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水果 套袋机 设计

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水果套袋机的设计,水果,套袋机,设计

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第 1 页论 文 检 测 报 告论 文 检 测 报 告报告编号： 报告编号： ad098275237c4ce7a8d30013d9704a9b送检文档： 送检文档： 水果套袋机论文作者： 论文作者： 雨林 文档字数： 文档字数： 15600检测时间： 检测时间： 2 0 14-0 3-16 2 2 : 0 9 : 11检测范围： 检测范围： 论文库，中文期刊库（涵盖中国期刊论文网络数据库、中文科技期刊数据库、中文重要学术期刊库、中国重要社科期刊库、中国重要文科期刊库、中国中文报刊报纸数据库等），T o n d a 论文库（涵盖中国学位论文数据库、中国优秀硕博论文数据库、部分高校特色论文库、重要外文期刊数据库如Em e r a l d 、H e i n O n l i n e 、JST O R 等）。 一、检测结果： 一、检测结果： 总相似比： 总相似比： 9 . 54% 即复写率与引用率之和检测指标： 检测指标： 自写率 9 0 . 46 %复写率 7 . 6 5%引用率 1. 8 9 %其他指标： 其他指标： 表格 0 个 脚注 0 个 尾注 0 个 第 2 页章节抄袭比章节抄袭比9 . 54% 水果套袋机 二、相似文献汇总： 二、相似文献汇总： 序号序号标题标题文献来源文献来源作者作者出处出处发表时间发表时间1. . . 分及部分印刷零件设计 - 培训资料 - 道客巴巴互联网互联网2. . . 机械专业本科毕业设计论文对辊式破碎机设计 - 豆丁网互联网互联网32 4. 液压泵的选用_ 百度文库互联网互联网4减速箱 - 工业技术 - 道客巴巴互联网互联网5卷扬机设计 - d o c i n . c o m 豆丁网互联网互联网6带式输送机传动装置设计 毕业论文 - 毕业设计 - 道客巴巴互联网互联网第 3 页7机械设计课程设计说明书-圆锥-圆柱齿轮减速器 - 其它资料 - 道客. . .互联网互联网8玉米秸秆粉碎还田机的设计. d o c 全文免费在线看-免费阅读-m a x 文档. . .互联网互联网9第6 章 键连接 - 中考高考 - 道客巴巴互联网互联网 三、全文相似详情： 三、全文相似详情： （红色字体为相似片段、浅蓝色字体为引用片段、深蓝色字体为可能遗漏的但被系统识别到与参考文献列表对应的引用片段、黑色字体为自写片段） 目 录 前言1 1设计的意义和目的1 2 果袋机国内外发展概况1 1. 总体方案的确定2 1. 1 设计的要求及参数2 1. 2 果袋机切割部分的设计方案2 1. 3 整体内容分析2 1. 4 设计前的简单计算10 2 . 齿轮传动的设计13 2 . 1 设计概论14 2 . 1. 1 电动机的选择14 2 . 1. 2 功率的计算14 2 . 1. 3 所有齿轮的转速的计算：15 2 . 2 齿轮1、2 的设计校核16 2 . 2 . 1 齿轮的选择16 2 . 2 . 2 按齿面接触强度设计16 2 . 2 . 3 按齿根弯曲强度校核11 第 4 页 2 . 2 . 4 几何尺寸的计算10 2 . 3齿轮3、4、5、6 、7 、8 、9 、10 的设计校核10 2 . 3. 1 设计概要10 2 . 3. 2 设计中需要注意的问题10 2 . 3. 3 齿轮1-10 各参数列表11 2 . 4 齿轮11、12 、13、14的设计校核11 2 . 4. 1 设计内容11 2 . 4. 2 按齿根弯曲强度校核12 2 . 4. 3 齿轮11-14各参数列表13 2 . 5 齿轮15、16 的设计校核13 2 . 5. 1 已知条件13 2 . 5. 3 按齿根弯曲强度校核15 2 . 5. 4 几何尺寸的计算17 2 . 6 齿轮17 、18 的设计校核17 2 . 6 . 1 设计概要17 2 . 6 . 2 按齿根弯曲强度校核18 2 . 6 . 3 齿轮15、16 、17 、18 的参数列表：18 2 . 7 齿轮19 、2 0 的设计校核18 2 . 7 . 1 设计概要18 2 . 7 . 2 按齿根弯曲强度校核19 3. 轴的设计校核31 3. 1 小横刀底辊轴的设计校核31 3. 1. 1 作用力32 3. 1. 2 轴的结构设计. 33 3. 1. 3 轴上载荷34 3. 1. 4 按弯扭合成应力校核轴的强度35 第 5 页 3. 1. 5 精确校核轴的疲劳强度37 4. 键的设计校核39 4. 1 选择键连接的类型和尺寸39 4. 2 校核键联接的强度39 5. 轴承的选择与校核40 6 . 1 选择深沟球轴承40 6 . 2 求比值40 6 . 3 初步计算当量动载荷40 6 . 4 轴承应有的基本额定动载荷值40 6 . 5 轴承的选择与校核40 结 论41 参考文献42 致 谢43 摘 要 水果套袋机是一种给水果套袋的装置，考虑设计过程如何满足各种功能是很重要的。合理的选择零件, 对于提高机器的效率、降低套袋机的噪声、改善工作它的工作性能和保证它的可靠工作都十分重要。 本次设计着重对水果套袋机的封口部分进行分析，拟出两种不同的传动方案，通过比较选出较为合理的方案，用皮带传动将电动机和机床主轴相连接，采用齿轮传动和链传动的方式来传递运动和动力。然后对机械的零件分别进行分析和设计，其中包括了它们的受力分析、各种零件的计算，还有对各种零件的材料选用以及校核也非常的关键。 关键词：零件；设计计算；校核；性能 A b s t r a c t Fr u i t b a g g i n g m a c h i n e i s t h e d e v i c e t o g i v e f r u i t b a g g i n g . I t i s i m p o r t a n t t o c o n s i d e r h o w t h e d e s i g n p r o c e s s f i t s w i t h a l l f u n c t i o n s . I t i s v e r y i m p o r t a n t t o s e l e c t a r e a s o n a b l e e l e m e n t s , b e c a u s ei t c a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e m a c h i n e e f f i c i e n c y , r e d u c e n o i s e , i m p r o v e p e r f o r m a n c e a n d e n s u r e r e l i a b l e o p e r a t i o n o f t h e m a c h i n e . T h i s d e s i g n a n a l y s i s f r u i t b a g g i n g m a c h i n e , a n d d r a w u p t w o d i f f e r e n t s c h e m e , a n d c h o s e t h e f i r s t o n e t h r o u g h t h e c o m p a r i s o n : u s e b e l t d r i v e t o c o n n e t t h e m o t o r w i t h t h e s p i n d l e , b y g e a rt r a n s m i s s i o n a n d c h a i n t r a n s m i s s i o n t o t r a n s m i t m o v e m e n t a n d s t r e n g t h . A n d t h e n c a r r i e d o u t t h e a n a l y s e a n d d e s i g n o f t h e e l e m e n t s , i n c l u d i n g s t r e s s a n a l y s i s a n d c a l c u l a t i o n o f t h e m . A t t h es a m e t i m e , t h e s e l e c t i o n o f m a t e r i a l s a n d c h e c k i n g i s a l s o c r i t i c a l . 第 6 页 K e y w o r d s ：p e r f o r m a n c e ；e l e m e n t s ；d e s i g n a n d c a l c u l a t i o n ；c h e c k i n g 前言 1. 课题意义与目的 许多农民和农业企业为提高水果生产的质量，实现大大地增收， 果农发明了水果套袋的技术，并成功应用到实际生产中。它利用低透光率的纸袋包裹住水果，以有效防止其受病、虫、鸟害，以及农药的污染。这一技术能够大大提高水果的质量，所以深受广大果农的欢迎。它的缺点主要有以下几点：1. 操作太过繁琐，工作量大，效率非常低。除此以外，还可能存在由于人手不足造成套袋不及时的状况，导致果实施药以后再受污染，产生浪费。 水果套袋技术可以起到调节昼夜温湿作用、防止大气的有害粉尘污染、调节光合作用、防止风吹雨打、防治病虫害等 。套袋对水果果实品质的形成也有重要影响，对果实外观品质的影响包括: 果实的色泽、果形果个、果皮结构及果面光洁度; 套袋影响果实的耐贮性、农药残毒含量、果皮花氰苷含量变化及病虫害对果实的侵害。 2 0 0 4 年世界水果种植面积约有52 0 7 . 2 万h m 2 , 总产量将近52 46 3 万t 。中国是水果的主要生产国之一, 2 0 0 4年我国水果栽培面积约9 7 6 . 8 万h m 2 , 总产量将近8 39 4 万t 。但中国水果的品质与国际相比相差甚远。加入W T O 后, 中国的水果市场受到国际的冲击, 尤其是农药残留问题一直困扰着中国水果产业的发展 1-5 。目前, 水果果袋的生产已经实现了机械自动化, 且规格品种多种多样, 能够满足不同水果和果农的需求, 但给水果套袋仍是人工作业，人工作业不仅效率低下，而且成本高。随着越来越多的地区应用水果套袋技术, 套袋劳动量和劳动强度也随之大幅上升, 水果套袋机械已成为果园机械研究的热点和重点之一。机械化套袋作业逐步取代现在的手工作业方式是水果种植业的一种必然趋势。在这样的背景条件下，本文具有很高的实用价值。 2 . 果袋机国内外发展概况 日本是最早实施水果套袋技术的国家, 我国从2 0 世纪9 0 年代初从日本等国引进该项技术, 至目前已进入大面积推广阶段 6 -7 。最初, 日本果农为防止桃小食心虫的为害, 在梨! 葡萄上进行了套袋, 随后在苹果上也进行了套袋 发现套袋除具有防止害虫危害外, 还具有使果实表面光洁无锈! 着色佳, 并且售价高等优点, 当时, 生产上对病虫害防治的药剂还不够先进, 套袋成为日本常规的苹果栽培措施 韩国水果套袋栽培始于二十世纪八十年代左右, 最先用于苹果之上, 由于国内劳动力少, 套袋所需的人工较多, 所以仅有占总面积 5%左右的苹果采用套袋栽培, 其套袋栽培出来的苹果品质优秀, 主要用于出口。随着越来越多的地区应用水果套袋技术, 套袋劳动量和劳动强度也随着大幅上升, 劳动力不足的问题开始越来越明显, 成为制约水果套袋技术实施的重要原因之一。我国农业机械化水平地域上发展不平衡, 各农作物品种间的农机发展也不平衡。目前, 套袋机械的研究还不如其他果园机械, 如耕作灌溉机械等。因此, 水果套袋机械有着广阔和光明的发展前景，现在套袋生产中常用的果袋依据材质分很多种, 其中后者的使用效果更好 8 -12 。 第一章总体方案的确定 本设计的水果套袋机分为三个部分：1. 水果袋输送装置；2 . 水果带撑开装置；3. 水果带封口装置。 1. 1. 水果袋输送装置 水果带输送装置要实现将成叠的果袋逐个分离, 并将其逐个输送到撑开机构的工作区域的功能 待到将果袋输送到撑袋机构的工作区域后, 暂停果袋分离和输送的工作, 等待直到果袋被撑开, 并由封口机构将果袋封口于果柄上之后, 再重新启动, 进行新一轮的果袋分离和果袋输送工作。因为进袋机构所需实现的功能主要有果袋的分离和果袋的第 7 页输送两个, 且其要能方便地实现起停工作状态的转换。针对以上进袋机构的功能描述，本文选择了推纸板式进袋，这种方法结构和原理都很简单。 如图1. 1 所示为推纸板式进袋原理图, 图1. 2 为其的机构原理图，这类方案在读卡机中应用较广, 如阅卷用的考试答题卡等，自动算分装置。这类方案在纸板印刷机械中的应用也比较广泛, 推纸板将堆码整齐的纸板最下面一张送至送纸辊, 再由导纸轮传送到印刷部, 如此重复即完成自动送纸，这类方案的装置适用于硬质卡片式的纸张输送, 而对于软质纸张则效果不佳。如图1. 2 ，推纸板把最下面的一个纸袋推到辊，再由导纸轮传送到水果带撑开装置。 图1. 1. 推纸袋板把纸袋推进原理图 图1. 2 . 推纸袋机构原理图 1. 2 . 水果袋撑开装置 图1. 3. 负压真空吸力原理图 果袋的撑开是将输送到撑袋机构工作区域内的果袋从封口处撑开一定的空间, 以便水果的装入, 然后等待封口机构动作, 将水果装到果袋之内。水果袋的撑开是套袋作业中的重要一环, 对水果的影响非常巨大。根据撑袋机构的功能描述, 其需要实现将工作区域内的果袋撑开, 并使其水果袋内腔空间尽可能的大( 至少大于所套水果的直径) 撑袋机构的动作步骤要求较少, 但动作的准确度和精度要求相当高。 我们可以利用利用负压真空吸力撑开水果纸袋，如图 1. 3所示为利用负压真空吸力撑开原理图。我们可以利用真空吸附力来撑开纸袋, 可采用几个吸盘分别吸住果袋的两侧, 通过气缸回缩或者其他机械运动带动吸住果袋两侧的两真空吸盘反向运动, 以达到将果袋撑开的目的 采用该类方案的撑开装置需配备一套真空发生系统, 装置配件较多, 但装置性能可靠, 若采用双吸盘对拉撑开果袋, 其撑开成功率和质量可达到更佳。 1. 3. 果袋机封口以及切割部分的设计方案 果袋封口装置是水果套袋机的最主要的组成部分，果袋封口装置的设计是本设计的主要内容，根据设计要求，果袋封口部分的装配图如图1. 4，通过预处理的水果果袋打开，且装好了水果的果袋进入到装置中的13前端牵引滚，慢慢进入果袋封口装置，然后通过到达装置18 和19 中间，通过18 封口刀滚和19 封口刀底刀之间的相互契合来实现对水果袋的封口。然后有从34和35铁丝牵引滚处牵引过来的铁丝或者是绳索对封号的纸袋口子进行包扎，然后到达31铁丝切断滚后，可以把铁丝切断；最后套好的水果可以从装置上掉下来。完成对水果的自动化套袋。 根据以上的运动分析，初步拟定的传动方案有： 方案一： 水果套袋机可以通过皮带传动， 可以把电动机与相应的主轴相连接， 用齿轮传动与链传动的方式，这样的方法传递运动和动力。 方案二：水果套袋机的电动机作为总动力，它是通过带轮传到相应的封口装置，封口装置上只能采用相应的齿轮传动。 方案比较：方案一，如果这个水果套袋机采用链轮来传递动力与运动，这样做可以大大可以降低齿轮的尺寸，在在在齿轮传递中运用 1、齿轮18 2 、齿轮17 3、齿轮10 4、齿轮9 5、齿轮8 6 、齿轮7 和齿轮1 7 、链轮a 8 、齿轮2 9 、齿轮3 10 、齿轮4 11、齿轮5 12 、齿轮6 第 8 页 13、前端牵引滚 14、大连轮 15、齿轮2 0 16 、齿轮19 17 、前端牵引底滚 18 、封口刀滚 19 、封口刀底刀 2 0 、小链轮 2 1、齿轮14 2 2 、齿轮13 2 3、中间牵引滚 2 4、齿轮12 和齿轮11 2 5、链轮c 2 6 、链轮b 2 7 、中间牵引底滚 2 8 、小横刀底滚 2 9 、小横刀滚 30 、小链轮 31、齿轮15和齿轮16 32 、铁丝切断刀底滚 33、铁丝切断刀滚 34、35前后端铁丝牵引滚 36 、传送带 图1. 4. 封口装置总图 较小的换向轮，可以合理的布置轴和齿轮的位置。 方案二，只采用齿轮传递不能合理的布置，而且齿轮大而少。 因此，采用方案一较合理。 1. 4. 整体部件速度和转速分析 ( 1) 在已知设计要求的前提下，中间牵引辊与前端牵引辊的线速度相同，只需要保证 ，即 ； ( 2 ) 所有一切的的镶有刀具辊子如零件18 、19 等辊子的转速都一样，即n = 2 0 0 r m i n ，则 。 ( 3) 因为纸与底辊相接触，所以 。 1. 5. 设计前后端铁丝牵引滚子轴的简单计算 ( 1) 在已知设计要求的前提下， 设计辊子的转速： ； 角速度 ； 半径 取d = 9 6 m m ； ( 2 ) 设计中间牵引辊（橡胶辊）的直径d = 12 0 m m , 则它的角速度 ，线速度 ； ( 3) 铁丝的线速度 ，设计铁丝牵引辊牵引铁丝部分两辊的直径d = 50 m m ，则辊子的角速度 ，辊子的转速 ( 说明：两牵引辊的角速度和线速度都相同) ； ( 4) 前端铁丝牵引底辊： ，因为 ，所以 ， 则角速度 ； ( 5) 传动比的初步确定： 第 9 页 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 2 . 齿轮传动的设计 2 . 1 设计概论 2 . 1. 1 电动机的选择 据总机功率，由机械设计课程设计第三版，电机的选择，选择Y10 0 L-6 ，同步转速 ，6 极，额定功率1. 5k w ，满载转速 5 。 2 . 1. 2 功率的计算 （1）选择带的传动效率 6 ； 齿轮的传动效率 ； 链的传动效率 ； 轴承的传动效率 ； （2 ）计算各轴的功率（设计时所用功率）及转矩： 功率： 转矩： 2 . 1. 3 所有齿轮的转速（ ）的计算： ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 2 . 2 齿轮1、2 的设计校核 7 2 . 2 . 1 齿轮的选择 选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7 级； 第 10 页 齿轮1即为大齿轮，根据相应的条件，我们可以选用材料为45钢（经过调制处理），它的硬度为2 40 H BS 齿轮2 就是小齿轮，我们可以选用材料为40 Cr （根据它的工作条件，要经过调制处理才能使用），它的硬度为2 8 0 H BS， 选择齿轮1的齿数 ，因为 ，所以 ； 。 2 . 2 . 2 按齿面接触强度设计 设计公式 确定公式内各计算数值： （1）齿轮1所在轴的转矩 （2 ）由机械设计（第七版）P2 0 0 ，试选载荷系数 （3）机械设计（第七版）图10 -30 ，选区域系数 （4）传动比已知 （5）选定齿宽系数 （6 ）求许用接触应力 选取疲劳强度安全系数 选取寿命系数 所以查表得： 按齿面硬度查得接触疲劳强度极限 取失效率为1 选取较小的数值作为 ( 7 ) 材料的弹性影响系数 计算 试算齿轮1得分度圆直径 计算圆周速度 计算齿宽b 计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 第 11 页 计算载荷系数 根据 ，7 级精度，查得动载荷系数 ； 使用系数 ； 直齿轮，假设 ，查得 ； 7 级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， 由 查得 ； 所以载荷系数 按实际的载荷系数校正所算分度圆直径 计算模数 ，取标准模数 2 . 2 . 3 按齿根弯曲强度校核（按实际功率） 1）校核齿轮1 （1）校核公式 确定公式内各计算数值 由实际功率 所以 ； 计算 查表得：当 当 所以当Z= 54时，有差值法得 ； 实际转矩 ，齿宽系数 , 模数 ，齿数 ； 动载荷系数 （2 ） 由图查得弯曲疲劳强度极限 ， ； 由寿命查得寿命系数 ， ； 弯曲疲劳强度系数S= 1. 3； 第 12 页 所以 ；所以 ，满足使用要求。 2 ) 校核齿轮2 （1）校核公式 确定公式内各计算数值 ； 齿宽系数 ； Z= 2 7 查表可得 ； 载荷系数K ，7 级精度则 ， 使用系数 ，直齿轮，因为 ，查 得 ；7 级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以 = 1. 2 47 3 所以由 查得 , 所以 ，满足使用要求。 2 . 2 . 4 几何尺寸的计算 1）计算分度圆直径 ， 2 ）计算中心矩 3）计算齿轮宽度 ；取 4）验算 ，合适。 根据计算出来的数据得到齿轮1和齿轮2 的工程图如图2 . 1 图2 . 1. 齿轮1和齿轮2 的工程图 2 . 3 齿轮3、4、5、6 、7 、8 、9 、10 的设计校核 2 . 3. 1 设计概要 第 13 页 因为齿轮2 、3齿轮3、4的传动比都是1，而该机器的受力较小，无冲击，所以可以选择2 、3、4齿轮为相同的齿轮；因为齿轮4、5的传动比是2 ，齿轮5、6 的传动比是1，可以选择齿轮5、6 与齿轮1是相同的齿轮。同理：齿轮7 、9 、10 是与齿轮1相同的齿轮，齿轮8 是与齿轮2 相同的齿轮。 2 . 3. 2 设计中需要注意的问题 1、齿轮1、7 的中心矩 ， 若 ，所以小横刀刀尖所走过的圆的直径 。 设刀伸出辊子的长度 ，则圆辊的直径 ，所以该轴的角速度 ，线速度 。 2 、齿轮9 、10 的中心矩 ， 若 ，线速度 ，所以铁丝切断刀与小横刀的设计类似。 2 . 3. 3 齿轮1-10 各参数列表 表3. 1 齿轮1-10 参数 齿数直径( m m ) 模数转速齿宽( m m ) 15410 8 2 2 0 0 2 7 2 2 7 542 40 0 32 32 7 542 40 0 32 42 7 542 40 0 32 55410 8 2 2 0 0 2 7 6 5410 8 2 2 0 0 2 7 7 5410 8 2 2 0 0 2 7 8 2 7 542 40 0 32 9 5410 8 2 2 0 0 2 7 10 5410 8 2 2 0 0 2 7 2 . 4 齿轮11、12 、13、14的设计校核 2 . 4. 1 设计内容 已知： ， ； 设计时必须满足 ； 所以可以设计齿轮13的分度圆直径 ， 第 14 页 设计齿轮14的分度圆直径 ； ； ； 若令 ，则 ； 设定该轮系的模数 ，则 ； 齿宽系数 ， ， 。 2 . 4. 2 按齿根弯曲强度校核（按实际功率） 1）校核齿轮11 ； 选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7 级； 齿轮11即为大齿轮，根据相应的条件，我们可以选用材料为45钢（经过调制处理），它的硬度为2 40 H BS 齿轮12 就是小齿轮，我们可以选用材料为40 Cr （根据它的工作条件，要经过调制处理才能使用），它的硬度为2 8 0 H BS， 校核公式 经校核 ，满足使用要求。 2 ）校核齿轮12 ； 校核公式 经校核 ，满足使用要求。 3）齿轮13是与齿轮11相同的齿轮，因此，齿轮13也满足使用要求。 4）校核齿轮14 齿轮14即为大齿轮，根据相应的条件，我们可以选用材料为45钢（经过调制处理），它的硬度为2 40 H BS 齿轮13就是小齿轮，我们可以选用材料为40 Cr （根据它的工作条件，要经过调制处理才能使用），它的硬度为2 8 0 H BS， 校核公式 经校核 ，满足使用要求。 2 . 4. 3 齿轮11-14各参数列表 第 15 页 根据以上的计算和校核的最后结果，得出了各个齿轮的参数如表2 . 2 表2 . 2 齿轮11-14参数 齿数直径( m m ) 模数转速齿宽( m m ) 1148 9 6 2 2 0 0 2 4 12 2 448 2 40 0 30 1348 9 6 2 2 0 0 2 4 146 0 12 0 2 159 . 2 7 19 2 . 5 齿轮15、16 的设计校核 2 . 5. 1 已知条件 ， ， ， 。 2 . 5. 2 设计内容 1、选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7 级； 齿轮15即为大齿轮，根据相应的条件，我们可以选用材料为45钢（经过调制处理），它的硬度为2 40 H BS 齿轮16 就是小齿轮，我们可以选用材料为40 Cr （根据它的工作条件，要经过调制处理才能使用），它的硬度为2 8 0 H BS， 选择小齿轮15的齿数 ，因为 ，所以 （取整数）； 。 2 、按齿面接触强度设计 设计公式 确定公式内各计算数值： （1）齿轮15的转矩 （2 ）试选载荷系数 （3）选区域系数 （4）传动比已知 （5）选定齿宽系数 （6 ）求许用接触应力 选取疲劳强度安全系数 选取寿命系数 第 16 页 所以查表得： 按齿面硬度查得接触疲劳强度极限 取失效率为1 选取较小的数值作为 （7 ）材料的弹性影响系数 计算 （8 ）试算齿轮15得分度圆直径 （9 ）计算圆周速度 （10 ）计算齿宽b 及模数 模数 齿高 （11）计算载荷系数 根据 ，7 级精度，查得动载荷系数 ； 使用系数 ； 直齿轮，假设 ，查得 ； 7 级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， 由 查得 ； 所以载荷系数 （12 ）按实际的载荷系数校正所算分度圆直径 （13）计算模数 ，取标准模数 2 . 5. 3 按齿根弯曲强度校核（按实际载荷） 1）校核齿轮15 （1）校核公式 确定公式内各计算数值 由实际功率 第 17 页 ； 计算 查表得： 当Z= 30 时， ； 模数 动载荷系数 （2 ） 查表可以得到弯曲疲劳强度极限 ， ； 弯曲疲劳强度系数S= 1. 3； 选取寿命系数 所以查表得： 所以 ，满足使用要求。 2 ）校核齿轮16 校核公式 确定公式内各计算数值 ； 计算 当Z= 49 时， ； 模数 动载荷系数 使用系数 ； 根据 ，7 级精度，查得动载荷系数 ； 直齿轮， ，查得 ； 7 级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， = 1. 2 5 所以 所以 ，满足使用要求。 第 18 页 2 . 5. 4 几何尺寸的计算 ( 1) 计算分度圆直径 （2 ) 计算中心距 将中心距圆整为9 9 m m ( 3) 计算齿轮宽度 取 ， 。 根据以上的计算校核的结果，得到齿轮15和齿轮16 的工程图如图2 . 2 图2 . 2 . 齿轮15和齿轮16 工程图 2 . 6 齿轮17 、18 的设计校核 2 . 6 . 1 设计概要 已知： ， ； 设计时必须满足 ； 所以可以设计齿轮17 、18 的分度圆直径 ， 所以齿轮17 、18 的设计参数如下： 设定该轮系的模数 ，则 ； 齿宽系数 ， ， 2 . 6 . 2 按齿根弯曲强度校核（按实际载荷） 校核齿轮17 ； 1、选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7 级； 齿轮17 选用材料为45钢（要经过调制处理后才能使用），它的最后的硬度为2 40 H BS， 校核公式 经校核 ，满足使用要求。 2 . 6 . 3 齿轮15、16 、17 、18 的参数列表： 根据计算和校核的结果得到了各个轴的参数如下表： 表2 . 3 齿轮15、16 、17 、18 的参数 齿数直径( m m ) 模数转速齿宽( m m ) 第 19 页 1530 7 52 . 52 0 0 45 16 49 12 2 . 52 . 512 2 . 2 9 38 17 2 550 2 12 2 . 2 9 2 5 18 2 550 2 12 2 . 2 9 2 5 2 . 7 齿轮19 、2 0 的设计校核 2 . 7 . 1 设计概要 根据机械机械设计要求有： ， 所以 ； 设计时需要满足 ， ； 若设计齿轮参数如下： 。 取模数 ，则两齿轮的齿数 ， ； 齿宽系数 ， 。 取 ， 。 2 . 7 . 2 按齿根弯曲强度校核（按实际载荷） 选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7 级； 齿轮19 即为大齿轮，根据相应的条件，我们可以选用材料为45钢（经过调制处理），它的硬度为2 40 H BS 齿轮2 0 就是小齿轮，我们可以选用材料为40 Cr （根据它的工作条件，要经过调制处理才能使用），它的硬度为2 8 0 H BS， 校核齿轮19 、2 0 ： 校核公式 经校核 ， ，满足使用要求。 2 . 7 . 3 齿轮19 、2 0 的参数列表： 根据计算和校核的结果得到了齿轮19 和齿轮2 0 的各个参数表如下表： 齿数直径( m m ) 模数转速齿宽( m m ) 19 30 6 0 2 32 3. 0 8 35 第 2 0 页 2 0 6 0 12 0 2 16 1. 5430 表2 . 4齿轮19 , 2 0 的参数 3. 轴的设计校核 3. 1 小横刀底辊轴（即F轴）的设计校核 3. 1. 1 F轴的作用力 F轴上的功率 ，转矩 ，转速 ； 1作用于皮带轮上的力 压轴力 扭矩 2 齿轮1上的受力 3齿轮2 上的受力 1）作用于链轮上的力 链轮a 上的力： 链轮b 上的力： 链轮c 上的力： 3. 1. 2 轴的结构设计. 图3. 1 轴上力的作用方向 1、初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。据机设表15-3，取 ，选取该处轴的直径 ，皮带轮的宽度 。 1）该轴上力的作用方向如图3. 1 2 、拟订轴的装配方案（如图3. 2 ） 图3. 2 F轴零件分配图 3、根据要求确定这个轴的的各段相应的直径以及各段相应的长度 （1）为满足各零件的轴向定位，轴需要制出轴肩和套筒，各部分的尺寸如图3. 2 ； （2 ）初步选择滚动轴承。因为轴承只承受受径向力 的作用，所以我们选用选用深沟球轴承6 0 0 9 ，其尺寸为 ； 3) 轴上零件的周向定位选择平键连接，端部零件选择勾头楔键 第 2 1 页 键的选择 4) 周端倒角为 3. 1. 3 轴上载荷 轴的计算简图如图3. 3），然后再根据轴的计算简图， 再做出轴的弯矩图以及扭矩图如图3. 3。 图3. 3 力作用图 3. 1. 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 对轴进行相应 的校核时，一般只校核轴上承受最大弯矩，以及它的扭矩的截面所承受的强度，根据查表得到的数值并取 ，轴的计算应力： 因为轴的材料为45钢，而且使用了了调制处理后再使用的，查得 ，因此 ，所以轴的设计符合安全标准。 表3. 1 轴上载荷分布 载荷水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩M 扭矩T 3. 1. 5 精确校核轴的疲劳强度 （2 ）截面I 的左侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面I 的左侧的弯矩 截面I 的左侧的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调制处理。查表 因 ， ， 经差值后可查得 ， ； 又知轴的材料敏性系数为: ， 第 2 2 页 故有效应力集中系数为: 由机械设计附图3-2 得尺寸系数 ；由机械设计附图3-3得扭转尺寸系数 ；轴按磨削加工，由机械设计附图3-4得表面质量系数为 ；轴未经表面强化处理，即，则得综合系数值为 又由表查得碳钢的特性系数: 取 取 ， 于是，计算安全系数 的值 ，故可知安全。 （3）截面I I 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面I 的左侧的弯矩 截面I 的左侧的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调制处理。 查表得 。 所以中间最细部分也满足极限要求。 （4）截面I I I 的右侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面I 的左侧的弯矩 截面I 的左侧的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调制处理。查表 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 及 ，按附表3-2 查取， 第 2 3 页 因 ， ， 经差值后可查得 ， ； 又由附图3-1的轴的材料敏性系数为: ， 故有效应力集中系数为: 由附图3. 2 得尺寸系数 ；由附图3-3得扭转尺寸系数 ；轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为 ； 轴未经表面强化处理，即 ，则得综合系数值为 又由表查得碳钢的特性系数: 取 ; 取 ，于是，计算安全系数 的值 ，故可知安全。 根据计算和校核的结果得到了小横刀底辊轴的工程图如图4. 4 图4. 4. 小横刀底辊轴的工程图 4. 键的设计校核 4. 1 选择键连接的类型和尺寸 按照设计要求，我们选择平键连接。由于左端齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A 型）。 根据 从表6 -1中查得键的截面尺寸为：宽度 ，高度 。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长 。 4. 2 校核键联接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢才，所以我们可以由机械设计书上的表6 -2 查得它的许用挤压应力 ，取其平均值， 。键的工作长度 ，键与轮毂键槽的接触高度 。由机设式（6 -1）可得 ，合适。 5. 轴承的选择与校核 5. 1 选择深沟球轴承（设计轴时已初选） 5. 2 求比值 ，根据机设表13-5，深沟球轴承的最小 值为 ，故此时 。 5. 3 初步计算当量动载荷 根据式 ，据表13-5， 按照表13-6 ， ，取 5. 4 求轴承应有的基本额定动载荷值 第 2 4 页 根据式（13-6 ） 5. 5 轴承的选择与校核 按照设计手册选择 的6 0 0 9 轴承（与初选轴承相吻合），此时轴承的基本额定静载荷 。 验算6 0 0 9 轴承的寿命： 所以，所选轴承可满足寿命要求。 结 论 本次设计的内容是果袋机的设计，主要内容如下： 首先通过查阅资料，得到水果套袋的整个流程，根据这个流程，设计出了水果套袋机的整体部分，然后把水果套袋机分成三个主体部分：1. 水果袋输送装置；2 . 水果带撑开装置；3. 水果带封口装置。然后着重对第三个部分进行设计和校核。 首先了封口部分传动系统的确定。 三相异步电动机的动力通过皮带轮传至小横刀底辊，然后再通过齿轮和链轮传动传至其他部件，切割部分轴与轴之间间距较小，采用齿轮传动方便合理。本次设计的重点是保证刀具轴的转速相等，线速度相同，各个辊子的转向相同，齿轮安装在轴上，这就要求两啮合的齿轮之间的中心矩等于两轴之间的中心距。 然后，根据上面的出来的数据，对齿轮进行设计与校核。 设计齿轮时按照传递过来的力全部加载与该齿轮，在受力大的条件下设计，校核则按照实际载荷，这样设计出的齿轮在各方面都较合适。设计齿轮时，有几对齿轮直接根据传动比，给定标准模数，在运用齿轮之间的中心距等于轴之间的中心距来确定的齿轮的参数。 再次，轴的设计与校核。 轴的设计与校核，以受力最大，载荷最多的小横刀底辊轴为代表，其他的设计校核方法类似。 最后，轴承和键的选择校核，由于轴承和键都是标准件，只需要续出型号，再进行简单校核即可。 参考文献 1 徐丽明, 葛晓棠, 张铁中. 水果果袋自动撑开机构的研究 J . 农业工程学报, 2 0 0 7 , 4( 2 3) : 138 -142 . 2 刘建海, 李丙智, 张林森等. 套袋对红富士苹果果实品质和农药残留的影响 J . 西北农林科技大学学报( 自然科学版) , 2 0 0 3, 31( 增刊) : 16 - 2 1. 3 刘志坚. 苹果套袋状况考察专论( 上) J . 中国果菜, 2