为 45 号钢时T=30-40、A0=118-107，（因轴端受弯矩，A0去平均值）所以 A0=110，轴的转速为750 r/min。5.3.1 估算轴的最小直径 从而可以计算出轴的最小直径为：d A0 =110=21.36mm。为了保证安装强度与安装尺寸，根据表18-3 标准直径系列 选择轴的最小直径dmin=35mm。 图9 轴1结构5.3.2 拟定轴上零件的装配方案 从右到左的顺序为带轮2、套筒、链轮1、套筒、滚动轴承和轴承支座；轴的右端直径为35，根据带轮2的宽度B，从而确定装带轮的端轴长为36 ，为了使带轮2能够很好的定位需在带轮2的左端设计成一个套筒，套筒长度为10mm,厚度为5mm，套筒直径为45mm。在套筒的左端需安装链轮1，链轮1与带轮2一起安装在同一根轴上。根据以上整体式小链轮Z1主要结构尺寸的计算：轮毂长度 L=23，所以安装在链轮1的轴长为23mm，轴径为35mm，链轮1 的左端的定位依靠套筒来实现，套筒厚度5mm，套筒处的轴径为45mm，长度为10mm。左端设计成一段长轴轴径为40mm，长度为360mm。左端设计成轴径为35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。为了使轴承很好的固定左端用开口的止推弹簧圈来固定，以保证止推弹簧圈与轴承的紧密配合。装配止推弹簧圈的那段轴设计为宽为5mm,深度为5mm,根据轴的结构设计将止推弹簧圈的厚度设计成10mm,宽度设计为5mm，厚度为10mm. 左端轴长为10mm. 5.3.3 轴上零件的轴向定位 带轮2与轴的周向定位采用楔键联接，根据带轮轴的直径d6-7=35mm,机械设计手册GB 1054-79；（P291）查的楔键的剖面尺寸为:bhl=10822，键槽用铣刀加工。链轮1与轴的周向定位联接用普通平键联接。根据轴的直径d4-5=38 机械设计手册GB 1096-79；（P286）查的普通平键的剖面尺寸为:bhl=10818。同时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选从动带轮与轴的配合为。角接触球轴承与轴的周向定位也是借配合来保证的，此处初选。图10 轴2结构5.4初步确定轴2的各段直径和长度：5.4.1估算轴的最小直径 根据以上的计算公式来对第二个链轮的轴进行设计链轮2 安装在腰轮轴上，通过计算链轮2的转速n2=671 r/min；P=FV/1000=（6563）/1000=1.968（kw）估算轴的直径从而可以计算出轴的最小直径为：d A0 =110=15.75mm ，同上为了保证安装强度与安装尺寸，根据表18-3 标准直径系列，选择轴的最小直径dmin=30mm，轴的最右端装有套筒以此来固定链轮，根据结构要求取套筒长度为20mm，厚度取6mm，装套筒轴套筒的直径42mm ；初步确定有套筒的轴端长为20mm。5.4.2 轴上零件的轴向定位 链轮2与轴的固定采用普通平键联结，根据轴的直径d=35mm，机械设计手册GB 1096-79；（P286）查的普通平键的剖面尺寸为:bhl=10818，键槽用铣刀加工。链轮2处的轴径35mm，根据链轮2的轮毂长度l=23,可以确定链轮2处的轴长为23mm。（需要强调指出，为了保证轴向定位可靠，与齿轮、联轴器等相配合部分的轴段长度一段应比毂长约短2-3mm） （P117），所以确定链轮2处的轴长为21mm。有套筒的轴端长为22mm，套筒与轴端的固定用圆锥销轴固定。根据轴的直径依据表7-19圆锥销 （GB117-86）(P299) 查得圆锥销的尺寸值：L=50mm,锥度为：1：12.5。 d=0.2D=0.230=6mm.为了使链轮2有个较好的固定，左端设计成一段套筒厚度为5mm，长度为20mm,套筒直径为45mm。左端设计成装有轴承的一段轴，为了使设计结构合理轴径35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307C。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。左端设计成一段轴肩以使轴承能够轴向固定轴径为40mm.长度为20mm。5.4.3 轴的左端对腰轮进行结构设计 初步确定腰轮的直径根据公式计算V=；d=（360）/（3.14671）=0.08543m，根据玉米脱粒机的结构要求腰轮的最大直径选择120mm；根据玉米盘的自身形状确定腰轮的长度为320mm， 左端设计成轴径为40mm，长度为20mm，左端设计成轴径为35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。为了使轴承很好的固定左端用开口的止推弹簧圈来固定，以保证止推弹簧圈与轴承的紧密配合。左端那段轴设计为宽为5mm,高度为5mm, 左端轴长为10mm.腰轮由辐盘、滚筒轴、腰轮滚齿、中间支撑圈。滚齿之间的间隙直接影响玉米脱粒的质量。间隙小脱粒质量高，但玉米籽破损率高和机器功率消耗增加。间歇大玉米籽脱净率低，损失增加。工作中应根据玉米盘基本特征来设计腰轮与鼓轮之间的滚齿间隙。这样既能保证脱离质量和提高生产率减少功耗。一般情况下玉米籽的平均大小为13-23mm左右。腰轮和鼓轮的脱离间隙定位10mm。5.5 轴三的结构设计5.5.1 估算轴的直径 根据以上条件计算出：Z3/Z2=2，n3=335.5 r/min，p=FV/1000= 1.968，估算轴的直径从而可以计算出轴的最小直径为：d A0=110=19.838mm ，为了保证安装强度与安装尺寸，根据表18-3 标准直径系列，选择轴的最小直径dmin=30mm，轴的最右端装有套筒以此来固定链轮，根据结构要求取套筒长度为20mm，厚度取6mm，装套筒轴套筒的直径42mm ；初步确定有套筒的轴端长为20mm。5.5.2 轴上零件的轴向定位 链轮3与轴的固定采用普通平键联结，根据轴的直径d=35mm，机械设计手册GB 1096-79；（P286）查的普通平键的剖面尺寸为:bhl=10818，键槽用铣刀加工。链轮3处的轴径35mm，根据链轮3的轮毂长度l=23,可以确定链轮3处的轴长为23mm。（需要强调指出，为了保证轴向定位可靠，与齿轮、联轴器等相配合部分的轴段长度一段应比毂长约短2-3mm） （P117），所以确定链轮3处的轴长为21mm。有套筒的轴端长为22mm，套筒与轴端的固定用圆锥销轴固定。根据轴的直径依据表7-19圆锥销 （GB117-86）(P299) 查得圆锥销的尺寸值：L=50mm,锥度为：1：12.5。 d=0.2D=0.230=6mm.为了使链轮3有个较好的固定，左端设计成一段套筒根据结构要求厚度取5mm，长度为10mm,套筒直径为45mm,左端设计成装有轴承的一段轴，为了使加工方便和设计结构合理轴径仍取为35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。左端设计成一段轴肩以使轴承能够轴向固定轴径为40mm.长度为20mm。 图11 轴3结构5.5.3 对鼓轮轴的结构设计 初步确定鼓轮的直径根据公式计算；d=（360）/（3.14335.5）=0.170m；根据玉米脱粒机的结构要求鼓轮的最小直径选择170mm；鼓轮的弧度根据腰轮的弧度选择16，由上已知根据玉米盘的自身形状确定鼓轮的长度为320mm， 左端设计成轴径为40mm，长度为20mm，左端设计成轴径为35mm，辐盘的宽度根据结构要求选择20mm。根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。为了使轴承很好的固定左端用开口的止推弹簧圈来固定，以保证止推弹簧圈与轴承的紧密配合。装配止推弹簧圈的那段轴设计为宽为5mm,深度为5mm,根据轴的结构设计将止推弹簧圈的厚度设计成10mm,宽度设计为5mm，厚度为10mm. 左端轴长为10mm. 轮毂处直径40mm，辐圈处的键槽尺寸为bhl=12828，键槽用铣刀加工。图12 轴4结构5.6轴四的结构设计5.6.1、估算轴的最小值径由以上条件可以知道链轮1与链轮4的齿数相同，链1与链轮4 的转速相同，P=FV/1000=(5003)/1000=1.5kw。从而可以计算出轴的最小直径为：d A0 =110=14mm。为了保证安装强度与安装尺寸，根据表18-3 标准直径系列，选择轴的最小直径dmin=30mm，轴的最右端装有套筒以此来固定链轮，根据结构要求取套筒长度为10mm，厚度取6mm，装套筒轴套筒的直径42mm ；初步确定有套筒的轴端长为20mm。5.6.2轴上零件的轴向定位：根据链轮轮毂孔的孔径，确定链轮4处的轴径35mm，链轮4与轴的固定采用普通平键联结，根据轴的直径d=35mm，机械设计手册GB 1096-79；（P286）查的普通平键的剖面尺寸为:bhl=10818，键槽用铣刀加工。根据链轮4的轮毂长度l=23,可以确定链轮4处的轴长为23mm。（需要强调指出，为了保证轴向定位可靠，与齿轮、联轴器等相配合部分的轴段长度一段应比毂长约短2-3mm） （P117），所以确定链轮4处的轴长为21mm。有套筒的轴端长为22mm，套筒与轴端的固定用圆锥销轴固定。根据轴的直径依据表7-19圆锥销 （GB117-86）(P299) 查得圆锥销的尺寸值：L=50mm,锥度为：1：12.5。 d=0.2D=0.230=6mm.为了使链轮4有个较好的固定，左端设计成一段套筒，厚度为5mm,长度为20mm,套筒直径为45mm。左端设计成装有轴承的一段轴，为了使设计结构合理轴径35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。左端设计成一段轴肩以使轴承能够轴向固定轴径为40mm，根据结构要求长度为360mm。左端设计成轴径为35mm，根据机械设计手册查得轴径为35mm 时的轴承型号，初步选择角接触球轴承7307。（P711GB292-83）D=80、D1=66.1、B=21、d=35mm、d1=49.9；所以轴承长度为21mm。为了使轴承很好的固定左端用开口的止推弹簧圈来固定，以保证止推弹簧圈与轴承的紧密配合。装配止推弹簧圈的那段轴设计为宽为5mm,深度为5mm,根据轴的结构设计将止推弹簧圈的厚度设计成10mm,宽度设计为5mm，厚度为10mm. 左端轴长为10mm. 5.7轴端倒角： 确定圆角半径r值，定出轴肩处的圆角半径r=1.5mm，轴端倒角，在轴的两端均为。轴的圆角半径取为1.5 mm；轴环处的圆角半径取为2 mm。（详见GB6403-86）。6.机架材料的选择：根据结构要求机架选择热轧等边角钢 （GB9787-88）；角钢号数：50，边宽：b=50mm；边厚：d=5mm；内圆弧半径：r=5.5mm；理论质量为：3.77 Kg/m；边端内圆弧半径r1=d=1.7mm；（P157机械设计手册蔡春源）如下图： 图13 机架材料钢板的选择根据：冷轧钢板和钢带的规格，（机械设计手册P168）结合经济性选择钢板厚度2mm。根据腰轮的基本形状，腰轮处的钢板制成一段弧度，喂入兜与机架成15的夹角。钢板与机架用铆钉联接或焊接而成。根据轴的俩轴承之间的距离确定机架的宽度，机架宽度设计为402mm。长度为660mm,高度定为800。7 结束语通过查阅资料和网络查询资料，对各种脱粒机的性能作了分析和比较，根据当前生产的需要和潜在的市场发展前景，所设计的玉米脱粒机机体积小、价格低、使用方便、效率高、成本低。但由于设计条件有限，没有通过实际操作验证本机的实际性能，许多数据都是通过查阅参考资料或做实验得到的，没有作定量的分析，在诸多方面还有待改进。8 致谢在设计过程中，系里的领导和老师给我们提供了良好的环境以及经济的援助，特别是指导教师陈芳老师，给予我极大的帮助，设计过程中陈老师提出了许多启发性、预料性和指导性建议，包括搜集资料，设计方案的提出，设计过程中的指导，设计结果的审核等，在此对各位老师致以衷心的感谢。参考文献：1 刘长荣,郑玉才.机械设计基础上下册 M.北京:中国农业科技出版社, 2002, 2.8-1332 蔡春源 主编 新编机械设计手册辽宁科学技术出版社出版 1993年4月于东北大学3 作者: 日本农业机械学会编 吴关昌等译 农业机械手册 出版日期: 19914 作者: 甘肃省农村应用技术广播学校编 农业机械 出版日期: 19895 张成堂 商立今 编 脱粒机 中国农业机械出版社出版 出版日期: 19856 北京农业工程大学主编 农业机械学