某秸稈粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u6869某秸稈粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算案例 1245861.1設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 166861.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2178551.3結(jié)構(gòu)組成 342111.1.1犁土刨根裝置 3302041.1.2橫向秸稈輸送裝置 4105311.1.3橫向秸稈切碎裝置 616291.1.4縱向秸稈喂進(jìn)裝置 7258041.1.5縱向秸稈切碎裝置 862951.1.6秸稈收集裝置 8152641.1.7智能化控制裝置 9215581.1.8行走配套履帶車 937301.4主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 101.1設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算根據(jù)前面資料可以初選鋸片的切割速度在15m/s-30m/s之間，考慮此設(shè)備可以適應(yīng)秸稈的不同干燥程度，此處初步選擇為鋸片線速度V0為15m/s，鋸片的直徑為φ282mm，鋸片的轉(zhuǎn)速（1.1）以鋸片的轉(zhuǎn)速確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速然后選擇所需要的電機(jī)速度和配套的減速機(jī)的速比和齒輪速比以及皮帶輪的速比。初選電機(jī)的功率為15KW.電機(jī)為二級(jí)電機(jī)，轉(zhuǎn)速為3000rad/min.初定兩鋸片中心距為210mm,即齒輪中心距為210mm,齒輪模數(shù)M為3，兩齒輪齒數(shù)和為圖1.1鋸片中心距示意圖鋸片傳動(dòng)軸與主軸之間傳動(dòng)選擇柔性傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)，皮帶輪傳動(dòng)比為1.5，圖1.2皮帶輪傳動(dòng)示意圖主軸與電機(jī)減速機(jī)為齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1/1.33，1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本切割機(jī)需要具備的功能及配套的實(shí)現(xiàn)裝置如下表表1.1所示，表1.1功能及實(shí)現(xiàn)裝置一覽表序號(hào)功能實(shí)現(xiàn)裝置1犁土刨根犁土刨根裝置2橫向秸稈輸送橫向秸稈輸送裝置3橫向秸稈絞碎橫向秸稈切碎裝置4縱向秸稈喂進(jìn)縱向秸稈喂進(jìn)裝置5縱向秸稈切碎縱向秸稈切碎裝置6秸稈還田或者收集秸稈收集裝置7智能化控制智能化控制裝置8行走行走配套履帶車1.3結(jié)構(gòu)組成1.1.1犁土刨根裝置圖1.3犁土刨根裝置示意圖土刨根裝置的組成，犁土刨根裝置上圖中從左到右分別為（1）軸承端蓋軸承端蓋由螺栓固定在機(jī)架上，起固定軸承的作用，起轉(zhuǎn)動(dòng)軸的橫向力的承受體的作用，蓋上面加工有油杯孔，上配有油杯，可以通過油槍加注潤(rùn)滑油潤(rùn)滑軸承，軸承端蓋與機(jī)架之間采用橡膠密封墊，或者涂密封膠防止漏油，（2）軸承軸承起支撐傳動(dòng)軸的作用，兩側(cè)機(jī)架上均設(shè)有軸承，分別支撐傳動(dòng)軸兩端，軸承外圈與機(jī)架采用過渡配合，軸承內(nèi)圈與傳動(dòng)軸采用緊配合，確保軸和軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒有相對(duì)位移，保護(hù)軸承，保證傳動(dòng)精度，軸承外側(cè)靠端蓋固定，內(nèi)側(cè)靠緊軸臺(tái)階，軸承的摩擦屬于滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)一般為0.0008-0.002之間，阻力非常小。（3）端蓋透蓋由螺栓固定在機(jī)架上，起固定軸承的作用，與軸承端蓋一起將軸承定位，確保軸承不會(huì)軸向串動(dòng)，透蓋與機(jī)架采用過渡配合，端面上加橡膠密封墊并涂密封膠，防止接觸面漏油，透蓋中心加工孔，讓傳動(dòng)軸穿過，并加工與其配套的唇形密封圈的安裝孔，中間密封靠唇形密封圈和隔套之間的接觸密封。（4）端蓋A端蓋A穿在傳動(dòng)軸上，起固定軸承和刨刀的作用，端蓋A的長(zhǎng)度根據(jù)需要定位的零件的距離確定，厚度根據(jù)需要確定，端蓋A與傳動(dòng)軸采用過渡配合，長(zhǎng)度方向上也采用公差±0.01mm，來確保定位精度，防止定位的零件定位不準(zhǔn)確發(fā)生穿動(dòng)現(xiàn)象。（5）刨刀刨刀可以自制也可以外購(gòu)，刨刀為易損件，要留備件，以便有損壞時(shí)更換，刨刀用螺栓固定在傳動(dòng)軸上，安裝時(shí)要確保螺栓緊固到位，防止松動(dòng)，每處刨刀為4把，均勻分布在傳動(dòng)軸上，然后每間隔一定的距離設(shè)置一組，此處共有15組刨刀。（6）傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸為動(dòng)力的承載主體，帶動(dòng)刨刀旋轉(zhuǎn)，承受扭矩，傳動(dòng)軸的尺寸根據(jù)上面所需要固定的零件，以及需要承受的扭矩確定，還要考慮刨刀工作時(shí)需要考慮的撓度，要在一定的范圍內(nèi)，確保使用的穩(wěn)定性，傳動(dòng)軸在制作時(shí)候要經(jīng)過熱處理加強(qiáng)其力學(xué)性能。（7）皮帶輪皮帶輪根據(jù)軸徑以及需要傳動(dòng)的皮帶尺寸查表確定，可以鑄造，也可以用棒料或者鋼板加工，皮帶輪內(nèi)孔根據(jù)孔徑加工鍵槽，鍵將傳動(dòng)軸和皮帶輪固定在一起，起到傳動(dòng)扭矩的作用。（8）端蓋B端蓋B將皮帶輪固定在傳動(dòng)軸上，防止皮帶輪串動(dòng)，端蓋B上加工螺栓通孔，傳動(dòng)軸上加工螺栓孔，兩個(gè)對(duì)稱布置，以防止傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺栓松動(dòng)，端蓋脫落造成事故，此處也可以將端蓋B改成圓螺母加止動(dòng)墊圈結(jié)構(gòu)。功能簡(jiǎn)介：皮帶帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶通過鍵將扭矩傳遞給傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刨刀轉(zhuǎn)動(dòng)，刨刀將秸稈根莖轉(zhuǎn)動(dòng)刨出地面，然后被后邊的運(yùn)輸裝置運(yùn)輸?shù)椒鬯楣の弧?.1.2橫向秸稈輸送裝置圖1.4橫向秸稈輸送裝置示意圖橫向秸稈輸送裝置組成，主要由上秸稈輸送裝置，下秸稈輸送裝置，通過兩個(gè)裝置將秸稈夾在一個(gè)固定的空間內(nèi)確保秸稈的輸送，這樣秸稈不會(huì)自由運(yùn)動(dòng)，以至于偏離不被運(yùn)輸，發(fā)生運(yùn)輸裝置空轉(zhuǎn)秸稈不行走的事情。上秸稈運(yùn)輸裝置主要組成如下；（1）運(yùn)輸鏈運(yùn)輸鏈可外購(gòu)，主要由鏈條和鏈板構(gòu)成，具體運(yùn)輸鏈結(jié)構(gòu)此處不做詳細(xì)介紹，運(yùn)輸鏈結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)鏈條將鏈板該制成為如上圖形狀，突出鏈板，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，突出的運(yùn)輸鏈板鉤住秸稈將秸稈運(yùn)輸?shù)胶蠓剑捶鬯楣の?。?）鏈輪鏈輪為運(yùn)輸鏈的傳功件，鏈輪與鏈條配套使用，鏈輪尺寸根據(jù)鏈條尺寸確定，中間加工孔，孔中根據(jù)傳動(dòng)軸軸徑選擇需要的鍵的尺寸加工鍵槽，鏈條的固定可以利用軸肩和隔套將其固定在需要的位置。（3）被動(dòng)軸被動(dòng)軸和主動(dòng)軸一起將鏈條拉伸，起傳動(dòng)鏈條的作用，被動(dòng)軸的尺寸根據(jù)機(jī)架的位置，以及上面需要固定的零件確定，加工時(shí)熱處理。（4）主動(dòng)軸主動(dòng)軸與被動(dòng)軸一樣，區(qū)別在主動(dòng)軸比被動(dòng)軸長(zhǎng)出一節(jié)，然后上面安裝皮帶輪，起傳動(dòng)的作用，加工時(shí)一樣要經(jīng)過熱處理。（5）隔套隔套的作用如上面所述，隔套設(shè)置根據(jù)需要設(shè)置。（6）軸承端蓋軸承端蓋的固定和作用如上例圖刨根裝置中所述。（7）端蓋（8）皮帶輪（9）鏈輪張緊機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)主要由張緊輪，張緊軸，隔套，鍵等結(jié)構(gòu)組成，通過調(diào)整軸端調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)張緊機(jī)構(gòu)的位置，達(dá)到張緊鏈條的作用，防止鏈條使用時(shí)間久以后變松，導(dǎo)致鏈條在使用過程中經(jīng)常脫落，影響設(shè)備使用。下秸稈運(yùn)輸裝置主要組成如下：（1）運(yùn)輸鏈（2）鏈輪（3）被動(dòng)軸（4）主動(dòng)軸（5）隔套（6）軸承端蓋（7）透蓋（8）皮帶輪（9）鏈輪張緊裝置，此處該裝置不單獨(dú)設(shè)置，主要通過調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整被動(dòng)軸的位置，被動(dòng)軸和主動(dòng)軸之間的中心距發(fā)生變化，將鏈條拉緊，起到張緊的作用。功能簡(jiǎn)介：當(dāng)車體前進(jìn)時(shí)秸稈接觸到鏈條，車體繼續(xù)前進(jìn)秸稈喂進(jìn)鏈條，鏈條運(yùn)動(dòng)，將秸稈運(yùn)輸?shù)剿枰墓の?，即后邊的切碎工位，犁土刨根裝置，刨出的根莖也通過此裝置運(yùn)輸?shù)胶竺娴那兴檠b置。通過調(diào)節(jié)上運(yùn)輸裝置的張緊輪的位置可以改變兩個(gè)鏈條的相對(duì)位置，起到調(diào)節(jié)鏈條之間空隙的位置，達(dá)到一個(gè)比較理想的空間，防止秸稈擁擠在中間，鏈條空轉(zhuǎn)秸稈不被運(yùn)輸?shù)淖饔?。所以上運(yùn)輸和下運(yùn)輸裝置的調(diào)整張緊結(jié)構(gòu)有區(qū)別，此外兩鏈條的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，運(yùn)輸路徑一致。1.1.3橫向秸稈切碎裝置圖1.5橫向秸稈切碎裝置示意圖橫向秸稈切碎裝置主要由兩根傳動(dòng)方向相反的鋸片以及配套的傳動(dòng)固定件組成，其主要零件構(gòu)成如下：（1）皮帶輪皮帶輪通過端蓋和軸臺(tái)肩固定在傳動(dòng)軸上，中間有鍵槽，通過鍵將皮帶輪和傳動(dòng)軸固定。（2）齒輪齒輪配套使用，齒輪模數(shù)為3,通過隔套固定在傳動(dòng)軸上特定位置，中間通過鍵和傳動(dòng)軸相連，保持與傳動(dòng)軸同樣的轉(zhuǎn)速，兩個(gè)齒輪為配套齒輪，中心距根據(jù)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)計(jì)算確定，配套調(diào)整合理，此處為210mm,小齒輪寬度略大于大齒輪，小齒輪因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)小重量輕中間不加工工藝孔，大齒輪由于尺寸大，如果制造為實(shí)心齒輪那么重量會(huì)很大，對(duì)傳動(dòng)軸造成不必要的負(fù)擔(dān)，所以在中間留有工藝孔，以減輕重量并保留大齒輪必要的力學(xué)性能，工藝孔的設(shè)置參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中樣式。（3）傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸尺寸根據(jù)上面零件和機(jī)架尺寸確定，傳動(dòng)軸為兩根，上面裝有傳動(dòng)的皮帶輪、齒輪、隔套、鋸片等，中間加工通常鍵槽，所有鋸片和隔套透通過此鍵槽固定，并帶動(dòng)鋸片旋轉(zhuǎn)，此鍵槽尺寸根據(jù)需要設(shè)置。（4）鋸片鋸片為齒式，固定在傳動(dòng)軸上，鋸片可以外購(gòu)，鋸片表面經(jīng)過熱處理，保證其必要的強(qiáng)度和硬度，鋸片為易損件，要留足夠配件，或者使用一段時(shí)間提前訂購(gòu)配件，以防止損壞以后無件可用。（5）端蓋起固定皮帶輪的作用，如上面提到此處同樣可修改為圓螺母加止動(dòng)墊圈結(jié)構(gòu)（6）軸承端蓋固定軸承，上設(shè)置油杯起潤(rùn)滑軸承的作用（7）透蓋固定軸承，中間設(shè)置唇形密封圈孔，密封軸承，防止?jié)櫥托孤丁＃?）隔套隔套有兩種，一種為固定鋸片使用，中間留有鍵槽，尺寸可調(diào)整，一種為通孔固定別的零件使用。（9）軸承起支撐傳動(dòng)軸，減小傳動(dòng)時(shí)摩擦阻力的作用（10）油杯、螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件功能簡(jiǎn)介：主要是將運(yùn)輸裝置運(yùn)輸?shù)酱颂幍慕斩捛兴椋瑑山M鋸片以不同速度旋轉(zhuǎn)，以20m/s的線速度，將運(yùn)輸過來的秸稈鋸切為需要的小段，段長(zhǎng)可以根據(jù)設(shè)置鋸片間距來調(diào)整，鋸片間距通過調(diào)整之間設(shè)置的距離套來調(diào)整，兩鋸片向不同方向旋轉(zhuǎn)確保了可以將秸稈鋸切碎，如為同一方向旋轉(zhuǎn)可能上面秸稈會(huì)被甩到下面料槽中，造成鋸切不完整。1.1.4縱向秸稈喂進(jìn)裝置圖1.6縱向秸稈喂進(jìn)裝置示意圖縱向秸稈喂進(jìn)裝置主要由導(dǎo)料板，軸，隔套等組成，固定縱行運(yùn)輸傳動(dòng)軸上。功能和作用：物料通過導(dǎo)料板，運(yùn)輸至后邊工位，此處也為橫向運(yùn)輸留下必要的空間，同時(shí)橫向運(yùn)輸裝置運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力同時(shí)為縱向運(yùn)輸提供必要的動(dòng)力。1.1.5縱向秸稈切碎裝置圖1.7縱向秸稈切碎裝置示意圖橫向秸稈切碎裝置主要由（1）傳動(dòng)軸（2）鋸片（3）軸承端蓋（4）透蓋（5）軸承（6）端蓋（7）隔套等組成。功能簡(jiǎn)介：主要講運(yùn)輸至此處的秸稈切碎，與橫向切碎配個(gè)使用達(dá)到完全將秸稈切碎的作用。1.1.6秸稈收集裝置圖1.8秸稈收集裝置示意圖秸稈收集裝置主要由儲(chǔ)料倉(cāng)、運(yùn)輸通道、出料口等組成。功能簡(jiǎn)介：秸稈收集裝置主要是將粉碎的秸稈還田或者打包，還田時(shí)秸稈出料口敞開，秸稈粉碎以后直接流向田地里然后經(jīng)履帶車后邊的平整機(jī)構(gòu)直接平整在農(nóng)田里起到還田的作用，打包時(shí)可在出料口設(shè)置口袋，將秸稈碎料收集打包。1.1.7智能化控制裝置智能化控制裝置主要構(gòu)成如下：（1）攝像頭攝像頭為外購(gòu)，攝像頭設(shè)置在本設(shè)備前面和后邊，主要用來收集圖形。（2）圖像處理器圖像處理器主要講攝像頭收集到的圖片處理，然后發(fā)送到識(shí)別模塊（3）識(shí)別模塊將圖像處理器發(fā)送過來的圖片進(jìn)行識(shí)別（4）智能控制模塊主要控制本設(shè)備的執(zhí)行元件，比如粉碎機(jī)的抬起和下降，履帶車的前進(jìn)和后退轉(zhuǎn)彎，粉碎機(jī)主電機(jī)的旋轉(zhuǎn)等（5）預(yù)警模塊主要對(duì)設(shè)備故障和特殊環(huán)境進(jìn)行識(shí)別和報(bào)警功能簡(jiǎn)介：智能化控制裝置，主要是設(shè)備在進(jìn)入智能化控制模式的情況下，控制執(zhí)行元件進(jìn)行必要的動(dòng)作，完成智能農(nóng)作物秸稈粉碎機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。1.1.8行走配套履帶車圖1.9行走配套履帶車示意圖行走履帶車主要有履帶、履帶輪、支撐輪、傳動(dòng)軸、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)、車體等組成、履帶車位外購(gòu)配套使用。功能簡(jiǎn)介：履帶車主要為了配套該粉碎機(jī)使用，帶動(dòng)該粉碎機(jī)前行、后退、轉(zhuǎn)彎、提起和方向該設(shè)備。1.4主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算初步估計(jì)各傳動(dòng)軸參數(shù)計(jì)算名稱計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速2.各個(gè)軸的功率=15kw=15kw==150.99=14.85kw=14.85kw==14.850.99=14.70kw=14.70kw==14.700.99=14.55kw=14.55kw3各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算初估各軸的軸徑5.各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表表1.2各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)功率(kw)轉(zhuǎn)矩（N.m)轉(zhuǎn)速（r/min)1軸1547.7530002軸14.8547.279003軸14.70369.43804軸14.5547.271051.4.1主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)（1）主傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除既要滿足強(qiáng)度要求，也得滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。秸稈粉碎系統(tǒng)不允許有較大的變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾。除了載荷比較大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求軸在載荷下（彎曲，軸向，扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲，失穩(wěn)，轉(zhuǎn)角）。如果剛度不夠，軸上的零件如齒輪，軸承等由于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，發(fā)熱，過早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度軸的直徑，畫出草圖后，再根據(jù)受力情況，結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。以下以主軸為例進(jìn)行計(jì)算。主軸功率和扭矩計(jì)算：已知電機(jī)功率15KW，轉(zhuǎn)速3000傳遞效率按0.99選取。一級(jí)齒輪傳動(dòng)比[φ]是每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取，其選取的原則如下表所示。許用扭轉(zhuǎn)角選取原則：表1.3許用扭轉(zhuǎn)角軸主軸一般傳動(dòng)軸較低的軸[φ]（deg/m）0.5-11-1.51.5-2主軸的需用扭轉(zhuǎn)角選取1，把輸入功率N=15KW、計(jì)算轉(zhuǎn)速nj、允許扭轉(zhuǎn)角[φ]代入扭轉(zhuǎn)剛度的估算公式(1.2)可得主軸的支承軸徑最小為：d=32.75mm≈33mm已知所選電機(jī)輸出軸徑為φ60mm，由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，一般與電機(jī)相連的傳動(dòng)軸軸頭直徑應(yīng)≥電機(jī)輸出軸直徑，根據(jù)理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，選取主軸軸頭直徑為φ66mm≥估算直徑φ25mm，且軸頭實(shí)際直徑66mm為理論直徑33mm的2倍，極大的加強(qiáng)的軸的剛度。（2）傳動(dòng)軸的具體設(shè)計(jì)：主軸穿入車體，靠?jī)蓚?cè)支承位軸承與車體進(jìn)行固定支承。輸入端安裝齒輪輸入電機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩，與齒輪相鄰處加裝皮帶輪通過皮帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給秸稈絞碎裝置。輸出端安裝兩個(gè)皮帶輪，通過皮帶傳動(dòng)將動(dòng)力分別輸入刨地裝置和秸稈集運(yùn)裝置。選定主軸扭矩輸入端安裝齒輪處軸頭直徑φ66mm，其余階梯直徑依次適當(dāng)增加，選定兩側(cè)支承軸徑為φ85mm，軸徑公差為k6。軸上安裝的齒輪、皮帶輪與軸鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩，按軸徑分別選取鍵A18x65mm，鍵A20x75mm，配合公差為H7/h6。兩支承軸承間選取軸徑φ100mm對(duì)兩軸承進(jìn)行軸向精確定位。齒輪與皮帶輪之間、皮帶輪與皮帶輪之間加距離套以確定軸向定位。軸的具體尺寸確定后，選取軸的材質(zhì)為45鋼，為了提高軸的整體強(qiáng)度韌性，選取熱處理方式為調(diào)制，調(diào)制范圍HB200-250。這樣設(shè)計(jì)既能極大的增加軸本身的剛度強(qiáng)度，減小軸的變形撓度，又能起到軸上零件精確定位的作用，提高傳遞效率的作用。具體尺寸如下圖：圖1.10主傳動(dòng)軸示意圖計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒輪受力估算軸徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得，故外嚙合大齒輪圓周力軸向力徑向力帶輪有效拉力有效拉力有效拉力畫傳動(dòng)主軸受力圖計(jì)算支撐反力水平面反力垂直面反力水平面受力圖垂直面受力圖畫軸彎矩圖水平面彎矩圖垂直面彎矩圖合成彎矩圖合成彎矩畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩圖許用應(yīng)力許用應(yīng)力值用插入法由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表查得：；應(yīng)力校正系數(shù)畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，見轉(zhuǎn)矩圖當(dāng)量彎矩在齒輪中間截面處當(dāng)量彎矩圖校核軸徑齒根圓直徑軸徑1.4.2齒輪的設(shè)計(jì)（1）齒輪副的布置在本次設(shè)計(jì)中，用到兩對(duì)齒輪副，一組用在電機(jī)輸出軸與主軸輸入端，中心距，傳動(dòng)比。一組用在秸稈絞碎裝置輸入端，中心距，傳動(dòng)比。齒輪傳動(dòng)采用最常用的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。（2）齒輪參數(shù)的估算一.模數(shù)的估算初選模數(shù)時(shí)，對(duì)軟齒面（）外嚙合傳動(dòng)，可選用下式初選模數(shù)：在結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等條件允許的情況下，可考慮選取較小的模數(shù)，較小的模數(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：a.受到制造誤差的影響，齒輪在嚙合出入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多邊形效應(yīng)。而且隨著模數(shù)的增大這種效應(yīng)會(huì)加強(qiáng)。所以，在條件允許的前提下，盡量選擇小模數(shù)b.由上述原因可得，相同條件下，模數(shù)較小的齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，多邊形效應(yīng)不明顯，運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)相對(duì)平穩(wěn)，瞬時(shí)傳動(dòng)的準(zhǔn)確性也憂于大模數(shù)的齒輪。c.小模數(shù)齒輪噪音較小。d.小模數(shù)齒輪加工方便，切削量少，加工成本也較低，更具有經(jīng)濟(jì)性。綜合上述，在齒輪副模數(shù)一般不小于2的前提下，選取兩組齒輪副模數(shù)m=3二.齒數(shù)的計(jì)算根據(jù)齒輪不產(chǎn)生根切的基本條件：小齒輪的齒數(shù)不小于17。已知，傳動(dòng)比模數(shù)通過公式表3.4齒輪的估算齒數(shù)和模數(shù)列表齒輪Z1Z1’Z2Z2’齒數(shù)3612030110模數(shù)mm3333（3）齒寬的估算為了確定軸的軸向距離，齒輪齒寬的確定是必須的。由于齒寬越寬，齒輪的承載能力就會(huì)越強(qiáng)，但相應(yīng)的，齒寬越寬，齒面上的分布載荷越趨不均，因此，齒輪并不是一味加寬就是好的，齒寬系數(shù)需要選取適當(dāng)。圓柱型齒輪的齒寬系數(shù)可以按下表選取：

表3.5齒寬系數(shù)選取表齒輪布置兩支承相對(duì)小齒輪對(duì)稱布置兩支承相對(duì)小齒輪不對(duì)稱布置小齒輪懸臂布置0.9-1.40.7-1.150.4-0.6本此設(shè)計(jì)中，小齒輪布置方式為懸臂布置，選取系數(shù)0.6.根據(jù)齒寬公式=0.6x108mm=64.8mm。因此，只要齒寬≥64.8mm，就能滿足齒輪設(shè)計(jì)要求，在此處選取齒寬B=75mm。（3）齒輪外形尺寸的計(jì)算按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的參數(shù)選擇進(jìn)行計(jì)算。電機(jī)輸入端齒輪副計(jì)算步驟如下：齒刑角（選取標(biāo)準(zhǔn)值）齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)模數(shù)齒數(shù)中心距分度圓螺旋角齒寬由上述參數(shù)算得：齒輪1分度圓直徑齒輪1齒頂圓直徑齒輪1齒根圓直徑齒輪1齒頂高齒輪1齒根高齒輪1全齒高齒輪2分度圓直徑齒輪2齒頂圓直徑齒輪2齒根圓直徑齒輪2齒頂高齒輪2齒根高齒輪2全齒高齒輪1分度圓弦齒厚齒輪1分度圓弦齒高齒輪1固定弦齒厚齒輪1固定弦齒高齒輪1公法線跨齒數(shù)齒輪1公法線長(zhǎng)度齒輪2分度圓弦齒厚齒輪2分度圓弦齒高齒輪2固定弦齒厚齒輪2固定弦齒高齒輪2公法線跨齒數(shù)齒輪2公法線長(zhǎng)度秸稈絞碎齒輪副計(jì)算步驟如下：齒刑角（選取標(biāo)準(zhǔn)值）齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)模數(shù)齒數(shù)中心距分度圓螺旋角齒寬由上述參數(shù)算得：齒輪1分度圓直徑齒輪1齒頂圓直徑齒輪1齒根圓直徑齒輪1齒頂高齒輪1齒根高齒輪1全齒高齒輪2分度圓直徑齒輪2齒頂圓直徑齒輪2齒根圓直徑齒輪2齒頂高齒輪2齒根高齒輪2全齒高齒輪1分度圓弦齒厚齒輪1分度圓弦齒高齒輪1固定弦齒厚齒輪1固定弦齒高齒輪1公法線跨齒數(shù)齒輪1公法線長(zhǎng)度齒輪2分度圓弦齒厚齒輪2分度圓弦齒高齒輪2固定弦齒厚齒輪2固定弦齒高齒輪2公法線跨齒數(shù)齒輪2公法線長(zhǎng)度

（4）齒輪材質(zhì)、制造方式處于經(jīng)濟(jì)性考慮，材質(zhì)選用45鋼，使用鑄造齒輪，如圖：圖3.11齒輪示意圖（5）齒輪強(qiáng)度校核電機(jī)輸入端齒輪副計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩式中—電機(jī)功率，—高速軸轉(zhuǎn)速，齒寬系數(shù)由表12.13，取接觸疲勞極限由圖1.17c初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力[][][]值由表12.16，取初步計(jì)算小齒輪直徑直徑=108取初步齒寬重新分配傳動(dòng)比高速級(jí)傳動(dòng)比低速級(jí)傳動(dòng)比由《農(nóng)用機(jī)械選用手冊(cè)》表6-3可得常用中心距，則其中為高速級(jí)大齒輪直徑，則，又，則重新計(jì)算小齒輪直徑直徑=108取最終取值與初取值相等，則初步計(jì)算值有效。2.校核計(jì)算圓周速度精度等級(jí)由表12.6選7級(jí)精度齒數(shù)和模數(shù)初取齒數(shù)取，則，=3使用系數(shù)由表動(dòng)載系數(shù)由圖齒間載荷分配系數(shù)由表12.10，先求由此得齒向載荷分布系數(shù)由表12.11載荷系數(shù)彈性系數(shù)由表12.12節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)由圖12.16接觸最小安全系數(shù)由表12.14總工作時(shí)間應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸壽命系數(shù)由圖12.18許用接觸應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。齒輪項(xiàng)目名稱幾何參數(shù)齒形角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)齒根圓半徑系數(shù)分度圓螺旋角齒寬齒頂高齒頂圓直徑齒根高齒高基圓直徑精度等級(jí)齒圈徑向跳動(dòng)公差公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差齒形公差基節(jié)極限偏差齒向公差齒距極限偏差跨齒數(shù)公法線長(zhǎng)度，其計(jì)算過程如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩式中—電機(jī)功率，—高速軸轉(zhuǎn)速，齒寬系數(shù)由表12.13，取接觸疲勞極限由圖1.17c初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力[][][]值由表12.16，取初步計(jì)算小齒輪直徑直徑=89取初步齒寬54重新分配傳動(dòng)比高速級(jí)傳動(dòng)比低速級(jí)傳動(dòng)比由《農(nóng)用機(jī)械選用手冊(cè)》表6-3常用中心距，則其中為高速級(jí)大齒輪直徑，則，又，則重新計(jì)算小齒輪直徑直徑=90取最終取值與初取值相等，則初步計(jì)算值有效。2.校核計(jì)算圓周速度精度等級(jí)由表12.6選7級(jí)精度齒數(shù)和模數(shù)初取齒數(shù)取，則，使用系數(shù)由表動(dòng)載系數(shù)由圖齒間載荷分配系數(shù)由表12.10，先求由此得齒向載荷分布系數(shù)由表12.11載荷系數(shù)彈性系數(shù)由表12.12節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)由圖12.16接觸最小安全系數(shù)由表12.14總工作時(shí)間應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸壽命系數(shù)由圖12.18許用接觸應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。秸稈攪碎裝置輸入側(cè)齒輪副齒輪項(xiàng)目名稱幾何參數(shù)齒形角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)齒根圓半徑系數(shù)分度圓螺旋角齒寬齒頂高齒頂圓直徑齒根高齒高基圓直徑精度等級(jí)齒圈徑向跳動(dòng)公差公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差齒形公差基節(jié)極限偏差齒向公差齒距極限偏差跨齒數(shù)公法線長(zhǎng)度，其計(jì)算過程如下：注：1.式中的為模數(shù)，。當(dāng)時(shí)，取；當(dāng)時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，取。2