半自动苹果套袋机的设计全套图纸.doc
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1、毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 半自动苹果套袋机设计说明书 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导教师 日 期 2013.05 前 言 苹果是世界四大水果之一, 同时也是中国第一大水果,其产量和栽培面积均居我国第一。苹果生产在我国水果业中占有最重要的地位,其发展状况对果区经济振兴、市场供应和出口创汇影响巨大。 苹果作为我国栽培面积和产量最大的树种,在促进农民脱贫致富,改善农村经济状况,促进农业产业化方面起到了重大作用;苹果作为我国第一大果品,在繁荣果品市场,满足消费者需求方面起到了基础作用;苹果作为我国少数具有国
2、际市场竞争优势的农产品,无论鲜食苹果还是苹果浓缩汁出口均取得了骄人的成绩,在国际市场上显示了举足轻重的作用。目前,我国苹果产业正进入一个由传统产业转变为现代产业、由世界苹果生产大国转变为苹果业强国的重大历史阶段。随着苹果产业的迅速扩大,中国已成为世界最大的苹果及苹果汁生产国和出口国。加入WTO进一步促使中国苹果走出国门,在世界水果市场上占有愈加重要的地位,对国内外的果品市场均产生了较大的影响。而且,在物质生活水平的不断提高的今天,人们对苹果的要求已经从单纯的数量转向质量,求的是“精”,不光是苹果本身质量上要精,而且要求包装要精美,携带要方便。所以要对苹果进行套袋,而塑料发泡网套无疑是最好的选择
3、主要因其可以改善水果在运输中的碰撞和挤压等机械破损。但是,在当前,对如此庞大数量的苹果进行套袋还是人工套袋,这就大大降低了生产效率,而且增加了人们的劳动,也增加了苹果的成本,为此,本文致力研发一种半自动套袋机,该机简单并且容易操作,在保证作业要求(对苹果无损伤)的前提下,尽量降低成本,让果农容易接受,以达到减轻工作人员劳动强度,降低劳动危险系数和提高劳动生产率的目的。 关键词:半自动苹果套袋机;发泡网;槽轮机构;凸轮机构;平型带毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 目 录1 绪论11.1苹果的意义11.2我国苹果的发展11.3苹果套袋的意义12 设计内容22.1设计的
4、内容22.2设计的依据32.3设计的要求32.4设计任务33 设计简介33.1套袋机样机33.2工作原理53.3主要零件介绍54 电动机的选择64.1电动机类型和结构的选择64.2选电动机类型74.3选择电动机容量74.4确定主动轴工作转速85 传动比的确定85.1总传动比85.2分配传动比86 计算传动装置运动86.2计算各轴的输入功率96.3计算各轴的转距96.4各轴的输入转矩计算96.5运动和动力参数计算结果整理107 齿轮的设计计算107.1减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算107.2高速斜齿圆柱齿轮的设计计算107.3低速直尺圆柱齿轮的设计计算127.4设计汇总137.5执行机构直齿
5、圆柱齿轮的设计计算138 轴的设计计算158.1主动轴的设计158.2求中间轴的功率和扭矩158.3选择材料168.4对输入轴进行设计校核168.5主动轴的计算168.6主动轴的校核179 套袋机的缺陷及改进18总 结19致 谢20参考文献21毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 1 绪论1.1苹果的意义 苹果是世界四大水果之一, 同时也是中国第一大水果,其产量和栽培面积均居我国第一。苹果生产在我国水果业中占有最重要的地位,其发展状况对果区经济振兴、市场供应和出口创汇影响巨大。苹果作为我国栽培面积和产量最大的树种,在促进农民脱贫致富,改善农村经济状况,促进农业产业化方面
6、起到了重大作用;苹果作为我国第一大果品,在繁荣果品市场,满足消费者需求方面起到了基础作用;苹果作为我国少数具有国际市场竞争优势的农产品,无论鲜食苹果还是苹果浓缩汁出口均取得了骄人的成绩,在国际市场上显示了举足轻重的作用。目前,我国苹果产业正进入一个由传统产业转变为现代产业、由世界苹果生产大国转变为苹果业强国的重大历史阶段。1.2我国苹果的发展 根据我国农业部统计的数据,2005年我国苹果栽培面积为189万,苹果产量达到2400万t,分别占世界苹果总量的2/5和1/3,我国已经成为世界最大的苹果生产国。我国苹果栽培经历了自19851995年10年大发展时期,从1997年进入调整阶段,非适宜区和适
7、宜区内的非适宜品种,以及管理技术落后、长期不结果的果园面积持续减少,但苹果优生区及经济效益较高的地区苹果面积稳定发展,单位面积产量持续增长,由1995年的提高到了近年平均的12。苹果产量持续稳步增长,10年间苹果总产量增长了71.5%。 从1995年至2005年我国苹果产量已连续13年稳居世界首位。近5年来,我国苹果产量在2 000万t上波动, 2005年达到24011081t创历史新高,占世界苹果总产35.8%以上。近年,我国苹果生产经调整,面积、产量逐渐稳定;果品质量逐年提高,优质果率已从30%提高到40%以上;价格回升,出口增加,再现生机,开始步入稳步发展的轨道。 2008年全世界苹果栽
8、培面积和产量分别为484.76104和6960.34104,t仅次于柑橘(871.6104,12 208.8104t)、香蕉(481.7104, 9070.6104t),居第三位。而中国是世界第一大苹果生产国,栽培面积和产量分别占世界总面积和总产量的41.09%和42.88%。近20年来,中国苹果产业发展迅猛。据农业部统计,2008年全国苹果栽培面积和产量为199.22104和2984.66104.t占全国水果总面积和总产量的18.56%和26.32%,面积和产量均居水果生产的首位。与2007年相比,2008年苹果面积和产量分别增加3.04104和198.67104.t同比增长了1.55%和7
9、13%。 2010年,中国苹果生产总量为3326.33万t,占全国水果总产量的15.54%,是1990年苹果产量的7.7倍。2011年,据国家苹果产业体系统计,我国苹果栽植面积和总产量分别达到214万公顷和3500万吨,均占世界苹果面积和产量的50%,居各国首位,已经是世界苹果生产、出口和消费大国。1.3苹果套袋的意义 随着苹果产业的迅速扩大,中国已成为世界最大的苹果及苹果汁生产国和出口国。加入WTO进一步促使中国苹果走出国门,在世界水果市场上占有愈加重要的地位,对国内外的果品市场均产生了较大的影响。而且,在物质生活水平的不断提高的今天,人们对苹果的要求已经从单纯的数量转向质量,求的是“精”
10、不光是苹果本身质量上要精,而且要求包装要精美,携带要方便。 因此,给苹果进行包装,不仅可以提高苹果美观程度,吸引消费者的眼球,更能提高果农的收入,增强我国苹果在全球市场的竞争力。好的包装是商品的终身广告和免费广告,包装直接针对产品,能兼起品牌商标、广告宣传等作用,是果品质量的有机组成部分。新颖美观、迎合消费者心理的包装,不仅能传达商品内涵,而且能增加产品价值,提高产品附加值。根据权威资料统计,有50%-60%的消费者是受包装影响而产生购买兴趣的。所以,好的包装对于推广品牌、增加苹果附加值具有重要作用。在苹果销售中清楚认识到包装的作用,树立包装是商品第二质量的意识,自然有助于苹果产业的发展。
11、如今,苹果包装的有以下几个显著特点:一是方便小巧型。目前,城镇水果消费已逐步趋向买新吃鲜、少量多次的特点,方便是消费者永恒的追求,因此10公斤以上箱装的水果已不能满足消费者的需求,取而代之的是3-5公斤,甚至更少含量的小包装水果。二是精美高档型。国产优质水果包装高档化将是占领国内市场、走出国门参与国际竞争的必然选择。三是信任透明型。在包装时采用部分透明材料,设计出一些可以透视的窗口,以吸引消费者的眼球,让消费者能够对水果的外形、大小、颜色等一目了然,增强了自然亲和力,促使消费者在进行同类比较后,较快地做出倾向性选择,提高了消费者的购买欲和信任感。四是绿色环保型。果品的包装势必向绿色包装转变。回
12、归自然,追求健康,不单单是消费者对果品品质的要求,也是对其包装的必然要求。目前果品包装材料已突破了普通纸箱包装的单一格局,向精美竹编、藤制、木制、可回收瓦楞纸箱等绿色环保、生态性能的包装材料发展。而想要在低成本的情况下达到以上包装效果,使用塑料发泡网无疑是最好的选择。塑料网套主要应用于怕挤压、需隔离的水果、瓜类和蔬菜等包装。由于其造价低廉,包装效果好,已逐渐取代纸包装,成为水果储运包装中的潮流。而且塑料网套包装不仅有利于水果的储运,对其货架保鲜期也有较大的贡献。塑料发泡网套在水果包装特别是单果包装中应用非常广泛,主要因其可以改善水果在运输中的碰撞和挤压等机械破损。其主要优点有:(1)具有一定的
13、弹性和柔软度,可以有效地起到缓冲和防振作用,从而避免水果在储运中由于碰撞和挤压造成的破损。(2)重量轻,成本低,便于运输,减少了运输成本。(3)塑料网套的色泽可以选择洁白色,也可以通过加色料而改变其色泽,这样有利于与水果形成颜色对比,增加了美观效果,促进消费者购买。(4)塑料网套是由塑料经过发泡得到的,包装使用很方便。一般采用发泡LDPE,因其具有较好的拉伸强度和弹性。但是,在当前,对如此庞大数量的苹果进行套袋还是人工套袋,这就大大降低了生产效率,而且增加了人们的劳动,也增加了苹果的成本,为此,研发一种全自动套袋机或半自动套袋机势在必行!通过对手工套袋过程的研究,本课题提出研究制造一种小型轻便
14、的半自动水果套袋机,简单并且容易操作。在保证作业要求(对苹果无损伤)的前提下,尽量降低成本,让果农容易接受,以达到减轻工作人员劳动强度,降低劳动危险系数和提高劳动生产率的目的。2 设计内容2.1设计的内容 本设计是针对小型果农使用的,机械式的,不使用机电自动控制及编程技术,是纯机械式机器,采用纯机械设计,是为了降低成本,使用方便,维修简便,本设计原理可靠,结构简单,减低人工劳动强度,提高工作效率。并且保证不损伤苹果。 (1)总体设计:使用电动机,减速器,轴,齿轮,槽轮机构,凸轮机构平带等简单机械的组合,通过槽轮机构实现先后运动,从而保证苹果可以连续包装。(绘制总装图、绘制soildworks装
15、配图呈现整机结构) (2)零部件设计:半自动苹果套袋机机架 传动轴、齿轮 槽轮机构的设计 凸轮机构的设计 平带的设计 传动轴的设计和校核2.2设计的依据 (1)苹果物理特性:苹果为近似球形,直径在4080mm,厚度在3560mm,质量在150200克。 (2)发泡网的特性:发泡网具有弹性,因此可以套在圆通外,发泡网是连续的,因此可以实现苹果的连续套袋 (3)理论依据:槽轮机构是间歇运动机构,因此可以实现套袋机中剪断及套袋的先后作业2.3设计的要求 (1)对象为小规模的农户,因此需要产品体积小,体积小,移动方便,操作简单,成本低 (2)部件设计时应尽量避免焊接及刚性固定,应多采用灵活的螺栓等方式
16、固定,以方便安装和拆卸,并有利于维修。 (3)设计时考虑加工工艺性和装配工艺性,尽量使用标准件,通用件,降低制造成本。 (4)采用较为人性化的设计理念,方便劳动者的操作和使用,减少劳动者的体力消耗。2.4设计任务 (1)根据工艺动作要求拟定运动循环图; (2)根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案,分配传动比,并在报告上画出传动方案图; (3)进行轴的设计及校核 (4)进行齿轮的设计及校核 (5)选择合适的材料使苹果从高处无损伤的落下 (6)使苹果套袋,发泡网剪断,苹果运出,毛刷筒的运动之间相协调,时间差计算精确 (7)对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算; (8)编写设计计
17、算说明书。3 设计简介3.1套袋机样机 如图3-1所示图3-1 总装图图3-2槽轮机构3.2工作原理 半自动苹果套袋机是一种手工结合机器实现苹果套袋的机器。首先将发泡网套在套管上,并将套管安装在机架上,运输带将苹果送入套筒中,当苹果落入底部后,凸轮机构运动,带动绑在剪刀上的绳子运动,将泡网剪断;然后苹果滚出来,手工将套好的苹果拿出;两个毛刷筒转动,促使发泡网向下运动包装一个苹果所需发泡网的长度;此时第二个苹果落下,至此完成一个苹果的套袋过程。其中,剪刀的运动由凸轮机构实现;毛刷筒的运动由平带实现;剪刀和毛刷筒运动的先后顺序由槽轮机构实现。3.3主要零件介绍 (1)槽轮机构 如图3-2所示,槽轮
18、机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构,又称马尔他机构。它被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构结构简单,易加工,工作可靠,转角准确,机械效率高。但是其动程不可调节,转角不能太小,槽轮在起、停时的加速度大,有冲击,并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧,故不宜用于高速,多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。槽轮机构的工作原理,如图3-3所示,它是由具有径向槽的槽轮2、带有圆销A的拨盘1和机架组成的。拨盘1作匀速转动时,驱使槽轮2作时转时停的间歇运动。拨盘1上的圆销A尚未进入槽轮2的径向槽时,由于槽轮2的内凹锁住弧被拨盘1的外凸圆弧卡住,故槽轮2静止不动。
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