蘋(píng)果采摘裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要本次畢設(shè)選擇的課題主要是設(shè)計(jì)一種新型的蘋(píng)果采摘裝置及其對(duì)蘋(píng)果后續(xù)的分級(jí)選擇器械進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目的是為了減少人力資源。提高采摘效率，盡量的減少人工，減少果農(nóng)在采摘過(guò)程和將蘋(píng)果按大小分級(jí)所花費(fèi)的時(shí)間，先進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，了解目前市面上的采摘器，對(duì)其進(jìn)行分析，有何優(yōu)缺點(diǎn)，并且到農(nóng)場(chǎng)實(shí)地進(jìn)行考察，了解小型果農(nóng)廠的地形和種植密度，蘋(píng)果大小。后用PROE進(jìn)行三維建模，確定設(shè)計(jì)的器械為簡(jiǎn)易的可以伸縮的抓取蘋(píng)果的一種采摘器械和滾筒式分級(jí)機(jī)器來(lái)減少果農(nóng)的工作量。抓取式的簡(jiǎn)易采摘器械可以解決果農(nóng)高空采摘水果的難題，主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：采摘機(jī)械手、伸縮桿機(jī)構(gòu)、半橢圓型的收集機(jī)構(gòu)、手持機(jī)構(gòu)以及如何降低采摘器重量，使得果農(nóng)采摘過(guò)程中較為輕松。創(chuàng)新點(diǎn)相比市面上的采摘器可以連續(xù)作業(yè)，而蘋(píng)果分選器的設(shè)計(jì)采用價(jià)格最為便宜的滾筒式分級(jí)器，成本價(jià)格比較親民，否則難以在小型果農(nóng)廠之間流傳開(kāi)來(lái)，分選器的設(shè)計(jì)內(nèi)容有傳動(dòng)路線(xiàn)的設(shè)計(jì)、減速器齒輪軸和低速軸的設(shè)計(jì)、V帶的選用、滾筒的設(shè)計(jì)、電機(jī)的選擇等等，設(shè)計(jì)目的是為了解決中國(guó)廣大果農(nóng)對(duì)于直徑相近球形果實(shí)的采摘難題和采摘后及時(shí)分選包裝，以免錯(cuò)過(guò)蘋(píng)果的新鮮期，實(shí)現(xiàn)果農(nóng)真正意義上的自產(chǎn)自銷(xiāo)，具有一定的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞：采摘器、分選器、proe三維建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

StructuredesignofapplepickingdeviceAbstractThemaintaskofthisprojectistodesignanewtypeofapplepickingdeviceanditsstructuredesignforthesubsequentgradingselectiondeviceofapple,inordertoreducehumanresources.Improvethepickingefficiency,reducethelaborasmuchaspossible,andreducethetimespentbythefruitfarmersinthepickingprocessandgradingtheapplesaccordingtothesize.First,conductmarketresearch,understandthecurrentmarketpicker,analyzeitsadvantagesanddisadvantages,andconductfieldinspectiononthefarmtounderstandthetopography,plantingdensityandapplesizeofsmallfruitfarms.Afterthree-dimensionalmodelingwithPROE,itisdeterminedthatthedesignedequipmentisasimpleandretractableapplepickingequipmentandrollergradingmachinetoreducetheworkloadoffruitfarmers.Thesimplegrabbingpickingequipmentcansolvetheproblemoffruitpickingathighaltitude.Themaindesigncontentsinclude:pickingmanipulator,extensionbarmechanism,semiellipticalcollectingmechanism,hand-heldmechanismandhowtoreducetheweightofthepicker,sothatthefruitpickingprocessislighterandlooser.Comparedwiththepickeronthemarket,theinnovationpointcanoperatecontinuously,whilethedesignofApplesorteradoptstherollerclassifierwiththecheapestprice,whichismorecost-effectiveandaffordable.Otherwise,itisdifficulttospreadamongsmall-scalefruitfarms.Thedesigncontentsofsorterincludethedesignoftransmissionroute,thedesignofgearshaftandlow-speedshaftofreducer,theselectionofV-belt,thedesignofroller,andtheselectionofmotorThepurposeofthedesignistosolvetheproblemofpickingsimilardiametersphericalfruitsandtosortandpackthemintimeafterpicking,soastoavoidmissingthefreshperiodofapplesandrealizetherealsenseofself-productionandself-saleoffruitfarmers,whichhasacertainmarketprospect.

Keywords:Applepicker、Separator、3Dmodeling、Structuraldesign

目錄目錄TOC\o"1-3"\h\u289931前言 前言目前，我國(guó)是世界上最大蘋(píng)果生產(chǎn)國(guó)，但是大多數(shù)還是以小果農(nóng)小規(guī)模種植為主，因此，采摘過(guò)程將會(huì)耗費(fèi)極大的人力和時(shí)間，大型采摘機(jī)械無(wú)法適應(yīng)我國(guó)的水果種植業(yè)的特殊情況，并且采摘后的挑選也是以人工為主，這樣不僅僅耗費(fèi)時(shí)間還耗費(fèi)人力資源，此次設(shè)計(jì)針對(duì)如上兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.1課題背景及意義蘋(píng)果是一種眾所周知且喜愛(ài)的水果，屬于薔薇科目的植物，蘋(píng)果樹(shù)為喬木，人們喜愛(ài)蘋(píng)果的原因很簡(jiǎn)單，其一是其甘甜可口，色澤光鮮亮麗，有營(yíng)養(yǎng)且富含各種維生素，還能補(bǔ)鈣，飯前吃水果不僅僅有助于消化，還能增強(qiáng)人體的代謝能力，有助于減肥，蘋(píng)果富含豐富的鉀元素，可以與人體內(nèi)多余的鈉元素產(chǎn)生化合反應(yīng)，中和了鈉，對(duì)于喜歡重口味的人群來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果是改善人體平衡的不二之選，這也是蘋(píng)果受到全世界追捧的原因。目前來(lái)說(shuō)，全世界各地都有在栽培蘋(píng)果，可見(jiàn)人們對(duì)蘋(píng)果的喜愛(ài)程度，以及種植環(huán)境并不是特別的高。世界蘋(píng)果栽培數(shù)量現(xiàn)排名第三，僅少于第一的橘子和第二的香蕉[1]。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)生產(chǎn)力水平的提升，人民消費(fèi)水平的提升，極大的促進(jìn)了我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，栽培蘋(píng)果的數(shù)量，種植蘋(píng)果的區(qū)域，與蘋(píng)果相關(guān)的加工食品都有上漲的趨勢(shì)，目前我國(guó)蘋(píng)果的產(chǎn)量是世界最多的，已經(jīng)超越東南亞國(guó)家成為世界第一[2]。今年來(lái)，隨著人們消費(fèi)水平的提升，對(duì)于水果市場(chǎng)需求也有一定提升，從而促進(jìn)了蘋(píng)果種植業(yè)的迅速發(fā)展。由于我國(guó)果園的機(jī)械化采摘研究起步比較慢，果園的機(jī)械化采摘相對(duì)于國(guó)外還是處于落后階段，國(guó)外的大型機(jī)械采摘機(jī)器較為昂貴更加適用于大果園大規(guī)模采摘，我國(guó)果農(nóng)多進(jìn)行小規(guī)模的果園作業(yè)，雖然大型機(jī)械采摘效率比較高，但由于經(jīng)濟(jì)和地域的特殊性，我們沒(méi)有辦法只好放棄這種方式，但如果要完全采用人工進(jìn)行采摘作業(yè)的話(huà)，將會(huì)花費(fèi)很大得勞動(dòng)力和時(shí)間，因?yàn)樗怯胁烧诘?，錯(cuò)過(guò)最好的采摘期將會(huì)對(duì)果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益造成一定影響，如果果農(nóng)將大量的時(shí)間和資源都投入到采摘這一塊，間接造成了果農(nóng)的損失，并且高處采摘容易對(duì)采摘人員造成傷害。所以針對(duì)我國(guó)這一現(xiàn)狀，采用簡(jiǎn)易采摘器更比起國(guó)外的大型機(jī)械采摘機(jī)械更加適合我國(guó)果農(nóng)，更能增加我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益。簡(jiǎn)易采摘器更加適合像我國(guó)這種采摘人員知識(shí)水平有限，對(duì)精密機(jī)械無(wú)法操作的人員，并且簡(jiǎn)易采摘器比起果農(nóng)親自取采摘提高了采摘的效率，采摘造成的損害也減少了，也不需要那么多的時(shí)間和精力，節(jié)約了采摘成本。隨著我國(guó)人口老齡化的加劇，教育的普及，從事農(nóng)業(yè)種植行業(yè)的人員越來(lái)越少，并且人們的生活水平逐漸提高，對(duì)水果的需求也會(huì)增加，這一矛盾必將促進(jìn)我國(guó)水果采摘機(jī)械化水平的提升，目前來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易的采摘器械有有著廣闊的市場(chǎng)前景，針對(duì)上述問(wèn)題，本設(shè)計(jì)將用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，從如何更好的增加采摘效率和提高采摘的穩(wěn)定性著兩方面，對(duì)蘋(píng)果采摘裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.2課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題大體上我們可以將采摘的種類(lèi)分為兩種，一種是依靠一些簡(jiǎn)易的器械或者機(jī)器進(jìn)行采摘，另一種是目前的高新科技之一，全自動(dòng)化的機(jī)器人采摘。機(jī)械化采摘程度（國(guó)外）：在國(guó)外大多數(shù)西方國(guó)家，人口較少，勞動(dòng)力的短缺導(dǎo)致勞動(dòng)力昂貴，在各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)中，多數(shù)依靠自動(dòng)化，機(jī)械化的方式來(lái)代替人工進(jìn)行生產(chǎn)，水果采摘也不例外，但大多數(shù)在脫離人工，使用完全機(jī)械化采收的水果，都是一些不怕摔，不怕?tīng)€的水果，可以進(jìn)行二次加工進(jìn)行出售的水果，如可以制成橙汁的橘子和橙子，市面上直接進(jìn)行銷(xiāo)售的水果，要預(yù)防其損傷帶來(lái)的損失，目前大多數(shù)還是以人工采摘為主。上個(gè)世紀(jì)30年代末，一些西方國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)水果采摘的機(jī)械化發(fā)展進(jìn)行研究，美國(guó)是第一個(gè)開(kāi)始研究振搖式采摘機(jī)的國(guó)家。。50年代中期，我國(guó)出現(xiàn)了用拖拉機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的振搖采摘機(jī)[3]。機(jī)械化采摘程度（國(guó)內(nèi)）：目前來(lái)說(shuō)我國(guó)的機(jī)械化生產(chǎn)還不完善，因?yàn)槲覈?guó)大型果場(chǎng)較少，大多數(shù)是小型果農(nóng)種植為主。并且果農(nóng)知識(shí)有限，短期內(nèi)要普及機(jī)械化采摘不太現(xiàn)實(shí)，需要一段用采摘輔助工具輔助采摘的過(guò)渡期，我國(guó)在50年前就已經(jīng)開(kāi)始研究采摘機(jī)械了，效仿著西方先進(jìn)國(guó)家，研制出過(guò)機(jī)械震動(dòng)式的山楂采果器械，還有各式各樣的采果器，較大型的采果器械終究還是無(wú)法普及，我國(guó)普遍的種植密度較大，沒(méi)有那么大的空間放置大型機(jī)械。在20世紀(jì)80年代之后，開(kāi)始研究切割式的采摘器，從那之后，我國(guó)的采摘方式開(kāi)始從老式的人工使用剪刀，搭乘梯子進(jìn)行采摘過(guò)渡到利用一些簡(jiǎn)易的機(jī)械裝置采摘，在不久的將來(lái)，想必也將會(huì)過(guò)渡到大型器械進(jìn)行采摘，完全解放勞動(dòng)力也是工業(yè)機(jī)器人的目的。相比南方，北方更有利用大型機(jī)械進(jìn)行采摘的優(yōu)勢(shì)，平原較多，人口密度也沒(méi)有南方那么大，氣候也適宜。南方果園多建立在丘陵山丘地帶，并不適宜大型采摘機(jī)器?？傮w而言，我國(guó)的南方的機(jī)械化作業(yè)還有很長(zhǎng)的一段路要走，由于多處丘陵，作業(yè)較為危險(xiǎn)，所以目前輔助采摘器械更加適合南方的果園采摘。機(jī)器人采摘進(jìn)展（國(guó)外）：西方發(fā)達(dá)國(guó)家是最早接觸采摘機(jī)器人這一項(xiàng)目，也是最早意識(shí)到機(jī)械化程度所帶來(lái)的好處，第一臺(tái)采摘機(jī)器人的誕生地就在美國(guó)，美國(guó)依靠著他的國(guó)際地位和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在機(jī)械人這一塊領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，在缺少勞動(dòng)力的國(guó)家，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化程度的依賴(lài)越高，，日本對(duì)機(jī)器人的設(shè)計(jì)研發(fā)情有獨(dú)鐘，先后發(fā)明了西紅柿采摘機(jī)器人，黃瓜采摘機(jī)器人，草莓采摘機(jī)器人，隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人才的涌入，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)這一塊飛速發(fā)展，直接帶動(dòng)了采摘機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程，目前大多數(shù)國(guó)家在攻研機(jī)器人的識(shí)別處理技術(shù)和人工智能，相信在這方面一旦有了重大突破，離無(wú)人化智能果場(chǎng)到來(lái)的日子就不遠(yuǎn)了。即使是科技如此發(fā)達(dá)的今天，全自動(dòng)的收獲機(jī)器人還沒(méi)有真正的面世，距離機(jī)器人完全代替人工還有一段距離要走，目前存在的機(jī)器人大多數(shù)是半自動(dòng)收獲機(jī)器人，識(shí)別技術(shù)和采摘技術(shù)也還有需要完善的地方，但總體而已，國(guó)外機(jī)器人研究要比國(guó)內(nèi)機(jī)器人研究的進(jìn)度要快得多，近年來(lái)，我國(guó)也有開(kāi)始重視機(jī)器人技術(shù)這一塊，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力是我國(guó)國(guó)情。國(guó)內(nèi)機(jī)器人采摘：因?yàn)閲?guó)情的原因，我國(guó)研究機(jī)器人起步比較晚，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一段距離，雖然我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但是都是建立在低廉的人工上面，高生產(chǎn)力的背后是耗時(shí)耗力，在農(nóng)業(yè)果蔬采摘機(jī)器人這一塊，我國(guó)各個(gè)大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)也在研究分析國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備和想法，現(xiàn)如今也取得了一定的成果，例如上海交通大學(xué)已經(jīng)效仿國(guó)外的機(jī)理研究出了自動(dòng)采摘機(jī)器人（黃瓜采摘），湖南大學(xué)也在研究多自由度收獲機(jī)械手的優(yōu)化，在自動(dòng)化采摘機(jī)器人的研究這一塊，我國(guó)有趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的趨勢(shì)，隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，許多作業(yè)已經(jīng)脫離了處處都要人的境況，而目前我國(guó)計(jì)劃生育的弊端，人口老齡化的程度也在加劇，許多農(nóng)村年輕人向往大城市發(fā)展，對(duì)于農(nóng)村來(lái)說(shuō)，勞動(dòng)力不斷的在流失，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化刻不容緩。與國(guó)外機(jī)器人相似，我國(guó)的農(nóng)業(yè)采摘作業(yè)機(jī)器人雖然有，但也還是不夠完善，在視覺(jué)傳遞系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)采摘，篩選等方面都有一定進(jìn)步，但要完全取代中國(guó)這種大規(guī)模農(nóng)業(yè)作業(yè)者手工采摘的現(xiàn)狀，還需要等到機(jī)器人采摘完全成熟才可能實(shí)現(xiàn)。目前采摘機(jī)器人有主要有如下幾個(gè)問(wèn)題：1.無(wú)法精準(zhǔn)的采摘到果實(shí)（自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)不夠完善）2.機(jī)器人采摘對(duì)果實(shí)的傷害極大（無(wú)法精確的控制力度）3.機(jī)器人采摘容易錯(cuò)過(guò)果實(shí)的最佳采摘期4.機(jī)器人采摘極其昂貴難以在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行推廣。總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)在采摘機(jī)器人這一方面的研究還處于起步階段，都是借鑒模仿國(guó)外的一些采摘機(jī)器人，而且在機(jī)器人的識(shí)別，采摘效率等方面還需要更加完善。隨著我國(guó)高等教育的普及，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信我國(guó)的采摘機(jī)器人水平會(huì)越來(lái)越好，盡早的投入日常生產(chǎn)中，解放勞動(dòng)力，為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展添上濃厚的一筆。1.3國(guó)內(nèi)水果采摘器機(jī)械化未來(lái)發(fā)展方向目前看來(lái)，國(guó)內(nèi)采摘機(jī)器人不夠完善，而且成本很貴，不適應(yīng)投入實(shí)際生產(chǎn)中，處于研發(fā)的初期階段。然而水果的需求還在進(jìn)一步的上升，為此，采摘水果應(yīng)該從提高采摘的效率，同時(shí)也要降低勞動(dòng)著的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少水果的損壞率這三方面出發(fā)。機(jī)械水果采摘其總體的趨勢(shì)有（1）具有多種用途，一個(gè)機(jī)械最好能完成多種項(xiàng)目，例如采摘，收集，分級(jí)，裝箱一體化設(shè)備。（2）方便攜帶、操作應(yīng)該適用于廣大學(xué)歷水平較低的果農(nóng)采摘作業(yè)者、有一定可靠性、要確保采摘作業(yè)的安全。（3）通用性好?？梢允褂猛粋€(gè)采摘裝置，在不同的地方（山坡，平地）對(duì)形狀大小相似的水果進(jìn)行采摘。（4）重視水果采摘裝置的自動(dòng)化、智能化研發(fā)，提高采摘效率、減少采摘成本、降低人力勞動(dòng)，解放勞動(dòng)力。[15]2總體方案的擬定圖2.1總體流程圖整個(gè)過(guò)程不僅節(jié)省了大量的人工，提高了水果采摘的效率，實(shí)現(xiàn)果農(nóng)即為生產(chǎn)者同時(shí)也作為賣(mài)家的新經(jīng)營(yíng)模式。2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容和參數(shù)2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容①鋁合金伸縮桿②機(jī)械手③半橢圓形收集裝置④傳送桿⑤手持固定部分⑥蘋(píng)果分選機(jī)的選型設(shè)計(jì)2.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)參考可知一般的蘋(píng)果樹(shù)可以長(zhǎng)到。根據(jù)實(shí)物購(gòu)買(mǎi)和大數(shù)據(jù)分析得紅富士蘋(píng)果最大單果重可達(dá)400克以上，平均單果重180～300克。直徑是3cm≤D≤10cm，果實(shí)多為扁圓形。2.1.3選擇采摘方式目前的采摘方式按原理可以大體分為三種方式分別是抓拉式、吸附式、剪切式，其各自特點(diǎn)如圖2.1所示。圖2.2果實(shí)采摘方式特點(diǎn)經(jīng)過(guò)對(duì)比權(quán)衡，本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最終采用抓拉式采摘類(lèi)型進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2總體設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)的伸縮式機(jī)械手臂二爪機(jī)械手采摘裝置是一個(gè)新型使用的采摘器械，目的是為了解決廣大果農(nóng)對(duì)于高空蘋(píng)果的采摘而設(shè)計(jì)的。因其用途和我國(guó)廣泛分布的小型果農(nóng)的國(guó)情有其一定的特殊性，總體下有兩大原則，(1)可操作性原則:蘋(píng)果采摘的作業(yè)是知識(shí)水平較低的普通果民來(lái)完成的，果農(nóng)的知識(shí)水平有限，對(duì)器械的了解也沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，所以要求可操作性簡(jiǎn)單，并且要結(jié)構(gòu)文檔，不易損壞。(2)經(jīng)濟(jì)性原則:在設(shè)計(jì)過(guò)程中要盡可能的選用便宜的材料，要了解設(shè)計(jì)的服務(wù)對(duì)象是果農(nóng)，一般的小作坊果農(nóng)無(wú)法接受昂貴的采摘器，也要保證采摘器的強(qiáng)度牢靠，采摘過(guò)程中不會(huì)被破壞對(duì)采摘作業(yè)人員造成傷害。否則會(huì)不被廣大果農(nóng)接受，很難普及。本次設(shè)計(jì)的蘋(píng)果采摘器，主要由鋁合金金屬桿，末端二爪連桿采摘結(jié)構(gòu)，半橢圓形收集裝置，傳送桿和手持部分。其有著輕巧，操作簡(jiǎn)單，拆裝方便，可克服惡劣空氣等優(yōu)點(diǎn)。是基于目前小部分果農(nóng)正在使用的采摘器械進(jìn)行改良的版本。鋁合金金屬桿采用大徑和小徑相差1mm的設(shè)計(jì)原則，類(lèi)似與伸縮雨傘那樣的設(shè)計(jì)，伸縮部分由卡扣進(jìn)行連接?？梢愿鶕?jù)不同的高度進(jìn)行伸縮。手臂上裝有傳送裝置的固定環(huán)。末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由彈簧，二爪機(jī)械手（套有橡膠）組成，控制手柄和與復(fù)位彈簧相連接達(dá)到控制手柄操作機(jī)械手的效果。收集裝置類(lèi)似籃球框那樣的網(wǎng)，下連接著傳送裝置，斜放在二爪機(jī)械手的下方，采摘蘋(píng)果完成后，松開(kāi)手柄，蘋(píng)果自然下落到接送裝置。傳送網(wǎng)要保證水果在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)損傷，需要使用較為柔軟的材料。且直徑應(yīng)該比紅富士蘋(píng)果的最大直徑稍大一些，以確保運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)由果實(shí)卡在網(wǎng)里。手柄采用ABS制成，盡量減少整體的重量，減少果農(nóng)作業(yè)的負(fù)擔(dān)。蘋(píng)果分選機(jī)是為了解決小型果農(nóng)方便在自己的果園中自產(chǎn)自售，成本要盡量的符合小型果農(nóng)的負(fù)擔(dān)，否則無(wú)法推廣。創(chuàng)新性：相比舊型采摘器更加輕巧，結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有機(jī)械知識(shí)的果農(nóng)也能自己進(jìn)行設(shè)備的維修，且采摘和收集一氣呵成，減少采摘作業(yè)時(shí)長(zhǎng)。圖2.3采摘器結(jié)構(gòu)示意圖其中1-把手2-螺釘3-伸縮桿14-伸縮桿25-復(fù)位彈簧6-定位銷(xiāo)7-螺釘8-螺母9-機(jī)械手爪10-收集裝置3采摘部分的設(shè)計(jì)3.1市面上常見(jiàn)的采摘器統(tǒng)籌一些常見(jiàn)的水果采摘器械，可以將采摘器主要分為機(jī)械式，電動(dòng)式，氣壓式（按使用的驅(qū)動(dòng)力來(lái)分），按其分離方式來(lái)分可以將其分為吸附式，剪切式和抓拉式。目前國(guó)內(nèi)的簡(jiǎn)易采摘器械還是已機(jī)械式為主。但有逐漸往另外倆種方式發(fā)展的趨勢(shì)，也有用電極進(jìn)行切割的高新技術(shù)（價(jià)格昂貴）?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)市面上大多數(shù)采摘機(jī)械的采摘方式主要分為用刀具進(jìn)行切割，剪斷果莖采摘果實(shí)或者選擇用機(jī)械手抓仿照人手的方式，直接將果實(shí)進(jìn)行抓取，將其于果莖分離。在設(shè)計(jì)采摘器的末端執(zhí)行裝置的時(shí)候，需要考慮以下幾點(diǎn)：（1)被采摘果實(shí)的大小，形態(tài)（2）采摘機(jī)械的材料，機(jī)械特性（3）采摘時(shí)施加的力是否會(huì)對(duì)果實(shí)造成傷害。在目前市面上主要出售的機(jī)械采摘輔助裝置，一般都有在采摘的內(nèi)部采用柔軟的材料來(lái)保護(hù)摘取的果實(shí)，如尼龍或者橡膠材料等。對(duì)于機(jī)械手來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)機(jī)械手的手指越多，采摘精度就越高，采摘效果的就越好，但是手指越多相對(duì)而已控制也會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜。放眼國(guó)外，在荷蘭的研究人員研發(fā)了一種特殊的切割方法--電極切割法，并且采取的是無(wú)指夾持的采摘機(jī)械，他的原理是利用特制的電極產(chǎn)生的高溫進(jìn)行切割，只要將電極端靠近果實(shí)的莖，按下開(kāi)關(guān)，就可切割果實(shí)了，這種特殊的方式可以有效的防止被切割果實(shí)果樹(shù)的感染。日本一直以來(lái)都走在研究機(jī)器人前端，日本的三重大學(xué)有研究一種采摘時(shí)不需要觸碰到果實(shí)，只對(duì)莖進(jìn)行抓取的采摘機(jī)器人，但是這種機(jī)器人搭配的采摘末端裝置有一定的缺陷，他對(duì)于莖較短的果實(shí)無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的抓取。還有一些采摘器的末端裝置是激光切割的，他通過(guò)激光切割果實(shí)的果梗進(jìn)行摘取果實(shí)。激光式切割和電極切割的優(yōu)勢(shì)在于可以方便的切斷果梗或者果莖，并且降低了采摘裝置的復(fù)雜程度，以及不需要控制夾緊力的大小和精度，缺點(diǎn)在于都是處于研發(fā)階段的較為高端的機(jī)器，成本比較昂貴，即使研發(fā)成功也不合適用于我國(guó)的種植業(yè)。3.2采摘方式選擇不同的采摘方式有不同的特點(diǎn)，剪切式采摘就是仿照人手使用刀具對(duì)果實(shí)的莖進(jìn)行減斷將其分離，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是脫離的人手之后，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行高精度的定位（較難實(shí)現(xiàn)）。其次是吸附式，吸附式相對(duì)而言定位要求沒(méi)那么高，但是需要配套的真空形成裝置，而且會(huì)對(duì)果實(shí)造成一定傷害。最后是抓拉式，抓拉式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，確定是抓拉過(guò)程中會(huì)對(duì)其果實(shí)和枝條造成傷害。權(quán)衡三種方式，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便的抓拉式采摘方式。末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是采摘的關(guān)鍵部位，其代替人手直接與蘋(píng)果進(jìn)行接觸，但由于不好控制力度，力度太大容易損傷蘋(píng)果，力度太小又無(wú)法將其抓取，使其果莖分離，為了防止這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在于蘋(píng)果接觸的地方套上一層較軟或者有彈性的材料（橡膠or尼龍），本次設(shè)計(jì)的參照物為紅富士蘋(píng)果，相比一般的蘋(píng)果稍微大一點(diǎn)，所以要注意尺寸不能太小，大部分蘋(píng)果是橢圓形的，但因?yàn)楦鞣N自然環(huán)境和其他不確定因素的影響，也有一些蘋(píng)果是奇形怪狀的，有的扁平有的圓潤(rùn)有的偏小有的碩大，兩爪機(jī)構(gòu)機(jī)械手在抓取蘋(píng)果的穩(wěn)定性已經(jīng)足夠。二爪機(jī)構(gòu)連著伸縮式機(jī)械手臂的末端的支架（使用彈簧將其連接為一體，完成收放)采摘頭采用的是單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。3.3末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)要考慮采摘過(guò)程中是否會(huì)對(duì)果實(shí)造成傷害，要盡可能的降低對(duì)果實(shí)造成的傷害，所以決定在兩指的內(nèi)側(cè)裝上較為柔軟的軟膠材料。材質(zhì)：塑料橡膠。采摘過(guò)程：靠近果實(shí)時(shí)張開(kāi)機(jī)械手抓，當(dāng)手抓完全將果實(shí)包裹住時(shí)，按下手柄，使得兩爪收縮，將蘋(píng)果固定。將其用力抓取待果實(shí)與莖分離后松開(kāi)手柄，復(fù)位彈簧復(fù)位，手抓張開(kāi)，果實(shí)掉落到收集裝置。末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用夾鉗式手部結(jié)構(gòu)，其主要由驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械手指組成，此結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能對(duì)各種形狀各種結(jié)構(gòu)的工件進(jìn)行抓取。大多數(shù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的夾緊和松開(kāi)是依靠滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的?；剞D(zhuǎn)型手指主要分為圖3.1如下三種，這種手指結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)和形狀較為簡(jiǎn)單，但是要注意當(dāng)其夾持不同的工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生夾持定位誤差。圖3.1不同手指示意圖其中a為單支點(diǎn)，b為雙支點(diǎn)，c為平直指。權(quán)衡三種不同的手指夾持方式，最終選定滑槽桿杠式手部（單支點(diǎn)）。3.3.1手爪受力分析機(jī)械手夾持的對(duì)象為蘋(píng)果，直徑為30-80mm，重量為150g-400g。對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析如下圖圖3.2滑槽杠桿式機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)受力平衡可得得F1=F2得得最后可得：（式2.1）結(jié)合結(jié)構(gòu)受力分析圖和式2.1可以得出，當(dāng)控制F不變時(shí)，COSa2與成正比，即當(dāng)a越大，F(xiàn)N也越大，但角度不是越大越好的，角度的增加會(huì)使得其他結(jié)構(gòu)變長(zhǎng)變大，造成采摘機(jī)械手偏大，背離設(shè)計(jì)初衷，所以角度應(yīng)該選擇一個(gè)合適得大小，經(jīng)過(guò)分析最終確定本設(shè)計(jì)采用α=30°3.3.2尺寸計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)抓取水果，果實(shí)不算太硬，要求的力度不是很大，但當(dāng)機(jī)械手包裹水果的輪廓后，按下手柄，水果會(huì)被夾緊，為了順利抓取水果就需要算出夾取力。之后往后扯即可完成蘋(píng)果的采摘，松下手柄按鍵，蘋(píng)果掉落到接收裝置，通過(guò)傳送裝置完成收取。3.3.3夾緊力的計(jì)算如何設(shè)置合適的夾緊力無(wú)疑是采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，首先我們對(duì)其畫(huà)出受力分析圖，對(duì)蘋(píng)果收到的力進(jìn)行分析計(jì)算，蘋(píng)果收到來(lái)自哪個(gè)方向的力，以及要保證蘋(píng)果不被機(jī)械手損傷，夾緊力還必須得克服重力，分析蘋(píng)果產(chǎn)生的靜載荷和采摘過(guò)程中產(chǎn)生的載荷，以便保持采摘過(guò)程是穩(wěn)定可靠的夾緊狀態(tài)。圖3.3滑槽杠桿式機(jī)械手受力分析圖夾緊力公式：（式3.1）安全系數(shù)的取值范圍：工作情況系數(shù)計(jì)算公式：（式3.2)其中g(shù)=9.8N/KGa為最大上升加速度，方向與重力方向相同。(式3.3）vmax為最大上升速度（與蘋(píng)果重力方向一致）；t響系統(tǒng)從0到達(dá)其最高速度vmax所花費(fèi)的時(shí)間，可以通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行選取。一般取0.03-0.5s。K3為方位系數(shù)，可以按表3.1選取。表3.1夾緊力的方位G——蘋(píng)果的重力(N)。設(shè)計(jì)中;設(shè)，計(jì)算F的大小設(shè)K=1.2=1+v/t/g=1+0.1/0.5/9.8=1.02已知K1=1.2，K2=1.02，查表3.1可以得到K3=0.5將K1K2K3帶入夾緊力公式得FN=1.2×1.02×0.5×9.8×0.4=2.4N由圖3.3得到驅(qū)動(dòng)力公式為（式3.4）F計(jì)算=2××（cos30°）2×2.4=10.8N（3）取F實(shí)際==10.8/0.85=12.70N想要使得手抓張開(kāi)的角度為，而活塞桿的長(zhǎng)度已經(jīng)確定。計(jì)算機(jī)械手指的有效夾持半徑當(dāng)機(jī)械手指張開(kāi)的角度為0°的時(shí)，如圖3.4左所示，由圖進(jìn)行分析得到其最小半徑R1為40mm，當(dāng)角度為時(shí)，如圖3.4右所示，其最大夾持半徑計(jì)算如下：所以機(jī)械手指的有效夾持半徑為40mm≤R≤84mm圖3.4夾持手爪示意圖3.3.4末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核計(jì)算強(qiáng)度校核采摘手指簡(jiǎn)化為懸梁壁模型受力分散于兩爪均為2.39N約為2.4N受力分析簡(jiǎn)化為下圖模型圖3.5載荷分析圖值:F=12N，L=8.5cm=0.85m。果農(nóng)在采摘水果的過(guò)程中，會(huì)受到各種阻力的影響（刮風(fēng)，下雨等等）所以在采摘水果的過(guò)程中，其受到的力也是變化的，為此算出來(lái)的最大彎矩不是采摘過(guò)程的極限值，應(yīng)該將其與一個(gè)系數(shù)K相乘，得到的彎矩最為采摘時(shí)的最大彎矩。由于采摘器采摘時(shí)一般的工作環(huán)境狀況較好，取k=2此處材料為工程塑料抗彎強(qiáng)度強(qiáng)度為200Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于101.6Mpa符合設(shè)計(jì)要求，采用。3.3.5采摘機(jī)械手三維示意圖圖3.6執(zhí)行機(jī)構(gòu)三維示意圖4機(jī)械手臂及其他部位的設(shè)計(jì)4.1鋁合金伸縮桿設(shè)計(jì)伸縮桿部分是仿照折疊雨傘進(jìn)行設(shè)計(jì)的，原理是用兩根同心不同直徑的鋁合金桿進(jìn)行組裝，上半部分應(yīng)該比下半部分的直徑稍微小一些，才可以將其拼裝起來(lái)，在下桿（外桿）的頂端和上桿（內(nèi)桿）的多個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行打孔，用卡扣或者卡環(huán)裝在下桿的頂端，，這一即可完成自由伸縮的設(shè)計(jì)，使用者可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行桿長(zhǎng)的選擇。采摘完水果后可以上桿（內(nèi)桿）放回到外桿中，有效的節(jié)省了放置時(shí)需要的空間，且在使用過(guò)程中沒(méi)有特別需要注意的地方，安全性能得以保證。4.1.1材料選用果農(nóng)采摘水果時(shí)，可能會(huì)遇到惡劣天氣，因此需要一定強(qiáng)度和耐腐蝕性。鋁合金具有質(zhì)量較輕等優(yōu)良特點(diǎn)?？梢杂行p少果農(nóng)們采摘水果時(shí)手持采摘器對(duì)手部造成的疲勞（密度只有鋼的三分之一）。鋁還有足夠的抗拉強(qiáng)度。在經(jīng)過(guò)熱處理和合金強(qiáng)化后可以達(dá)到和低碳鋼差不多的強(qiáng)度，除此之外，鋁合計(jì)是總所周知的具有強(qiáng)耐腐蝕性能的金屬。輕，強(qiáng)度夠，耐腐蝕。滿(mǎn)足這三個(gè)要求且價(jià)格低廉，所以材料采用鋁合金。4.1.2尺寸計(jì)算圖4.1采摘作業(yè)示意圖采摘水果的果樹(shù)的高約為三米到四米，設(shè)計(jì)下桿（外桿）的長(zhǎng)度為1.2m,上桿（內(nèi)桿）的長(zhǎng)度為1m,即總長(zhǎng)可以達(dá)到2.2米，加上果農(nóng)的平均身高，基本可以覆蓋到所有人工種植的蘋(píng)果樹(shù)高度，最高的高度至少可到三米。設(shè)計(jì)下桿(外桿）的直徑為，上桿（內(nèi)桿）的直徑為，均為空心管，大徑與小徑的差均為。4.1.3強(qiáng)度校核圖4.2桿的三維示意圖為了進(jìn)一步確定伸縮式機(jī)械手臂的選用是否符合實(shí)際操作，需要考慮一下四點(diǎn)①桿的穩(wěn)定性是否足夠。②受力分析得進(jìn)行采摘作業(yè)時(shí)，桿得受力大部分集中在上桿（內(nèi)桿）的一端，可以當(dāng)作細(xì)長(zhǎng)壓桿進(jìn)行受力分析。③可以忽略作業(yè)時(shí)扭矩彎矩帶來(lái)的影響④所有內(nèi)外載荷均通過(guò)截面的形心(忽略局部扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響)。因此機(jī)械手臂的受力可以簡(jiǎn)化為下圖的細(xì)長(zhǎng)壓桿模型圖4.3桿的受力分析圖圖中p為上桿（內(nèi)桿)在進(jìn)行采摘作業(yè)受到力的總和，其中包括整個(gè)簡(jiǎn)易采摘器械的重量加上所采摘水果的重量加上收集裝置的重量。計(jì)算時(shí)可以忽略其他細(xì)小的外力因素，但要乘上受到風(fēng)力影響，用之前取的系數(shù)2進(jìn)行計(jì)算，即算出的力之和要與系數(shù)相乘，得到的值作為其受到的最大壓力。取值，總體長(zhǎng)度為2.2m,即2.2米處是壓感穩(wěn)定性最差。查常用金屬后選用鋁合金伸縮桿的材料為鋁硅合金，查鋁硅合金的強(qiáng)度，，，，，，穩(wěn)定安全因數(shù)取6。用歐拉公式進(jìn)行校核其穩(wěn)定性（滿(mǎn)足歐拉公式使用條件）壓桿的柔度,（式4.1）其中i為關(guān)系半徑，慣性半徑，圖4.4壓桿的截面示意圖帶入數(shù)據(jù)得i=223,λ=197，最小柔度（式4.2）因?yàn)椋ù笕岫葔簵U）滿(mǎn)足歐拉公式校核使用條件。臨界力（式4.3）驗(yàn)證其穩(wěn)定性，壓桿的穩(wěn)定條件為帶入數(shù)據(jù)得10<83/6=13.8得到壓桿穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求。4.1.4采摘桿的受力及設(shè)計(jì)合理性當(dāng)果農(nóng)正在使用采摘器采摘水果，受力分析圖如圖4.5所示，采摘作業(yè)時(shí)桿會(huì)與地面形成一個(gè)夾角，在這里設(shè)為60°，設(shè)采摘頭部位m=0.5kg,伸縮桿重0.7kg。圖4.5采摘作業(yè)時(shí)的受力分析圖對(duì)O點(diǎn)取矩得0.4F2-m機(jī)械手臂g×cos60°-mg機(jī)械手×cos60°=0Fx=F2×sin60°Fy=(m機(jī)械手臂-m機(jī)械手）g-F2×cos60°帶入數(shù)據(jù)解得，三個(gè)力都很小，說(shuō)明在采摘作業(yè)時(shí)，采摘人員受到的力不會(huì)對(duì)其造成傷害，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。4.2半橢圓形收集裝置設(shè)計(jì)收集裝置的頭部采用半橢圓形的結(jié)構(gòu)，為了采摘后的蘋(píng)果可以準(zhǔn)確無(wú)誤的掉落的收集裝置而不是地面上，半橢圓的外圈應(yīng)該稍大一些，防止蘋(píng)果受到外力的因素（風(fēng)力）被吹跑掉落到收集裝置外面的區(qū)域。收集裝置應(yīng)該與傳送網(wǎng)相連接，傳送網(wǎng)要選擇較柔軟的材質(zhì)，以免接收和傳送的過(guò)程中對(duì)蘋(píng)果造成傷害，造成不必要的損失。4.2.1選擇收集裝置材料收集裝置的環(huán)為橢圓形由鋼絲制成，輸送裝置有軟質(zhì)布料制成，類(lèi)似于高樓救生員救生時(shí)使用的柔性滑道（縮小版）。4.2.2尺寸設(shè)計(jì)目標(biāo)水果為紅富士蘋(píng)果，直徑稍大，下落時(shí)的候又有不確定因素（如風(fēng)力，操作人員手的抖動(dòng)），所以收集裝置的直徑定為。4.2.3收集裝置及其傳送網(wǎng)三維示意圖圖4.6接收裝置三維示意圖4.3手持裝置的設(shè)計(jì)總體外觀設(shè)計(jì)為槍把手式，一端固定，另一端可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。選型查唐利芹編《面向工業(yè)設(shè)計(jì)的人體模型參數(shù)化研究》設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品時(shí)，不僅僅只能為了實(shí)用，操作者是人的前提下，對(duì)操作部分進(jìn)行的設(shè)計(jì)要用P50進(jìn)行設(shè)計(jì)。綜合P50和此次設(shè)計(jì)的尺寸要求取手柄的上半部分尺寸為手柄的下半部分尺寸為手柄的總體高度為4.3.1手槍式手持裝置效果圖圖4.7手持裝置三維示意圖采摘器總體設(shè)計(jì)示意圖圖4.8采摘器三維示意圖5蘋(píng)果分選機(jī)設(shè)計(jì)5.1滾筒分選機(jī)原理分析滾筒式分選機(jī)是依靠?jī)A斜的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)桶內(nèi)蘋(píng)果跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中不同大小的蘋(píng)果會(huì)通過(guò)不同的篩孔，從而達(dá)到蘋(píng)果分級(jí)的目的，其主要由電機(jī)，減速器，傳動(dòng)帶等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和滾筒，整體的機(jī)架組成。篩孔要看被篩選水果的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選定。果農(nóng)將采摘好的大小不一形狀各異的水果放入進(jìn)料裝置，水果由于重力左右相繼流入滾筒內(nèi)，自動(dòng)進(jìn)行分級(jí)，整個(gè)操作過(guò)程果農(nóng)只需要按下電機(jī)的開(kāi)關(guān)，無(wú)需其他操作，適合知識(shí)儲(chǔ)備不足，不具備機(jī)電知識(shí)的果農(nóng)們。5.2蘋(píng)果分選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.1結(jié)構(gòu)組成分選機(jī)主由以下機(jī)構(gòu)組成5.2.2蘋(píng)果分選機(jī)主要傳動(dòng)方式及其傳動(dòng)路線(xiàn)蘋(píng)果分選機(jī)的總體動(dòng)力又電動(dòng)機(jī)提供，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)V帶，通過(guò)帶傳動(dòng)將動(dòng)力帶給減速器，經(jīng)過(guò)減速器減速后達(dá)到適宜的轉(zhuǎn)速，再經(jīng)過(guò)鏈輪傳動(dòng)給摩擦輪，最終滾筒在摩擦輪的作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，即可放入蘋(píng)果進(jìn)行分級(jí)。圖5.1蘋(píng)果分選機(jī)總體傳動(dòng)路線(xiàn)5.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算5.3.1蘋(píng)果分選器滾筒設(shè)計(jì)考慮到蘋(píng)果并不是統(tǒng)一規(guī)格，而是大小各異的，為此需要將滾筒進(jìn)行分級(jí)，才可以分類(lèi)出不同大小的蘋(píng)果，根據(jù)蘋(píng)果的尺寸，可以將滾筒分為六級(jí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，相鄰的兩級(jí)料斗可以合并，達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)中不同分級(jí)的需求。初步設(shè)計(jì)此蘋(píng)果分級(jí)器的滾筒為六級(jí)分級(jí)，五節(jié)篩筒。5.3.2確定滾筒孔眼總數(shù)生產(chǎn)能力G的計(jì)算公式為：（式5.1）其中：z為的孔眼總數(shù)（滾筒）；λ為單位時(shí)間內(nèi)從篩孔掉落的物料系數(shù)。滾筒式的λ一般為1％到2.5％，m為蘋(píng)果的質(zhì)量（取平均值）已知給定的參數(shù)，，得=（1000×1000×12）／（3600×0.02×300）=313（個(gè)）5.3.3滾筒的直徑、長(zhǎng)度以及排數(shù)和孔數(shù)的確定已知，且，由于不同的蘋(píng)果需要設(shè)置不同的篩孔，所以各個(gè)篩孔的孔徑大不相同，而滾筒的直徑是一樣的，為了合理分配孔數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該將滾筒剪開(kāi)，作為一個(gè)平面進(jìn)行分配孔數(shù)。就可以按照每級(jí)排數(shù)乘于每級(jí)的篩孔數(shù)來(lái)分配總孔數(shù)Z，其關(guān)系式為總孔數(shù)應(yīng)該等于每級(jí)孔數(shù)相加之和，設(shè)計(jì)的滾筒長(zhǎng)度應(yīng)該為每級(jí)長(zhǎng)度相加之和，但實(shí)際上由于各級(jí)滾筒直徑是不同的，最終是無(wú)法相連的，所以一般取滾筒各級(jí)中直徑較大的直徑最為整個(gè)滾筒的直徑。根據(jù)上式確定直徑D和長(zhǎng)度L之后，要進(jìn)行校核，如則可以確定D和L，如在此范圍之外，就需要重新設(shè)計(jì)每級(jí)的孔數(shù)和排數(shù)。初步估計(jì)滾筒孔徑：表5.1篩孔孔徑的參數(shù)篩孔孔徑長(zhǎng)×寬（mm）孔隙（mm）粒徑分布比例系數(shù)ai軸向分布比例系數(shù)bi第一級(jí)80×40151/81/2第二級(jí)85×45201/21/4第三級(jí)90×50251/41/8第四級(jí)95×55301/81/8第五級(jí)100×60351/81/85.3.4各級(jí)篩孔數(shù)的計(jì)算（1）各級(jí)篩孔的孔數(shù)（式5.2）為各級(jí)篩孔的個(gè)數(shù)；為原料粒徑分布比例系數(shù)；為原料沿滾筒軸向分布比例系數(shù)；—基準(zhǔn)孔數(shù)。(2)基準(zhǔn)孔數(shù)為（式5.3）=313/（1/8×1/2＋1/2×1/4＋1/4×1/8＋1/8×1/8＋1/8×1/8）=1252（個(gè)）則，可求Z1=a1b1Z。=1/8×1/2×1252=79Z2=a2b2Z。=1/2×1/4×1252=157Z3=a3b3Z。=1/4×1/8×1252=40Z4=a4b4Z。=1/8×1/8×1252=20Z5=a5b5Z。=1/8×1/8×1252=20篩孔排數(shù)與每排孔數(shù)的計(jì)算已知（式5.4）式中：為長(zhǎng)度與直徑之比。為滾筒的長(zhǎng)度。為滾筒的直徑。滾筒的長(zhǎng)度L還有另外的計(jì)算方式（式5.5）式中：為基準(zhǔn)數(shù)為各級(jí)篩孔的直徑為各級(jí)篩孔的孔徑為篩孔的直徑及間隙對(duì)排數(shù)的影響比例系數(shù)。（式5.6）式中：P1為各級(jí)篩孔的數(shù)因所以則將這些轉(zhuǎn)換式化簡(jiǎn)，得又估計(jì)u=L/D=4則D=1/4L將Z1至Z5帶入則L2=2/π〔79×(0.080＋0.015)2＋157×(0.085＋0.020)2＋40×(0.090＋0.025)2＋20×(0.095＋0.030)2＋20×(0.100＋0.035)2〕解得L=2.107×(0.712975+1.730925+0.529+0.3125+0.36450)=√3.6499m=2.10m則D=1/4L=0.525m則由得P1=2π×0.525/(0.080＋0.015)=21P2=2π×0.525/(0.085＋0.020)=18P3=2π×0.525/(0.090＋0.025)=16P4=2π×0.525/(0.095＋0.030)=16P5=2π×0.525/(0.100＋0.035)=14由此可得各級(jí)滾筒每排孔數(shù)：由可得將孔數(shù)合理化得各級(jí)滾筒每排的孔數(shù)為：（4）滾筒直徑的確定各級(jí)滾筒的周長(zhǎng)為1（式5.7）l1=√3/2(d1＋e1)P1=/2(0.080＋0.015)×21=1.727ml2=√3/2(d2＋e2)P2=/2(0.085＋0.020)×18=1.636ml3=√3/2(d3＋e3)P3=/2(0.090＋0.025)×16=1.593ml4=√3/2(d4＋e4)P4=/2(0.095＋0.030)×16=1.732ml5=√3/2(d5＋e5)P5=/2(0.100＋0.035)×14=1.636m滾筒的周長(zhǎng)應(yīng)該≧任意級(jí)滾筒的周長(zhǎng)，所以令滾筒的周長(zhǎng)為1.732m。（5）修正篩孔間隙因?yàn)楦骷?jí)計(jì)算周長(zhǎng)與確定的滾筒軸長(zhǎng)l存在差值，則按下式修正：1.（式5.8）則e1=2×1.732/×21－0.080=0.015e2=2×1.732/×18－0.085=0.026e3=2×1.732/×16－0.090=0.035e4=2×1.732/×16－0.095=0.029e5=2×1.732/×14－0.100=0.043（6）滾筒直徑.（式5.9）則D=1.732/π=0.5513m=0.6m（7）長(zhǎng)徑比驗(yàn)算總長(zhǎng)度的確定，應(yīng)將各級(jí)的一側(cè)邊緣尺寸fi計(jì)入，因此（式5.10）（式5.11）得到滾筒的長(zhǎng)度.（式5.12）所以L=〔3×(0.080＋0.015)＋5×(0.085＋0.026)＋3×(0.090＋0.035)＋3×(0.095＋0.029)＋2×(0.100＋0.043)〕＋1/2〔(0.080＋0.015)＋(0.085＋0.026)＋(0.090＋0.035)＋(0.095＋0.029)＋(0.100＋0.043)〕=2.182m將計(jì)算得到的L和D帶入長(zhǎng)徑比公式中，將其與規(guī)定的u進(jìn)行對(duì)比，若相差大于，則返回取重新取值計(jì)算。由計(jì)算得D=0.55m，L=2.182m則=2.182/0.55=3.96規(guī)定的u=L/D=4則相差值為4-3.96=0.03＜5％，符合要求。故可確定滾筒的直徑和長(zhǎng)度分別為D=0.55m，L=2.182m5.3.5確定滾筒轉(zhuǎn)速和水平傾角滾筒轉(zhuǎn)速公式：1式（5.14）由滾筒直徑計(jì)算已知D=0.55m，帶入滾筒轉(zhuǎn)速公式有結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，最終確定滾筒的轉(zhuǎn)速。滾筒的傾角a一般約為3o～5o，已知滾筒長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2.182m，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，取。5.3.6滾輪和摩擦輪設(shè)計(jì)摩擦輪通過(guò)摩檫力帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，而摩檫力往往回來(lái)零件的磨損，為了降低摩擦造成的損耗，一般要將磨損集中在摩擦輪上（為了方便后期更換零件），這樣在設(shè)計(jì)中需要我們?cè)诓牧线x擇方面選擇摩擦輪的耐磨性小于滾圈的耐磨性，故選擇摩擦輪的材料為灰鑄鐵，滾圈材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼。摩擦輪外徑為，。5.3.7功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率（滾筒需要）計(jì)算：1（式5.15）式中：一般為0.6～0.7。設(shè)。（式5.16）式中：因?yàn)闈L筒是用來(lái)分選蘋(píng)果，所以按蘋(píng)果的平均質(zhì)量和半徑，蘋(píng)果密度，填充系數(shù)選取。所以滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要的電動(dòng)機(jī)功率P：=﹙（0.60-0.002×2）/2﹚×18×(62＋13×51)×9.81/60×0.6=995.7W5.3.8篩孔的設(shè)計(jì)篩孔的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到了篩選的效率問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，篩孔的形狀可以由設(shè)計(jì)者自由定取，設(shè)計(jì)上普遍采用正方形、菱形、正三角形排列。經(jīng)過(guò)對(duì)蘋(píng)果大小的分析，計(jì)算出正三角形排列可以使其有效篩選面積更大，效率更高，所以選擇正三角形排列。圖5.2篩孔排布示意圖5.3.9選擇電動(dòng)機(jī)（1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為380V，查閱手冊(cè)選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。（2）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的功率由設(shè)計(jì)計(jì)算已知，需要的輸出功率為P工作輸出=0.9957KW總效率為3所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為（3）初選根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，。5.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.4.1傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比和軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算,。所以總的傳動(dòng)比為：合理分配傳動(dòng)比如下：第一級(jí)V帶傳動(dòng)比；第二級(jí)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比；第三級(jí)鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比；第四級(jí)摩擦輪傳動(dòng)傳動(dòng)比。所以各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速n為5.4.2各軸輸入功率的計(jì)算V帶傳動(dòng)的機(jī)械效率；滾動(dòng)軸承的機(jī)械效率；圓柱齒輪動(dòng)機(jī)械效率；鏈傳動(dòng)的機(jī)械效率；摩擦輪傳動(dòng)的機(jī)械效率。根據(jù)各傳動(dòng)動(dòng)效率和電動(dòng)機(jī)的額定功率，可以算出各軸的輸入功率。5.4.3各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算5.5零件的選擇和設(shè)計(jì)5.5.1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)在總體傳動(dòng)比分配比例時(shí)，已分配帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3。電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳給減速器，所以其傳動(dòng)速度比較高，選擇帶傳動(dòng)可以提高其傳動(dòng)時(shí)平穩(wěn)的程度，皮帶傳動(dòng)的原理是依靠摩檫力來(lái)帶動(dòng)，價(jià)格也比較便宜，還具備緩震的特性，而帶傳動(dòng)中的V帶傳動(dòng)能帶來(lái)更大的摩檫力，所以選用V帶傳送。(1)計(jì)算功率功率的計(jì)算公式為，其中查得所以得到(2)選擇V帶的帶型，小帶輪轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》應(yīng)選用A型。(3)帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》取。驗(yàn)算帶速v此帶速符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑大帶輪的直徑在到《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》取接近的數(shù)值，取。(4)確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)中心距公式得由式：得到計(jì)算出得Ld后，在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查表選取Ld最為接近的作為V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。得V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。實(shí)際中心距(5)計(jì)算小帶輪上的包角和帶的根數(shù)由包角計(jì)算公式符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所以可以取。計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率Pr已知，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得已知且，A型帶皮帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得有計(jì)算V帶的根數(shù)z圓整取2根。(6)計(jì)算V帶（單根）的初拉力的最小值有（單位長(zhǎng)度質(zhì)量)根據(jù)最小拉力公式(7)計(jì)算軸壓力軸壓力計(jì)算公式s(8)帶的張緊只有定期的進(jìn)行張緊，才能保證帶傳動(dòng)的能力為保證帶傳動(dòng)的能力。5.5.2減速器直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)(1)選擇齒輪類(lèi)型、齒數(shù)、材料及精度等級(jí)（1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）滾筒工作時(shí)，低速平緩，所以選用7級(jí)精度。（3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》選擇材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS的小齒輪，材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS的大齒輪。（4）（小齒輪）(大齒輪）(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試運(yùn)算，有（式5.17）（1）確定各個(gè)數(shù)值試選用載荷系數(shù)。先進(jìn)行小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》選取齒寬系數(shù)材料的彈性影響系數(shù)。按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力循環(huán)次數(shù)取齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)計(jì)算齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力。設(shè)失效概率為1﹪，安全系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得（2）計(jì)算將分度圓直徑d1t，代入〔σH〕中圓周速度v。齒寬b。模數(shù)m齒高h(yuǎn)載荷系數(shù)因?yàn)閳A周速度，且精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得動(dòng)載荷系數(shù)直齒輪由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得系數(shù)(精度等級(jí)為7級(jí)，且相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)）因?yàn)辇X寬和齒高之比為12.79，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得載荷系數(shù)校核后得的分度圓直徑所以模數(shù)(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（模數(shù)）（式5.18）查表取得公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》取得大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；所以得到計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)載荷系數(shù)K查取齒形系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得查取應(yīng)力校正系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得計(jì)算大、小齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算出來(lái)的模數(shù)會(huì)比齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出來(lái)的模數(shù)要大，然而模數(shù)與彎曲強(qiáng)度的承載能力息息相關(guān)，而齒輪的直徑與齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力有關(guān)，我們可以用接觸強(qiáng)度算出來(lái)的模數(shù)按接觸強(qiáng)度得到的分度圓直徑計(jì)算，從而得到小齒輪的齒數(shù)和大齒輪的齒數(shù)。同時(shí)滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(4)幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算（1）分度圓直徑中心距齒輪寬度取。5.5.3滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(1)選擇鏈輪齒數(shù)取齒數(shù)（小鏈輪），（大鏈輪）(2)確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得，單排鏈，有(3)選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距已知及查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，可用選型號(hào)鏈條。此鏈條節(jié)距。(4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距中心距的范圍,,取。那么其鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)應(yīng)該為圓整鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為92節(jié)。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得到中心距計(jì)算系數(shù)，最大中心距為(5)計(jì)算鏈速以及確定其潤(rùn)滑方式已知鏈速和鏈號(hào)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》采用油池潤(rùn)滑。(6)計(jì)算壓軸力Fp圓周力為：壓軸力系數(shù)1.15，所以5.5.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)高速軸的設(shè)計(jì)（1）初步估算軸的最小軸徑：（軸徑）（式5.19）選軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，取又因?yàn)樵O(shè)計(jì)計(jì)算軸的最小軸徑為圓整后取27mm。（3）高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）裝配方案為了滿(mǎn)足軸的強(qiáng)度要求，保證軸上零件的定位，后續(xù)的裝配和定位方式，在設(shè)計(jì)軸的整體結(jié)構(gòu)的時(shí)候，一般將軸設(shè)置成階梯狀。裝配方式如圖5.3所示。圖5.3高速軸的裝配方式由軸向定位確定軸直徑和長(zhǎng)度a、首先要確定小皮帶輪的軸向定位所以在軸的右邊需制出軸肩，當(dāng)取段的直徑；軸的左邊用擋圈進(jìn)行定位，擋圈直接應(yīng)該稍微大一點(diǎn)取直徑。小皮帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，擋圈不能壓在軸上，所以lⅠ-Ⅱ的長(zhǎng)度應(yīng)比轂孔長(zhǎng)度短一些，取。b、選擇選擇單列圓錐滾子軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列滾錐軸承，，故；而。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位。選用型軸承，查得定位軸肩高度，有c、取，由于小齒輪的齒根圓到鍵槽底部的距離，所以應(yīng)該把齒輪和軸連成一塊，以齒輪軸的形態(tài)出現(xiàn)。d、設(shè)計(jì)軸承蓋的總寬度為20mm。因?yàn)闇p速器需要時(shí)不時(shí)潤(rùn)滑軸承，需要拆裝軸承蓋，令小皮帶輪到端蓋的外端面的距離為30mm，故。e、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離。在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s（減少誤差），取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則（4）軸上零件的周向定位小皮帶輪的周向定位采用平鍵連接。由d去查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得平鍵截面為，鍵槽長(zhǎng)為40mm。（5）求軸上的載荷根據(jù)b已經(jīng)選好了軸承的型號(hào)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖畫(huà)出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖5.4所示。得出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。表2截面C的支反力、彎矩及扭矩?cái)?shù)值載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=1466N,FNH2=1466NFNV1=533.5N,FNV2=-533.5N彎矩MMH=94557N·mmMV1=34410.75N·mmMV2=-34410.75N·mm最大彎矩MM1=M2=√945572+34410.752=100624N·m扭矩TT1=85020N·mm圖5.4軸的載荷分析圖（7）校核軸的強(qiáng)度可以將軸危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度作為軸的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行校核。取，上表中的數(shù)據(jù)帶入公式得因?yàn)檩S為經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)鋼，且〔σ-1〕=60MPa>3.3MPa,所以軸的強(qiáng)度是足夠的。(2)低速軸的設(shè)計(jì)初步估算軸的最小軸徑：1（式5.20）軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》取=112因?yàn)镻2=2.03kW，n1=59r/min設(shè)計(jì)計(jì)算：軸的最小軸徑為，取42mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸上零件的裝配方案裝配方式如圖5.5所示圖5.5低速軸的裝配2)由軸向定位確定軸的直徑和長(zhǎng)度a、首先確定小鏈輪的軸向定位所以在的左邊需制出軸肩，取段的直徑，軸的右邊用擋圈來(lái)定位，按軸端直徑取擋圈直徑。小鏈輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，擋圈不能壓在軸上，所以lⅦ-Ⅷ應(yīng)比L1略短一些，取。b、由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列滾錐軸承，，故；而。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得型軸承的定位軸肩高度，所以c、使；齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為70mm，為了使套筒可以壓緊齒輪，在設(shè)計(jì)時(shí)要將次軸段的寬度設(shè)計(jì)的稍微短一點(diǎn)點(diǎn)。故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。d、設(shè)計(jì)定軸承蓋的總寬度為20mm。軸承蓋要方便拆裝以便潤(rùn)滑軸承，取小鏈輪左端面與端蓋的外端的距離，故。e、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，滾動(dòng)軸承離箱體內(nèi)壁距離s，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則3）軸上零件的周向定位小鏈輪、齒輪的周向定位采用平鍵連接。由,去查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得平鍵截面，長(zhǎng)為56mm，小鏈輪與軸的連接，選用平鍵12mm×8mm×22mm。4)求軸上的載荷根據(jù)b已經(jīng)選好了軸承的型號(hào)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。畫(huà)出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖5.9所示，得出截面B是危險(xiǎn)截面。表3截面B的支反力、彎矩及扭矩?cái)?shù)值載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=1403.5N,FNH2=1403.5NFNV1=511N,FNV2=-511N彎矩MMH=85263N·mmMV1=31043.25N·mmMV2=-31043.25N·mm最大彎矩M總M1=M2=√852632+31043.252=90738N·mm扭矩TT1=325580N·mm圖5.6軸的載荷分析圖5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度可以將軸危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度作為軸的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行校核。取，數(shù)據(jù)帶入公式得因?yàn)檩S為經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)鋼，且〔σ-1〕=60MPa>1.4MPa,符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。5.6軸承的校核5.6.1高速軸軸承的校核由于其左右承受的力相同(軸向力和徑向力）,取右軸承進(jìn)行校核估計(jì)軸承的壽命右軸承所需的基本額定動(dòng)載荷查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》可知，型滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷符合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。5.6.2低速軸軸承的校核由于其左右承受的力相同(軸向力和徑向力）,取左軸承進(jìn)行校核預(yù)期計(jì)算軸承壽命（按工作10年，年工作200天，4小時(shí)工作制），則有：右軸承所需的基本額定動(dòng)載荷查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》30208型滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷。此，C<,故安全！同理右邊軸承，也安全！5.7鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核5.7.1校核高速軸上聯(lián)接的鍵已知裝小帶輪處的軸徑，高速軸上的轉(zhuǎn)矩為，且載荷有輕微沖擊。（1）選擇鍵聯(lián)結(jié)的類(lèi)型和尺寸選用平鍵聯(lián)接。由于帶輪在軸端，故選用單圓頭平鍵（A型）。根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵的材料是鋼，查得其許用擠壓應(yīng)力，取其平均值。鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度所以鋼的許用擠壓應(yīng)力大于鍵的許用應(yīng)力，強(qiáng)度合適。鍵的標(biāo)記為：鍵8×40GB/T1096-2003。5.8潤(rùn)滑潤(rùn)滑的目的是為了減少運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副之間相互運(yùn)動(dòng)必然產(chǎn)生摩擦，這是無(wú)法避免的，摩擦?xí)a(chǎn)生熱量或者帶來(lái)零件一定的磨損，導(dǎo)致能量的丟失導(dǎo)致效率的降低。5.8.1滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑齒輪軸的轉(zhuǎn)速比較高，所以其滾動(dòng)軸承應(yīng)該安裝在閉式齒輪傳動(dòng)裝置，采用飛濺潤(rùn)滑。低速軸的油溝不好設(shè)計(jì)且轉(zhuǎn)速比較低，所以采用脂潤(rùn)滑。5.8.2直齒圓柱齒輪的潤(rùn)滑為了保證齒輪的工作狀態(tài)，保證其可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要人為的周期性對(duì)減速器加入潤(rùn)滑油。參考文獻(xiàn)[1]Wordew.Anfr,I.WrdrrtAnal,8：[2]王璇，劉軍弟，邵礫群，等.我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)年度發(fā)展?fàn)顩r及其趨勢(shì)與建議.（：，[3]付榮利.果園采摘機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備,2011.(5):17-19.[4]SistlerF.Roboticsandintelligentmachinesinagriculture[J].IEEEJournalofRoboticsandAutomation,1987,3(1):3-6.[5]OkamotoT,KitaniO.Studiesinroboticsforbio-technologicaloperations(Part1).Oneallushandlingrobot[J].JournaloftheJapaneseSocietyofAgriculturalMachinery,1989,51(5):37-45.[6]MontaM,KondoN,ShibanoY.Agriculturalrobotingrapeproductionsystem[C].IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation.1995(3):2504-2509.[7]MontaM,KondoN,TingKC.End-effectorsfortomatoharvestingrobot[J].ArtificialIntelligenceReview,1998(12):11-25.[8]KondoN,TingKC.RoboticsforBio-productionSystem[M].Americansocietyofagriculturalengineeringpublisher,1998.[9]CoppockGE.RoboticprinciplesintheselectiveharvestofValenciaoranges[M].Tampa:AmericanSocietyofAgriculturalEngineer,1984.[10]CeresR,PonsFL,JimenezAR,etal.Designandimplementationofanaidedfruit-harvestingRobot(Agri-robot)[J].IndustrialRobot,1998,25(5):337-346.[11]MurakamiN,LnoueK,OtsukaK.Selectiveharvestingrobotofcabbage[J].JSAM,1995(2):24-31.[12]VanHentenEJ,VanTuijlBAJ,HemmingJ,etal.Fieldtestofanautonomouscucumberpickingrobot[J].BiosystemsEngineering,2003,86(3):305-313.[13]余利鋒;肖新棉;蘭海軍;國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];湖北農(nóng)機(jī)化;2007年06期[14]張潤(rùn)澤，鄔宏，李亮亮，潘天麗，李宇豐，張標(biāo).蘋(píng)果采摘器工作分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2018,第3期[15]張莎，馮聰利，趙培。[J]；TechnologyInnovationandApplication，2019年7期[16]孫金萍；Pro/ENGINEER基本建模和運(yùn)動(dòng)仿真教程[M]。北京清華大學(xué)出版社，2007。謝辭非常感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師韓琪老師，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的一開(kāi)始韓琪老師就開(kāi)始為了我們操心，從選題方案，歷年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師耐心的講解，讓我對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有了初步的了解，在設(shè)計(jì)的中期，老師也耐心的為我們解答一些問(wèn)題。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我回憶起了大學(xué)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，穿插著那么多的回憶，有開(kāi)心的有讓我煩惱的，大學(xué)生活即將過(guò)去，謝謝陪伴在我身邊的同學(xué)們舍友們。感謝我的父母為了我上大學(xué)無(wú)私的付出，父母的關(guān)心是我認(rèn)真學(xué)習(xí)的東西，如今即將踏上社會(huì)的腳步，我也會(huì)用自己的方式來(lái)報(bào)答你們。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。在減速器設(shè)計(jì)和畫(huà)圖的時(shí)候想到了熊老師上課的姿態(tài)，在校核的時(shí)候，也會(huì)突然想到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)李老師教過(guò)我們，還有許許多多的老師都對(duì)我學(xué)習(xí)生涯乃至以后的工作生活有很大的幫助，正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向北京理工大學(xué)珠海學(xué)院工院自動(dòng)化的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。附錄2張A0圖紙3張A2圖紙3張A3圖紙4張A4圖紙

PowerPoint課件制作實(shí)用技巧PowerPoint是微軟公司生產(chǎn)的制作幻燈片和簡(jiǎn)報(bào)的軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PPT）。在我們?cè)S多人看來(lái),它只不過(guò)是一個(gè)簡(jiǎn)單地對(duì)文字、圖形、圖片進(jìn)行演示的軟件，教學(xué)中的課件制作軟件當(dāng)屬Authorware、Flash。Authorware和Flash制作的動(dòng)畫(huà)效果的確很好，而且它們的功能也很強(qiáng)大。不過(guò)這些軟件在制作課件的過(guò)程中往往非常耗時(shí)，用這些專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)制作課件用于平時(shí)的教學(xué)往往效率很低。PPT就是一個(gè)非常簡(jiǎn)單、實(shí)用的制作課件的軟件，只要你用好它,同樣能做非常棒的課件來(lái)。一、掌握基本，知道“插入”。（一）知道從“插入”菜單進(jìn)入，會(huì)給PPT課件添加文字、圖片、影片和聲音等，也就會(huì)做一般的課件了。（二）圖片插入與處理1.插入圖片具體方法：a)插入剪貼畫(huà)或文件中的圖片；b)添加圖片做背景；c)給自選圖形做填充。2.處理圖片具體方法：我們用PPT制作課件時(shí)，經(jīng)常從網(wǎng)上下載圖片來(lái)用，而網(wǎng)絡(luò)中的圖片往往含有超鏈接和網(wǎng)站名稱(chēng)痕跡，我們需要?jiǎng)h除其中超鏈接，并對(duì)圖片進(jìn)行裁剪處理。在Powerpoint中，我們一般可以利用“圖片”工具欄上的“裁剪”工具進(jìn)行裁剪處理，但是，這里的工具只能對(duì)圖片進(jìn)行矩形裁剪，若想裁剪成圓形、多邊形等其他形狀，通常方法就無(wú)能為力了。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題在PPT中是可以解決的。我們用給自選圖形做填充圖片的方法就可以實(shí)現(xiàn)我們需要的效果。具體步驟：a)首先利用“繪圖”工具欄畫(huà)一個(gè)想要裁剪的圖形，如橢圓。b)選中橢圓后單擊“繪圖”工具欄上“填充顏色”按鈕右側(cè)黑三角，從列表菜單中單擊“填充效果”命令。c)打開(kāi)選擇“圖片”選項(xiàng)卡，單擊〔選擇圖片〕按鈕，從“選擇圖片”對(duì)話(huà)框中找到合適的圖片，單擊〔插入〕按鈕后返回到“填充效果”對(duì)話(huà)框最后單擊〔確定〕按鈕后退出。此圖片當(dāng)作橢圓圖形的背景出現(xiàn)，改變了原來(lái)的矩形形狀，獲得了滿(mǎn)意的裁剪圖片效果。圖片在插入PPT之前，我們可以用ACDSEE軟件進(jìn)行加工，如改變大小，裁剪等操作。二、學(xué)會(huì)下載，查找方法。在制作課件過(guò)程中，我們時(shí)常需要從網(wǎng)絡(luò)上下載各種資源用以豐富課件內(nèi)容，提升課堂效果。但有許多網(wǎng)站的flash動(dòng)畫(huà)都不提供下載；還有網(wǎng)站為我們提供了許多視頻素材，這些視頻素材都是FLV流媒體格式。FLV流媒體格式是一種新的視頻格式，全稱(chēng)為FlashVideo。由于它形成的文件極小、加載速度極快，使得網(wǎng)絡(luò)觀看視頻文件成為可能，它的出現(xiàn)也有效地解決了視頻文件導(dǎo)入Flash后，使導(dǎo)出的SWF文件體積龐大，不能在網(wǎng)絡(luò)上很好的使用等缺點(diǎn)。目前各在線(xiàn)視頻網(wǎng)站均采用此視頻格式。如新浪播客、56、優(yōu)酷、土豆、酷6等，無(wú)一例外。FLV已經(jīng)成為當(dāng)前視頻文件的主流格式。這些網(wǎng)站一般都不提供下載。我們想要這些素材，怎樣辦？1.尋找下載方法：a)在百度網(wǎng)站搜索欄中輸入下載的內(nèi)容，搜索下載方法。b)弄清格式，再搜索方法。2.具體方法推薦①flasah動(dòng)畫(huà)的下載方法一：IE緩存中尋找在網(wǎng)上看過(guò)一個(gè)flash后，一般情況下都會(huì)保存在IE緩存里。右擊桌面上的IE圖標(biāo)，選“屬性”命令，單擊中間的“設(shè)置”按鈕，彈出“Internet臨時(shí)文件和歷史記錄設(shè)置”面板，單擊“查看文件”，可以打開(kāi)臨時(shí)文件夾，按時(shí)間排序，找到剛才打開(kāi)的flash動(dòng)畫(huà)文件。優(yōu)點(diǎn)：不需要安裝其它軟件。缺點(diǎn)：操作相對(duì)煩瑣。方法二：借助Flashsaver等軟件下載，這些軟件都可以快速、方便的下載你所需要的flash文件。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、快速。缺點(diǎn)：需要安裝使用。②FLV視頻的獲取方法一：IE緩存中尋找，方法同flasah。方法二：flv視頻解析下載/三、學(xué)用控件，轉(zhuǎn)化應(yīng)用1.flash動(dòng)畫(huà)的插入方法一：安裝flash插件，再插入flash。步驟：a)安裝“ppt插flash軟件”插件；b)單擊“插入”→“flashmovie”→打開(kāi)要播放的flash文件→確定。方法二：利用控件插入flash動(dòng)畫(huà)。步驟：a)插入“ShockwaveFlashObject”控件對(duì)象：右擊“工具欄”→選“控件工具箱”（或點(diǎn)“視圖→工具欄→控件工具箱”）；點(diǎn)“其他控件”（控件工具箱中最后一個(gè)形似錘子斧頭的