草莓采摘機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

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1、- 加QQ1638290842 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題目：草莓采摘機(jī)設(shè)計(jì) 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 **： **： 指導(dǎo)教師： 完成日期： . z. - . z. - 目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章緒論 3 1.1. 引言 3 1.2. 草莓采摘機(jī)國外研究現(xiàn)狀 3 1.2.1. 國外研究現(xiàn)狀 3 1.2.2. 國研究現(xiàn)狀 4 1.3. 研究的目標(biāo)和容 5 1.3.1. 研究目標(biāo) 5 1.3.2. 采摘機(jī)采摘原理簡介 5 第

2、二章草莓采摘機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 7 2.1. 草莓采摘機(jī)構(gòu)造設(shè)計(jì)及其計(jì)算 7 2.2. 草莓采摘機(jī)設(shè)計(jì)及其材料選擇 8 第三章采摘裝置的設(shè)計(jì) 9 3.1. 采摘擋板的設(shè)計(jì) 9 3.2. 彈簧的設(shè)計(jì) 9 3.3. 滾輪的設(shè)計(jì)11 第四章電動(dòng)機(jī)的選擇 12 4.1. 傳動(dòng)比的分配 13 第五章 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 15 5.1. V帶參數(shù)計(jì)算 15 第六章齒輪的設(shè)計(jì) 17 6.1. 齒輪相關(guān)參數(shù)初步確定 17 6.2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 17 6.3. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 19 6.4. 幾何尺寸的計(jì)算20 第七章軸的設(shè)計(jì)22 7.1. 軸的材料22 7.2. 軸

3、的參數(shù)設(shè)計(jì)22 7.3. 軸承的強(qiáng)度校核 27 第八章傳送裝置的設(shè)計(jì) 29 8.1. 傳送帶的寬度設(shè)計(jì) 29 8.2. 傳送帶的選型 29 8.3. 滾筒的選擇 29 結(jié)論 31 參考文獻(xiàn) 32 致 33 附錄 34 . z. - 草莓采摘機(jī)設(shè)計(jì) 摘要：現(xiàn)在國的農(nóng)業(yè)采摘雖然對于大局部水果都有專業(yè)的采摘設(shè)備，但是對于草莓采摘還是一大難點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的采摘設(shè)備針對特殊地形和栽種方式還有保持果實(shí)的完整度都有一定的難度。本設(shè)計(jì)對現(xiàn)階段我國草莓種植環(huán)境進(jìn)展相關(guān)了解，再結(jié)合實(shí)際采摘情況，針對草莓采摘需要注意的一些細(xì)節(jié)進(jìn)展分析，設(shè)計(jì)

4、出合理的采摘機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對草莓的大批量采摘。 所設(shè)計(jì)的草莓采摘機(jī)以人力推動(dòng)或機(jī)器牽引，通過拖拽，實(shí)現(xiàn)了草莓采摘機(jī)的行駛功能。針對不同草莓田壟形狀，采摘裝置參加了收緊滾輪的構(gòu)造，以便適應(yīng)多變的地形。 設(shè)計(jì)過程包含了草莓采摘機(jī)的電機(jī)選擇，傳動(dòng)局部零件的材料選擇及設(shè)計(jì)，及采摘局部和傳送局部的設(shè)計(jì)和分析。 關(guān)鍵詞：草莓采摘機(jī)；構(gòu)造設(shè)計(jì)；理論計(jì)算 . z. - Design of Strawberry Picker Abstract: Although the domestic agricultural plucking has prof

5、essional picking equipment for most fruits, it is still a difficult problem for strawberry picking. It is difficult to design the plucking equipment for the special terrain and planting methods and to keep the integrity of the fruit. This design is related to the present situation of strawberry plan

6、ting in China. According to the actual picking situation, some details of the strawberry picking need to be analyzed, and a reasonable picking mechanism is designed to realize the large batch of strawberry picking. The designed strawberry picking machine is driven by manpower or towed, and the driv

7、ing function of strawberry picking machine is realized by dragging and dragging. According to the different shape of strawberry ridges, the picking device adds the structure of the roller to adapt to the changeable terrain. The design process includes the selection of the motor of the strawberry pi

8、cking machine, the material selection and design of the transmission part, and the design and analysis of the picking part and the transmission part. Key words: Strawberry picker; Structural design; Theoretical calculation . z. - 第一章 緒論 1.1. 引言 草莓因?yàn)槠洫?dú)特的外觀和鮮美的口感，是現(xiàn)如今

9、大局部人都喜愛的水果，在繁雜的水果種類中有著"水果皇后〞的美譽(yù)，而且還有極高的營養(yǎng)價(jià)值。正是因?yàn)椴葺軞g迎的程度和它的生長周期短，讓果農(nóng)們能夠在短時(shí)間得到極高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，在我們，草莓的種植面積正逐年增加。隨著食品加工行業(yè)的開展，草莓不僅僅可以作為鮮果供人們食用，還可以加工成各種各樣的衍生產(chǎn)品，比方草莓醬，草莓果干，草莓汁等，同時(shí)草莓還有一定的醫(yī)藥用價(jià)值。 草莓作為當(dāng)今比較普遍的水果，但相較其他普通的常見水果來說依然價(jià)格較高，在草莓的收獲季節(jié)，普通的草莓仍能賣到十元一斤的價(jià)格，究其原因還是因?yàn)槠涫斋@季節(jié)時(shí)勞動(dòng)本錢過于昂貴。草莓成熟的季節(jié)，約有四分之一的本錢是投入到采摘過程中去的。因此減輕勞動(dòng)強(qiáng)

10、度，降低生產(chǎn)本錢，成了草莓收獲的重中之重。 日本研制出的草莓采摘機(jī)器人需要以高架種植模式為根底，并不適用于國的田壟種植環(huán)境。Kondo帶著的團(tuán)隊(duì)研制出的草莓采摘機(jī)器人摘取單個(gè)草莓所用時(shí)間為十一秒，采摘成功率只有一半。顯然，對于真正投入到使用還差很長一段距離。國鐵中等人對于的田壟栽培模式下的草莓采摘機(jī)器人研究也有一定的進(jìn)展，但是這些設(shè)備對草莓果實(shí)的采摘都存在一定的缺乏。對于機(jī)器人的機(jī)械臂的定位還存在著各種問題，例如圖像識(shí)別和感應(yīng)裝置的識(shí)別成功率。這種智能采摘機(jī)器人的工作效率也是一個(gè)值得關(guān)注的問題，單獨(dú)一個(gè)機(jī)械臂的采摘效率甚至不如人工采摘速度，多臂采摘也需要特殊的種植模式才能實(shí)現(xiàn)。而且采摘之后對

11、于果實(shí)的完整度是對采摘機(jī)器人的極大挑戰(zhàn)。多數(shù)草莓果實(shí)在采摘時(shí)可能完好，但是收集運(yùn)送過程中可能會(huì)對果實(shí)造成不同程度碰撞，造成果實(shí)損傷。 本設(shè)計(jì)除了主要考慮到草莓的采摘條件以外，還需要考慮到我國農(nóng)業(yè)的實(shí)際開展水平，大局部果農(nóng)的文化水平不高，對于機(jī)械產(chǎn)品的使用僅僅是通過他人的一些簡單教學(xué)。所以，草莓采摘機(jī)的設(shè)計(jì)還需要注意操作方面的簡化，所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品必須具備只通過簡單操作就能完成批量采摘的工作。而且還可以適當(dāng)?shù)膶⒃O(shè)備的維修便捷程度、環(huán)保等因素考慮進(jìn)去。 1.2. 草莓采摘機(jī)國外研究現(xiàn)狀 1.2.1. 國外研究現(xiàn)狀 對于智能草莓采摘機(jī)來說，只有找準(zhǔn)草莓在空間三維坐標(biāo)中的準(zhǔn)確位置才能夠?qū)Σ葺M(jìn)展

12、準(zhǔn)確的采摘，這就需要利用到機(jī)器人技術(shù)中的機(jī)器視覺才能實(shí)現(xiàn)。在機(jī)器人的開展歷史中，機(jī)器視覺的開展歷史也有一定的時(shí)間，許多都具備一定的技術(shù)，所以他們將其運(yùn)用到了農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人上面，利用其在三維空間的準(zhǔn)確定位，實(shí)現(xiàn)對果實(shí)的準(zhǔn)確采摘，很多興旺現(xiàn)在已經(jīng)在采摘機(jī)器人領(lǐng)域有了較大的開展。但是對于草莓采摘機(jī)器人的研究，目前仍是處于初級階段。 很多都研制除了針對不同栽培模式的采摘機(jī)器人，對于田壟栽培下的采摘機(jī)人研究還處于初期階段，其中高架栽培的模式由于適合機(jī)器人作業(yè)，現(xiàn)如今被越來越多地采用，在高架栽培模式下，水果的種植密度大幅度提高，機(jī)器人的采摘臂設(shè)計(jì)不必針對對地模式采摘，所需的活動(dòng)空間相對對地采摘極大減小，

13、采摘時(shí)依靠機(jī)械手臂和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，先將草莓的空間位置確定，機(jī)械臂移動(dòng)到相應(yīng)位置后末端執(zhí)行器將草莓切下完成采摘過程。 日本宮崎大學(xué)研制出的跨壟采摘4自由度的草莓采摘機(jī)器人通過兩個(gè)CCD相機(jī)獲取草莓的圖像信息。通過獲取的圖像信息經(jīng)過處理器的計(jì)算得到草莓的空間位置，然后利用激光傳感器的測距功能計(jì)算出末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)與草莓果實(shí)之間的距離，通過移動(dòng)機(jī)械手臂使末端執(zhí)行器到達(dá)草莓莖的位置，以切刀切斷草莓莖實(shí)現(xiàn)果實(shí)的采摘，防止傷害到草莓果實(shí)。 1.2.2. 國研究現(xiàn)狀 國對草莓采摘機(jī)器人的研究雖然起步較晚，但是通過學(xué)習(xí)一些國外的先進(jìn)技術(shù)和我國科研人員的自主研發(fā)創(chuàng)新精神，在草莓采摘機(jī)器人領(lǐng)域也取得了一定的進(jìn)展

14、。國的研發(fā)人員通過實(shí)際栽種情況和果農(nóng)需求，通過適當(dāng)?shù)姆椒ê图夹g(shù)手段，研制出了一些滿足農(nóng)業(yè)需求的采摘機(jī)。 一、草莓選果機(jī)。栃木縣農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場開發(fā)出了可以根據(jù)草莓不同品質(zhì)進(jìn)展分類的草莓選果機(jī)。草莓選果機(jī)的分類功能是基于雙目立體視覺技術(shù)開發(fā)出來的，這個(gè)裝置通過對采集到的圖像進(jìn)展處理，并利用擬合曲線對圖像進(jìn)展分割實(shí)現(xiàn)對草莓的分類，所分類的草莓不僅果實(shí)大小有差異，甚至是草莓的含糖量也能通過這個(gè)設(shè)備進(jìn)展分類。草莓采摘機(jī)對圖像進(jìn)展處理之后，將采集的二維圖像轉(zhuǎn)換為三維空間的形狀，還能對果實(shí)進(jìn)展準(zhǔn)確的定位。 二、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)出了一套基于顏色識(shí)別的計(jì)算機(jī)算法，可以用于草莓采摘機(jī)器人的視覺系統(tǒng)中，對于采摘成功

15、率有很大的提高。因?yàn)槌墒斓牟葺酋r艷的紅色，具有一定的特殊性，與周圍的綠色植被很鮮明的形成比照，通過對草莓圖像的特定顏色信息進(jìn)展模擬分析，可以完成對指定的成熟草莓進(jìn)展采摘，解決了草莓單個(gè)果實(shí)因成熟度不同而難以批量采摘的問題。而且這種算法不僅僅適用于草莓采摘，對于一些果實(shí)顏色具有特點(diǎn)的蔬果都具有泛用性。 三、大學(xué)在采摘機(jī)器人的機(jī)械手臂方面研究取得了一定成果，對于機(jī)械手臂的工作能力提出了一個(gè)評判標(biāo)準(zhǔn)，他們所提出的評判標(biāo)準(zhǔn)可以從五個(gè)方面進(jìn)展測試，分別是工作空間、可操作度、避障能力、冗余空間與姿態(tài)多樣性。 目前，草莓采摘機(jī)器人的依舊是停留在理論和試驗(yàn)階段，無法進(jìn)展大規(guī)模的推廣，無論是國還是國外，距

16、離實(shí)現(xiàn)草莓園的自動(dòng)化采摘還有很大的差距。差距有以下四個(gè)方面： 〔1〕末端執(zhí)行器在采摘草莓果實(shí)的時(shí)候容易對果實(shí)外表造成損傷； 〔2〕沒有設(shè)計(jì)出理想的機(jī)械手，很難到達(dá)有效的采摘圍； 〔3〕運(yùn)輸過程無法防止碰撞對草莓產(chǎn)生的傷害； 〔4〕采摘效率不高，誤差大。 1.3. 研究的目標(biāo)和容 1.3.1. 研究目標(biāo) 目前研制草莓采摘機(jī)用于國棚載草莓的收獲，使其具有使用價(jià)值，需要在以下兩個(gè)方面進(jìn)展努力： 〔1〕研究構(gòu)造合理，在所處的工作環(huán)境中能夠合理發(fā)揮機(jī)效用； 〔2〕研究構(gòu)造簡單，方便采摘工人操作使用和設(shè)備維修； 〔3〕制定出高效的采摘方案，使采摘效率要高于人工采摘效率。 針對以上三點(diǎn)

17、，本文將選擇產(chǎn)量高、規(guī)模大的南方目前開發(fā)設(shè)計(jì)草莓采摘機(jī)并且用于國大棚栽種的草莓收獲，讓其具備使用價(jià)值，需到達(dá)幾個(gè)要求： 〔1〕研究構(gòu)造合理，在所處的工作環(huán)境中能夠合理發(fā)揮機(jī)效用； 〔2〕研究構(gòu)造簡單，方便采摘工人操作使用和設(shè)備維修； 〔3〕制定出高效的采摘方案，使采摘效率要高于人工采摘效率。 針對以上三點(diǎn)，本文將選擇產(chǎn)量高、規(guī)模大的南方溫室大棚壟作栽培的草莓為研究對象，對草莓采摘機(jī)進(jìn)展設(shè)計(jì)和研究。 1.3.2. 采摘機(jī)采摘原理簡介 工作原理：草莓采摘機(jī)為小車型，工作時(shí)果農(nóng)握住采摘機(jī)把手，推動(dòng)草莓采摘機(jī)跨壟縱向前進(jìn)，安裝在采摘機(jī)前端靠田壟測的采摘裝置對草莓進(jìn)展采摘，由采摘擋板先穿過草

18、莓和壟之間的距離，將草莓微微挑起，隨著采摘機(jī)的移動(dòng)，草莓隨桿移動(dòng)到采摘刀片位置，采摘刀片轉(zhuǎn)動(dòng)后，將垂在壟邊的草莓割下，掉落在傳送帶上，通過傳送帶的輸送，將草莓運(yùn)到收集筐里。為減少對草莓的傷害，傳送帶采用橡膠材質(zhì)〔如圖1-1〕。 1.收集箱 2.傳送帶 3.電機(jī) 4.收緊滾輪 5.切割器 6.采摘擋板 7.傳動(dòng)系統(tǒng) 圖1-1采摘機(jī)簡圖 第二章 草莓采摘機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 我國大多數(shù)草莓種植是田壟栽培模式，田壟的橫截面成梯形，壟頂寬400 mm，壟底寬600 mm，高250 mm。在這種栽培模式下長出的草莓由田壟的上方伸出，隨著草莓的逐漸成熟，果實(shí)慢慢垂下，伏于壟的兩側(cè)，相鄰兩壟間為寬度

19、約500 mm 的壟溝( 圖2-1) 。 本文要求在現(xiàn)有農(nóng)藝條件下，設(shè)計(jì)出適宜尺寸的車身模型。 圖2-1壟作栽培模式下的草莓田間環(huán)境 根據(jù)對國草莓園的實(shí)地考察，草莓園的路面大局部都是凹凸不平的，且種植密度較大。兩個(gè)壟之間的距離也比較窄，壟橫截面的形狀大致為梯形，有一層塑料薄膜包裹，整個(gè)壟的高度也不高，人工采摘必須以蹲姿才能完成采摘。根據(jù)這些草莓園的特點(diǎn)，采摘機(jī)必須滿足以下兩點(diǎn)根本要求： 一、由于實(shí)際種植情況，致使草莓采摘機(jī)的采摘空間非常有限，所以整個(gè)機(jī)體假設(shè)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或液壓驅(qū)動(dòng)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。這些驅(qū)動(dòng)方式所需的采摘空間都比較大，適用于露天采摘。對于大棚種植的農(nóng)作物，以人力驅(qū)動(dòng)比較合理

20、，通過人推動(dòng)草莓采摘機(jī)前行可以控制采摘速度，根據(jù)不同的采摘情況做出相應(yīng)調(diào)整，而且便于更換采摘籃。 二、行走機(jī)構(gòu)為了適應(yīng)這種狹小的采摘環(huán)境，也必須做出相應(yīng)的調(diào)整，履帶式的行走機(jī)構(gòu)雖然能抑制路面凹凸不平的問題，但是整機(jī)過于笨重，以人力推動(dòng)比較困難。所以選用跨壟式四輪機(jī)構(gòu)。 2.1. 草莓采摘機(jī)構(gòu)造設(shè)計(jì)及其計(jì)算 車體框架尺寸初定： 初定車體長=1200mm；車體寬=1500mm；車體高=650mm。 接果板總長初定： 傳送帶長度初定=800mm. 采摘機(jī)構(gòu)尺寸初定： 軸長度=300mm；采摘刀片半徑r=25mm； 因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)未知量較多，故應(yīng)該對重要的參數(shù)進(jìn)展一一初選，并且在之后的章

21、節(jié)進(jìn)展計(jì)算和校核。 2.2. 草莓采摘機(jī)設(shè)計(jì)及其材料選擇 采摘機(jī)的車體選用厚度為3mm和1.5mm的Q345鋼板，如圖3-1： 圖2-2壟單側(cè)車體形狀 圖中尺寸：=1200mm；=265mm；=60mm；=600mm；=450mm； =430mm；=70mm；=50mm；=25mm；R=35mm； 3mm的鋼板理論重量；1.5mm的鋼板理論重量。 估算車體的總重量 車體框架方式選用焊接方式。 第三章 采摘裝置的設(shè)計(jì) 采摘裝置主要負(fù)責(zé)將草莓用傾斜一定角度的采摘擋板挑起后，通過采摘機(jī)自身的移動(dòng)，讓草莓莖到達(dá)刀片的位置，然后刀片將草莓莖切斷，完成采摘過程。采摘擋板能否以完美的角

22、度將草莓挑起關(guān)系到草莓采摘機(jī)的采摘效率。所以在采摘裝置上加上一個(gè)彈簧滾輪收緊裝置，確保擋片始終能以適宜的角都將草莓挑起。如圖3-1所示。 1.滾輪 2.彈簧 3.采摘刀片 4.采摘擋板 5.草莓莖 6.草莓果實(shí) 7.田壟橫截面 圖3-1采摘裝置的構(gòu)造例如 3.1. 采摘擋板的設(shè)計(jì) 采摘擋板局部是草莓采摘機(jī)比較重要的部件，它的設(shè)計(jì)關(guān)系到草莓采摘機(jī)的能否成功采摘到草莓。為了適合國大局部草莓種植園的采摘，采摘擋板采用橡膠材質(zhì)。根據(jù)國大局部草莓園的田壟尺寸，和采摘機(jī)的裝配尺寸，在實(shí)際操作中調(diào)整采摘擋板的傾斜角都和伸出長度。擋板尺寸長為500mm，高70mm。厚度為5mm。傾斜角度和伸出長度可以

23、通過采摘擋板的固定裝置進(jìn)展實(shí)際調(diào)節(jié)。 3.2. 彈簧的設(shè)計(jì) 1.根據(jù)工作條件選擇材料并確定需用應(yīng)力 彈簧為普通圓柱螺旋壓縮彈簧，有四個(gè)，分別固定在擋板固定裝置一側(cè)的四個(gè)角上。中徑D1=15mm，外徑D2=19mm，當(dāng)彈簧壓縮變形量為7.5mm時(shí)，壓力為50N,當(dāng)彈簧壓縮變形量為50mm時(shí)，壓力為300N。 由于彈簧在一般載荷條件下工作，可按第Ⅲ類彈簧來考慮?，F(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲SL型，根據(jù)D2-D1=4-2mm，估取彈簧鋼絲直徑為2.5mm。 由表可得暫選，則。 2.根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑 選取旋繞比C=6，則 彈簧直徑的公式： 〔24〕 改取d=2mm，查得。重新計(jì)算

24、得， 取D=20mm，，算得K=1.27，于是 上值與估取值相似，取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑d=2mm，此時(shí)D=15為標(biāo)準(zhǔn)值，則 D2=D+d=15+2=17mm≤19mm 所得尺寸與限制條件相符，適宜。 3.根據(jù)剛度條件，計(jì)算彈簧圈數(shù)n 彈簧剛度的公式為： 〔25〕 取G=86500MPa, 彈簧圈數(shù)的公式為： 〔26〕 則彈簧圈數(shù)n為 取n=13圈。此時(shí)彈簧的剛度為 驗(yàn)算彈簧初壓力 彈簧初應(yīng)力的公式為： 〔27〕 初應(yīng)力應(yīng)按式得 當(dāng)C=5.56時(shí)初應(yīng)力的推薦值為95～200MPa，故此初應(yīng)力值適宜。 極限工作應(yīng)力 取，則 極限載荷F的公式為： 〔28〕

25、極限工作載荷 3.3. 滾輪的設(shè)計(jì) 為了保證采摘擋板能夠平穩(wěn)的在草莓壟的側(cè)面行進(jìn)，一個(gè)適合工作環(huán)境貼合壟側(cè)行走的滾輪是必不可少的。滾輪中分為鋼輪和膠輪。鋼輪一般用于重型機(jī)械的承載，對于采摘機(jī)這類的農(nóng)用機(jī)械，一般采用橡膠輪，橡膠輪在壟側(cè)面行進(jìn)時(shí)可以產(chǎn)生一定的摩擦力，而且可以抵抗一些行進(jìn)和采摘過程中產(chǎn)生的震動(dòng)。 根據(jù)草莓采摘機(jī)的工作環(huán)境及條件，本設(shè)計(jì)的滾輪選用橡膠輪，把橡膠用鋼盤固定在滾輪輪緣上，選擇滾輪的直徑為40mm。 第四章 電動(dòng)機(jī)的選擇 為選出適合此機(jī)械的電動(dòng)機(jī)。需針對多方面因素進(jìn)展考慮。根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境，安裝方式，機(jī)構(gòu)所需的功率、轉(zhuǎn)速和構(gòu)造等要求，進(jìn)展綜合分析，并且查閱相關(guān)

26、資料進(jìn)展選擇。 為了確定出傳動(dòng)方案，需要根據(jù)實(shí)際情況做出選擇，在采摘局部，采摘機(jī)的采摘刀片轉(zhuǎn)速需要到達(dá)1200r/min，采摘機(jī)構(gòu)工作時(shí)電機(jī)需要效率高、轉(zhuǎn)速快、體積小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定等特點(diǎn)。 在傳送局部，傳送帶連續(xù)工作，單向運(yùn)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，傳送帶的速度容許誤差為±5%，傳送帶的速度要求為0.5m/s，驅(qū)動(dòng)卷筒直徑為100mm，傳送帶的有效拉力F=500N。根據(jù)上述工作環(huán)境及條件，可采用兩級圓柱齒輪傳動(dòng)，如圖〔3-1〕。 圖3-1兩級圓柱齒輪傳動(dòng) 轉(zhuǎn)速的公式為： (1) 根據(jù)條件和公式(1)可計(jì)算出主動(dòng)件2轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為 功率的公式為： (2) 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)所需功率為

27、 從電動(dòng)機(jī)到刀片之間的總效率為 式中、、、為V帶傳動(dòng)、聯(lián)軸器、軸承、刀片的傳動(dòng)效率。 從電動(dòng)機(jī)到傳送帶之間的總效率為 式中、、、、為V帶傳動(dòng)、聯(lián)軸器、軸承、卷筒、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。 輸出功率的公式為： (3) 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為 根據(jù)有關(guān)手冊選定額定功率為0.75kw，常用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電機(jī)，可選電機(jī)型號為Y80M2-4 型號 額定功率〔KW〕 轉(zhuǎn)速〔r/min〕 電流 〔A〕 效率 〔%〕 功率因數(shù) 重量 〔kg〕 Y80M2-4 0.75 1390 2.3 72.5 0.7 23 4.1. 傳動(dòng)比的分配

28、傳送帶局部傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 初步取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i1=1.16，取齒輪1的傳動(dòng)比i2=4,齒輪2的傳動(dòng)比i3=3 傳送局部各軸的輸入轉(zhuǎn)速 n0=nm=1390r/min Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 采摘局部輸入軸轉(zhuǎn)速 Ⅳ軸 n4=n1=1198r/min 傳送局部輸入軸轉(zhuǎn)速 Ⅴ軸 n5=n3=99.8r/min 各軸的輸入功率 Ⅰ軸 P1=Pd××=0.75×0.96×0.99=0.71kw Ⅱ軸 P2=P1××=0.71×0.97×0.99=0.69kw Ⅲ軸 P3=P2××=0.69×0.97×0.99=0.66kw Ⅳ軸 P4=P1××=0.71×0.99×0

29、.99=0.69kw Ⅴ軸 P5=P3××=0.66×0.99×0.99=0.65kw 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 輸出功率的公式為： (4) 電動(dòng)機(jī)軸的輸出功率 其余各軸的輸入功率 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅴ軸 第五章 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) V帶傳動(dòng)作為帶傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)，是因?yàn)槠渚邆渲T多優(yōu)勢與特點(diǎn)。首先V帶傳動(dòng)相比于其他傳動(dòng)具備傳動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)，這種帶傳動(dòng)在工作時(shí)通過V帶與帶輪測的帶輪槽的摩擦力進(jìn)展動(dòng)力傳遞，因?yàn)槠涮厥獾腣帶構(gòu)造，使其具有相較其他帶傳動(dòng)而不具備的巨大摩擦力，所以傳動(dòng)過程極少出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，傳動(dòng)平穩(wěn)。其次，就算傳動(dòng)過程中因?yàn)檫^載而引起的打滑，也可以對機(jī)械

30、本身起到保護(hù)的作用。而且V帶傳動(dòng)因?yàn)闃?gòu)造相對簡單，所以安裝簡便，對機(jī)構(gòu)的維護(hù)也非常容易，適合一些相對距離稍遠(yuǎn)的傳動(dòng)。 但是V帶傳動(dòng)也有一些弊端，因?yàn)槠湎鄬唵蔚臉?gòu)造，使得V帶傳動(dòng)的準(zhǔn)確度不夠高，真實(shí)機(jī)械上的V帶傳動(dòng)比可能與設(shè)計(jì)中的傳動(dòng)比存在一些差異，而且V帶依靠其彈性和摩擦性能進(jìn)展傳動(dòng)，就導(dǎo)致V帶的使用壽命大大降低，每隔一段時(shí)間就需要更換V帶，對使用環(huán)境也有一定的限制，V帶傳動(dòng)不適用于高溫環(huán)境。 V帶傳動(dòng)是一種在農(nóng)用機(jī)械上非常常用的傳動(dòng)方式，因?yàn)檗r(nóng)用機(jī)械大多構(gòu)造簡單，所需的傳動(dòng)精度不高，而且V帶傳動(dòng)的本錢低廉，適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 5.1. V帶參數(shù)計(jì)算 在草莓采摘機(jī)工作時(shí)，帶傳動(dòng)需要承受

31、一定幅度抖動(dòng)，且需要保證安裝尺寸緊湊，電機(jī)的額定功率為0.75w，轉(zhuǎn)速為1390r/min，傳動(dòng)比為1.16。 1.確定計(jì)算功率 根據(jù)傳遞功率和帶的工作條件確定 (5) 式中：---計(jì)算功率，kw； KA---工作情況系數(shù)； P--所傳遞的額定功率，如電機(jī)的額定功率，kw。 V帶工作環(huán)境，選擇工作情況系數(shù)KA=1.0 2.選擇V帶的帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，選用Z型。 3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速 根據(jù)V帶的帶型，查表確定小帶輪的直徑dd1=25mm，應(yīng)使dd1≥〔dd〕min。 根據(jù)公式 (6) 計(jì)算帶速 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 圓整以后取dd

32、2=30mm 4.確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度Ld 根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件和要求的中心距， 初定 帶長的公式為： (7) 計(jì)算相應(yīng)的帶長 帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)選取400mm 中心距變化圍為126—144mm。 5.校核小帶輪上的包角 包角的公式為： (8) 6.計(jì)算單根V帶的額定功率Pr，由=25mm，和=1198，i=1.16和Z帶型，查表得，ka=0.932，kc=0.98 V帶額定功率的公式為： (9) 計(jì)算V帶的根數(shù)z V帶根數(shù)的公式為： (10) 取1根。 7.計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值，由表得Z型帶的單位長度質(zhì)量q=0.06kg/m，所以 =68.5N 應(yīng)使帶實(shí)際初拉力. 8.計(jì)算壓軸力最小值 . z.