1)为了满足大带轮的轴向定位要求,1-2段的左边制出一轴肩,故第2-3段的直径是26mm,右端用轴端挡圈定位,因此选择1-2的长度是34.5mm。
2)取安装齿轮出的3-4段直径为30mm,齿轮的右端靠套筒固定,并且此段应略小于轮毂的长度,故取3-4的长度是34.5mm,齿轮的左端用轴肩定位,轴肩的高度h>0.07d,故取h=3mm,所以轴环处的直径为34mm,取其长度为100mm。
3)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,选择圆锥滚子轴承,参照工作要求并根据4-5的直径是34mm,选择
4)5-6段是两轴承座的间距,所以取5-6段为40mm,同时5-6段要固定轴承的轴向运动,即其直径取38。
5)根据圆锥滚子轴承可得6-7段的直径是34mm,因为轴承端盖的总宽度是20mm,故取6-7段长60mm。
6)7-8段与链轮配合,因此考虑给链轮的轴向定位,取7-8长度为70mm。 7)轴上零件的周向定位,齿轮、链轮、带轮都要用平键连接,键槽用铣刀加工;为了保证轴与各零件的配合有良好的对中性,因此齿轮的键槽加工为16mm×10mm×70mm。
8)确定轴上圆角和倒角的尺寸,参考机械设计表15-2,取轴端倒角为2×45°。 5.求轴上的载荷
按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面即危险截面的强度。
轴受到的扭矩T=n=6r/min
可得:T=46795 N·mm
2T93590??FNH1?FNH2???4254.1NM: ? d22?FNH2?FNH1?9550 ?1000?P,其中P=P1?=0.03×0.98=0.0294KW,
n因此,Mv=2127?24.5?52111.5N?mm
?ca?2MV?(?T)2W?52111.52?(0.6?46795)20.1?223?55.5MPa
前已选定轴的材料为40C r钢调质处理,由《机械设计》表15-1查得
???1??70MPa,因此,?ca????1?,故安全。
7)校核键连接强度
由表6-2查得许用挤压应力[?p]=100-120Mpa,取[?p]=110Mpa。键的工作长度l?L?b=16mm,键与轮毂槽接触高度k=0.5h=3mm。
2T?1032?46.795?103?=88.63Mpa<[?p]=110Mpa ?p=
kld3?16?22可见,键合适,标记为:键6×22 GB/T 1096—2003 3.2.3 V带的设计与校核
1)初选小带轮的基准直径dd1,根据课本机械设计表8-6和8-8,取小带轮的基准直径dd1=100mm。
2)验算带速?。 v??dd1n160?1000???100?146060?1000?7.64m/s
因为5m/s<30m/s,故带速适合。 3)计算大带轮的基准直径。 根据dd2=idd1=2.5×100mm=250mm 4) 确定v带的中心距a和基准长度Ld
1.根据式
0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2) 初定中心距为500mm。 2.由式
2(dd2?dd1)2???100?250??Ld0?2a0?(dd1?dd2)???2?500???250?100???mm24a024?250???1594.5mm?
根据课本《机械设计》表8-2选带的基准长度Ld=1600mm。 3.按公式 a?a0?Ld?Ldo1600?1594.5?500?mm?502.75mm 22 4.计算单根V带的额定功率Pr
由dd1=100mm和n1=1460r/min, 根据课本《机械设计》表8-4a得
P0?2.84kW,根据n1=1600r/min,i=2.5,A型带,根据课本《机械设计》表8-4b得?P0?0.6kW。
根据课本《机械设计》表8-5得K??0.987,表8-2得KL?0.83,于是
Pr??P0??P0?K?KL??2.84?0.29??0.987?0.83kW?2.564kW
5计算V带的根数 z? 取5根。
Pca11??4.29 Pr2.5644 半喂入花生摘果机的整体结构设计
4.1 半喂入式花生摘果机的工作过程分析
4.1.1 作业速度
根据半喂入花生摘果机的摘果工作效率要求,一般作业效率为
800~1000kg/h,实际工作中的工作速度就是夹持带的传送速度,即v=11.3m/s。 4.1.2 工作速率
工作速率主要取决于配套输送装置动力的电机的功率和因摩擦产生的工作阻力。摘果机的工作阻力包括部件传动的工作阻力。
经过试验可知每株花生的产量大约是80克,夹持带的传送速度是11.3m/min,并且每株花生在夹持带上所占的长度x是60mm。
工作速率公式:
V= m·v/x 公式(4-2)
式中:
V---在正常工作速度条件下,机器工作一小时的工作量(kg/h)。 m---单株花生平均产量;
x—每株花生秧在夹持带上所占的长度(m); 所以:
V=0.08kg×11.3m/min×60÷0.06=904kg
实际工作中,由于人工送入夹持链的速度不一,造成单位时间内的工作量大小不同,但是在正常工作条件下是可以满足技术要求的。 4.1.3 摘果的工作过程
在人工操作的下,将整理好的花生秧头向上果在下的方式一次摆放进旋转的夹持带中,在夹持带缓慢的输送过程中,带果实的根部会慢慢的斜进入滚筒的滚齿中去,由于高速旋转的滚齿击打在花生果上,会把花生果击打下来,这样就完成了摘果的工作步骤,花生秧继续在夹持带的带动下前进,已经摘完的秧会被输送到机体外。
4.2 整体机架的设计
1) 整体机架主要由角钢(KQF40×40×2.0)焊接而成,整体尺寸是通过人工在操作机械工作时与人体的身高相适应来确定的。采用焊接的方式连接,结构
简单。
图4-1机架结构简图
由于人的平均身高在170mm,所以机架的高度设在150mm,方便人工操作。机架的总长度是由滚筒的长度确定的,滚筒越长,摘果率就会提高。机架的主体长度设为1900,有利于安放较长的摘果滚筒,达到高摘果率的目的。机架的宽度梁滚筒相对距离确定的,选择机架宽度为1000mm,既达到了合里安放滚筒,又可以在充分的利用有限的空间。
2)机架分为上机架和下机架,如图所示: