《半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)論文設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)論文設(shè)計(jì)（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)設(shè)計(jì)目 錄中文摘要1英文摘要21 緒 論31.1 設(shè)計(jì)研究的意義31.2 國(guó)內(nèi)外蘋果套袋機(jī)的研究現(xiàn)狀31.3 設(shè)計(jì)研究的思路和方案42 整機(jī)設(shè)計(jì)52.1 設(shè)計(jì)分析52.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.3 工作原理73 結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)83.1 進(jìn)網(wǎng)部分設(shè)計(jì)83.2 包裝部分設(shè)計(jì)93.2.1 圓盤設(shè)計(jì)93.2.2 套袋裝置設(shè)計(jì)103.2.3 間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)113.3 運(yùn)輸部分設(shè)計(jì)124 傳動(dòng)裝置計(jì)算134.1 電動(dòng)機(jī)選型計(jì)算134.1.1 電機(jī)類型選擇134.1.2 電機(jī)容量選擇134.1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇144.1.4 電機(jī)型號(hào)選擇144.2 傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算144.2.1 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配1

2、44.2.2 各軸參數(shù)計(jì)算144.3 齒輪參數(shù)計(jì)算154.3.1 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算154.4 帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算174.4.1 同步帶參數(shù)計(jì)算174.5 軸的參數(shù)計(jì)算194.5.1軸的最小直徑估算194.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算204.5.3 軸的強(qiáng)度校核22結(jié) 論23謝 辭24參 考 文 獻(xiàn)25半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)設(shè)計(jì)摘 要：為提高水果品質(zhì)，蘋果套袋技術(shù)被廣泛應(yīng)用，在改善品質(zhì)的同時(shí)提升水果質(zhì)量。雖然蘋果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，但其自身脆嫩，保護(hù)組織差。容易受到機(jī)械損傷和不同程度的整體果實(shí)損壞，從而造成整體的腐爛。針對(duì)蘋果套袋問題，經(jīng)過對(duì)各種蘋果包裝袋的材料分析，對(duì)蘋果采用發(fā)泡網(wǎng)袋套袋后，能夠有效地減少破損率

3、。設(shè)計(jì)一款能輔助果農(nóng)完成套袋作業(yè)的半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)，從而減少果農(nóng)的工作強(qiáng)度和勞動(dòng)量；保證蘋果的銷售質(zhì)量，提高銷量，降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失。基于設(shè)計(jì)要求，主要對(duì)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行設(shè)計(jì)及分析，提出能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)套袋包裝功能的新機(jī)構(gòu)。對(duì)機(jī)器的每個(gè)結(jié)構(gòu)部件和傳動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并建立三維模型，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可行性、主要參數(shù)的計(jì)算。關(guān)鍵詞： 蘋果；網(wǎng)袋套袋機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)計(jì)算Design of Semi-automatic Bagging Machine for AppleAbstract：In order to improve fruit quality, apple bagging technology

4、 is widely used to improve fruit value while increasing quality. Although apples have high nutritional value, they are crunchy and tender, and their protection is poor. Vulnerable to mechanical damage and varying degrees of whole fruit damage, resulting in overall decay. Aiming at the problem of app

5、le bagging, after analyzing the materials of various apple packaging bags, the use of foam net bagging for apples can effectively reduce the breakage rate. Design a semi-automatic apple bagging machine that can assist fruit farmers in bagging operations, thereby reducing the labor intensity and work

6、load of fruit farmers; ensuring the quality of apple sales, increasing sales, and reducing unnecessary economic losses. Based on the design requirements, the structure of the mechanism is mainly designed and analyzed, and a new mechanism capable of realizing the function of continuous bagging is pro

7、posed. The structural design of the transmission system and the three-dimensional model are established for each structural part of the machine to verify the motion feasibility of the mechanism and the calculation of the main parameters.Keywords：Apple; Mesh bagging machine; Transmission system; Desi

8、gn calculation- 31 -1 緒 論1.1 設(shè)計(jì)研究的意義我國(guó)的蘋果消費(fèi)以新鮮食品為主，蘋果不但含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，而且能有助于消化。近幾年蘋果消費(fèi)數(shù)據(jù)來看，消費(fèi)增速有所放緩，鮮食消費(fèi)的占比呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹碓街匾曀钠焚|(zhì)，對(duì)健康衛(wèi)生無(wú)公害的水果需求量不斷地增長(zhǎng)，我國(guó)的蘋果行業(yè)逐漸發(fā)展成為萬(wàn)億級(jí)的產(chǎn)業(yè)，可以說是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè) 文亦驍,王志明,萬(wàn)勇,何俊峰.水果套袋機(jī)發(fā)展研究綜述J.中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2017,38(06):104-108.。我國(guó)一直都是蘋果種植和蘋果消費(fèi)大國(guó)，行業(yè)規(guī)模極為龐大，為GDP的增長(zhǎng)做出了重大的貢獻(xiàn)。蘋果需求量增大的同時(shí)，其損

9、耗率也是居高不下，主要損耗是在摘果，包裝和運(yùn)輸?shù)认盗羞^程中 田佳壯.圓形水果自動(dòng)套網(wǎng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)研究D.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.。由于蘋果外表比較脆，在運(yùn)輸中存在碰撞，擠壓等損傷，使蘋果的表皮容易損壞從而造成整體的腐爛。腐爛的蘋果招來的細(xì)菌會(huì)加速周圍蘋果的腐爛，造成一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失 劉志強(qiáng).全自動(dòng)水果網(wǎng)套套裝機(jī)P.CN203698700U,2014-01-22.。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在蘋果上套裝發(fā)泡網(wǎng)袋能夠有效的減少蘋果的損傷率。由于發(fā)泡網(wǎng)本身?yè)碛幸欢ǖ膹椥裕⑶夷苡行У貙?duì)蘋果起到緩沖的作用，不僅重量輕，還降低了運(yùn)輸?shù)某杀?。目前，我?guó)的個(gè)體蘋果種植戶普遍采用手工套網(wǎng)袋包裝的方法，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作速

10、度慢且效率較低，造成蘋果的成本越來越高?，F(xiàn)有的網(wǎng)袋套袋機(jī)能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)大小的蘋果進(jìn)行套袋包裝，但機(jī)器造價(jià)成本高且自動(dòng)化程度不高，只能將網(wǎng)袋分段套設(shè)在機(jī)器上進(jìn)行套袋工作，其效率較低。對(duì)于一些特殊大小的蘋果，容易產(chǎn)生蘋果與網(wǎng)袋的分離，效果不理想。因此，研究設(shè)計(jì)出一款套袋效率高，包裝效果好的半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)成了此次設(shè)計(jì)研究的目的和作用意義。1.2 國(guó)內(nèi)外蘋果套袋機(jī)的研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)于水果套袋包裝方面的機(jī)械研究相比較快，機(jī)械設(shè)備大多針對(duì)圓球形水果和蔬菜等對(duì)象進(jìn)行包裝，自動(dòng)化程度比較高且速度快， 維修起來方便 徐勤超,陳紅,潘海兵,李善軍.球形水果塑料發(fā)泡網(wǎng)套包裝機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2019,35(

11、19):56-61.。但國(guó)際上比較完善的、高效的包裝機(jī)器和設(shè)備研究的很少。較為早期的是日本岡山大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制開發(fā)的棚架栽培下多功能葡萄收獲機(jī)器人5 Kondo N,Monta M,Fujiura T. Fruit harvesting robots in Japan.J. Pubmed,1996,18(1-2).。日本通用包裝機(jī)械有限公司在2016年上海國(guó)際包裝展覽會(huì)上，提出了一種用于水果包裝的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)套袋包裝機(jī)和一種立式320水果套網(wǎng)狀包裝機(jī)，并引起了國(guó)際和國(guó)內(nèi)機(jī)械專家的關(guān)注 Roberto Oberti,Massimo Marchi,Paolo Tirelli,Aldo Calcante

12、,Marcello Iriti,Emanuele Tona,Marko Hoevar,Joerg Baur,Julian Pfaff,Christoph Schütz,Heinz Ulbrich. Selective spraying of grapevines for disease control using a modular agricultural robotJ. Biosystems Engineering,2016,146.。兩臺(tái)包裝機(jī)都有先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制裝置，可以有效地控制和檢測(cè)機(jī)器的氣壓壓力、溫度控制、以及水果的套網(wǎng)狀態(tài)；并且還可以控制輸送裝置和切割裝置，以

13、避免包裝材料和原料的浪費(fèi)7 張克平,田佳壯,李妙祺. 圓形水果自動(dòng)化套網(wǎng)包裝機(jī)P. CN108639423A,2018-10-12.。改善了水果的自動(dòng)化套網(wǎng)包裝，有效地提高生產(chǎn)效率，并且整套設(shè)備僅需一人即可操作完成，減少工人的勞動(dòng)力和勞動(dòng)成本。技術(shù)方面的封鎖和進(jìn)口設(shè)備的出售價(jià)較高，導(dǎo)致設(shè)備很難在市場(chǎng)上推廣，不適用于小型果商和個(gè)體蘋果種植農(nóng)戶。盡管國(guó)內(nèi)有很大的蘋果需求量，但對(duì)蘋果套網(wǎng)袋包裝設(shè)備的研究還相對(duì)較晚，其技術(shù)含量正在逐步的提高，包裝效果也愈加顯著 王勝會(huì).水果套袋機(jī)器人的開發(fā)設(shè)計(jì)及研究D.燕山大學(xué),2016.。目前，國(guó)內(nèi)蘋果套網(wǎng)袋包裝方式有三種：手工包裝，半自動(dòng)化包裝、機(jī)械手臂包裝。存在

14、的問題：(1)純手工式套袋能地對(duì)各種形狀的蘋果進(jìn)行塑料膜套袋和塑料發(fā)泡網(wǎng)套袋。但效率過低，必須人工手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)袋的截取，然后手動(dòng)對(duì)蘋果套袋。勞動(dòng)強(qiáng)度大，網(wǎng)袋截取長(zhǎng)度不一致，人工成本也隨之增加。 (2)半自動(dòng)化的設(shè)備不能連續(xù)地進(jìn)給網(wǎng)袋，只能將網(wǎng)袋分段套設(shè)在機(jī)器的撐筒上，然后再套在蘋果上，包裝效果不理想 葛曉棠.半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)器人的研究D.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.。盡管機(jī)器完成了對(duì)蘋果的套網(wǎng)袋工作，但是由于蘋果的形狀各異，存在一些特殊尺寸的蘋果，導(dǎo)致蘋果與網(wǎng)袋容易分離，生產(chǎn)效率并未得到明顯提高。 (3)由于機(jī)械手臂的包裝技術(shù)尚未完全開發(fā)，在套網(wǎng)袋的過程中難以避免磕碰蘋果，對(duì)其造成意外損傷；另外由于

15、機(jī)械手臂的造價(jià)成本高，因此大部分的個(gè)體果農(nóng)基本不會(huì)采用。1.3 設(shè)計(jì)研究的思路和方案查閱并搜集與套袋機(jī)的相關(guān)資料，全面性的了解當(dāng)下套袋機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)上的最新動(dòng)態(tài)。掌握現(xiàn)已有套袋機(jī)的整體構(gòu)造和設(shè)計(jì)原理，工作原理。參考現(xiàn)有的套袋機(jī)研究設(shè)計(jì)案例，結(jié)合自己的設(shè)計(jì)想法進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)和思考。確認(rèn)自己的設(shè)計(jì)的研究思路和方案，確定本次設(shè)計(jì)的大體思路后，按照任務(wù)設(shè)計(jì)書要求完成相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過自己的研究學(xué)習(xí)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)及計(jì)算分析，確定最終的半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)套袋機(jī)進(jìn)行布局和設(shè)計(jì)重要的工作部件，使自己的設(shè)計(jì)滿足要求。設(shè)計(jì)過程中充分利用所學(xué)過的專業(yè)軟件（Auto CAD，Pro-E等）以及off

16、ice辦公系列軟件。加強(qiáng)對(duì)建模軟件的學(xué)習(xí)，制定出符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的模型，各結(jié)構(gòu)部分之間進(jìn)行調(diào)試計(jì)算和優(yōu)化。對(duì)所設(shè)計(jì)的半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)進(jìn)行不足之處的改進(jìn)，使得設(shè)計(jì)更具有可行性，并制定出所需要的符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的零件圖，裝配圖，等圖紙。2 整機(jī)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)分析半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的用途是對(duì)蘋果進(jìn)行發(fā)泡網(wǎng)袋的套袋，減少蘋果在輸送和最終銷售中產(chǎn)生的碰撞和損壞問題?？紤]到蘋果的形狀大小方面存在一定的差異，品種也有區(qū)別。就取標(biāo)準(zhǔn)蘋果的大小（直徑60-80mm），重量（160-200g）作為參考來進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用的發(fā)泡網(wǎng)相比常用來包裝的塑料袋和瓦楞紙具有彈性好，好的緩震效果，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。套在撐網(wǎng)筒和套袋裝置上，不會(huì)

17、輕易脫落，能夠完成對(duì)蘋果的套袋工作。同時(shí)，發(fā)泡網(wǎng)熔點(diǎn)低，采用熱切刀進(jìn)行切斷的速度很快，從而節(jié)約工作時(shí)間。確定半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的用戶是小型果農(nóng)和個(gè)體種植果農(nóng)戶，在保證套袋機(jī)能夠正常完成工作且不影響效率的前提之下更容易上手，機(jī)器操作盡可能的簡(jiǎn)單 祁飛.水果套袋機(jī)設(shè)計(jì)D.哈爾濱理工大學(xué),2016.?？紤]到經(jīng)濟(jì)成本問題，根據(jù)各機(jī)構(gòu)需要的動(dòng)力和蘋果的重量選用合適的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)部件的選型和設(shè)計(jì)上盡量避免非標(biāo)準(zhǔn)件。半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)中各個(gè)構(gòu)件的構(gòu)成零件尺寸小，受力小，部分材料還可采用非金屬材料。在滿足工作需要的同時(shí)整機(jī)的體積小，造價(jià)成本低，性價(jià)比高。2.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)主要設(shè)計(jì)了進(jìn)網(wǎng)部分、包

18、裝部分和運(yùn)輸部分三個(gè)主要部分。進(jìn)網(wǎng)部分主要包括撐網(wǎng)裝置和切斷裝置兩個(gè)裝置，來完成對(duì)包裝部分的套袋裝置進(jìn)行套袋。包裝部分主要作用是把未套袋的套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)網(wǎng)部分進(jìn)行套袋工作，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將已經(jīng)套袋完成的套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到運(yùn)輸部分。運(yùn)輸部分則是把蘋果輸送到包裝部分通過套袋裝置來完成對(duì)蘋果的套袋。使用Soildworks建模軟件對(duì)整機(jī)進(jìn)行建模，整機(jī)的主要結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1(a) (b)所示，其中(1)運(yùn)輸部分，(2)包裝部分，(3)套袋裝置，(4)撐網(wǎng)裝置，(5)進(jìn)網(wǎng)部分。（a）（b）1.運(yùn)輸部分2.包裝部分3.套袋裝置4.撐網(wǎng)裝置5.進(jìn)網(wǎng)部分圖21 結(jié)構(gòu)示意圖2.3 工作原理半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的整

19、個(gè)工作過程：首先，通過進(jìn)網(wǎng)部分的撐網(wǎng)裝置將發(fā)泡網(wǎng)撐開成設(shè)定的發(fā)泡網(wǎng)大小，并且先把發(fā)泡網(wǎng)套在包裝部分的套袋裝置上，同時(shí)切斷裝置利用熱切刀的熱切作用快速把發(fā)泡網(wǎng)切斷，先完成對(duì)套袋裝置的套袋。其次，包裝部分經(jīng)過旋轉(zhuǎn)軸上的球面槽輪機(jī)構(gòu)將未套上發(fā)泡網(wǎng)的套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)網(wǎng)部分進(jìn)行裝套發(fā)泡網(wǎng)，把已經(jīng)套上發(fā)泡網(wǎng)的套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到運(yùn)輸部分準(zhǔn)備進(jìn)行對(duì)蘋果的套袋包裝。運(yùn)輸部分把每個(gè)蘋果經(jīng)過傳送帶，依次輸送到包裝部分的套袋裝置所在的位置，蘋果從套袋裝置上的下果孔掉進(jìn)已經(jīng)套上發(fā)泡網(wǎng)的套袋裝置中。利用蘋果自身的重力撐開套袋裝置上的爪子，并套上發(fā)泡網(wǎng)落到蘋果收集箱內(nèi)，這樣就完成了對(duì)一個(gè)蘋果的套袋工作。整個(gè)過程中三個(gè)主要部分的

20、運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，相互配合完成一個(gè)蘋果的套網(wǎng)袋工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蘋果套袋工作的連續(xù)性。圖2-2為半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)在間歇時(shí)刻的工作原理圖。圖22 工作原理圖3 結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)3.1 進(jìn)網(wǎng)部分設(shè)計(jì)整個(gè)進(jìn)網(wǎng)部分的主要是給包裝部分的套袋裝置進(jìn)行連續(xù)性的套袋，通過撐網(wǎng)裝置的撐筒把發(fā)泡網(wǎng)撐開預(yù)先設(shè)定的尺寸大小。由于發(fā)泡網(wǎng)本身有很好的彈性，在撐開的時(shí)候能夠貼合在撐筒上，未撐開的部分會(huì)縮成正常狀態(tài)。撐網(wǎng)裝置的傳送帶和撐筒將發(fā)泡網(wǎng)夾在兩者之間，再通過連接撐網(wǎng)裝置的一對(duì)直齒齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，利用傳送帶在傳送過程中與發(fā)泡網(wǎng)之間產(chǎn)生的摩擦力，將發(fā)泡網(wǎng)向上傳送預(yù)先設(shè)定的高度并套在套袋裝置上。設(shè)定的高度足夠用來對(duì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小蘋果進(jìn)行

21、套袋，且發(fā)泡網(wǎng)對(duì)套袋裝置只套上一半的高度，呈現(xiàn)出上半部分貼合狀態(tài)，下半部分正常狀態(tài)。切斷裝置的熱切刀從下面把發(fā)泡網(wǎng)切斷，從而完成進(jìn)網(wǎng)部分的工作?？紤]到進(jìn)網(wǎng)部分的工作連續(xù)性和穩(wěn)定性，兩個(gè)傳送帶的中心距為80mm，故采用一對(duì)傳動(dòng)比（1:1），分度圓直徑d=80mm的直齒齒輪來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)工作要求，進(jìn)網(wǎng)部分的整體設(shè)計(jì)如圖3-1所示，主要是由支架1、切斷裝置2、撐網(wǎng)裝置（撐筒）3、撐網(wǎng)裝置（傳送帶）4和傳動(dòng)齒輪5構(gòu)成。1.支架 2.切斷裝置 3.撐網(wǎng)裝置（撐筒） 4.撐網(wǎng)裝置（傳送帶） 5.傳動(dòng)齒輪圖3-1 進(jìn)網(wǎng)部分結(jié)構(gòu)示意圖3.2 包裝部分設(shè)計(jì)包裝部分在整個(gè)半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)是非常重要的一部分，不僅要考

22、慮到使用的方便，結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，還要重點(diǎn)考慮和運(yùn)輸部分，進(jìn)網(wǎng)部分的配合關(guān)系。需要把進(jìn)網(wǎng)部分套上發(fā)泡網(wǎng)的已套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到運(yùn)輸部分進(jìn)行蘋果的套袋，同時(shí)還要把已經(jīng)給蘋果套袋后的未套袋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)網(wǎng)部分進(jìn)行裝置套袋。當(dāng)蘋果經(jīng)過運(yùn)輸部分到達(dá)包裝部分的套袋裝置，經(jīng)過套袋裝置的下果孔落在套袋裝置的爪子上，利用蘋果自身的重力撐開爪子，進(jìn)入已經(jīng)預(yù)先套上的發(fā)泡網(wǎng)，完成蘋果的套袋。整個(gè)包裝部分的工作過程，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過主動(dòng)齒輪傳動(dòng)和球面槽輪機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)圓盤的旋轉(zhuǎn)。球面槽輪機(jī)構(gòu)屬于間歇機(jī)構(gòu)，能夠給進(jìn)網(wǎng)部分和運(yùn)輸部分提供所需的工作時(shí)間，保證了蘋果能夠在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成套袋工作。根據(jù)工作要求，包裝部分的整體設(shè)計(jì)如圖3-2所示，主要

23、由傳動(dòng)齒輪1、主動(dòng)軸2、套袋裝置3、圓盤4、旋轉(zhuǎn)軸5和球面槽輪機(jī)構(gòu)6構(gòu)成。1.傳動(dòng)齒輪 2.主動(dòng)軸 3.套袋裝置 4.圓盤 5.旋轉(zhuǎn)軸 6.球面槽輪機(jī)構(gòu)圖3-2 包裝部分結(jié)構(gòu)示意圖3.2.1 圓盤設(shè)計(jì)包裝部分需要把未套袋裝置和已套袋裝置分別傳送到進(jìn)網(wǎng)部分和運(yùn)輸部分，考慮成本的問題，使用起更方便采用圓盤形狀的設(shè)計(jì)。同時(shí)為了提高套袋包裝的效率，圓盤上設(shè)計(jì)6個(gè)下果孔，每個(gè)孔的直徑根據(jù)之前提到的標(biāo)準(zhǔn)蘋果大小的直徑設(shè)計(jì)成80mm，套袋裝置的圓心設(shè)定在一個(gè)240mm的圓上，且均勻分布在圓盤上，圓盤的最大直徑根據(jù)需要設(shè)計(jì)成350mm。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈能夠完成6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小蘋果的套袋包裝，圓盤和旋轉(zhuǎn)軸之間采用4個(gè)M

24、5*16的內(nèi)六角圓柱螺釘固定，以防止旋轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)過程中與圓盤產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象。圓盤通過旋轉(zhuǎn)軸和球面槽輪機(jī)構(gòu)的連接進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，能夠準(zhǔn)確到達(dá)指定的部分位置，根據(jù)工作要求利用三維建模軟件設(shè)計(jì)的圓盤如圖3-3所示。圖3-3 圓盤設(shè)計(jì)圖3.2.2 套袋裝置設(shè)計(jì)為了使每個(gè)蘋果能夠直接經(jīng)過圓盤的下果孔，成功的進(jìn)入到套袋裝置里完成套袋工作，并且防止蘋果下落速度過快而造成套袋工作的失敗。經(jīng)過對(duì)裝置材料的選取和設(shè)計(jì)，初步擬出兩種方案，這兩種方案均可以對(duì)蘋果完成套袋工作，現(xiàn)對(duì)兩種方案進(jìn)行分析：方案一：每一個(gè)套袋裝置的設(shè)計(jì)主要由4個(gè)形狀大小一樣的爪子和1個(gè)固定環(huán)來構(gòu)成一個(gè)完整的套袋裝置，固定環(huán)與圓盤上的下果孔設(shè)計(jì)成同樣大小

25、的尺寸，并通過4個(gè)M3*16的內(nèi)六角圓柱螺釘均勻的將其固定在圓盤上。固定環(huán)與每個(gè)爪子之間采用鉸鏈連接，鉸鏈也是均勻的分布固定在固定環(huán)上，保證了每個(gè)爪子能夠繞固定環(huán)的鉸鏈旋轉(zhuǎn)。爪子表面設(shè)計(jì)成光滑的圓弧面，保證蘋果下落的過程蘋果表面不受損壞。背面設(shè)計(jì)了加強(qiáng)筋，爪齒可在與爪子的連接處旋轉(zhuǎn)，兩者之間通過皮筋來連接。當(dāng)蘋果下落時(shí)，自身的重力足夠撐開爪子和皮筋的作用力進(jìn)入到發(fā)泡網(wǎng)當(dāng)中，套袋之后皮筋的收縮將爪子和爪齒復(fù)位成原來的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)套袋裝置的連續(xù)工作。根據(jù)工作要求，套袋裝置方案一的設(shè)計(jì)圖如圖3-4所示，爪子1、鉸鏈2、固定環(huán)3、皮筋4、皮筋5、爪齒6構(gòu)成。1.爪子 2.鉸鏈 3.固定環(huán) 4.皮筋 5.

26、皮筋 6.爪齒圖3-4 套袋裝置方案一方案二：在方案一的基礎(chǔ)上，將固定環(huán)和爪子設(shè)計(jì)成一體，為了確保蘋果能夠從爪子中順利掉落在發(fā)泡網(wǎng)中，爪子需要有一定的韌性。而且爪子厚度不宜過厚，過厚容易造成蘋果在下落過程中難以撐開爪子，導(dǎo)致蘋果卡在裝置里，無(wú)法完成套袋工作。因此對(duì)爪子的材料進(jìn)行選取和運(yùn)動(dòng)過程分析，在蘋果下落過程中始終是和爪子內(nèi)部相切，當(dāng)撐開爪子的時(shí)候，爪子會(huì)產(chǎn)生微量的變形，但其本身具有韌性，脫離爪子的時(shí)候能夠恢復(fù)原狀，為下次工作做準(zhǔn)備。選取厚度0.5mm的不銹鋼材料，內(nèi)部光滑圓弧面，保證蘋果的外表面不受損傷，同時(shí)方便蘋果完成套袋。工作過程如如圖3-5。圖3-5 工作過程根據(jù)工作要求，套袋裝置方

27、案二的設(shè)計(jì)圖如圖3-6所示。圖3-6 套袋裝置方案二對(duì)比兩種方案，方案一的爪子是通過鉸鏈連接，靈活度高，蘋果在下落過程中，阻力偏低。通過皮筋對(duì)爪子進(jìn)行復(fù)位，能有效減少緩沖力，但復(fù)位后爪子會(huì)產(chǎn)生一定的晃動(dòng)，進(jìn)行套發(fā)泡網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生影響。方案二爪子和固定環(huán)一同固定在圓盤上，本身有一定的韌性，足夠使蘋果撐開爪子并完成工作。同時(shí)爪子復(fù)位后沒太大的波動(dòng)，對(duì)后續(xù)工作不會(huì)造成影響，故采用套袋裝置方案二。3.2.3 間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸和旋轉(zhuǎn)軸的軸線是相互垂直關(guān)系，且旋轉(zhuǎn)軸需要的運(yùn)動(dòng)是間歇運(yùn)動(dòng)。初步采用平面間歇機(jī)構(gòu)需要增加一對(duì)換向的圓錐齒輪來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，占用一定的空間，所以把兩者結(jié)合一起設(shè)計(jì)成球面槽輪間歇

28、機(jī)構(gòu)。球面槽輪間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和間歇時(shí)間的比值永為1:1，可根據(jù)實(shí)際工作需要設(shè)計(jì)槽輪數(shù)，常用的槽輪數(shù)為四槽和六槽，故根據(jù)設(shè)計(jì)的要求將槽輪數(shù)設(shè)計(jì)成六槽 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理與機(jī)械零件教研室.機(jī)械原理M.北京:高等教育出版社,2013.。根據(jù)工作要求，球面槽輪間歇機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖如3-5所示，銷軸1、轉(zhuǎn)臂2、球面槽輪3構(gòu)成。當(dāng)轉(zhuǎn)臂2繞著X軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銷軸1在球面槽輪3的球面槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步的帶動(dòng)槽輪繞著Y轉(zhuǎn)動(dòng)。銷軸轉(zhuǎn)離球面槽時(shí)，槽輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)間歇。轉(zhuǎn)臂上的圓柱面正好旋入球面槽，實(shí)現(xiàn)間歇時(shí)的定位。銷軸軸線和轉(zhuǎn)臂的軸線夾角等于轉(zhuǎn)位角，球半徑R可跟實(shí)際工作需要選定。動(dòng)靜比Kd指的是槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和間歇時(shí)間

29、之比，運(yùn)動(dòng)系數(shù)指的是一個(gè)循環(huán)過程中，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-6-8，將球面槽輪間歇機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)參數(shù)整理如表3-1所示。1.銷軸 2.轉(zhuǎn)臂 3.球面槽輪圖3-5 球面槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖表3-1 球面槽輪機(jī)構(gòu)參數(shù)表參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)據(jù)槽數(shù)z=6轉(zhuǎn)位角=30°動(dòng)靜比運(yùn)動(dòng)系數(shù)球面槽輪半徑厚度傳動(dòng)比k=1=0.5R=50mm5mm6:13.3 運(yùn)輸部分設(shè)計(jì)運(yùn)輸部分初步設(shè)計(jì)采用帶傳動(dòng)與運(yùn)輸機(jī)的主動(dòng)軸進(jìn)行連接，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，運(yùn)輸帶上設(shè)計(jì)有11個(gè)擋板，以防止蘋果在運(yùn)輸過程中與運(yùn)輸帶摩擦力不夠下滑的現(xiàn)象。運(yùn)輸速度和包裝時(shí)間經(jīng)過設(shè)計(jì)和時(shí)間的推算，把傳動(dòng)比擬定為1:2，能夠有效地完成

30、與其他兩個(gè)部分的配合。4 傳動(dòng)裝置計(jì)算4.1 電動(dòng)機(jī)選型計(jì)算根據(jù)半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的工作需要，其工作狀況是：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，滿載工作，單班制工作。進(jìn)網(wǎng)部分，包裝部分和運(yùn)輸部分的動(dòng)力輸入均由電機(jī)提供，工作電機(jī)的選型合適與否決定了半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)的工作效率。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主傳動(dòng)軸的工作機(jī)阻力矩T=18.97NM，轉(zhuǎn)速n=30r/min。4.1.1 電機(jī)類型選擇目前，常用電機(jī)的類型通常分成交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種。在工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是交流電機(jī)，如果沒有特殊要求的情況下，通常選用三相異步交流電動(dòng)機(jī)。這種類型的電動(dòng)機(jī)具有廣泛的應(yīng)用范圍，并且具有很好的啟動(dòng)性和較高的可調(diào)速范圍。工作時(shí)噪音小，效率高，設(shè)備維修方便等

31、優(yōu)點(diǎn) 秦大同,謝里陽(yáng).現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.。根據(jù)工作條件，Y系列，封閉式結(jié)構(gòu)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，能夠滿足工作的使用要求。4.1.2 電機(jī)容量選擇確定電機(jī)所需要的功率為： Pd=Pw(4-1)Pw=Tn9550(4-2)電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)裝置的總效率為：=1233245(4-3) 式中： 1為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，取 1=0.99； 2為軸承的傳動(dòng)效率，取 2=0.98； 3為齒輪的傳動(dòng)效率，取 3=0.97； 4為同步齒形帶的傳動(dòng)效率，取 4=0.98； 5為減速器的傳動(dòng)效率，取 5=0.97；=0.992×0.983×0.97×0

32、.98×0.97=0.82(4-4)Pd=Tn9550=18.97×309550×0.82=71W4.1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇根據(jù)主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)要求，其工作轉(zhuǎn)速n=30r/min，經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表15-1-5，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比i=840?？捎?jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速選取范圍nd=in=240-1200rmin查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表25-1-33可知，選取符合要求的電機(jī)轉(zhuǎn)速為750rmin。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，可確定選取的電機(jī)為小功率電機(jī)。4.1.4 電機(jī)型號(hào)選擇結(jié)合電機(jī)的容量和轉(zhuǎn)速等情況，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表25-1-33選定電機(jī)型號(hào)為Y2-801-8，其主要參數(shù)數(shù)據(jù)如表4-1所示：表4

33、-1 電機(jī)參數(shù)表型號(hào)額定功率/W同步轉(zhuǎn)速/(r/min)額定電流/A功率因數(shù)(cos)效率/%最大轉(zhuǎn)矩/（NM）Y2-801-80.187500.880.61511.94.2 傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算4.2.1 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配根據(jù)已知電機(jī)的轉(zhuǎn)速nm=750rmin，主傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n1=30rmin，可求得總傳動(dòng)比為：i=n1n2=75030=25(4-5)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和計(jì)算，總傳動(dòng)比i=25，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比i=840，滿足傳動(dòng)要求。4.2.2 各軸參數(shù)計(jì)算電機(jī)經(jīng)過聯(lián)軸器和減速器，連接到主傳動(dòng)軸I軸，傳動(dòng)比i1=25，傳動(dòng)效率1=0.992×0.97=0.95；進(jìn)網(wǎng)部分所在的軸為II軸，傳

34、動(dòng)比 i2=13 ，傳動(dòng)效率2=0.97；包裝部分的旋轉(zhuǎn)軸為III軸，傳動(dòng)比i3=6，傳動(dòng)效率3=0.93；運(yùn)輸部分所在的軸為IV軸，傳動(dòng)比i4=2，傳動(dòng)效率4=0.98×0.98=0.96。 各軸轉(zhuǎn)速：n0=nm=750rminn1=nmi1=75025=30rminn2=n1i2=3013=90rminn3=n1i3=306=5rminn4=n1i4=302=15rmin 各軸功率：P1=Pd1=0.18×0.95=0.171kwP2=P12=0.171×0.97=0.165kwP3=P13=0.171×0.93=0.159kwP4=P14=0.17

35、1×0.96=0.164kw 由公式Td=9550×Pdnm=9550×0.18750=2.292Nm(4-6)各軸轉(zhuǎn)矩：Ti=Tdiii(4-7)T1=Tdi11=2.292×25×0.95=54.435NmT2=T1i22=54.435×13×0.97=17.6NmT3=T1i33=54.435×6×0.93=303.737NmT4=T1i44=54.435×2×0.96=101.52Nm4.3 齒輪參數(shù)計(jì)算由于齒輪平穩(wěn)性好，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確，效率高等優(yōu)點(diǎn) 濮良貴,陳國(guó)定.機(jī)械設(shè)計(jì)M.

36、北京:高等教育出版社,2013.。在設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)傳動(dòng)方式的需要，故采用了兩對(duì)直齒圓柱齒輪。一對(duì)傳動(dòng)比1:3的直齒齒輪用于進(jìn)網(wǎng)部分的傳遞運(yùn)動(dòng)，起傳動(dòng)作用；另一對(duì)傳動(dòng)比1:1的直齒齒輪用于進(jìn)網(wǎng)部分的傳送，使兩條傳送帶轉(zhuǎn)向相反，起換向作用；對(duì)主傳動(dòng)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。4.3.1 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表9-4，9-13擬選用8級(jí)精度，軟齒面齒輪設(shè)計(jì)此傳動(dòng)。大、小齒輪的材料為45，并進(jìn)行正火處理。齒面硬度為162217HBS，取HBS=190。小齒輪的齒數(shù)為z1=34，則大齒輪的齒數(shù)為z2=102。 確定許用應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力：F=FlimSFl

37、im(4-8)Flim1=Flim2=0.7HBS+275=0.7×190+275=408Mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14-1-106查取最小安全系數(shù)：SFlim=1.5將數(shù)值代入(4-8)：F1=F2=Flim1SFlim=272Mpa 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)模數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)14-91：m32KT1YFSdz2Fmm(4-9) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)14-91查取公式和計(jì)算：載荷系數(shù) K=KAKVK=1.25×1.2×1.1=1.65小齒輪齒數(shù) z1=34復(fù)合齒廓系數(shù) YFS1=YFa1YSa1=4.05大齒輪齒數(shù) z2=102復(fù)合齒廓系數(shù) YFS2=YFa2YSa2=3.9

38、1YFS1F1=4.05272=0.0148YFS2F2=3.91272=0.0143小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=9550P1n1=9550×0.16590=17.508Nm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14-1-73，由于是非對(duì)稱布置，取d=0.6將上述數(shù)值代入式(4-9)中：m32KT1YFSdz2F=32×1.65×175080.6×342×0.0143=1.26mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=1.5mm 確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸d1=mz1=1.5×34=51mmd2=mz2=1.5×102=153mmb2=dd1=0.6×51=30.6m

39、mb1=b2+5=30.6+5=35.6mm取整b2=31mm，則b1=36mma=d1+d22=120mm 驗(yàn)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14-1-107，齒根彎曲強(qiáng)度：F1=2KT1bd1mYFS1F1(4-10)F1=2KT1bd1mYFS1=2×1.65×17508×4.0520×51×1.5=152MpaF1F2=F1YFS2YFS1F2(4-11)F2=F1YFS2YFS1=152×3.914.05=146MpaF2齒根彎曲疲勞校核合格。v=d1n160×1000(4-12)v=d1n160×1000=

40、5;51×9060×1000=0.24ms根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表9-13，初步選擇的IT8級(jí)精度合適。4.4 帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，運(yùn)輸部分的傳動(dòng)采用帶傳動(dòng)。要求傳動(dòng)準(zhǔn)確，具有恒定的傳動(dòng)比和平穩(wěn)性。經(jīng)過選取，擬取用同步齒形帶用來傳動(dòng)，對(duì)帶傳動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和選型。4.4.1 同步帶參數(shù)計(jì)算 確定計(jì)算功率Pd=KAP(4-13) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-91得到工作情況系數(shù)KA=1.5。Pd=KAP=1.5×0.165=0.2475Kw 小帶輪的計(jì)算和帶型選擇根據(jù)Pd=0.2475Kw和小帶輪轉(zhuǎn)速n1=30rmin。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-1-16選擇帶型8M的圓弧齒同步帶

41、，節(jié)距Pb=8mm。 齒數(shù)z和節(jié)圓直徑選擇根據(jù)帶型查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-116，確定小帶輪的最少齒數(shù)Z1min=22，取Z1=24，根據(jù)傳動(dòng)比1:2，大帶輪齒數(shù)Z2=48。小帶輪節(jié)圓直徑為d1=z1pb=24×8=61.12mm大帶輪節(jié)圓直徑為d2=z2pb=48×8=122.23mm 帶速v的確定v=dn60×1000vmax(4-14)v=dn60×1000=×61.12×3060000=0.1msvmax 中心距a0的確定初定中心距a0根據(jù)公式：0.7d1+d2a02d1+d2(4-15)即133mma0381mm初步擬定中

42、心距a0=360mm 節(jié)線長(zhǎng)和齒數(shù)確定Lp=2a0+2d1+d2(4-16)Lp=2a0+2d1+d2=2×360+288.16=1008.16mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-113，查取標(biāo)準(zhǔn)值，取節(jié)線長(zhǎng)LP=1040，齒數(shù)Zb=130，長(zhǎng)度代號(hào)為1040。則實(shí)際中心距a=a0+LP-L02=376mm 帶寬bs的確定查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-120可得，8M基本額定功率P0=0.22KW。嚙合齒數(shù)zm=z12-pbz1z2-z122a(4-17)zm=z12-pbz1z2-z122a=12因?yàn)?26，故嚙合齒數(shù)系數(shù)KZ=1，帶寬查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-115可得，bs=20mm。

43、 力的計(jì)算和確定緊邊張力F1=1250Pdv=3062.5N松邊張力F2=250Pdv=612.5N矢量相對(duì)修正系數(shù)KF=0.99帶傳動(dòng)的壓軸力Fp=KFF1+F2=3638.25N根據(jù)上述查表選擇和計(jì)算：帶傳動(dòng)采用8M的同步圓弧齒形帶。小齒輪的節(jié)圓直徑為61.12mm，齒數(shù)為24；大齒輪的節(jié)圓直徑為122.3mm，齒數(shù)為48；節(jié)線長(zhǎng)為1040mm，帶寬為20mm，中心距為376mm。4.5 軸的參數(shù)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)可知，主動(dòng)軸在整個(gè)傳動(dòng)部分中為各個(gè)部分提供運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)軸為轉(zhuǎn)軸。故通過對(duì)比和分析各種軸的性能，對(duì)主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。4.5.1軸的最小直徑估算根據(jù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式6-1-2，得出軸

44、的直徑估算公式：d395500000.2T×3pn=A3pn(4-19)式中：A傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)系數(shù)。已知軸上的傳動(dòng)功率為P=0.171KW，軸的轉(zhuǎn)速為30r/min。根據(jù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-1-12，軸的材料選取45鋼，并調(diào)質(zhì)處理；查A值為105，代入到(4-19)，則軸的最小直徑為dA3pn105×30.17130=18.1mm考慮主動(dòng)軸上開有鍵槽，故增大軸徑來防止鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。由于軸的最小直徑為18.1mm，需對(duì)軸徑增大10%15%，初步設(shè)計(jì)主傳動(dòng)軸的最小直徑dmin=20mm。將聯(lián)軸器安裝在主動(dòng)軸的最小直徑處，為了使聯(lián)軸器能夠與最小直徑相匹配，對(duì)聯(lián)軸器的型號(hào)進(jìn)行計(jì)算

45、選取。計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩Tca=KAT，由于轉(zhuǎn)矩變化較小，經(jīng)查表之后取KA=1.3，則：Tca=KAT=1.3×54435=70765.5Nmm根據(jù)計(jì)算Tca的值應(yīng)該小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，根據(jù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-3-14，選用GY3型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為12000Nmm。4.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸上零件的軸向定位根據(jù)設(shè)計(jì)要求和軸向零件的定位要求，主動(dòng)軸設(shè)計(jì)成階梯軸。其軸上配合的零件有，凸緣聯(lián)軸器、傳動(dòng)大齒輪、傳動(dòng)小帶輪。為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，需制出軸肩，其軸肩的直徑為25mm；大齒輪的軸向定位一端采用滾珠軸承組件，其內(nèi)徑為30mm；另一端制出軸環(huán)，軸環(huán)直徑為40mm

46、；小帶輪的軸向定位一端制出軸環(huán)，軸環(huán)直徑為40mm，另一端同樣采用內(nèi)徑為30mm的滾珠軸承組件進(jìn)行軸向的定位。 軸上零件的周向定位聯(lián)軸器，齒輪和帶輪的周向定位均采用普通平鍵連接。每個(gè)鍵槽均開設(shè)在同一基準(zhǔn)面上，以方便鍵槽的加工。根據(jù)軸的各段直徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-3-4可得：安裝聯(lián)軸器處的平鍵為半圓頭普通平鍵，型號(hào)為：6×36 GB/T1096；安裝齒輪處的平鍵為圓頭普通平鍵，型號(hào)為：10×25 GB/T1096；安裝帶輪處的平鍵為圓頭普通平鍵，型號(hào)為：8×18 GB/T1096；軸承組件的周向定位靠過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為j6。根據(jù)之前計(jì)算得知主

47、動(dòng)軸的輸入功率p1=0.171kw，轉(zhuǎn)速n=30rmin，轉(zhuǎn)矩T=54.435Nm。從左往右依次為小帶輪和大齒輪，對(duì)軸的受力分析簡(jiǎn)圖如圖4-1所示：圖4-1 軸的受力分析簡(jiǎn)圖F1=2Td1=2×54.435×10361.12=1781.25NFr1=F1tancos=673.74NFa1=F1tan=503.7NF2=2Td2=2×54.435×103153=711.57NFr2=F2tancos=269NFa2=F2tan=201.21N軸兩端受力：F1=130F1+30F2155=1631.67NF2=130Fr1-30Fr2155=513NF3=2

48、5Fr1-125Fr2155=-108.29NF4=25F1+125F2155=870.82N根據(jù)數(shù)據(jù)得到軸的載荷分析圖如4-2所示：圖4-2 軸的載荷分析圖根據(jù)數(shù)據(jù)得到軸的載荷參數(shù)數(shù)據(jù)如表4-2所示：表4-2 載荷數(shù)據(jù)表載荷水平面H垂直面V支反力FF1=1631.67N；F4=870.82NF2=513NF3=-108.29N彎矩MMH=40791.75NmmMV=12825Nmm總彎矩M總=40791.752+128252=42760.7Nmm轉(zhuǎn)矩TT=54435Nmm4.5.3 軸的強(qiáng)度校核按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度在對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。由圖4

49、-2可知，危險(xiǎn)截面是小帶輪所處的截面，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式6-1-5及表6-1-21的數(shù)據(jù)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)的變應(yīng)力，取=0.6，可算軸的計(jì)算應(yīng)力ca=M總2+T2W (4-20)ca=M總2+T2W=42760.72+0.6×5443520.1×303=19.93Mpa已選定軸的材料為45鋼，并調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-1-1查得-1=60Mpa。故ca<-1，材料選擇合適，安全。結(jié) 論本課題通過分析國(guó)內(nèi)外套袋機(jī)的研究現(xiàn)狀和現(xiàn)有套袋機(jī)的操作方式、使用效率、自動(dòng)化程度以及套袋過程中存在問題，總結(jié)各種套袋方法的優(yōu)缺點(diǎn)和影響因素。對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分提出能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)套袋功

50、能的新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行分析，并完成整體方案設(shè)計(jì)。結(jié)合多門選修課程并查閱相關(guān)參考資料，設(shè)計(jì)一種能輔助果農(nóng)完成連續(xù)套袋工作的半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)。通過對(duì)本次課題的設(shè)計(jì)，整體過程感受頗深并對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。首先，通過總結(jié)得到各種套袋方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求。對(duì)機(jī)構(gòu)的選型分析和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將其和常見機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合應(yīng)用，提出了能夠連續(xù)套袋的套袋機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。并完成了傳動(dòng)裝置的選型和設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)間歇機(jī)構(gòu)、主軸、齒輪等重要的結(jié)構(gòu)零部件完成設(shè)計(jì)，以及部分零件的校核。其次對(duì)該套袋機(jī)的整體分析和驗(yàn)證，半自動(dòng)蘋果套袋機(jī)已經(jīng)能夠達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求。在整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，整體體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約成本。大部分零部件采用了標(biāo)準(zhǔn)件，互換性高，且拆裝方便。在實(shí)際工作過程中安全可靠，效率高，并且整體更趨向于自動(dòng)化。本次設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深層次的理解和運(yùn)用，對(duì)待設(shè)計(jì)的態(tài)度也更為嚴(yán)謹(jǐn)，深刻意識(shí)到自身所具備的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能還不夠。涉及的知識(shí)更加廣闊的同時(shí)培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的能力，也拓展了自身的專業(yè)知識(shí)面，提高了對(duì)專業(yè)軟件的運(yùn)用。得到鍛煉的同時(shí)也得到了許多設(shè)計(jì)方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)，積累的無(wú)形財(cái)富也為接下來的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。謝 辭參 考 文 獻(xiàn)