果蔬自动包装装置设计

密级： 学号： 本科生毕业（设计）论文果蔬自动包装装置的设计 系 别： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西蓝天学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 （请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日江西蓝天学院本科生毕业论文（设计） 摘要 本文是关于果蔬自动包装装置的设计，首先对果蔬自动包装装置作了简单的概述；接着分析了果蔬自动包装装置的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的果蔬自动包装装置各主要零部件进行了校核。最后简单的说明了果蔬自动包装装置的安装与维护。目前，果蔬自动包装装置正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展。在果蔬自动包装装置的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造果蔬自动包装装置过程中存在着很多不足。 对于果蔬自动包装装置的设计，通过对比对照，对传统的果蔬自动包装装置的结构进行了改进和优化，使得此种类型的果蔬自动包装装置的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词：果蔬自动包装装置；设计；传统；参考Abstract This graduation design is about the optimum design of the roller conveyor drive first driven roller conveyor has been made a brief overview; then drive roller conveyor has been analyzed the selection principle and the calculation method; and has been calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requirements for selection design; then the conveyor main parts has been checked. The conveyor has been a simple description of the installation and maintenance. At present, the driving roller conveyor has been towards long distance, high speed, low friction direction. The driving drum of belt conveyor is designed and manufacture and application, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, domestically driven roller conveyor has been in the design and manufacturing process exists many problems. Driven roller conveyor has been the design, optimization design, has been adopted compared with the control, the drive traditional roller conveyor structure has been improved and optimized, this type of drive roller conveyor has been made more widely, more flexible, and has been for future design and selection have been to have certain reference value.Key words：Driving roller type conveyer optimal; Design; Transport; selection目 录第1章 绪论1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 本课题研究的内容2 1.3 研究的意义4第2章 果蔬自动包装装置的设计6 2.1果蔬自动包装装置的方案布局图的确定7 2.2果蔬自动包装装置的工作原理8 第3章 机械传动部分的选型计算10 3.1 电机的选型计算12 3.2 齿轮传动的设计计算13 3.2.1按接触疲劳强度设计计算13 3.2.2有关参数修正14 3.2.3弯曲疲劳强度校核计算14 3.3 轴承的设计计算15 3.4轴的设计16第4章 各重要组成部分的强度校核18 4.1机架强度的校核与计算19 4.2齿轮强度的校核计算19 4.3轴承强度的校核20 第5章 设计总结21结论22参考文献23致谢24 第一章 绪论 1.1 课题的来源与研究的目的和意义 我国生产的果蔬自动包装装置结构简陋，包装效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的果蔬自动包装装置的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，果蔬自动包装装置的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的果蔬自动包装装置势在必行！ 相信此种果蔬自动包装装置的出现将会大大提高果蔬的包装能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 随着国际标准化（SIO）的实施，世界果蔬自动包装装置以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,19世纪80年代，美国的HUGER公司将新开发的果蔬自动包装装置应用到该公司的子公司-一个生产果蔬自动包装装置的机械公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国HUGER公司之后，德国的DESTO公司也看到了果蔬包装机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制果蔬包装机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行果蔬自动包装装置的研发工作。现在国外等著名果蔬自动包装装置的品牌中，都有果蔬自动包装装置的销售，全世界果蔬自动包装装置的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，果蔬自动包装装置的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此果蔬自动包装装置是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的果蔬自动包装装置销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。目前国外特别是美国正在考虑发展果蔬自动包装装置的功率最大化，产能最优化的问题。自“九五”期间果蔬自动包装装置的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国机械工业发展的果蔬自动包装装置。我国从1953年开始生产果蔬自动包装装置，于1958年自行设计制造包装半径在50、70、90、120、500等果蔬的果蔬自动包装装置之后，为了适应果蔬生产厂家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直径的果蔬自动包装装置。为了满足果蔬生产工业发展需要，我国于1970年研制了大型果蔬自动包装装置。经运转实践证明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外来技术人才，全身心地投入到了果蔬包装机的研发中，利用丰富的人力资源和设备，研发出了多种可夹持不同直径棒料的包装机，与同年12也投入市场，获得了非常大的经济利润。近几年又研制出PX1400/170果蔬自动包装装置，其设计能力为1750t/h，实际达到2508t/h，是设计值的1.6倍。目前机械式果蔬自动包装装置将逐渐被全自动果蔬自动包装装置所代替。传统的机械式的果蔬自动包装装置已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的果蔬自动包装装置来满足市场需求，如是福建金明公司加大人力开发出了五个规格十四种类型的果蔬自动包装装置，然而我国机械人业所需的果蔬自动包装装置全部依赖进口，这使得国产机械人配备果蔬自动包装装置后，成本增加很大，而装备自行开发生产果蔬自动包装装置，其成本提高不大，说明果蔬自动包装装置的市场前景令人乐观。传统的果蔬自动包装装置的产品图如下图1.1图1.2所示：图1 图2 1.2 本课题研究的内容 本次设计主要针对果蔬自动包装装置进行设计，从果蔬自动包装装置的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： 1.2.1、到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类果蔬自动包装装置的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 1.2.2、分析果蔬自动包装装置的结构与参数 1.2.3、确定设计总体方案1.2.4、确定具体设计方案。1.2.5、果蔬自动包装装置的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。1.2.6、说明书的整理 1.3 研究的目的和意义 本论文主要研究运用SolidWorks对果蔬自动包装装置进行设计。通过对果蔬自动包装装置进行设计，来了解果蔬自动包装装置的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。该课题来自于棒料加工型机械公司的生产实际，通过设计出果蔬自动包装装置，从而来掌握果蔬自动包装装置的整个设计生产流程，培养工程意识。 我国生产的果蔬自动包装装置结构简陋，包装效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的果蔬自动包装装置的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，果蔬自动包装装置的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的果蔬自动包装装置势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了果蔬自动包装装置的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了果蔬自动包装装置总的指导思想，从而得出了该果蔬自动包装装置的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。 通过设计果蔬自动包装装置，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用三维绘图软件，二维绘图软件对机械设备进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。 相信此种果蔬自动包装装置的出现将会大大提高果蔬的包装能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。第2章 果蔬自动包装装置的设计 2.1果蔬自动包装装置的方案布局图的确定本次设计的题目是果蔬自动包装装置的设计，该装置是通过人工放置果蔬例如白菜、萝卜猕猴桃等在果蔬自动包装装置的前输送装置中，当整个装置开动后，果蔬会随着输送线一下移动到覆膜机构上面，当光电传感器感应到了果蔬的到来，就会通过PLC控制附覆膜电机运转从而通过覆膜机构对果蔬进行薄膜的覆盖，接着包装好的果蔬随着输送线的移动进入到中封机构，由中封机构对包装好的果蔬进行热封，接着进入切断机构，在该机构的作用下，包装好的果蔬会自动被切成一包包，随着后输送从而落入预先装备好的包装箱里面。经过分析和研究，制定的果蔬自动包装装的方案布局图如下图所示1.3所示：1.3 果蔬自动包装装的方案布局图 2.2果蔬自动包装装置的工作原理该果蔬自动包装装置的工作原理为：通过人工放置果蔬例如白菜、萝卜猕猴桃等在果蔬自动包装装置的前输送装置中，当整个装置开动后，果蔬会随着输送线一下移动到覆膜机构上面，当光电传感器感应到了果蔬的到来，就会通过PLC控制附覆膜电机运转从而通过覆膜机构对果蔬进行薄膜的覆盖，接着包装好的果蔬随着输送线的移动进入到中封机构，由中封机构对包装好的果蔬进行热封，接着进入切断机构，在该机构的作用下，包装好的果蔬会自动被切成一包包，随着后输送从而落入预先装备好的包装箱里面。第3章 机械传动部分的选型计算 3.1 电机的选型计算已知整个果蔬自动包装装置的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，果蔬移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:(1) 确定运行时间本次设计加速时间 (2) 确定转速负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 (3) 负载转矩(4) 电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。 根据以上得出数据，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，此电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，电机额定功率为0.4KW，额定转矩为2.6N.m，最大转矩为5.2N.m，额定转速为 3000r/min。电机大致图如下图1.4所示： 图1.4 电机大致图 3.2 齿轮传动的设计计算 3.2.1按接触疲劳强度设计计算1初步计算（1）材料选择 因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40Cr(调质），硬度241HB286HB，平均取为280HB，大齿轮用45钢（调质），硬度229HB286HB,平均取为240HB。选齿轮精度为7级。（2）节锥角的计算 （3.11） （3.12） （3.13）由文献2表可知， （3.14）式中，齿顶高系数，。取小齿轮齿数， （3.15） 取大齿轮齿数。 3.2.2有关参数修正 根据工作条件的要求，大端模数为 （3.16） 齿轮分度圆的直径 mm （3.17） mm （3.18）锥距 mm （3.19） 3.2.3弯曲疲劳强度校核计算齿顶高 mm （3.20）齿顶圆直径mm （3.21）mm （3.22）齿根高mm （3.23） 齿轮基圆直径 mm （3.24） mm （3.25）（7）齿宽由文献2表可知， mm （3.26）（8）节圆周速度 m/s （3.27） 3.3 轴承的设计计算3.3.1滚动轴承的选择滚动轴承为双列圆锥滚子轴承350324B，由文献2表得KN，KN，。3.3.2寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）对于双列圆锥滚子轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N由文献2表得， ， N （4.2）按轴承B的受力大小验算 h （4.3）h=年 由于果蔬自动包装装置的运转平稳，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命。 经审核后，此轴承合格。 3.4 轴的设计 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零部件融合在一起。 因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取45号钢当成轴体的原料，它需要40MPa的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。第4章 各重要组成部分的强度校核 3.1 机架强度的校核与计算 机架的选择根据整个果蔬自动包装装置的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分析得出底架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即物料和底架上面的所有零部件等等给的压力为G=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根据方管承载力计算公式：M=Pac/L （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为1200mm则M=13456N.M，初定方管为40x40x5。计算W得出折算后位270Mpa查的普通碳素结构钢Q235A的抗拉强度为375500Mpa，由于270Mpa远远小于375Mpa，所以初定方管满足要求。以下图1.5即为果蔬自动包装装置机架的零件图：图1.5 果蔬自动包装装置机架的零件图 3.2 齿轮强度的校核计算 由于驱动果蔬自动包装装置的主动齿轮和从动齿轮材料均选用45,调质处理。查得：则：(1)验算齿面接触疲劳强度载荷系数，取K=1.5 查得： 接触应力为：(2)验算齿根弯曲疲劳强度取 K=1.5查表：许用弯曲应力：弯曲疲劳强度的最小安全系数，取则： 由上述计算可知，均满足要求。 3.3 轴承强度的校核 本次果蔬自动包装装置的设计选取的轴承是深沟球轴承，具体的滚动轴承的选取过程如下：（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承6205，KN，KN，。（2）寿命验算轴承所受支反力合力 N; 对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N;得 ； N； 按轴承B的受力大小验算: h; h=年;所以此轴承合格。第5章 设计总结通过本次设计,让我学习到了许多知识，特别是对传动机构的应用方面，是我收获最大的地方。本次的设计的传动机构包含了齿轮传动机构这一最典型的机构，通过查找与它相关的设计资料，到计算带动筒体转动所需要在输出扭矩从而对齿轮机构进行设计，包括传动齿轮的选型，例如齿数，模数的确定以及之后的强度校核部分的设计，都花费了我好多精力。同时，也让我学到了好多知识。 在相关的实际问题的讨论中，我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无疑问，它们对我以后的工作，学习，生活都会起到深远而长久的良好影响。也能为人生打下一个夯实地基础！在具体的研究设计过程中，同学们也在平日的学习与生活中提供了无私与周到的帮助，充分用他们的工作热情感染着我，鼓励着我，让我少走了很多弯路，再次一并致谢！另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。最后，感谢学校各位领导与老师给了我在滨海学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。知识是无止境的，无价的，我愿在求真的道路上下而求索！结论本次毕业设计的题目是果蔬自动包装装置的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于果蔬自动包装装置的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是果蔬自动包装装置的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。参考文献1 徐灏等.机械设计手册(第2、3册)M(第二版）.北京：机械工业出版社，2003:981002 程悦荪.果蔬自动包装装置的设计M.北京：中国农业出版社，1981:6769 3 周纪良.传动系统的设计M.北京：机械工业出版社，1991:102105 4 吉林工业大学教研室编.包装机的构造M.北京：中国农业出版社，1982:2092115 成大先主编.机械设计手册减（变）速器电机与电器M.北京：化学工业出版社，1999:8183 6 朱冬梅.画法几何及机械制图M.北京：高等教育出版社，2000:3033057 陈立德.机械设计基