玉米脱粒机的传动装置和机架设计
即 ： B?(3?1)?20?2?14?58mm 从动带轮的结构如图3：
图3 从动带轮的结构
6 传动轴的设计
传动轴是玉米脱粒机的主要设计部件之一，他在玉米脱粒机正常工作过程中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，玉米脱粒是瞬时冲击很大，而且冲击次数很频繁的工作环境，因此传动轴的设计是很关键的一个步骤。它的主要公用是：一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置；而是传递轴上的运动和动力。轴按照轴线形状的不同，可以分为曲轴、直轴、软轴和挠形轴等，根据玉米脱粒机的结构特点和组成形状及工作强度和环境的要求，玉米脱粒机的主轴选用直轴形式传递，而且选用直轴中的阶梯轴。此轴的设计如下：
根据轴的扭转强度来初步计算确定其最小直径，可利用经验公式：
d?A03p n其中：A0—轴常用的几种材料的???T的A0值 p—主轴上的功率 kw
n—主轴上的转速 rmin轴上的材料由《机械设计基础》一书中表18—1 可以查到，应选取调质处理的45号钢，?B?650MP，书中表18—2取A0?118，于是得 ：
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dmin?118?35.3?23mm 750输出轴上的最小直径显然是安装带轮的内孔，必在轴上开有键槽，因此，为了开键槽又不消耗输出轴的强度，可以使周的直径增加5%以上，这样增加输出轴的尺寸，因而可以提高轴的工作强度。即：
d?d?(1?5%)?213?(1?5%)?25mm
主输出轴的最小直径是安装带轮处的直径，为了使所选的轴直径与带轮相配合，故使输出轴端的轴径选为25mm在《机械设计基础》一书。查表可以得知带轮的厚度B?58mm，则取输出轴的次段轴径为d?25mm，其长度为60mm。 6.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
为了满足带轮的轴向定位要求，Ⅰ—Ⅱ轴段右端需要制出一个轴肩，故取Ⅱ—Ⅲ段的轴直径d?28mm ，输出轴的径向定位由普通平键来完成。选用键的型号为普通平键b?h?l为8?7?35。键的型号可以通过查《机械设计基础》一书取得。
6.2 初步选择输出轴系
由脱粒机的结构和相关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和钉齿滚筒，其上的钉齿承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根据d?28mm，初步选取支撑的轴承为相心球轴承，在《机械设计手册》查得相心球轴承的型号为406，它的结构尺寸d?D?B为30?72??23，故取Ⅲ—Ⅳ段与Ⅴ—Ⅵ段的直径相等，即d?30mm。
考虑到机体的制造误差等原因造成的安装错位或是借口不齐等，滚动轴承应在机体内有一段移动的位移，查《机械设计手册》可等位移量s?8mm。 取安装钉齿的轴Ⅳ—Ⅴ段的直径为d?40mm，轴承与轴肩用轴端挡圈固定，
H左、右两端采用的轴承用轴承座固定轴承，配合为7K，其上在距离50mm处，
6焊接钉齿滚筒，已知钉齿滚筒长为735mm。轴的基本结构如图4：
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图4 轴的结构
6.3确定输出轴上的圆角半径r值
按前面所述的原则，求出轴肩处的圆角半径r的值，详细见图。轴端倒角在轴的两端均为2?450，小轴肩为1?450轴肩的作用是使阶梯直轴在轴径改变截面上减小应力集中。
6.4 按弯扭合成条件校核轴的强度 6.4.1 作轴的简图
6.4.2 求输出轴上的所受作用力的大小
p 根据公式：T?9550000? 求得
n 其中：p—电动机的额定功率 kw n—主轴的转速 r
min5.5?70033N?M 即：T?9550000?7506.4.3钉齿条上的合力
2T 根据公式：Ft? 求得
d 其中 ：d—输出轴的轴心到钉齿定的距离
2?70033637N 即 ：Ft?220 根据公式：Fr?Ft?80% 求得
其中：80%—径向力占圆周力的百分数 （根据《脱粒机》查得） 即 ：Fr?637?80%?510N
根据公式： Fa?Ft?tg? 求得
由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。 则取Fa?0 （根据《脱粒
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机》查得）
圆周力Ft 径向力Fr 轴向力Fa 的方向如图所示（b）
6.4.4轴上水平面内所受支反力如图 根据公式： RH1?Ft?L3 求得
L2?L3 其中：L2—是输出轴上Ⅲ—Ⅳ段的中心线到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处的距离 mm
L3—是输出轴上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处到右端Ⅴ—Ⅵ段中心线之间的距离mm
637?600?424.7?425N 即 ：RH1?300?600 根据公式： RH2?Ft?RH1求得 即 ： RH2?637?424.7?212.7?212N 6.4.5轴在垂直面内所受的支反力
Fr?L3?Fa?D2 求得
L2?L3根据公式： Rv1?其中 ：D—钉齿的顶端到主轴轴心的距离 mm
0?220510?600?2即 ： Rv1??340N
300?600 根据公式 ：Rv2?Fr?Rv1 求得
即 ： Rv2?510?340?17N0
6.4.6 作弯矩图
在水平面内，轴上B、C、D三点的弯矩为 ：
根据公式 ： MBH?MDH?0
MCH?RH1?L2 求得
即： MCH?425?300?127500N?M
作水平面内弯矩图如图1（b）所示
在垂直面内，轴上B、C、D三点的弯矩为 ： 根据公式 ： MBV?MDV?0
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Mcv1?Rv1?L2 求得
即 ： Mcv1?340?300?102000N?mm
根据公式 ： Mcv2?Rv1?L2?Fa?D 求得 20?220102000N?mm 2作垂直面内弯矩图如图 1 （c）所示
合成的弯矩为 ：
即 ：Mcv2?340?300?MB?MD?0
22Mc1?MCH?MCV(127500)2?(102000)2?163280N?mm1?
22Mc2?MCH?Mcv(127500)2?(102000)2?163280N?mm2?
作轴的合成弯矩图如图 1 （d）所示。
6.4.7作弯矩图
p 求得 n5.5?70033N?mm 即 ： TB?TC?9550000?750 根据公式 ： TB?TC?9550000? 其中 ： p—电动机的额定功率 kw n —主轴转速 r
minTD?0
作轴的弯矩图 1 （e）所示
6.4.8作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图
B 点：MBCa???T?0.59?70033?41319.7?41320N?mm C
点
左
侧
：
2222Mcca?MC?(??T)?(163280)?(0.59?70033)?168427N?mm 1D点右侧 ：Mcca?Mc2?163280N?mm 作轴的当量弯矩图 1 （f）所示。
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