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钢；小功率的可采用铸铝或塑料。对于本擦皮机我们选用V带轮的材料为：铸铁 HT150； 带轮的技术要求：
1）带轮各部位不允许有裂缝、砂眼、缩孔和气泡；
2）带轮轮槽工作面表面要光滑，轮槽棱边要倒圆或倒钝，以减少V带轮的磨损； 3）轮槽对称平面与带轮轴线垂直度允差±30°；
4）带轮轮毂孔公差为H7或H8，轮毂长度上偏差为IT14，下偏差为0；
5）设计带轮时，结构要便于制造，质量分布均匀。当v>5m/s时要进行静平衡试验，当v>25m/s时则应进行动平衡试验。 3.4.3 V带传动的键的选择
在本设计当中，选择圆头普通平键联接。因为圆头普通平键（A型）宜放在轴在上指状铣刀铣出的键槽内，从而使键在键槽内轴向固定良好。这种键用途广泛。缺点是键的端部侧面与轮毂并不接触，不能参与传递转矩，因而键的圆头部分不能得到充分的利用，且轴上键槽端部的应力集中较大。平头平键（B型）是放在用盘铣刀铣出的键槽内，因而避免的上述的缺点，但对尺寸较大的键，宜采用紧定螺钉固定在轴上的键槽中，以防松动。单圆头平键（C型）则常用于轴端与毂类零件的连接。考虑到结构的简单，安装方便和与同一个轴应采用的键应统一，本设计中加工的键槽用端铣刀加工的，故可选用A型键槽。
表4 键的尺寸选择 Table4 key sizes
b3h 轴的直径 b3h 键长系列
6～8 232 ＞44 ～50 143 9
＞8 ＞10 ＞12 ＞17 ～22 636 ＞75 ～85 223 14
＞22 ～30 837 ＞85 ～95 253 14
＞30 ～38 ＞95 283 16
＞38 ～44 ＞110 323 18
～10 ～12 ～17 333 434 535 ＞50 ＞58 ＞65 ～58 ～65 ～75 163183203 10
11
12
1038 1238 ～110 ～130
6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200??
根据上表来选择
由上述可知电动机的输出轴的伸出长度为：L=112mm；轴径为d=42mm；选用平键来进行V带传动的径向定位。
(经查表得：小带轮上的为： 键 12390 GB1096—79；表示为：圆头普通平键（A型）；b=14mm，h=8mm；l=90mm；
大带轮上的为：键14328 GB1096—79；表示为：圆头普通平键（A型）；b=14mm，h=9mm；l=70mm；)
键的材料采用抗拉强度不小于600Mpa 的钢，常用45号钢。键槽的表面粗糙度：轴槽，
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键槽宽度b两侧的表面粗糙度参数Ra 值推荐1.6～3.2um;由轴的长度系列L确定键的长度为90mm。
平键强度的校核，选择好的键，便是校核其强度是否满足实际工作的需要，根据强度校核公式：
2T?103?[P] dkl2Tτ=?103?[τ]
dblT—传递的转矩 N2m ；
P=
d—轴的直径 mm ； l—键的工作长度 mm ；
k—键与轮毂的接触高度mm，k=0.5h，此处h为键的高度； b—键的宽度mm；
查表5-3-17[8]动连接，轻微连接，知，[P]=40 MPa，[τ]=990 MPa 1）校核键12390
带轮直接放在电动机轴上
T1?9550?P9550?P9550?7.51???73.9N.m n1n19702T12?73.9?103??103?9.77( MPa)?[P]dkl42?4?90
2T12?73.9???103??103?3.25( MPa)?[?]dbl42?12?90P?2）校核键14370
T2?9550?P29550?P??带9550?7.5?0.98?3.62???262 N.m?????????(5) n2n1/i9702T22?262?103??103?33.26( MPa)?[P]dkl50?4.5?70
2T2262?2???103??103?10.69( MPa)?[?]dbl50?14?70P?4.轴的设计
轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（例如齿轮、蜗轮等），都必须安装在轴上才能运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递动力和运动。
按照承受载荷的不同，轴可以分为转轴、心轴、和转动轴三大类。工作中既承受弯矩有
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承受扭矩的轴承称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩的称为心轴，心轴又分为转动心轴和固定心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。经过分析此次设计的轴是转轴。
轴还可以按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两大类。曲轴通过连杆可以将旋转的运动改变为往复直线运动，或者做相反的运动变化。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴两种。直轴一般都制成实心的。在那些由于机器结构的要求而需要在轴中装设其它零件或者减小轴的质量具有特别重大作用的场合，则将轴制成空心的。空心轴内径与外径的比值通常为0.5—0.6,以保证轴的刚度及扭转稳定性。 4.1轴的材料选用
轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧钢圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。 由于碳钢比合金钢廉价，对应集中的敏感性较底，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用制造轴尤为广泛，其中最为常见的是用45钢。
合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴径的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。
应力水平很低的轴，从经济上考虑，一般多选用强度等级较差的普通碳素钢，例如Q235-A钢等，有时也选用优质碳素钢如45号钢等，一般以其毛坯供应的热处理状态作为材料的热处理要求，图样上不再做任何要求。应力水平高的轴一般选用调质钢，大多数是含碳量在0.30%--0.60%范围内的碳素结构钢和合金结构钢，调质钢就是能进行调质处理。调质处理后得到的是索氏体组织。它比正火或退火所得到的珠光体和铁素体的混合组织具有更好的综合力学性能，例如有较高的强度，较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。调质钢的钢种很多，常用的有35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi和40CrNiMo等。碳素结构钢如45号钢等，硬度和强度在调质后均有提高，但其淬透性较差，不易获得均匀的组织，强度水平也较低，一般用在尺寸较小，应力水平相对较低的轴上。根据设计形式（转轴），综合考虑使用45号钢作为材料。 4．2轴的结构的设计
轴的设计也和其它零件的设计一样，包括结构设计和工作能力计算两个方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件的装配困难等。因此轴的结构设计是轴设计的主要内容。 轴的工作能力计算是指轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时候只需要对轴进行强度计算，以防止工作产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应该进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。
本次设计主要考虑以下问题：所选材料的强度、硬度以及热处理状态，在特殊情况下还应考虑耐腐蚀性和高温性等。此外，还应考虑材料的价格、加工容易程度和采购是否容易等
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等；轴是否满足强度、刚度要求和规定的使用寿命；轴和轴系的尺寸、结构和配置等是否与整个机器相适应；带轮等的联结方法、位置、固定、装配和拆卸等是否合理；轴的加工是否方便易行；轴及轴系在正常情况下的振动，应在允许的范围内；轴承的装配方案、安装、拆卸及其润滑是否合理；轴的密封装置的选择是否合理；轴上个零件间的相互位置及其安装和拆卸顺序；装配时的轴向位置调整方法和检测手段；运转中出现异常现象如振动、噪声、发热时的处理。
轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时候，必须对不同情况进行具体的分析。但是，不论何种具体条件，轴的结构都应该满足：
1）轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置； 2）轴上的零件应便于装拆和调整； 3）轴应该具有良好的制造工艺性等。
因此，可以先根据轴系的不同要求，将轴的各部分分开考虑，然后再根据相互关系，和加工、安装、拆卸、维修等的要求综合考虑，并相应地调整各部分的结构和尺寸链。 4.3 轴的设计计算
由前面知轴的最小直径dmin=45mm，大带轮轮毂直径为d1=50mm 4.3.1绘制轴的结构简图
图10 轴的结构图 Figure 10 chart axis
4.3.2 确定各轴段尺寸 1）确定各轴段直径
1段：d1=φ50mm, 根据带轮的轴径；
2段：d2=φ55mm, 取决于圆锥滚子轴承的大小；
3段：d3=φ64mm, 取决于圆锥滚子轴承轴向固定轴颈直径； 4段：d4=φ55mm, 取决于圆锥滚子轴承的大小； 5段：d5=φ50mm, 取决于带轮直径；
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6段：d5=φ48mm, 取决于圆螺母、垫片的直径。 2）确定轴上各轴段长
1段： l1=80mm,取决于大带轮的宽度；
2段： l2=66mm,根据轴承压盖宽度，轴承的厚度和螺栓连接的估算； 3段： l3=424.5-l1-l2-l4-l5+2=116.75 mm,它取决于擦皮机的总高度；
4段： l4=23+22.75+86=131.75mm, 根据轴承压盖宽度，轴承的厚度,下机筒的的估算； 5段： l5=30mm,转盘的厚度的大小； 6段： l5=13.5mm, 圆螺母、垫片的厚度。 3）轴的疲劳强度校核
轴的结构尺寸设计完成，是否能用，还需再校核危险截面。土豆去皮机机再工作时候轴向受力很小，因此轴所受的弯矩很小，相对于扭矩可以忽略不计。
主轴所受的扭矩T： T2?扭矩图为：
9550?P29550?P??带9550?7.5?0.98?3.62???262 N.m n2n1/i970w
图11 扭矩示意图
Diagram 11 diagrammatic sketch of moment of torque 强度校核：?ca?2M1?(?T2)MPa
W?ca—轴的计算应力，单位是MPa；
M—轴所承受的矩，N.m；
T—轴所承受的扭矩，已求得， N.m；
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