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1、随着玉米产业的逐渐发展，玉米联合收获机越来越普及。脱粒装置是联合收获机的主要中心。脱粒装置决定了机器的生产效率和脱粒的质量。脱粒后要进行分离清选，而脱粒籽装置的性能对其也有很大程度的影响。此文章由此进行玉米脱粒装置的总体设计、仿真分析、凹板设计，以及优化主要参数等介绍。脱粒装置工作堵塞后清理方便，元件更换及购买方便，对于小农户及丘陵、山区和水田等作业地区十分友善，市场需求性较好。并且玉米脱粒装置性能高，断穗和带柄少，它具有体积小、重量轻、操作灵活、通用性和适应性好、工作效率高、脱粒彻底，对玉米适应性好等优点，解决了丘陵、山地、草地的收割难题，并且对玉米种植业有积极的促进作用。关键词：玉米脱粒；
2、关键部件AbstractWiththegradualdevelopmentofriceindustry,ricecombineharvesterisbecomingmoreandmorepopular.Thethreshingplantisthemaincenterofthecombine.Thethreshingdevicedeterminestheproductionefficiencyofthemachineandthequalityofthreshing.Afterthreshing,itisnecessarytoseparateandcleantheseeds,andtheperfo
3、rmanceofthethreshingdevicealsohasagreatinfluenceonit.Inthispaper,theoveralldesign,simulationanalysis,concaveplatedesignandoptimizationofmainparametersofthehorizontalaxialflowricethreshingdeviceareintroduced.Thehorizontalaxialflowthreshingdeviceiseasytocleanafterblockage,convenienttoreplaceandpurchas
4、ecomponents,andisveryfriendlytosmallfarmersandhilly,mountainousandpaddyfieldsandotheroperatingareas,andhasgoodmarketdemand.Andtransverseflowricethreshingdeviceperformanceishigh,thebrokenearandlesswithhandle,ithassmallvolume,lightweight,flexibleoperation,gdversatilityandadaptability,highworkefficienc
5、y,threshingthoroughly,aswellasgoodadaptabilityofrice,solvethedifficultiesinharvestingthehills,mountains,grassland,andthericeplantinghasapositiveroleinpromoting.Keywords:transverseflow;Ricethreshing;Keycomponents;摘要1Abstract2目录IIII第一章绪论51.1 研究背景与意义51.2 国内外研究成果及现状51.2.1 国外玉米脱粒装置研究成果及现状51.2.2 国内玉米脱粒装置研
6、究成果及现状61.3 论文研究的主要内容6第二章玉米脱粒装置总体结构方案设计选择82.1 脱粒装置总体设计82.2 玉米脱粒装置工作原理82.3 玉米脱粒装置脱粒原理选择82.4 玉米脱粒装置设计方案选择82.5 本章小结9第三章玉米脱粒装置关键部件设计计算103.1 设计三维软件Solidworks简介103.2 玉米脱粒机的组成103.3 玉米脱粒装置齿轮设计143.4 输送系统的总体分析183.5 输送系统电动机的选择183.6 蜗轮蜗杆的设计计算201.1 7切削系统减速机构的运动及动力参数计算223.8 脱粒间隙233.9 玉米脱粒装置轴的设计233.10 本章小结27第四章玉米脱粒
7、装置轴的仿真错误!未定义书签。4.1 仿真的意义与作用错误!未定义书签。4.2 脱粒滚筒有限元受力分析错误!未定义书签。4.3 本章小结错误!未定义书签。参考文献28致谢错误!未定义书签。Ill第一章绪论1.1 研究背景与意义玉米是我国的主要粮食作物，玉米的生产量决定了我国的主要谷物生产量。近年来，玉米的种植面积逐步扩大。为了满足谷物收获需求的提高,在世界上已有的相同类型基础上,制出一个完整的喂入类型玉米脱粒装置，含有柱齿脱粒和清选等功能，它具有结构简易、轻重量、小体积、脱粒性能优越等特点。这台机器也适用于打麦。在全国范围内农作物的不全面统计，在这其中，使用机械种植的面积只占总种植面积的7%,
8、而用机械收获机收获的玉米只占全国玉米种植面积的0.19%,黑龙江大豆产量占全国第一，占全国的2%。尽管近年来上述的收割机发展迅猛，但中国幅原辽阔，气象、天文、作物种类差别很大。除栽培方式外，经济发展的差异也导致各地发展技术各不相同。今后，我国将开展谷物收获作业，尤其是山地、丘陵地区的插秧作业，因此联合收获机是不可缺少的。市面存在的大中型脱粒机不适应在山地农业作业，尤其是在北方地区，还在用古老的车轮方式碾压作业，并使用人工的清扫方法，造成了大量劳动力严重浪费。所以，吸取现代农机结构的设计，对现有的脱粒装置进行优化。1.2 国内外研究成果及现状农业起源于东亚和中南美洲，南美洲的原始农业是一个明显的
9、特点，在种植业方面，马铃薯种植结构体系，南瓜和玉米形成了很长一段时间。华北以谷子为主,华南以玉米为主。我国谷物收获机械由于吸取了许多日本的农业机械的经验，也在一定程度上提高了我国农机的整体技艺水准。1.2.1 国外玉米脱粒装置研究成果及现状世界的耕地面积已开发数13.7亿公顷，约占世界整体面积的50%左右，从整体来看，大量的未开垦耕地集中在澳大利亚的南北美洲和北亚。因为各种环境上的不同，需要大量农民来劳作，南美洲被称为“21世纪的世界粮仓”在巴西的带领下，市场经济政策的改革使南美洲农产品出口的指数在十年内增长，热带地区的耕地也发生了变化，农业生产力水平超过了欧美，出现了新的增长。脱粒装置在运作
10、过程中的所出现的现象比较复杂。有些力同时作用，如脱粒的冲击、摩擦、刷洗、摩擦、振荡等，除此之外，分粒脱离的任务原理也越来越被农民重视，这种方式开始在农民中实行开来。苏格兰安朱米克尔(SCotIandAnnjumikel)设计了一个直径为25厘米的圆柱体，上面装有四个牙板和一个圆周速度为4-6米/秒的辑，人们不断改进和完善对脱粒机和分离装置的详细分析,研究小麦和穗的分离过程与滚动速度有一定的关系成熟小麦的平均重量为40g,未成熟小麦的平均重量为20g,三倍的速度为17.34ms,务必低于小麦的极限破碎速度才能防止分裂，他对日本收割机的三倍化装置进行了分析研究，对整体机器的运动进行了分析，通过分析
11、得出了谷物的弯曲程度、质量和其中一些振动特性。得出的结论是，谷物在脱粒滚筒中进行垂直脱粒根运动，进而对脱离分粒装置进行研究，发现要在以往的经验的脱粒过程基础上，为式脱粒装置建立一个稳定的基础。然而随着这几年收割机的急速发展，由于我国幅员辽阔、气候条件好、耕作方式不同、各地区经济发展不同，与进口机器一起联合使用。脱粒机是主要负责农作物收获的机械，特别是在一些山地和丘陵地带，脱粒机仍然是农业收获中的主力收割机。所以本文对一种全喂入式脱粒机进行改良设计，进一步改善脱粒装置的机械结构1.2.2 国内玉米脱粒装置研究成果及现状(1)脱粒机理研究赵学笃、万金保、等人利用假设对脱粒装置的脱籽性能展开运算，以
12、分离概率方程，并引入比例函数，最后提高了概率模型的精度；用两个不同品种的小麦做实验，证实了结论的准确性；阐述了所建立的概率速率方程在预测和模拟三重化过程中的作用0O罗锡文、谢方平、等人设计了一种柔性杆齿式脱粒滚筒。柔性齿材料由聚氨酯塑料制成。通过对三重化过程，柔性的探究，齿与物料接触时间较长，柔性棒与物料冲击力小于刚性蔗齿，对谷物造成的伤害较小；用三种不同直径的柔性齿进行试验。结果表明，在相同的齿长下，最小柔性齿径所产生的效果可以达到最大刚性齿径的三倍。王志明、吕彭民等人测定了4个常见玉米品种的麦秸间的连接力，绘制了同一设施上麦秸间连接力的分布谱；以甘蔗切齿机的滚筒和装置为例，建立了谷物平均耦
13、合力与滚筒转速之间的数学模型；结果表明，杆齿式脱粒速度8001440rmin,能满足普通玉米脱粒的品质。1.3 论文研究的主要内容脱粒装置结构简单方便，排废杆时被茎秆堵塞后清理也十分方便，组成元件更换购买方便，对于小农户及丘陵、山区和水田等作业地区十分友善，市场需求性较好。并且玉米脱粒装置性能高，断穗和带柄少，工作效率高，脱粒彻底,脱净率高,对玉米有较好的适应性。主要研究如下：1 .玉米脱粒装置的设计：脱粒装置的性能不但保证机器的生产率、脱籽品质，并且对清离分选有较大程度的影响。所以本文主要开展了对玉米脱粒装置的总体设计、仿真分析、滚筒脱粒齿与其凹板的设计，优化主要参数。2 .脱粒装置的仿真分
14、析：根据实际工况对根子滚筒进行有限元受力分析，分析出棍子滚筒垂直时的受力范围大小。第二章玉米脱粒装置总体结构方案设计选择2.1 脱粒装置总体设计设计的玉米脱粒装置的分离装置由脱粒滚筒、凹板筛、导向板、顶盖、机架等组成。图2-1玉米脱粒装置总体结构示意图2.2 玉米脱粒装置工作原理其工作原理为玉米由入料口进入，被螺旋喂入头拖进脱粒滚筒高速旋转，玉米进而在脱粒滚筒的钉齿和凹版筛之间的间隙中梳刷、冲击脱粒，在滚筒和导向板的作用下，作物沿着顶盖和凹板筛组成的圆弧面做弧面螺旋分离运动,籽粒在滚筒和凹板筛的不断冲击、梳刷作用下,，从凹板筛分离出来。与此同时振动筛上钉齿下摆动振动筛上钉齿下摆动，风机运转，吹
15、掉碎片脱粒和渣子。2.3玉米脱粒装置脱粒原理选择玉米脱粒装置脱离原理有冲击脱离、摩擦脱离、梳刷脱粒、滚动脱粒和震荡脱粒。脱粒装置的这五种方法是在周而复始的工作过程中总结而来的。因此，根据本文的需要,脱粒方式采用梳刷脱粒,梳刷脱粒适用于潮湿脱粒,且保证潮湿脱粒的完整度。2.4玉米脱粒装置设计方案选择玉米收获联合收获机的核心取决于脱粒装置的性能好坏，对于脱粒装置的要求是：脱籽完整洁净，尽可能减少对籽粒的伤害，分离性好，适用性好。脱粒装置可分为：全喂入和半喂入式脱粒装置两大类将全喂入和半喂入做比较：全喂入脱粒装置在工作时将作物全部喂入脱粒装置,脱粒完整，工作效率高。且不受地域限制。元件更换修理等十分
16、方便，价格也对农民十分友善。半喂入式脱粒装置在工作时将作物的尾部夹住，只将穗头部分塞入脱粒装置。但其对夹持部件的要求严格，但是会造成严重损失。元件后期更换购买也比全喂入昂贵且麻烦。综上所述，对于农民和地域限制而言选择全喂入更加经济实惠。全喂入常用脱粒方式及选择：双滚筒式脱粒：结构复杂，能式耗大，秸秆断碎多，清选负荷较大的。不适合农户及受地域限制地区选择。轴流式杆齿滚筒脱粒：玉米被柱齿高速激烈打击，并且在滚筒杆齿与凹板间的缝隙中依靠脱粒原件的冲击、梳刷脱粒。脱粒玉米时干净彻底。采用纵轴流脱粒装置类型，虽然大气美观，但纵轴流的维修费用高，脱粒元件更换购买不易，而就不同，脱粒装置简单方便，堵塞后也方
17、便清理，元件更换及购买方便,对于小农户及偏远的农村十分友善。断穗和带柄少，工作效率高。本设计适用的是全喂使玉米脱粒装置。2. 5本章小结本章通过对玉米脱粒装置的选择原理对比分析进行设计介绍，根据脱粒原理进行选型，后面对玉米脱粒装置、双滚筒玉米脱粒装置和挤压式玉米脱粒装置三种设计方案进行设计，通过Solidworks和CAD绘图软件得出其总体结构的示意图，通过三种方案之间的相互对比，得出其不同方案的优缺点，并最终得出玉米脱粒装置设计方案为最佳方案，最终完成玉米脱粒装置总体结构方案设计。第三章玉米脱粒装置关键部件设计计算3. 1设计三维软件Solidworks简介SolidWorks以其简单、功能
18、丰富、创造性好等优点受到大众的广泛追求，丰富的SolidWorks装配功能使用户可以快速完成大型装配的设计，SolidWorks具有强大的曲面设计功能、渲染功能、磨料设计功能、锁金设计功能、有限元分析功能和二维CAD设计生成功能，使用户可以更好的销售产品。4. 2玉米脱粒机的组成本文介绍的玉米脱粒完成以下工作过程：1通过传送、夹持部件将玉米送入机器内部；2通过刀具切削，将玉米籽粒脱掉；3玉米籽粒在侧口流出；4玉米芯通过另一端的传送、夹持部件送出机器。从以上的工作过程来看，该机器应该主要分为三个局部:玉米输入传送部件、刀具切削部件、玉米芯的输出传送部件。(1)传动路线如图3-1图3-1传动路线图
19、玉米脱粒机功能分解如上图3-1所示根据分解图列出形态学矩阵如表3-1功能元局部解123/玉米总人传送带夹持传送8fln挤提脱粒往返切制旋转切削C玉米芯检出传送带央持传送(2)确定传动装置的传动比总传动比i=额式中领表示电动机满载转速，n为1500rmin,则i=额/=2.4(3-1)式中i为传动比，n为转速。V带的传动比i2,处于24。分配各级传动比1)取V带传动传动比为Z1=4,2)第一传动轴传动比/小。.6,3)第二传动轴传动比i3=2.44x.6=l.(3)传动装置动力参数的计算电动机输出轴额定转速为=750rmin，玉米脱粒装置满负荷作业时,输出轴转速稳定在0.8-0.9倍额定转速状态
20、下运行。1)各轴转速主传动轴转速，O主轴与动力输出轴直联。n卜=n动700/min(3-2)第一传动轴转修。传动比为i=0.6,带传动按92%效率计算，则F=卜z92%=386r/min(3-3)脱粒滚筒转速脱。带传动按92%效率计算,则脱=n92%=650rmin(3-4)第二传动轴转速为2,传动比为1。带传动按92%效率计算，则n2=650192%=598r/min(3-5)风机的转速飞,风机直接安装在第2传动轴上，则风=n2=598r/min(3-6)2)各轴功率主传动轴P额=P主=5.5W(3-7)第一传动釉Px=P.0.92=5.06左Vv(3-8)式中ZrV带传动效率；查表I取值0
21、.92。3)各轴转矩第一传动轴Tx=9550%/筒=95505.5615=80.81(Nm)(3-9)第二传动轴T2=9550PJn2=95505.225/437=114.18(N.m)(3-10)(4)皮带轮的设计与计算D带型的选定根据总体方案的选择，查机械设计手册的工况系数K=1.O。可得计算功率为：pe=Kp=5.5ZvV(3-11)根据计算功率和电动机的转速，查手册选择采用SPZ型皮带。2)带轮直径与带速的确定用械设计手册决定小带轮的尺寸，有dtnddm2其中dmin是V带的最小直径，1过小，会损害低皮带的寿命。V带的最小基准直径参考值如表3-1所示。表3-1V带轮的最小基准直径类型Y
22、ZSPZASPABSPBCSPCDEddmxnmm2050637590125140200224355500选取小带轮的直径ddx=ISmm。大带轮的基准直径%=%(1-G=115X75=86.25,取心=。带速的计算：v=zrflw601000vmax代入数据的v=S.64m/s对于普通的V带，vmax=5-25w5,太小传递的功率小，太大则离心力过大，计算的结果在合理范围内，符合设计要求。3)带的基准长度和轴间距的确定由公式0.7(4n+2)02(tjl+dfl2)(3-12)代入数据得a=20Omm。所需带的基准长度为：1.do=2o+4/2(ddi42)+3.2-di)/44(3-13)
23、代入数据得1.dO=659.33/WX则实际的轴间距为aa0+(1.d-1.,QI2(3-14)代入数据的实际的轴间距为=185.34mm。4)验算小带轮的包角由下式可求带轮包角：a=180o-(2-1)057.3o=180o-(86.25-75)/185.34X57.3=176.52o(3-15)一般囚120。，最小不低于90。，小带轮包角合适，不需要使用张紧轮。5)确定V带根数V带根数可由以下公式计算：Z=P,Po=Pc(Po+幽)3+勺(3-16)k包角修正系数kl一一带长修正系数PO一单根V带的基本额定功率。查机械设计手册可得：如o=O.3O,kA=0.99,4=0.97,p=1.54
24、&卬z=5.5(1.54+0.3)0.990.97=3.12圆整后取V带根数z=36)单根V带预紧力的计算根据公式F0=500X(2.5-k)pckzv+qv2=500(2.5-0.99)5.50.9938.M+0.18.642二169.28N7)计算压轴力根据公式Fq=2Z*zsina1/2(3T7)弓niax=3为ZSina/2其中尸QmaX为正常预紧力的1.5倍。代入数据/=2169.283sinl76.52o2=1015.21V心max=1.51015.21=1522.82N3.3玉米脱粒装置齿轮设计(1)材料的选择及许用应力的确定依据方案，本设计采用的是直齿圆柱齿轮传动，考虑到玉米脱
25、粒装置功率较大，故大、小齿轮都选用硬齿面。选取大、小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRCg。表面淬火，轮齿的变形不大但刈，不必磨削，故初选7级精度。（2）按轮齿接触强度的计算根据公式du2.32klTluZlr/du（3-18）（3-19）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数尢=1汽2）计算小齿轮传递的转矩：Tx=95.51054.8650=7.05104V（3-19）3）由机械设计手册选取齿宽系数为二09；4）由手册查得材料的弹性影响系数A=189.8环；5）按齿面硬度中间值52RC查手册得大、小齿轮得接触疲劳强度极限IimI=bH52=1170Mpa6）计
26、算应力循环次数的切(3-20)N,=60=60x650x1x(2x8x300x15)(3-20)=2.811092=2.81109/3.2=8.781087）查设计手册得接触疲劳寿命系数=。88Khn1=0.908）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1.得IcrHlJ=KHNoHTimI/Sb2=HN2Him2S计算1）试算小齿轮分度圆直径公，代入口中较小的值dil232cJuZJdu=2.32V1.37.051044.2189.82/0.93.2103O2=38.422)计算圆周速度UV=lrnl601000=3.1438.42650/60000=1.31ms(3-21)(3
27、-22)3）计算齿宽分b=ddu=38.42X0.9=34.584）计算齿宽与齿高之比以模数S=4/Z=38.42/24=1.6齿高h=2.25%=3.60M5)力=34.58/3.60=9.61计算载荷系数根据u=1.31向s,7级精度阎,由手册查得动载系数KV=1.K）如果/100N/叫由手册查得齿间载荷调配系数KHa=Kfa=1.l;由手册查得运用系数由表查得接触强度计算用齿向载荷分布系数K班二143；由手册查得弯曲疲劳强度计算用齿向载荷分布系数=137；故载荷系数K=KAXKhKaKhp=1736）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得dx=dulkkt=38.42-.73/1.3=
28、42.26加7）计算模数2W=J1Zz1=42.26/24=1.76（3）按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为mKTlYraSsa/dz2pmm确定公式内的各计算数值阎1）由手册得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限b阳=b.2=68OMM；2）由手册查得弯曲疲劳寿命系数KPM=C）题；KFN2=09。3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得o-fi=KFNOFeJS=旬amPcir2=KFN1aFE1/S=437.4Mpa4）计算载荷系数KK=KAKyKaK砂=IX1.IXI.Ix1.37=1.665）查取齿形系数由手册查得齿形系数=2.65,心=2226。6）查取应力校正系数由手
29、册得应力校正系数1.=I58乂2=1.764。7）计算大小齿轮的%隆/上并加以比较YraiYsai/r=2.651.58/427.4=0.0098Yra2Ysa2/r2=2.2261.764/437.14=0.00898小齿轮的数值大。设计计算mV21.667.05IO40.0098/0.9242=1.64ww可取由弯曲强度算得得模数1.64,就近圆整为规范值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径4=42.26加，z=4m=42.262=21.13。取4=22z2=zM=223.2=74.4Z2=70几何尺寸计算D计算分度圆直径4=zim=222=44mnd2=z2fn=702=40rnm2）
30、计算中心距=4+&/2=44+140/2=92nvn3）计算齿轮宽度b=ild=0.9X44=39Snvn验算F1=27；/J1=27.05104/44=5504.55NKaFi/b=55.4.55/44=125.ION/加100N/mm符合要求。3. 4输送系统的总体分析本机设计中，因为输入系统和输出系统的功能有很大的相似之处，所以输入系统和输出系统采用一样的机构设计以下统称输送系统。输送系统采用电动机作为动力源，经过一级或多级减速传动，最后传送至输送系统的执行构件处，随后执行构件夹持玉米棒玉米芯进展运动。送科驱动机构的功能是完成对玉米棒的输送及夹持动作，并保持玉米芯棒轴线与机器刀具盘主轴共
31、线。送料驱动机构中滚轮输送轴线要始终与主轴线对中，两对滚轮自动咬住物料，当玉米直径变化时，两对弹簧自动伸缩，但其对称中心线固定不变，以保证两滚轮对称中心不变。对于玉米芯的输出滚轮那么用尼龙材料制成，滚轮上再套一-缺口圆形铁片，以便于能使其结实的咬住玉米芯，使玉米芯能顺利排出机器。其进料系统如图3-2所示：3-2进料系统图3.5输送系统电动机的选择本设计要求使玉米脱粒机的产量到达IOOkgh.经过实际调查并根据设计原理，共有八个滚轮轮完成输送玉米工作，经过实际调查，对玉米顺利输送的最小夹持力为80N,这里取IOON。为保证滚简的耐用度其滚动速度不宜过快，这里取0.13mSo经过调查使玉米正常剥落
32、的刀轮切削力为240N,并且其转速不宜大于5mso根据以上所述，在本文的设计中，玉米脱粒机的工作条件和技术数据分别如表4T和表4-2所示。表4-1玉米脱粒机工作条件表工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量101较干净稍有波动小批量表4-2玉米脱粒机技术数据表刀轮切削力F(N)转速V(ms)刀具直径D(mm)2204210滚轮夹持力滚轮转速V(ms)滚轮直径D(mm)800.1233根据以上数据进展选择电动机。选择电动机系列，根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动，封闭式构造，电压380V,Y系列电动机。传动总效率为：n二n州n承2n带n渡轮=0.72x0.99x0.98x0.98x0.96
33、=0.624其中：n蜗二72%n承=99%n帝二95%n豕轮=96%故所需电动机功率为P=0.167kw选择电机n=77rmin查表4.12-1可选Y型三相异步电动机Y801-4,该电动机的数据参数如表4-3所示表4-3电动机数据参数表电动机型号额定功率同步转速满载转速Y801-40.55KW1500rmin1390rmin查机械设计课程设计表4.12-2得中心高为80mm,DXE=19x40,重量为17kg。产量校核:根据设计原理，滚轮实际输出功率P=0.104kW每小时理论产量叫u为橡胶与玉之间的摩擦系数=0.75;S为输送玉米的实际距离S=12Omm,计算得实际产量m=l15kg100k
34、g,满足设计要求。3.6蜗轮蜗杆的设计计算(1)选择传动类型，精度等级和材料因考虑到传递的功率不大,转速不是很高，应选用ZA蜗杆传动，精度等级为8cGB10089-880蜗杆用35CrMo,外表淬火，硬度为45-50HRC;外表粗糙度R。1.6pmo蜗轮用HT250铸造。(2)确定蜗轮齿数按i=16蜗杆头数Z=l,Zz=16(3)按蜗轮齿面接触疲劳强度进展设计计算确定作用在蜗轮.上的转矩工，按Z=l,n=0.80,T=9.551.75Nmn确定载荷系数K由表得选用系数为K,=1.15,取载荷分布系Kp=1.3,由于蜗轮转速为77rmin,蜗轮的圆周速度可能较小，v23ms应选动载荷系数,=l.
35、05,于是K=K,XKgxKp=1.57确定许用接触应力。可，由表查得.=208Nmm”，力循环次数为：N=60jn21.h=60xlx77x8x300x10=1.IxlO8那么oh=154.IN/mm2确定模数m以及蜗杆分度圆直径d,由公式mH2KT2得57x1750x16x154.1=117.Imm取m=2,d=35.5mm(md12-142mm3)验算蜗轮的圆周速度V2V2=0.13ms,弯曲疲劳极限取分EIim=410-4804.（2）轴的最小直径确定由公式dCNPlnfnm其中P该轴传递的功率，女吗n该轴的转速，min；C轴材料常数。已知P=2.02&w,=650rmin,查机械设计
36、手册可得C=128,代入上式可得d18.45ww选d=20mm(3)轴的结构设计确保可以方便装配轴上的零件，轴通常做成梯子的形式，轴的直径从末端到外围逐步增大。齿轮和带轮可以从轴的顶部依次安装和拆卸。为了使轴的零件可以简单安装，一定要对轴的端部进行倒角，车削螺纹轴段应有退刀槽。每节轴的直径，假如对该节轴有匹配需求，应尽量使用规范直径。轴承、齿轮等标准件的轴径应合乎一套规范的内径件，当轴固定用支撑环保护轴时，拆卸零件的树截面长度应小于零件的边际，以确保螺母靠近零件的端面。脱籽轴结构如下轴图所示：(4)轴的校核D轴上载荷的计算求轴承上的支反力垂直面内：FNVI=917NFNV2=34N水平面内：=
37、2518NNH2=863N据第四强度理论且忽略键槽影响=MWcr1=70MP(M=M2+O.75T2,W=3/32)W=9.2xi()-6图3-8轴图表3-3受力简图和弯矩图图3-9受力简图和弯矩图表3-4受力分析载荷水平面H垂直面V%n=2518NG=917N支反力FFNH2= 863NFw2=314N弯矩MMwod= X75 = 188850 N-nm tttl=w75 = 188850 NmmM1=maxl+M2vmaxl =2.01105Nmn总弯矩知2=JMjnwt2+M2ymax2 = 1.5 1 X 1 O N 加加 X V J lZ扭矩TT= 138633N加“cal=M/W=
38、 .93 105103/9.210-6=25SMPa Y l = 70Mpaca2=M/W=2.34IO51030.10.0453=20.69MPaY.1=7。MPa2)按弯扭合成应力校核轴强度校核取二0.6,轴的计算应力为：ca=M21+(T)2/W=(99.5103)2+(0.6261.9103)20.13O3=48.8N查得RJ=60Mpa因此故安全。3)精确校核轴的疲劳强度抗弯截面系数：卬=0.1/=0.Ix303=2700/抗扭截面系数：%=02=0.2x303二5400加3截面上弯矩应力d=4030=1.33经插值后可查得七二1.591.33又可查得，轴的材料敏性系数为：%=0.8
39、2/=0.85故有效应力集中系数为：%=1+%MT)=1+82x(1.59-D=1.484=1+%(-1)=1+0.85(1.33-1)=1.28由机械设计附图得尺寸系数分=0.85,得扭转尺寸系数为J=0。9由附图查得表面质量系数ArJr=O.92轴未经表面强化处理，即4=1,则综合系数值为K=kl+l-=.K=kl+lr-=M又由碳钢的特性系数：匕二0.1-0.2取匕二0.15忆二0.05-0.1取%二0.75计算安全系数Sg：Sb=Ollka+n=275/1.8336.8+1.5O=4.08Sr=-1V+rfl=1551.6248.32+0.154832=2.71Sc=SSrS2+S2r=4.082.71/4.282+2.712=2.26s=15故安全3.10本章小结本章对玉米脱粒装置关键部件的参
