（4）受力分析计算 ① 中间轴传递的转矩T2=1.54?106Nmm ② 受力简图如图3.6-3所示： Ft Fr Frl T2 F1y F1x F2y F2x 图3-3 中间轴受力简图 T2=1.54?106Nmm 齿轮圆周力Ft?2T2/d2?2?1.54?106/45=6.8?104NFr?Fttan??6.8?104?tan20=2.47?104N Ftl?2T2/d3?2?1.54?10/40=7.7?10N Frl?Ftl?7.7?104N4F?2.4?10N1x F2x?Ft?F1x?4.4?104N F1y?6.9?104N64 F1x?2.4?104NF2x?4.4?104N F1y?6.9?104NF2y?3.27?104N F2y?Fr?Fr1?F1y?3.27?104N M1?2172Nm ③ 按弯扭合成强度校核 1）计算轴的弯矩，并画出弯矩图 a． XOZ平面弯矩： M1?F1x?l1?2.4?104?0.0905?2172Nm 弯矩图如图3-4所示：
19
图3-4 XOZ平面弯矩图 M2?6244.5NmM3?1831.2Nm b． YOZ平面弯矩： M2?F1y?l1?6.9?104?0.0905?6244.5Nm M3?F2y?l3?3.27?10?0.056?1831.2Nm 弯矩图如图3-5所示： 4 M??6611.5Nm M???2841Nm 图3-5 YOZ平面弯矩图 22c.合成弯矩:按M?MXOZ?MYOZ计算，则： M??21722?6244.52?6611.5Nm M???21722?1831.22?2841Nm 弯矩图如图3-6所示： 图3-6 合成弯矩图 2)计算当量弯矩 由Mca?M2???T?
2 ，根据设计要求，轴单向运转，载荷有冲 20
击，故其转矩可看成脉动循环变化，取??0.6，则： Mca??M?2???T2??6611.52??0.6?1540??6675Nm 对危险界面强度进行校核： 由参考文献公式查得：W?0.1d3 Mca?6674?ca???13.84MPa?[??1] 3W0.1?4522前已选定的轴材料为45钢，调制处理，查得[??1]?60MPa因为?ca?[??1]故安全。 3.6.3捡膜轮轴的设计 （1）选择轴的材料 该轴传递一般大小功率、转速也不高，用于传动捡膜滚筒，故该轴的材料可选择采用45钢。经调质处理，由表6-1查得许用应力为 ?ca?[??1] [??1]b=60MPa，硬度为217~255HBS，强度极限为?b?650MPa。 （2）按扭转强度初步计算轴端直径 由表15-3可查得A0=103126,故而A0可取小值，取A0?110。则轴端直径为： dmin?A03P51?110?3?39.49mmn175 dmin?40mm 则可取轴端直径为： dmin?40mm （3）轴的结构设计 1）轴的设计 轴上安装有链轮和齿轮，两者均以轴肩和套筒定位，周向则采用键连接固定。两轴承用套筒定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。轴一般做成阶梯轴，右轴承和链轮从右端装入，左轴承和齿轮从左端装入。中间部分安装有捡膜轮，捡膜轮通过嵌套来定位。
21
2）确定各轴段的直径和长度： 轴段Ⅰ：确定轴段长度，根据轴承的宽度以及轴承到齿轮的距离来确定，根据所选轴承宽度为B=18mm,故取L1?40.5mm。 轴段Ⅱ：轴段Ⅰ和轴段Ⅱ之间的轴肩取h?2.5mm，则d2?45mm。轴段Ⅱ的长度根据大齿轮的宽度来确定，一般该轴段长度比齿轮宽短2至3mm,故确定为L2?128mm。 轴段Ⅲ：轴段Ⅱ和轴段Ⅲ之间的轴肩是用来定位齿轮的，取 L1?40.5mm d2?45mm L2?128mm d3?50mm h?2.5mm，则d3?50mm。轴段Ⅲ长度根据齿轮到轴承的距离来确定，故取L3?219.5mm。 轴段Ⅳ：该轴段装链轮和轴承，轴径与轴段Ⅰ取一样，取d4?d1?40mm，轴段Ⅳ的长度应按照链轮对应关系来确定，故取L3?219.5mm L4?94mm。 3) 键的选择 齿轮固定的键根据d2?45mm，选用平键连接，查得公称尺寸为： b?h?14mm?9mm 键槽选用键铣刀加工，长度为l1?110mm。 链轮固定的键根据d4?40mm，选用平键连接，查得公称尺寸为： b?h?12mm?8mm 键槽选用键铣刀加工，长度为 d4?d1?40mm L4?94mm l1?110mm l2?45mm。 l2?45mm 3.7 其他部件的设计 3.7.1破膜部件的设计 破膜部件如右图3-7所示： 总体长度： 830mm 入土圆盘直径： 260mm 极限入土深度： 110mm
22
图3-7破膜部件图 δ=13mm 3.7.2捡膜滚筒的设计 固定滚筒直径： 1120mm 偏心滚筒直径： 900mm 固定滚筒宽度： 800mm 偏心滚筒宽度： 700mm 偏心距： 100mm 3.7.3输送带的设计 根据滚筒的直径，确定输送带的厚度 D = 35K ( d2+δ) 已知滚筒直径D=800mm,由于 D/ d ≥150，d≦6mm,取K=1， 故计算得δ=13mm。 由于输送带是从固定滚筒正上方传动到集膜箱上方，带宽B=800mm。 本带轮传动是平带传动，带轮轴根据设计计算做成一体轴，下面进行带轮轴设计： 轴段Ⅰ：根据最小轴径d1?40mm，轴段长度的确定，根据轴承的宽度加上轴承到齿轮的距离，已知所选轴承宽度为B=18mm,故取L1?20mm L1?20mm d2?45mm L2?368mm d3?80mm 。 轴段Ⅱ：轴段Ⅰ和轴段Ⅱ之间的轴肩取h?2.5mm，则d2?45mm。轴段Ⅱ的长度根据其他部件对应关系来确定，故确定为L2?368mm。 轴段Ⅲ：轴段Ⅱ和轴段Ⅲ之间的轴肩是用来定位齿轮的，取则d3?80mm。轴段Ⅲ长度根据齿轮到轴承的距离来确定，故取L3?800mm。 轴段Ⅳ：轴段Ⅳ和轴段Ⅴ之间过渡是安装链轮，故取d4?45mm。
23
L3?800mm