蘋果采摘裝置(共18頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目目 錄錄5.1.1 軸徑與長度與直徑.64前前 言言水果是人類生活不可少的食物，種植面積和產(chǎn)量逐年提高?，F(xiàn)在我國已成為世界水果、蔬菜的第一生產(chǎn)大國。到 2000 年，水果種植面積達 867 萬公頃，占世界面積的 8；產(chǎn)量 6237 萬噸，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)占世界產(chǎn)量的 13。蘋果和梨的產(chǎn)量連續(xù) 8 年居世界首位，柑桔產(chǎn)量在巴西和美國之后位居第三，荔枝產(chǎn)量占世界的 70。蔬菜種植面積達 1467 萬公頃，占世界面積的 35；產(chǎn)量 4 億噸，占世界產(chǎn)量的 66，連續(xù) 5 年居世界第一。目前水果總產(chǎn)量已超過 6000 萬噸，約占全球

2、產(chǎn)量的 14左右，成為我國繼糧食、蔬菜之后的第三大種植產(chǎn)品，也日益成為農(nóng)民增收的重要增長點。改革開放以來，特別是 1984 年水果市場放開之后，國家對水果實行多渠道經(jīng)營，價格隨行就市，農(nóng)民得到了實惠，極大地調(diào)動了果農(nóng)發(fā)展生產(chǎn)的積極性，從而促進了水果生產(chǎn)的迅速發(fā)展。“七五以來，水果生產(chǎn)連續(xù)保持了十多年高速發(fā)展的勢頭，從生產(chǎn)、加工到銷售乃至出口創(chuàng)匯都取得了巨大成績，在種植業(yè)中異軍突起，已經(jīng)成為種植業(yè)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟中的作用和地位日益顯著主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）面積和產(chǎn)量成倍增長，據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計1996 年全國果園面積發(fā)展到 853.3 多萬平方米，總產(chǎn)量達 462.8 萬噸。

3、分別比 1984 年增長 2.9倍和 3.7 倍。其中蘋果面積 298.7 萬萬平方米，產(chǎn)量 170.2 萬噸，分別比 1984 年增長 3 倍和 4.8倍；柑桔面積 128 萬平方米，產(chǎn)量 845.7 萬噸，分別比 1984 年增長 2.2 倍和 4.6 倍；梨的面積為 93.1 萬畝。產(chǎn)量 580.7 萬噸，分別比 1984 年增長 2.1 倍和 1.8 倍我 國水果在世界水果生產(chǎn)中占據(jù)重要的位置從 1993 年開始，我國水果總產(chǎn)量躍居世界第一位(超過印度、巴西和美國)。與同期世界水果產(chǎn)量相比 1995 年我國水果總產(chǎn)量為 1214.6 萬噸，占世界總產(chǎn)量 3987.3 萬噸的10.6。其

4、中蘋果和梨的產(chǎn)量均居世界各國之首，蘋果產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量 的 28.2 ，梨的產(chǎn)量約占 42.6。柑桔占世界總產(chǎn)量的 92 ，僅次于巴西和美國，列第三位。2）品種結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，近年來，各地在發(fā)展大宗水果的同時，以市場為導向，以科技為依托，以效益為目標，積極發(fā)展名特優(yōu)新品種。加速低產(chǎn)劣質(zhì)果園 的改造。從而使品種結(jié)構(gòu)得到明顯改善，果品質(zhì)量不斷提高。蘋果重點發(fā)展了紅富士、新紅星、喬納金等優(yōu)新品種。目前，全國紅富士蘋果面積已發(fā)展到 130.5 萬畝，1996 年的產(chǎn)量近 600 萬噸，分別占蘋果面積和產(chǎn)量的 43.7 和 35.1；柑桔主要發(fā)展 了特早熟和早熟溫州蜜柑、蘆柑、臍橙、柚類等市場受歡迎的優(yōu)新

5、品種。目前，山東省的紅富士、新紅星、喬納金、嘎拉等優(yōu)新蘋果品種已占蘋果面積 75 以上 。廣東省的柑桔因黃龍病 的危害效益有所下降，對此，他們加大了結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度，開發(fā)的重點轉(zhuǎn)向粵西、粵東和粵北山區(qū)，因地制宜地發(fā)展了荔枝、龍眼、杜果、田柚等熱帶亞熱帶名特優(yōu)水果 ，這既豐富了果品市場，又發(fā)展了山區(qū)經(jīng)濟。 自 20 世紀 90 年代以來，自走式農(nóng)業(yè)機械的田間自動導航、機器視覺與農(nóng)業(yè)機器人研究得到重視，成為探索在農(nóng)業(yè)機械裝備中應用智能控制等高新技術研究的重要方向。農(nóng)業(yè)機器人是一種高度自動化智能化的農(nóng)業(yè)機械，它集傳感技術、監(jiān)測技術、人工智能技術、通訊技術、圖像識別技術、精密及系統(tǒng)集成技術等多種前沿科學

6、技術于一身，代表了機電一體化的最高水平。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域中新一代的生產(chǎn)工具，農(nóng)業(yè)機器人在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、解決勞動力不足問題等方面顯示出極大的優(yōu)越性?？梢哉f農(nóng)業(yè)機器人的應用將帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次技術革命，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，廣泛應用以農(nóng)業(yè)機器人為代表的新一代農(nóng)業(yè)機械，抓住機遇，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，全面提高農(nóng)業(yè)信息化智能化水平是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展的必然道路。1 緒論緒論水果是果農(nóng)的一大經(jīng)濟來源，在果實類水果的生產(chǎn)中，需要人工不定時的對果實進行成熟度的判斷和收獲，并不時地移動梯子，等高或彎腰。雖然大力推廣矮化的種樹，方便果農(nóng)的采摘，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注

7、-專業(yè)可是過分矮化的結(jié)果會影響果實的產(chǎn)量，不利于提高陽光的利用率?，F(xiàn)在許多果樹的高度往往超過人的高度，采摘是需要借助板凳、短梯等工具，由于果園地面的不平整而存在安全隱患，同時也影響了采摘效率。因此收獲作業(yè)是一項勞動強度大，消耗時間長，具有一定風險性的作業(yè)。研究開發(fā)適合目前生產(chǎn)實際的水果采摘機械不僅很大程度上減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率，而且具有廣闊的市場應用前景1。1.1 水果采摘機械的發(fā)展水果的種類繁多，其生長部位，成熟期等特征差異很大，而且多數(shù)果實不耐碰撞。因此，果實收獲機械化難度比較大。目前，采收果實的方法主要有手工采收，半機械化采收和機械化采收等方法。半機械化采收時借助于工具，自動升降臺

8、車或行間行走拖車，由人工進行采摘。機械化采收效率比較高，但是果實損傷比較嚴重。采收的果實只要用于果酒，果汁，罐頭等，利用機械采收經(jīng)濟效益比較高。對于鮮食果，為使果品具有比較好品質(zhì)，較長的保鮮期，采用人工或半機械化采收比較好。如圖1-1所示，是一種多工位自動升降臺，它車是在輪式拖拉機或自走式動力地盤上裝設多個作業(yè)平臺，每個平臺上的工作人員從不同位置收果實，平臺的升降和位置轉(zhuǎn)移由液壓系統(tǒng)完成。機械采收的基本原理：用機械產(chǎn)生的外力，對果柄施加拉，彎，扭等作用，當作用力大于果實與植株的連接力時，果實就在連接最弱處與果柄分離，完成摘果過程。根據(jù)摘果作用力的形式不同，才收集主要有氣力式和機械式。蘋果、桃、

9、梨等在碰撞和擠壓的作用下很容易受傷，國內(nèi)外鮮食蘋果一般都采用人工采摘，加工用的蘋果一般采用振動采集法收獲；杏、李子、棗核櫻桃等一般也都采用振動采集法收獲。 葡萄一般采用門架跨行式機器來收貨。在門架內(nèi)，每行的兩側(cè)裝有敲擊棒，連續(xù)打擊藤莖引起的振動使葡萄果實被振落，振落的葡萄掉在魚尾片式接果架上。層疊安裝的魚尾片是由彈簧加載，形成封閉的托臺，當機器跨行前進時，魚尾片碰到葡萄藤，彈簧受壓使魚尾片張開，藤莖過去后魚尾片自動閉合。魚尾片向兩側(cè)傾斜，將掉落的葡萄引導到兩側(cè)的輸送帶上，然后送往料箱。 1.2 水果采摘機械的研究應用現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析我國水果采摘機械發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)機械

10、的發(fā)展，在此領域起步較晚，研究成果也較少。隨著國外技術的不斷創(chuàng)新與提高，我國在此方面也在進步。但是由于地域性，生產(chǎn)模式等等各方面的限制，機器人采摘技術在我國發(fā)展困難。所以基于我國的果農(nóng)的要求來說經(jīng)濟性，操作簡單，適合山上作業(yè)成為重點。所以相繼出現(xiàn)了很多半自動水果采摘機械手（水果采摘器）的發(fā)明。但是在技術上還是不夠成熟，容易傷果。目前在我國采摘水果時主要以人工為主，一般有三種方式：（1）果農(nóng)直接用手采摘；（2）用主干自制的一端開口夾摘；（3）直接用手棍裝上鐮刀頭鉤采。以上幾種方式存在缺點如下，就地中采摘方法而言，如果果樹比較高，樹枝又比較脆，照此方法既不安全又容易傷害果樹；第二種采摘方式只適合果

11、柄比較長的果子的采摘，但又容易使果柄脫落摔壞果實；第三種采摘方式的缺點是水果容易在蒂處斷開落在地上摔壞，枝條的扭斷處茬口斷裂，影響果枝的成長。所以結(jié)合我國實際設計新型的水果采摘器成為很重要的項目。1.2.2 國外研究現(xiàn)狀分析隨著計算機和自動控制技術的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械邁入高度自動化，智能化時期。機器人已經(jīng)滲入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，特別是在設施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中。最早采摘果實的方法是采用機械振搖式和氣動振搖式，而美國學者 Schertz 和 Brown 于 1986 年首先提出應該用機器人技術采摘果實。在日本和歐美等發(fā)達國家在果實采摘機器人方面已取得了較大的發(fā)展。采摘機器人是典型的復雜的光電一體化產(chǎn)品，工

12、作環(huán)境是非結(jié)構(gòu)的開放系統(tǒng)，涉及到多門學科知識，不確定的因素給采摘機器人的研制帶來了很大的困難。采摘機器人在一定程度上和環(huán)境下代替了人類的的工作，但是它的使用并沒有達到廣泛應用的結(jié)果，這主要存在兩個關鍵的問題：（1）采摘機器人智能化的程度沒有達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點需要機器人具有相當高的只能和柔性的生產(chǎn)的能力以適應復雜的非結(jié)構(gòu)環(huán)境；（2）機器人的成本高，而且其工作季節(jié)性強，機器人的使用效率很低。所以這一系列的采摘機械由于技術等方面不夠成熟和完善，存在過時容易損壞，效率不高以及容易采摘到不成熟的果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實的缺點，而最重要的是成本高。但是隨著科學技術的不

13、斷發(fā)展，又由于隨著人口老齡化和農(nóng)村勞動力日益減少，機器人采摘水果將是一種趨勢和最終機械。1.3 本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路1.3.1 設計所設計的任務要求有以下幾個成功設計出蘋果采摘器移動系統(tǒng)應任務要求：（1）采摘器能準確靈活的移動。（2）能在果林工作，操作簡便，經(jīng)濟實惠。1.3.2 設計重點研究的內(nèi)容本課題重點研究采摘器的動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)。在工作時應方便操作。1.3.3 存在問題的解決思路蘋果采摘器固定在小車上和小車形成一個整體，小車的動力和傳動機構(gòu)能正常工作。用電流大小控制小車的速度。小車和采摘器可以在轉(zhuǎn)向機構(gòu)的作用下隨意轉(zhuǎn)向。蘋果采摘器可以用農(nóng)機09 屆學哥張偉的水果

14、采摘機的設計。2 蘋果采機械移動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)說明蘋果采機械移動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)說明圖 1 蘋果采摘機械的傳動示意圖1.機器支架 2.機器主動輪軸 3.大鏈輪 4.小鏈輪 5.聯(lián)軸器 6.一級減速器 7.電動機2.1 工作原理電動機轉(zhuǎn)動經(jīng)過減速器減速，帶動主動輪轉(zhuǎn)動。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2.2 工作過程其一般工作過程是：電動機工作經(jīng)聯(lián)軸器把動力傳到減速器上，減速器減速后小鏈輪轉(zhuǎn)動，小鏈輪給鏈條一個動力，帶動大鏈輪轉(zhuǎn)動，大鏈輪帶動主動輪轉(zhuǎn)動。3.3.電動機的選擇計算電動機的選擇計算3.1 確定電動機的功率電動機所需工作功率為 = KW 因 = KW 因此 P = KW （4-1）dp

15、wpwp1000FVd1000FV所以初步定為電動機功率為 4 KW。 3.2 確定電動機型號 選型號 ZLC1000-100S 直流，性能如下頁表所示：表表 1 1 型號型號 ZLC1000-100SZLC1000-100S 直流性能表直流性能表電動機主要外型和安裝尺寸列下表：表表 2 2 電動機主要外型和安裝尺寸電動機主要外型和安裝尺寸3.3 各級軸轉(zhuǎn)速 軸 n =572 r/min電n 軸 n=144.8 r/min （4-2）1in3.955723.4 各軸輸入功率 軸 P =P = P =40.96=3.84KW （4-3）d01d1 軸 P= P = P =40.970.97=3.

16、76KW （4-4）12233.5 各軸的輸出功率： 其輸入功率乘以軸承的效率 0.97 軸：P = P 3.840.973.72KW （4-5）2 軸：PP 3.760.973.64KW （4-6）23.6 各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動機輸出轉(zhuǎn)矩：T =9550=3.98NM (4-7) dmdnp95509604、軸輸入轉(zhuǎn)矩：電動機型號額定功率kwedP電動機額定電壓V電動機滿載轉(zhuǎn)速 r/min電動機重量Kg總傳動比減速器傳動比 ZLC1000-100S4603807.3104中心高 H外型尺寸L（AC2AD）HD地腳安裝尺寸 AB地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD13251534531

17、52161781238801041精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)軸：T = T i = T =3.980.99=3.94 NM (5-1)do01d1軸：T= T i= T i =3.943.950.97=15.1 NM (5-2)1223各軸輸出轉(zhuǎn)矩：軸：T = T = 3.940.98=3.86 NM （5-3）2軸：T= T = 15.10.98=14.80 NM （5-4）2運動和動力參數(shù)結(jié)果整理于下表：表表 3 3 運動和動力參數(shù)運動和動力參數(shù)4.齒輪的設計齒輪的設計已知：載荷變化不大，傳動比 i=4，小齒輪軸轉(zhuǎn)速 n =n =380 r/min，傳動功率 P =3.84

18、KW14.1 確定許用應力，采用軟齒面的組合小齒輪用 38SiMnMo 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 280HBS。大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。因 =730MP ，=620 MP ，S=1.251limHa2limHaH故 = M P （5-5） H1H l i m 1H730=584S1. 25a= M P （5-6） H2H l i m 2H620=496S1. 25a因 =600 M P ，=510 M P ，S=1.61limFa2limFaF故 = M P （5-7） F1FFS1lim600=3751. 6a = M P （5-8） F2Fl i m 2F510

19、=318. 75S1. 6a4.2 按齒面接觸強度設計設齒輪按 8 級精度制造，取載荷系數(shù) K=1.4，齒寬系數(shù) =1.0。a小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T =9.5510 =9.5510 =64112N （5-9）161nPI63. 84572取188。EZ66.6mm （5-10）323211212 1.4 641123.589 1 188 2.5()()1.03.95584EHHKTZ Zudud齒數(shù)： Z =20 Z =3.9520 =79 12實際傳動比 i=3.95 （5-11）7920軸名輸入效率P（KW）輸出效率P（KW）輸入轉(zhuǎn)矩T（NM）輸出轉(zhuǎn)矩T（NM）轉(zhuǎn)速 n r/min傳動比 i效

20、率 電動機軸軸軸 3.843.7643.723.643.9415.13.983.8614.8380380951410.960.940.96精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)齒寬 b=1dd =63m m取 b =61mm b =60mm 21法向模數(shù) m= （6-1）1163=3. 1520dz取 M=3 實際= Z m=20360 mm = Z m=793237mm （6-2）1d2d2中心距：=297mm （6-3）12+2d d60+2372取=300mm4.3 驗算齒面接觸強度 由圖 11-8 得 =2.18 Y=2.1 由圖 11-9 得 Y =1.82 Y=1.921saY

21、2sa1sa2sa=MP （6-4）1F11212saFaKTY YBm Z 122 1.4 2.18 2.1 12300368.437580 332FMP （6-5） 318.75F69.51.822.181.922.168.4YYYY2Fa1sa1Fa2sa2F1F2 安全4.4 齒輪圓周速度 （6-6）1 13.14 60 5721.8060 100060 1000d nmVs 對照表 11-2 選 8 級精度合宜的.5.軸的結(jié)構(gòu)設計計算軸的結(jié)構(gòu)設計計算5.1 減速器高速軸設計5.1.1 軸徑與長度與直徑由結(jié)構(gòu)可知，各軸軸徑與長度如下： 段： 1mmd301mmBL601 段：因為是軸肩

22、定位，所以軸肩的高度為 h=0.0730+2=4.1mm 2d =38mm 2mmL603022軸承的選擇： A）選用深溝球軸承，型號為 6008，其參數(shù)如下：d=40 mm（內(nèi)徑）, D=68mm（外徑）, B=15mm（寬）B）軸承端蓋的選擇：選擇凸緣式聯(lián)軸承端蓋（根據(jù)結(jié)構(gòu)）HT150. （查機械設計表 11-10 ） e=13, ee1D=68mm, 螺釘直徑 d =6mm, 螺釘個數(shù)：43其參數(shù)如下：d =d +1=7mm （6-7）03D =D+2.5d =83mm （6-8）03D2 =D +2.5d =832.510=108mm （6-9）03e=1.2d =7.2mm（其中：m

23、=2e,取 m=15） （6-10）3則軸端蓋：L=e+m=7.2+15=22.2mm （6-11）故段軸長：L =76mm 22段：屬于非軸肩定位 h=（12）mm 3精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)d =40mm L =20mm33段：d =48mm L =10mm 444段：d =d=66.6mm L =65mm 555段：d =40mm d =18mm66圖 2 高速軸的示意圖5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設計擬定軸上的裝配方案圖 3 高速軸的裝配方案齒輪、軸套、擋油環(huán)、左軸承及端蓋從左邊裝入；擋油環(huán)、右軸承及軸承端蓋從右邊裝入。（A）據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸

24、器的軸向定位要求，2 軸段需制出一軸肩，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加脂潤滑的要求，取端蓋的外端面與大帶輪的右端面間的距離 =30mm,l故取 L =50mm 取 2 段軸的直徑為 d 38mm，L =70 mm222（B）選用軸承因軸承承受有徑向力和軸向力作用，故選用深溝球軸承，型號為 6008，其參數(shù)如下：d=40 mm（內(nèi)徑）, D=68mm（外徑）, B=15mm（寬） 即尺寸為： （7-1）dD T40 68 37.75因此 3 段 d =40mm L =40mm 33（C）取安裝齒輪的 4 段處的軸段直徑為 d =65mm 4（D）選用脂潤滑，故軸承 6008 端面到殼體的距離

25、取 5mm。（E）右端軸承采用軸肩進行軸向定位，由手冊查得 6008 軸承的定位軸肩高度=3.8mm，由h于 定位軸肩的寬度等于齒輪端面到殼體內(nèi)壁距離，范圍為 6-8mm，取 6mm，即 取 d =48mm （7-2）5(63.8)10Lmmmm5d =d =40mm，L =18mm636T至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑及其長度。5.1.3 確定軸上圓角及倒角參考表 15-2 取軸端倒角為：3050,1.5 45dmm5080,2.0 45dmm精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)5.1.4 減速器輸入軸（高速軸）的校核已知：軸的結(jié)構(gòu)：L=253mm，K=150 mm齒輪的嚙合力：圓周力

26、： （8-1）31122 69.525 101613.1186.2tTFNd徑向力： （8-2）11tantan201613.11602.23coscos12.86nrtFFN法向力： （8-3）11tan1613.11 tan12.86368.27atFFN 作用在軸左端聯(lián)軸器上外力 F= （8-4）21.3659102/38525.693N求垂直面的支承反力 F= （8-5）v142.2815 .28023027.36825 .28023.60222211LdFLFarNF= FF=602.23-281.42=320.81 （8-6）v21rv1N求水平面的支承反力F=F= （8-7）H1

27、H256.806211.161321tFNF 力在支點產(chǎn)生的反力F= （8-8）F180.19565 .28015021.3659LKFNF=F+ F=3659.21+1956.80N =5616.01 （8-9）F2F1N繪垂直面的彎矩圖（圖 b）M= F （8-10）avv20 .4525 .28081.3202LmN M= F （8-11）av/v147.3925 .28042.2812LmN 繪水平面的彎矩圖（圖 c）M= F （8-12）aHH112.11325 .28056.8062LmN F 力產(chǎn)生的彎矩圖（圖 d）M=FK=3659.21150=548.882 N m （8-1

28、3）F2a-a 截面 F 力產(chǎn)生的彎矩為：M= F （8-14）aFF144.27425 .28080.19562LmN 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)FaFrFtFFFMavMavMaHMaHMMT圖（a,b)圖（c）圖（d）圖（f）圖（g）圖（h）圖 4 高速軸校核圖求合成彎矩圖（圖 e）考慮到最不利的情況，把 M與直接相加。aF22aHavMMM =+ M=（）=396.19 （9-1）a22aHavMMaF44.27412.1130 .4522mN M=+M= N m=394.25 （9-2）a/22/aHavMMaF44.27412.11347.3922mN M = M=

29、548.882 2F2mN 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f）T=F （9-3）1t357.1922411.161321dmN 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)求危險截面的當量彎矩從圖可見，a-a 截面最危險，其當量彎矩為M = （10-1）e22TMa取折合系數(shù)=0.6，代入上式得M =396.36e22357.196 . 019.396mN 計算危險截面處軸的直徑軸材料為 40#剛，調(diào)質(zhì)處理，由表 153 查得 =650 MP ，由Badmm （10-2）42.40601 . 01036.3961 . 03331 beM考慮到鍵槽對軸的削弱，將 d 值加大 4，故d=1.0440.42=4

30、2.04粗取軸徑為 48，合適，安全。5.2 減速器低速軸設計由高速軸及整體結(jié)構(gòu)，低速軸結(jié)構(gòu)如下：（45 號鋼）圖 5 低速軸的示意圖其中：砂輪越程槽：b =3 mm，h=0.4 mm，r=1.0 mm1聯(lián)軸器的選擇：T=KT （查表 17-1 得 K=1.2） T=415.03NmCAAT = KT=1.2415.03=498 Nm （10-3）cA轉(zhuǎn)速：n=n =144.8 2minr（A) 選用軸承 選用深溝球軸承，型號為 6011，其參數(shù)如下：d=55 mm（內(nèi)徑）, D=90mm（外徑）, B=18mm（寬） 。因此 4 段 d=55mm L=12mm55（B）軸承端蓋的選擇：選擇凸

31、緣式聯(lián)軸承端蓋（根據(jù)結(jié)構(gòu)）HT150. （查表 11-10） e=13, ee1 軸承外徑 D=90mm 螺釘直徑 d =8mm, 螺釘個數(shù)：63其參數(shù)如下：d =9mm0D =D+2.5d =90+20=110mm03 D = D +2.5d =110+20=130mm203其中：m=2e,取 m=20則軸端蓋：L=e+m=10+20=30mmL =21mm 6段：d58mm L57mm44精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)段：d55mm 36mm 333L段：屬于軸肩定位 2 d52mm L =60mm22段：d45mm L =67mm 1115.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設計擬定軸上的裝配

32、方案圖 6 低速軸的裝配方案齒輪、軸套、擋油環(huán)、左軸承及端蓋從左邊裝入；檔油環(huán)、右軸承及軸承端蓋從右邊裝入。（A）據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，2 軸段需制出一軸肩，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加脂潤滑的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器的右端面間的距離 =30mm,l故取 L =70mm2取 2 段軸的直徑為 d =52mm，L =70mm22（B）選用軸承因軸承承受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承，型號為 6011，其參數(shù)如下：d=55 mm（內(nèi)徑）, D=90mm（外徑）, B=18mm（寬） 即尺寸為： （11-1）dD T55 90

33、18因此 3 段 d =55mm L =36mm 33（C）取安裝齒輪的 4 段處的軸段直徑為 d =58mm 4已知齒輪的輪轂的寬度為 60mm，為了使軸套端面可靠的壓緊齒輪，此軸段直徑應短于輪轂寬度，故 L =57mm4（D)選用脂潤滑，故軸承端面到殼體的距離取 6.5mm。（E）右端軸承采用軸肩進行軸向定位，由手冊查得 6011 軸承的定位軸肩高度=5mm，由于h定位軸肩的寬度等于齒輪端面到殼體內(nèi)壁距離，范圍為 8-10mm，取 8mm，即 。5(84)12Lmmmm取 d =12mm5為了滿足載荷平穩(wěn)，故 d =d =55mm，L =21mm。636T至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑及其

34、長度。5.2.2 軸上零件的周向定位齒輪的周向定位均采用平鍵連接。按軸的第 4 段 d =58mm 查表 6-1 得 平鍵的截面4，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中16 10b h性，戶選取齒輪輪轂與軸的配合為；76Hn滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸直徑公差為 m6.5.2.3 確定軸上圓角及倒角參考表 15-2 取軸端倒角為：3050,1.5 45dmm5080,2.0 45dmm5.2.4 減速器輸出軸（低速軸）校核已知：L= 336mm，K=157 mm，d =38 mm。2精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖FaF

35、rFtMavMavMaHMaHMT圖圖圖圖圖圖M圖 7 低速軸校核圖齒輪的嚙合力：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圓周力： （13-1）32222 360.855 101529.57471.84tTFNd徑向力： （13-2）22tantan201529.57571.04coscos12.86nrtFFN軸向力： （13-3）22tan1529.57tan12.86582.86atFFN 垂直面的支承反力（圖 b）F=N （13-4）v122233638571.04582.86222284.861336radLFFLF= FF=571.04-84.861=486.18 N （13-v

36、22rv15）求水平面的支承反力（圖 c）F=F=N （13-6）H1H221529.57764.7922tF繪垂直面的彎矩圖（圖 b）M= FN m （13-7）avv2336486.1881.67822LM= FNm （13-8）av/v133684.86114.25722L繪水平面的彎矩圖（圖 c）M= FNm （13-9）aHH1336764.79128.4822L求合成彎矩圖（圖 e）Ma=。 （13-10）22aHavMMM =Nm （13-11）a22aHavMM2281.678128.48152.24M= = Nm （13-12）a/22/aHavMM2214.257128.4

37、8129.27求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f）T= F Nm （13-13）2t2381529.5729.0622d求危險截面的當量彎矩校正系數(shù) =-1/0=0.6T=0.629.06=17.436 Nm （13-14）從圖可見，a-a 截面最危險，其當量彎矩為M = （13-15）e22TMa24.153436.1724.15222計算危險截面處軸的直徑軸材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 =640 MP ， （13-Ba16）由表 151 查的許用彎曲應力=55 MP ，則b1admm （13-17）07.14551 . 01024.1531 . 03331 beM考慮到鍵槽對軸的削

38、弱，將 d 值加大 5，故d=1.0514.07=14.77 mm 取軸徑 58mm，合適，安全。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)6. 鏈輪的設計鏈輪的設計初步設計機械支架的主動輪的輪軸直徑為 45mm。大小鏈輪的傳動比為 2.24。因為小鏈輪和減速器的低速軸配合，所以輪孔直徑為 45mm。用機械工程師軟件知道以上數(shù)據(jù)可以查詢到以下數(shù)據(jù)，并且可以繪出 CAD 圖。小輪的尺寸如下： mmdk45mmdg55mmdf5 .116mmda35.136mmd66.126 齒數(shù)為 20 輪寬為 60mm，齒寬為 12mm，鏈齒寬 8.7mm 齒的倒角為 1.6945 小鏈輪和低速軸的用鍵固定，

39、鍵寬 14mm，長 60mm。大鏈輪的尺寸如下： mmdk45mmdg65mmdf5 .116mmda07.474mmd06.445 齒數(shù)為 44，輪寬為 45mm，輪板寬 8mm，中間對稱打 6 孔，孔心半徑為 181mm，鏈齒寬為8.7mm， 齒的倒角為 1.6945， 大鏈輪和機器主動輪輪的用鍵固定，鍵寬 14mm，長 60mm。兩鏈輪間的中心距為 976mm，鏈節(jié)距為 31.75mm，鏈速為 2.75m/s。7 .聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇本設計的聯(lián)軸器的選擇主要是電動機軸與減速器的輸入主軸的聯(lián)結(jié)，根據(jù)文獻 6 中的表 12-1 Y 系列電動機的外型尺寸，本設計所選用的電動機的型號為 Y

40、132M1-6，可知電動機的輸出主軸的外伸部分的長度 E 和直徑 D 分別是 80 和 38。又本設計的高速軸的直徑計算最小值為 30mm。根據(jù)文獻 6 表 8-2 凸緣聯(lián)軸器,最后確定電動機與減速器的輸入軸間的聯(lián)軸器選擇為 GY5 型。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)小小 結(jié)結(jié)此次畢業(yè)設計所設計的題目是“蘋果采摘機械的移動系統(tǒng)的設計” 。經(jīng)過這次的畢業(yè)設計,使我使用 CAD 的水平進一步提高了,這次的畢業(yè)設計也使我學會了做設計的方法、過程和如何的查閱資料。通過這次畢業(yè)設計，使我對大學期間所學的知識，進行了融會貫通，有了一個全新的認識，對以前許多不太清楚的地方，通過問老師和查資料的方

41、法，已經(jīng)明白了很多，知道了自己以前學習的不足，所以以后應該更加努力。通過此次設計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)致致 謝謝首先感謝的是我的指導老師王均剛！本設計是在王均剛老師的悉心指導下完成的。王均剛老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風、高度的責任心對我產(chǎn)生了深深的震撼。王老師無論是在資料的整理，還是在設計的畫圖等各個方面都給予了我大量的指導和幫助，在王老師的精心指導下，不僅使我順利完成了畢業(yè)設計，同時也學到了許多書本上學不到的知識，受益匪淺，而且將繼續(xù)激勵我在

42、今后的人生旅途上不斷進取!大學四年學習時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學們、表達我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學給了我在大學的本科四年深造機會，讓我能繼續(xù)學習和提高。塔里木大學四季如歌的校園，美麗如詩的風景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學習期間，讓我的知識體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉?！白詮姴幌?，求真務實”的校訓我將銘記于心，在未來的學習和工作中躬身踐行。再次,感謝我的同學們,在畢業(yè)設計過程中得到了他們無私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導和建議。在此向所有支持、關心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠健康、幸福! 精選優(yōu)質(zhì)文

43、檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)參考文獻參考文獻1趙占峰,韓鵬飛.我國水果業(yè)發(fā)展中存在的問題及對策.2006. 41-42.2姜麗萍,陳樹人.果實采摘機器人的研究綜述.農(nóng)業(yè)裝備技術.2006. 89-91.3方建軍.移動式采摘機器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展J.農(nóng)業(yè)工程學報.2004,6(3): 73-75.4徐麗明,張鐵中.果蔬果實采摘機器人的研究現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)工程學報.2004,8(5): 65-67.5沈明霞,姬長英.農(nóng)業(yè)機器人的開發(fā)背景及技術動向.農(nóng)機化研究.2000. 55-57.6成大先主編.機械設計手冊.軸及其聯(lián)接M.北京:化學工業(yè)出版社.2004.1. 44-47.7卜炎主編.機械傳動裝置設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社.1998.12. 21-25.9東北工學院.機械零件設計手冊M.冶金工業(yè)出版社.1980. 12-14.9袁佳平.農(nóng)業(yè)機械的設計和計算M.中國農(nóng)業(yè)出版社.10西北工業(yè)大學.機械設計(第八版) M.高等教育出版社.