自動機械設(shè)計課程設(shè)計--大棗采收自動分級裝袋裝置　

1、<p>　　《自動機械設(shè)計課程設(shè)計》</p><p>　　題 目: 　大棗采收自動分級裝袋裝置　</p><p>　　院 系:　農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院 </p><p>　　班 級: 　 </p><p>　　姓　　名: 　 </p><p

2、>　　指導(dǎo)教師: 　 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、大棗采收自動分級裝置設(shè)計的背景及意義······</p><p>　　二、大棗采收自動分級裝置總體結(jié)構(gòu)····

3、3;·········</p><p>　?。?）根據(jù)給定機械的工作要求，確定實現(xiàn)功能要求原理方案。</p><p>　　（2）根據(jù)原理方案確定工藝方案和總體結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）擬定工作循環(huán)圖。</p><p><b>　?。?）

4、設(shè)計計算。</b></p><p><b>　　（5）畫圖。</b></p><p>　　三、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計·····················

5、·········</p><p>　　（1）根據(jù)給定機械的工作要求，確定原理方案和工藝過程。</p><p>　?。?）分析工藝操作動作、運動形式和運動規(guī)律。</p><p>　?。?）擬定機構(gòu)的選型與組合方案，多個方案中選擇最佳的。</p><p>

6、<b>　　（4）設(shè)計計算。</b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計、畫圖。</p><p>　　（6）編寫設(shè)計計算說明書。</p><p>　　四、傳動系統(tǒng)設(shè)計···············

7、···············</p><p>　　（１）傳動機構(gòu)的選擇原則。</p><p>　?。ǎ玻﹤鲃訖C構(gòu)的選用。</p><p><b>　?。ǎ常﹤鲃訖C構(gòu)圖。</b></p>

8、;<p>　?。ǎ矗?傳動機構(gòu)的比較。</p><p>　　一、設(shè)計的背景及意義</p><p>　　大棗作為一種美味可口的大眾化水果，其收獲具有時間緊、任務(wù)重的特點，目前常用的收獲方式為手工采摘或竹竿敲擊的方式，這樣不僅導(dǎo)致勞動強度大、收獲時間長，而且由于敲擊作用常常導(dǎo)致大棗品質(zhì)和商品性能下降；與現(xiàn)有的200910220762.1相比,其裝置為氣吸方式摘果,雖然對水果無損傷

9、,但效率低下,不適合大棗采收；其中大棗分級一般另設(shè)專用設(shè)備，本裝置與其相比，如200720100783采用鼠籠式分級裝置，主要靠改變篩條之間的間隙完成大棗分級，與本裝置具有明顯的差異；所以在當(dāng)前區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的條件下，許多大棗種植地區(qū)急需一種機械化、可移動式的大棗采收分級聯(lián)合作業(yè)裝置，以提高作業(yè)效率，減少大棗的收獲損傷，降低作業(yè)成本。</p><p>　　二、大棗采收自動分級裝置總體結(jié)構(gòu)·</p&g

10、t;<p>　　（一、）實現(xiàn)功能要求原理方案。</p><p>　　其工作原理為：將上、下拉桿以及水平拉桿長度調(diào)整到合適長度鎖定；通過扶手調(diào)整采收分級裝置的位置，使果樹枝條與收攏裝置方向一致，并用夾持器掛接在待收水果枝條的末端，轉(zhuǎn)動套筒推動下夾持器上移實現(xiàn)樹枝的夾緊，夾緊后由鎖緊螺母鎖定。工作時，由電機或拖拉機的發(fā)動機帶動偏心輪進行回轉(zhuǎn)，水平拉桿在偏心輪的帶動下牽拉多桿連接器作往復(fù)運動，多桿連接器帶

11、動上拉桿、下拉桿作上下往復(fù)運動，從而晃動枝條，使待摘水果落下并掉入漏斗型收攏裝置中，水果滾落到漏斗底部后通過柔性管滾入分級篩，其中最大者位于上層篩，最小的位于下層篩，實現(xiàn)水果的大小分級。</p><p>　　（二、）根據(jù)原理方案確定工藝方案和總體結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1、工藝方案</b></p><p>　　畫好二維圖紙，直接送工

12、廠生產(chǎn)。本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，零件少，生產(chǎn)裝配十分簡單。從福田雷沃每天裝配60-80臺拖拉機的產(chǎn)量來看，該產(chǎn)品生產(chǎn)裝配省事方便，生產(chǎn)量高。</p><p>　　生產(chǎn)小組采取流水線方式生產(chǎn)產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中各司其職，嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)，不能有一絲馬虎，另外，對生產(chǎn)出的機器產(chǎn)品要進行嚴(yán)格的測試，保證無誤后再投入市場，同時要有監(jiān)察小組對產(chǎn)品生產(chǎn)進行監(jiān)督，使各生產(chǎn)小組的次品生產(chǎn)量與其工資、獎勵掛鉤，從而減少次品率，提高公司

13、效益。</p><p>　　科研小組要不斷改進產(chǎn)品，以提高產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本，使本機向著經(jīng)濟環(huán)保型方向發(fā)展，同時還要根據(jù)各期的調(diào)查問卷，研發(fā)新產(chǎn)品，使產(chǎn)品向著多元化方向發(fā)展。</p><p><b>　　2、總體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　一種具有分級功能的推搖式大棗采收裝置，其特征在于：包括設(shè)有行走輪（1）的機架（2）、安裝在機架（

14、2）上的偏心輪（3）、由織錦材料制成的漏斗狀收攏裝置（4）、分級篩（5）和推搖裝置，機架（2）的一端設(shè)有扶手（6），推搖裝置包括多桿連接器（7）、長度可調(diào)的水平拉桿（8）、長度可調(diào)的上拉桿（9）、長度可調(diào)的下拉桿（10）和安裝在上拉桿（9）頂部的夾持器，其中：</p><p>　　偏心輪（3）徑向上設(shè)有多個銷孔（11）；</p><p>　　夾持器包括上夾板（12）、下夾板（13）、撐桿（

15、14）、套筒（15）和鎖緊螺母（16），其中套筒（15）和鎖緊螺母（16）均螺紋套裝在撐桿（14）上，且鎖緊螺母（16）抵觸在套筒（15）的底部，撐桿（14）的底部固定在上拉桿（9）的頂部，上夾板（12）和下夾板（13）對應(yīng)水平固定在撐桿（14）和套筒（15）的頂端，兩者相向的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽（17），通過旋轉(zhuǎn)套筒（15）即可改變上夾板（12）、下夾板（13）之間的間距，輔助以鎖緊螺母（16）對套筒（15）的鎖緊，可實現(xiàn)夾持器夾緊力的調(diào)整；

16、</p><p>　　多桿連接器（7）分別與水平拉桿（8）、上拉桿（9）和下拉桿（10）的一端鉸接，水平拉桿（8）的另一端經(jīng)插在銷孔（11）中的銷軸（18）與偏心輪（3）鉸接，下拉桿（10）的另一端與機架（2）經(jīng)過銷連接，收攏裝置（4）承接在夾持器的下方，底部設(shè)有柔性管（19）；分級篩（5）承接在柔性管（19）的出口處。</p><p>　　3、擬定工作循環(huán)圖。</p>&l

17、t;p>　　工作主要分為 ⑴ 夾持過程；⑵ 晃動階段; ⑶分級篩選階段</p><p><b>　　4、設(shè)計計算。</b></p><p>　　樹干推搖機工作頻率為15～45Hz，振幅為5～20mm；</p><p>　　激振器頻率為7～20Hz 振幅為38～50mm；</p><p>　　柴油機功率：1.

18、1kW；轉(zhuǎn)速：2000轉(zhuǎn)/min;生產(chǎn)率：50棵/小時；采凈率：92%以上，果實分級合格率：98%</p><p><b>　　5、畫圖。</b></p><p><b>　　三、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　（１）機構(gòu)設(shè)計和選型</p><p>　　本裝置的水平拉桿、上拉桿和下拉桿長度

19、可調(diào)，能滿足不同高度果樹的水果采收；偏心輪與水平拉桿的鉸接位置可調(diào)，可以實現(xiàn)不同振幅下的枝條晃動，滿足不同水果的采收；收攏裝置為織錦類柔性材料組成的漏斗形結(jié)構(gòu)，不僅可以最大限度地實現(xiàn)水果承接，而且可以減少收攏過程對水果造成的損傷；將采收與分級篩結(jié)合在一起，實現(xiàn)了聯(lián)合作業(yè)，減少了作業(yè)環(huán)節(jié)，提高了作業(yè)效率；整個裝置有行走輪支撐，便于運輸和位置的調(diào)整；本裝置除了大棗收獲外，還可用于其它水果的采收和分級。</p><p>

20、;　?。?）分析工藝操作動作、運動形式和運動規(guī)律，選擇最優(yōu)的執(zhí)行方案。</p><p>　　每一臺機器都是按照某一需要的設(shè)計的，所以它們必須具有滿足需要的功能。這些功能是通過機械系統(tǒng)中與工作對象相關(guān)的構(gòu)件的運動表現(xiàn)出來的。這些構(gòu)件稱為執(zhí)行構(gòu)件，有時也稱為輸出構(gòu)件。在大棗采收裝置中，所采用的執(zhí)行機構(gòu)是偏心輪機構(gòu)。通過傳動機構(gòu)的帶動，大棗采收裝置水平拉桿帶動夾持器夾住樹枝實現(xiàn)往復(fù)運動。因為偏心輪機構(gòu)與其它機構(gòu)相比易實

21、現(xiàn)往復(fù)運動，而且結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)上下小振幅振動，所以宜選擇偏心輪機構(gòu)。在選擇水平拉桿的連接方式時，我們用銷與偏心輪連接，這樣既保證了水平拉桿水平往復(fù)，而且也保證了水平拉桿上下振動，而且機構(gòu)簡單。</p><p>　　設(shè)計夾持器的結(jié)構(gòu)時，為保證良好的工作性能，夾持器包括上夾板、下夾板、撐桿、套筒和鎖緊螺母。其中套筒和鎖緊螺母均螺紋套裝在撐桿上，且鎖緊螺母抵觸在套筒的底部，撐桿的底部固定在上拉桿的頂部，上夾板和下夾板

22、對應(yīng)水平固定在撐桿和套筒的頂端，兩者相向的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，通過旋轉(zhuǎn)套筒即可改變上夾板、下夾板之間的間距，輔助以鎖緊螺母對套筒的鎖緊，可實現(xiàn)夾持器夾緊力的調(diào)整；</p><p><b>　?。?）設(shè)計計算。</b></p><p>　　推搖裝置包括多桿連接器、長度可調(diào)的水平拉桿、長度可調(diào)的上拉桿、長度可調(diào)的下拉桿和安裝在上拉桿頂部的夾持器。其優(yōu)點是： </p&g

23、t;<p>　　①水平拉桿、上拉桿和下拉桿長度可調(diào)，能滿足不同高度果樹的水果采收；</p><p>　?、谄妮喤c水平拉桿的鉸接位置可調(diào)，可以實現(xiàn)不同振幅下的枝條晃動，滿足不同水果的采收。</p><p>　?、郛?dāng)上拉桿下拉桿的長度相等時最省力，節(jié)約能源。</p><p>　　偏心輪半徑為0.15m</p><p>　　水平拉桿

24、長0.8m-1.2m，可調(diào)節(jié)長度為0.4m</p><p>　　上拉桿長0.8m-1.2m，可調(diào)節(jié)長度為0.4m</p><p>　　上拉桿長0.8m-1.2m，可調(diào)節(jié)長度為0.4m</p><p>　　上拉桿、下拉桿轉(zhuǎn)動的最大角度為14度</p><p>　　最高點可在豎直方向振動7.62mm</p><p>　?。?/p>

25、4）結(jié)構(gòu)設(shè)計、畫圖。</p><p>　　（5）編寫設(shè)計計算說明書。</p><p>　　上拉桿、下拉桿長度均為極限值1.2m時，偏心輪半徑為0.5m下拉桿下端點固定，如下圖OA長120mm,AB水平距離30mm,計算可得角AOB為14度。最高點可在豎直方向振動7.62mm，豎直方向振幅小減少對樹枝的損傷。</p><p>　　偏心輪旋轉(zhuǎn)分配角圖如下：</p&

26、gt;<p><b>　　四、傳動系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）原動力的選擇</b></p><p><b>　　⑴原動機的特點</b></p><p>　　a.一次原動機 此類原動機是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，因此在沒有二次能源的情況下選用一次原動機。

27、屬于此類原動機有柴油機、汽油機、汽輪機和燃氣輪機等。</p><p>　　b.二次原動機 此類原動機是將發(fā)電機等變能機所產(chǎn)生的各種形狀的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，因此稱為二次原動機。屬于此類原動機的有電動機、液壓馬達、氣動馬達、汽缸、和液壓缸等。</p><p>　?、七x擇原動機時應(yīng)考慮的因素</p><p>　　必須考慮到現(xiàn)場能源供應(yīng)情況。在有電源的條件下盡可能選擇

28、電力驅(qū)動，因為它的成本低，操作控制方便，機械活動范圍廣，離電源遠或無電源時可考慮選擇柴油機作為原動機。當(dāng)有現(xiàn)成氣源時（如鑄造車間）可選用氣力驅(qū)動（氣動馬達和汽缸）。</p><p>　　必須考慮到原動機的機械性能和工作制度與工作機相匹配。例如，挖掘機在工作中當(dāng)遇到大阻力（如巨石、古樹根根等）時，為保護整個機械裝置，它應(yīng)能立即停止工作（稱之為挖掘特性），所選原動機也必須具有此特性。又如紡織機械上用的電動機應(yīng)選用連續(xù)

29、工作制，而起重機械上用的電動機應(yīng)根據(jù)該起重機工作的頻繁程度選取相應(yīng)的工作制度（FC=15% ~60%）。</p><p>　　必須考慮工作機對原動機提出的啟動、過載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面的要求。如電力機車要求原動機啟動力矩大、調(diào)速范圍寬。</p><p>　　必須考慮到環(huán)境工作因素。如防爆、防塵、防腐蝕等。例如，對于食品機械必須考慮到不能污染食品以及便于清洗等要求。因此，在考慮選擇

30、汽缸和油缸作為原動機時，應(yīng)選擇汽缸，而油缸的漏油會污染食品。</p><p>　　必須考慮工作可靠，操作簡便，維修方便。比如再單機集中驅(qū)動和多機分別驅(qū)動之間，考慮到操作維修方便往往選擇多機分別驅(qū)動為好。</p><p>　　為了提高機械系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，必須考慮經(jīng)濟成本：包括初始成本和運轉(zhuǎn)維護成本。</p><p>　　此外，所選原動機的額定功率必須滿足負載需要，但也

31、不宜過大。對電動機來說所選電動機功率過大造成功率因素過低也是不經(jīng)濟的。</p><p><b>　?、遣裼蜋C的選擇</b></p><p>　　根據(jù)原動機的選擇因素以及大棗采收裝置的功能原理要求和設(shè)計要求，需選擇一次原動機運用柴油機的轉(zhuǎn)動輸出帶動偏心輪機構(gòu)運轉(zhuǎn)。柴油機作為原動力。初始成本低、費用低、維修及維護方便、功率范圍廣，符合原動機選擇考慮因素.因大棗采收裝置的功

32、能原理和設(shè)計需求,故選用功率為1.1KW的柴油機作為此設(shè)計系統(tǒng)的原動機。</p><p>　?。?）確定傳動機構(gòu)方案和采用的傳動形式，多個方案中選擇最佳的。</p><p>　?、艂鲃訖C構(gòu)的選擇原則</p><p>　　對小功率傳動，應(yīng)在滿足工作性能的需要下。選擇結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。</p><p>　　對大功率傳動。應(yīng)優(yōu)

33、先考慮，傳動的效率，節(jié)約能源。降低運轉(zhuǎn)費用和維修費用。</p><p>　　當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)要求變速時。若能與動力機調(diào)速比相適應(yīng)可直接聯(lián)接或采用定傳動比的傳動裝置。當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)要求變速范圍大。用動力機調(diào)速不能滿足機械特性和經(jīng)濟性要求時，則應(yīng)采用變傳動比傳動，除執(zhí)行機構(gòu)要求連續(xù)變速者外，盡量采用有級變速。</p><p>　　執(zhí)行機構(gòu)上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過載，這時應(yīng)加過載保護裝置。</p

34、><p>　　主、從動軸要求同步時，應(yīng)采用無滑動傳動裝置。</p><p>　　傳動裝置的選用必須與制造水平相適應(yīng)。盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)傳動裝置。如減速器、變速器和無級變速器等。</p><p><b>　?、苽鲃訖C構(gòu)的選用</b></p><p>　　把原動機輸出的速度降低或提高。以適應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)的需要。</p&

35、gt;<p>　　用原動機進行調(diào)速不經(jīng)濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)常調(diào)速的要求。</p><p>　　把原動機輸出的等速回轉(zhuǎn)運動變?yōu)閳?zhí)行機構(gòu)所要求的。其速度按某種規(guī)律變化的回轉(zhuǎn)或非回轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　把原動機輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機構(gòu)所需多大的轉(zhuǎn)矩或力。</p><p>　　實現(xiàn)有一個或多個動力機驅(qū)動若干個速度相同或不相同的執(zhí)行

36、機構(gòu)。</p><p>　　由于受機體外形、尺寸的限制、或為了安全和操作方便，執(zhí)行機構(gòu)不宜與原動機直接聯(lián)接時，也需要用傳動裝置來連接。</p><p><b>　　⑶傳動機構(gòu)圖</b></p><p>　　根據(jù)大棗采收自動分級裝置的設(shè)計要求，選擇帶傳動后，接著齒輪傳動。其機構(gòu)如下圖所示。</p><p>　　帶傳動采用同

37、步帶傳動，從柴油機主軸出來到變速箱輸入軸速度不變，只是改變了轉(zhuǎn)動軸的高度。根據(jù)齒輪傳動要求，設(shè)一級減速n減為500r/min，再由凸輪軸傳給水平拉桿。由水平拉桿將動力傳到樹枝上。</p><p>　　由設(shè)計方案，各齒輪的模數(shù)m=4，齒輪1 的中經(jīng)為80mm,n1=2000r/min.n2=500r/min</p><p>　　i12 =n1/n2=Z2/Z1=4/1</p>

38、<p>　　經(jīng)過以上減速后即可得到最終期望</p><p>　　轉(zhuǎn)速n=500r/min.</p><p>　　(4) 傳動機構(gòu)的比較</p><p>　　由于帶輪廣泛應(yīng)用于柴油機等原動力機器輸出，所以一級采用帶輪輸出。齒輪傳動相對于帶輪傳動來說結(jié)構(gòu)緊湊，且能滿足設(shè)計要求。所以在二級傳動應(yīng)用齒輪傳動平穩(wěn)，不會打滑能夠保證傳動的速度精度。在減速前，應(yīng)用帶輪對