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一种农作物收割机粉碎装置设计.doc

一种农作物收割机粉碎装置设计[大蒜]【全套10张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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YC427-一种农作物收割机粉碎装置设计[大蒜]【最终】

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大锥齿轮-A3.dwg

小锥齿轮-A3.dwg

带轮-A3.dwg

箱体-A2.dwg

箱盖-A2.dwg

粉碎桶-A3.dwg

装配图-A1.dwg

输入轴-A3.dwg

输出轴-A3.dwg

通气器-A4.dwg

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关键词：: 一种农作物收割机粉碎装置设计大蒜全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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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5cm~50cm 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

ABSTRACT

Crushing 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, design

摘要I

ABSTRACTII

1 绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2国内外研究现况1

1.3 市场前景2

1.4 本课题设计的主要思路2

1.5 本课题设计的主要内容2

2 粉碎装置的整体设计3

2.1收割机总体结构及原理分析3

2.1.1整机结构部件3

2.1.2整机结构装配3

2.2 粉碎装置的方案设计4

2.3 技术参数选定5

2.4各级动力参数计算5

2.4.1传动比分配5

2.4.2运动和动力参数计算5

3 各主要零部件的设计7

3.1 V带传动的设计7

3.1.1 V带的基本参数计算7

3.1.2 带轮结构的设计9

3.2齿轮传动的设计10

3.2.1 齿轮的介绍10

3.2.2选精度等级、材料和齿数11

3.2.3按齿面接触强度设计11

3.2.4校核齿根弯曲疲劳强度12

3.2.5验算14

3.3轴及轴承、键的设计14

3.3.1输入轴14

3.3.2输出轴20

3.4滚动轴承及键的校核23

3.4.1输入轴的轴承23

3.4.2输入轴的键24

3.4.3输出轴的轴承24

3.4.4输出轴的键25

3.5 润滑与密封25

3.6器箱体结构尺寸26

4总结28

参考文献29

致谢30

附录31

1 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。

装配图-A1.gif

大锥齿轮-A3.gif

箱体-A2.gif

带轮-A3.gif

粉碎桶-A3.gif

输出轴-A3.gif

输入轴-A3.gif

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内容简介：: 编号无锡太湖学院课程设计（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 nts nts 无锡太湖学院本科课程设计（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 nts 无锡太湖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）； nts 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 nts 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 nts II ABSTRACT Crushing 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, design nts III 目录摘要 . I ABSTRACT . II 1 绪论 . 1 1.1 研究背景及意义 . 1 1.2 国内外研究现况 . 1 1.3 市场前景 . 2 1.4 本课题设计的主要思路 . 2 1.5 本课题设计的主要内容 . 2 2 粉碎装置的整体设计 . 3 2.1 收割机总体结构及原理分析 . 3 2.1.1 整机结构部件 . 3 2.1.2 整机结构装配 . 3 2.2 粉碎装置的方案设计 . 4 2.3 技术参数选定 . 5 2.4 各级动力参数计算 . 5 2.4.1 传动比分配 . 5 2.4.2 运动和动力参数计算 . 5 3 各主要零部件的设计 . 7 3.1 V 带传动的设计 . 7 3.1.1 V 带的基本参数计算 . 7 3.1.2 带轮结构的设计 . 9 3.2 齿轮传动的设计 . 10 3.2.1 齿轮的介绍 . 10 3.2.2 选精度等级、材料和齿数 .11 3.2.3 按齿面接触强度设计 .11 3.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 . 12 3.2.5 验算 . 14 3.3 轴及轴承、键的设计 . 14 3.3.1 输入轴 . 14 3.3.2 输出轴 . 20 3.4 滚动轴承及键的校核 . 23 3.4.1 输入轴的轴承 . 23 3.4.2 输入轴的键 . 24 3.4.3 输出轴的轴承 . 24 3.4.4 输出轴的键 . 25 3.5 润滑与密封 . 25 3.6 器箱体结构尺寸 . 26 4 总结 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 附录 . 31 nts无锡太湖学院课程设计说明书 1 1 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。 nts一种农作物收割机粉碎装置设计 2 1.3 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。 nts无锡太湖学院课程设计说明书 3 2 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。 nts一种农作物收割机粉碎装置设计 4 2.2 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： nts无锡太湖学院课程设计说明书 5 2.3 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 2.4各级动力参数计算 2.4.1 传动比分配（ 1）总传动比为：m in/37502250 ri nn m （ 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：2.25.1 3 锥锥取 iii iV2.4.2 运动和动力参数计算（ 1）各轴的转速 0 轴 min/2250 rnm 1 轴 m in/1 5 0 05.12 2 5 01 rinnVm nts一种农作物收割机粉碎装置设计 6 2 轴 m i n/7502150012 rinnw ；（ 2）各轴的输入功率 0 轴 kwP 6.10 1 轴 kwPPm 54.196.06.111 ； 2 轴 kwPP 48.199.097.054.13212 ；（ 3）各轴的输入转矩 0 轴 mNnPT 79.62 2 5 06.19 5 5 09 5 5 0 0001 轴 mNnPT 8.91 5 0 054.19 5 5 09 5 5 0 111； 2 轴 mNnPT 85.187 5 048.19 5 5 09 5 5 0 222；将各轴动力参数整理如下表：轴名功率 kwP/ 转矩 mNT / 转速min)/( rn 传动比 0 轴 1.6 6.79 2250 1 1 轴 1.54 9.8 1500 1.5 2 轴 1.48 18.85 750 2 nts无锡太湖学院课程设计说明书 7 3 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： kwP 6.1 ； min/2250mn；查机械设计基础表 13-8 得工况系数： 2.1AK ；则： kwkwPKPAc 92.16.12.1 （ 2）选取 V 带型号：根据cP、 mn 查机械设计基础图 13-15 选用 B 型 V 带 , （ 3）确定大、小带轮的基准直径 dd （ a）初选小带轮的基准直径： mmd d 1321 ；（ b）计算大带轮基准直径： mmdid dd 04.1 9 402.011 3 25.102.0112 ）（）（带；圆整选取从动带轮的基准直径标准值 mmdd 2002 ，误差小于 5%，是允许的。（ 4）验算带速： smsmndv md /)25,5(/54.15100060 225013214.3100060 1 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)(7.0 21021 dddd ddadd 初选中心距 mma 4000 （ b）基准长度： nts一种农作物收割机粉碎装置设计 8 mmaddddaL ddddd13.13244004)132200()200132(214.340024)()(22202122100对于 A 型带选用 mmLd 1250（ c）实际中心距： mmLLaa dd 3632 13.132412504002 00 （ 6）验算主动轮上的包角 1 ：由add dd 3.57)(1 8 0121 得 12026.1693633.57)132200(1801 主动轮上的包角合适。（ 7）计算 V 带的根数 z ： LAr KKPPPKPPz c)( 00 （ a） min/2250 rnm ， mmdd 1321 查机械设计基础表 13-3 得： kwP 82.20 ；（ b） 41.2m in/1430 带， irn m，查表得： kwP 15.00 ；（ c）由 67.1631 查表得，包角修正系数 98.0K（ d）由 mmLd 2000，与 V 带型号 A 型查表得： 81.0LK 综上数据，得 26.198.081.0)15.082.1(92.1 z取 102 z 合适。（ 8）计算预紧力 0F （初拉力）：根据带型 A 型查机械设计基础表 13-1 得： mkgq /1.0 nts无锡太湖学院课程设计说明书 9 NqvkzvPF c45.7124.201.01955.05.224.20406.1350015.2500220（ 9）计算作用在轴上的压轴力 QF ： NZFF Q7.3 5 721 6 9 2 6s in42.71222s in2 10其中 1 为小带轮的包角。（ 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 mmdmmddd20013221 1.51 1250 中心距（ mm）根数初拉力 (N) 压轴力 (N) 363 2 71.45 357.7 3.1.2 带轮结构的设计（ 1）带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料 HT200）（ 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， mmd d 1321 较小，所以采用实心式结构带轮；大带轮 mmd d 2002 较小，所以采用孔板式结构带轮，如下图示。 nts一种农作物收割机粉碎装置设计 10 3.2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 45 55 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。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。 nts无锡太湖学院课程设计说明书 11 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 Z1 20，大齿轮齿数 Z2 i1Z 1 22 0=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 5.0192.2 1）确定公式内的各计算数值（ 1）试选载荷系数 2tK （ 2）计算小齿轮传递的转矩 31 108.9 T mmN （ 3）选取齿宽系数 3/1R （ 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 2/18.189 M PaZ E （ 5）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 4001lim ，大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 3602lim （ 6）由式 6.11 计算应力循环次数 9h1 1073.18300811 5 0 060nj60 LN 8112 1032.4i NN（ 7）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数 96.01 NZ 0.12NZ （ 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 M P aSZ HNH 38440096.01l i m11 M P aSZ HNH 36036012l i m22 nts一种农作物收割机粉碎装置设计 12 M P aHHH 3 6 0),m in( 21 2）计算（ 1）试算小齿轮分度圆直径 td1 ，由计算公式得 mmd t 32.752315.0131108.923608.18992.223231 （ 2）计算圆周速度 smndv t /6.1106 67.4 7 62.6414.31 0 0 060 411 （ 3）模数及主要尺寸的确定模数： 7 6 6.32032.7511 zdm，取 4m 。分度圆直径： mmzmd 8020411 mmzmd 1 6 040422 节锥角： 57.264020211 a r c t gzza r c t g 43.6390 12 锥距 mmddR 44.8921 2221 平均分度圆直径： mmdd Rm 68)3.05.01(80)5.01(11 齿宽 mmRbR 81.2944.8931 ，取 mmb 30 3.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度（ 1）弯曲强度校核公式： YYmbKKKFFRm VAtmF )5.01(c o s（ 2）确定各参数平均分度圆处螺旋角 0m，则 1cos m查得动载系数 VK1.15 齿向载荷分布系数 12.1Knts无锡太湖学院课程设计说明书 13 使用系数 5.1AK 故 932.1KKKK VA（ 3）分度圆圆周 33111 1019.122)315.01(0.3107.572)5.01(22 zmTdTFRmt （ 4）齿轮系数 YF和应力修正系数 YS 9 4 9.0111.4 11.41co s 221 u u 316.0111.4 111co s 222 u 3.25co s22co s1111 zZ e8.2 2 7co s91co s2222 zZ e查表 4.4 得 65.21 FY 23.22 FY 58.11 SY 76.12 SY （ 5）许用弯曲应力可由下式算得srFXNFFP YS YY m inlim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 MPaFE 5001 大锥齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE 3802 查得寿命系数 95.0;9.021 NN YY查得 85.01 srY， 88.02 srY查得安全系数是 25.1FS 故许用弯曲应力 M P aYS YYsrFXNFFP 2.49085.02.1 115001m i n1l i m1 nts一种农作物收割机粉碎装置设计 14 M P aYS YYsrFXNFFP 8.35988.02.1 113802m i n2l i m2 YYmbKKKFFRm VAtmF )5.01(c o s1317.9158.165.2)33.05.01(10.348 12.115.11107.1FPFM P a 21212 1.7765.223.27.91FPFFFF M P aYY 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 zzuudbKKKF 1)5.01(21 接触强度寿命系数 1NZ,最小安全系数 1.1min HS MPaS ZZHWNHHP 5 4 51.1 116 0 0m i nl i m2 3.465108.1895.211.4111.4)33.05.01(10664812.115.15.11018.11)5.01(326321HHERVAtmHM P azzuudbKKKF 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 1p 、转速 1n 和转矩 1T 1p =1.54kW； 1n =1500r/min； 1T =9.8N m （ 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 68)3.05.01(805.0111 Rm dd mm nts无锡太湖学院课程设计说明书 15 Nd TF mt 2 0 5 7689 8 0 0 022 11 1c o st a n tr FF N1.73459.13c o s20t

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