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買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯摘 要蘋果大小分級和裝箱，不但關系到廣大消費者的食用安全和能否滿足消費者對優(yōu)質安全水果的需求，而且也將大大影響水果產業(yè)的出口貿易，提高我國水果的市場競爭力，將很大程度上促進我國水果產業(yè)的發(fā)展和農民收入的增加。本次設計的蘋果大小分級機構主要由：自動進料裝置，分成單排裝置，分級裝置，稱重及卸料裝置，收集裝置等組成。本文首先調查了蘋果分級機構的研究背景及現(xiàn)況；接著，在分析蘋果分級機構功能要求的基礎上提出了本次設計的總體方案；然后，對各裝置及主要零部件進行了詳細設計及校核；最后，應用 AutoCAD 制圖軟件繪制了蘋果大小分級機構的裝配圖和主要零件圖。通過本次設計鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、互換性理論、機械制圖、材料力學等；也掌握了普通機械的設計理論和流程，熟悉了AutoCAD 制圖軟件的使用。關鍵詞：蘋果，分級 ，機構，設計買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯AbstractApple size grading and packing, not only related to the food safety of consumers and the ability to meet consumer demand for quality and safety of fruit, but also will greatly affect the fruit industry exports, improve the market competitiveness of our fruit, will be promote the development of China's fruit industry and the increase of farmers' income to a large extent on.Apple's size classification mechanism of this design consists of: automatic feeding device, into a single row of devices, grading equipment, weighing and unloading device, collecting devices and other components. This paper investigated the background and current status of apple grading agencies; then, based on the analysis of the functional requirements of apple grading agencies on proposed design of the overall program; then, for each device and a detailed design of major components and school nuclear; Finally, AutoCAD drawing software to draw the assembly drawing apple size grading agencies and major parts diagram.Mechanical principles, mechanical design, interchangeability theory, mechanical drawing, materials, mechanics, etc; also mastered the general mechanical design theory and process, using familiar AutoCAD drawing software: expertise, such as through this university is designed to consolidate .Keywords: Apple, Classification, Organization, Design買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯目 錄摘 要 ......................................................................................................................................IAbstract ................................................................................................................................II第一章 緒論 ..........................................................................................................................11.1 研究背景及意義 ......................................................................................................11.2 國內外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢 ..................................................................................21.1.1 國外研究與發(fā)展 ...........................................................................................21.1.2 國內研究與發(fā)展 ...........................................................................................3第二章 總體方案設計 ..........................................................................................................62.1 蘋果大小分級機構功能分析 ..................................................................................62.2 總體方案設計 ..........................................................................................................62.2.1 自動進料裝置方案設計 ...............................................................................62.2.2 分成單排裝置方案設計 ...............................................................................72.2.3 分級傳送裝置方案設計 ...............................................................................72.2.4 自動卸料裝置方案設計 ...............................................................................8第三章 各裝置的結構及尺寸設計 ....................................................................................103.1 自動進料裝置 ........................................................................................................103.1.1 電動機的選擇 .............................................................................................103.1.2 傳動及動力參數計算 .................................................................................123.1.3 V 帶傳動的設計 .........................................................................................133.1.4 輸送帶的設計 .............................................................................................153.1.5 托輥的設計 .................................................................................................163.1.6 張緊裝置 .....................................................................................................173.1.7 托輥軸的設計與校核 .................................................................................173.2 分成單排裝置設計 ................................................................................................223.3 分級傳送裝置 ........................................................................................................233.3.1 主要技術參數和電機選擇 .........................................................................23買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯3.3.2 鏈條和鏈輪的設計 .....................................................................................253.4 支架設計 ................................................................................................................283.4.1 支架設計的要求 .........................................................................................283.4.2 支架的設計 .................................................................................................283.4.3 支架的剛度校核 .........................................................................................293.4.4 機架連接螺栓的校核 .................................................................................30總 結 ....................................................................................................................................32參考文獻 ..............................................................................................................................33致 謝 ....................................................................................................................................34買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯蘋果大小分級機構設計1第一章 緒論1.1 研究背景及意義由 2010 年統(tǒng)計的數據得出，我們國家的蘋果、梨、桔子的產量均穩(wěn)居世界第一，水果總產量達到 21401 萬多噸，果園面積也達到了 11543 千余公頃，兩者均連續(xù) 8年穩(wěn)居世界第一，并且我國水果的種類很多，成色也很好，因此我國被稱之為是一個水果超級大國，水果的發(fā)展有很大的前景。從國家的扶農政策下來之后，我們的水果產業(yè)經歷了大約 20 年的快速發(fā)展，但是由于我國水果產業(yè)化發(fā)展起步比較晚，水果產后商品化手段仍然還是大大的落后于發(fā)達國家，一直以來的發(fā)展速度并不是很快速，可以說是很緩慢。多年來通過研究各方面的原因，水果的產后商品化處理成為了水果產業(yè)發(fā)展的瓶頸，而美國，日本等水果產業(yè)強國的經驗表明水果產業(yè)的主要收益是由水果采后處理和采后加工獲取的，然而我國水果采后簡單商品化處理率仍不足 10%，大部分的水果都是沒有經過任何的分級操作就進入市場供應，而水果發(fā)展強國的水果采后簡單商品化處理率達到了 95%以上，這里就形成的了很大的對比，也是我們務必需要改進和完善的地方。最近幾年隨著人民生活水平的提高和食品安全意識的提高，國內外引進的水果品種愈來愈多，因此能否對水果無損分級和裝箱，不但關系到廣大消費者的食用安全和能否滿足消費者對優(yōu)質安全水果的需求，而且也將大大影響水果產業(yè)的出口貿易，提高我國水果的市場競爭力，將很大程度上促進我國水果產業(yè)的發(fā)展和農民收入的增加。自從上個世紀 90 年代，水果強國就開始大量應用水果自動分級設備實現(xiàn)水果自動分級，提高水果的附加值，降低水果的人工成本，獲得了相當可觀的經濟效益。最近幾年國內迫于人力成本壓力和市場壓力，部分水果生產者和經營者從國外引進了一些國外比較先進的水果分級生產線，但是價格比較昂貴，而且由于我國水果的種類和品質的差異性比較大，因此在中國應用和推廣這些生產線有一定的局限性，因而面向全國特色水果研究和開發(fā)適合的水果在線無損分級技術和設備，并在大型水果企業(yè)和水果合作組織中進行推廣應用具有十分重要的現(xiàn)實和經濟意義。蘋果大小分級機構設計21.2 國內外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢蘋果大小分級機構設計3蘋果大小分級機構設計41.1.1 國外研究與發(fā)展國外研究者 20 世紀 80 年代中期開始了水果品質自動檢測和分級的研究, 并成功研制了一些水果自動化分級系統(tǒng)裝置, 在 20 世紀 90 年代開始研究基于計算機視覺技術的水果分級系統(tǒng), 到現(xiàn)在已有部分實用的產品, 如美國的 OSCARTM 型和MERLIN 型高速水果分級生產線就可用于各類水果的分級和品質檢測操作。國外水果分級機的輸送系統(tǒng)大多是采用輥子傳動結構,蘋果在一邊移動的同時一邊還在自身轉動,同時安裝在輸送輥上方的攝像機需要采集蘋果多個表面的圖像,才能采集到蘋果全圖,而且在采集的過程中,容易重采或漏采;另外,蘋果的果梗和花萼區(qū)與缺陷圖像相似,圖像處理時需要將其從真實缺陷中區(qū)分出來,這就會造成圖像處理時間的增加和識別精度的降低，對圖像處理裝置的要求也會變的更高，成本就會更大。蘋果大小分級機構設計5國外 50%以上的水果實現(xiàn)了分級的完全自動化。近年，隨著信息技術的飛躍發(fā)展和計算機普及．圖像技術及機器(計算機)視覺技術已被廣泛應用于多個學科，在作物領域也已取得許多進展．并展示了廣闊的應用前景。目前較先進的微機控制的重量分級機，采用最新電子儀器測定重量，可按需選擇準確的分級基準，分級精度高，使用特別的滑槽，落差小，水果不受沖擊、不損傷。分級、裝箱所需時間為傳統(tǒng)的 1/2。日本消費者對水果的消費是非常挑剔的，其水果上市前都要經過分級包裝。有些價值較高的水果，如冬季上市的西瓜要在標簽上標出糖度數值。目前，在日本許多高新技術在水果檢測領域得到應用。計算機技術、無損傷檢測技術以及自動化控制技術的發(fā)展為現(xiàn)代分級檢測技術提供了廣闊的空間，使分級檢測技術正在由半自動化向全自動化、外部品質檢測向內部品質檢測、復雜化向簡單化和方便化、規(guī)格標準的文字化向數字化、機械設備結構的復雜化向簡單化、數據的人工管理向計算機管理方向轉化。在意大利的果品貯藏加工業(yè)生產中，使用顏色分級機較早，主要是對蘋果進行顏色分級，其原理是按照綠色蘋果比紅色蘋果的反射光強的道理進行的。工作時，果實在松軟的傳送帶上跳躍移動，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來將果實分開，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級別。美國 Penwalt 公司 Decco 型分級機是一種新型果實分級機，具有速度快、性能好、通用性強的特點。它根據“體積” 分級的原理進行工作，綜合了大小和重量分級機最突出的優(yōu)點，同時消除了二者的缺點，使分級作業(yè)真正得以柔和平緩地進行。Decco 分級機工作原理是：提升機輥子將待分級的果實送入四星裝料斗，星輪與提升機以鏈條驅動的各對定距輥子同步，輥子承載水果通過分級全程，這樣的裝置，星輪可以很柔和地將水果從提升機傳送到由一對滾子形成的凹槽中，根據選用分級機規(guī)格的不同，分級部分包括 6-9 行高度可調的“摩擦指 ”，滾子從摩擦指下通過，緩緩地作反時針回轉，水果則作順時針轉動，當水果遇到摩擦指（最大的水果首先接觸摩擦指），由于轉動與摩擦的組合，水果極柔和地從滾子上移動并落入彈性的擺動活動門上，水果自重足夠使其滑出并滾到輸送皮帶上，然后由皮帶送入包裝槽蘋果大小分級機構設計6中。由于水果沒有摔落，也沒有其他任何典型的引起損傷的動作，分級柔和。水果分級只有綜合形狀、大小、色澤、果面缺陷等各種因素，甚至是內部品質，才能排除其他因素，使分級質量得到保證[11]。法國的 MAF France 公司的水果分級包裝設備，不僅能對果蔬進行分級包裝，還可以利用電子、光學原理對果蔬表皮的瑕疵進行分選，全電腦監(jiān)控，自動化程度相當高。在意大利的果品貯藏加工業(yè)生產中，使用顏色分級機較早，主要是對蘋果進行顏色分級，其原理是按照綠色蘋果比紅色蘋果的反射光強的道理進行的。工作時，果實在松軟的傳送帶上跳躍移動，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來將果實分開，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級別。1.1.2 國內研究與發(fā)展改革開放以來，經濟和科技等都得到了快速的發(fā)展，于是我國從上個世紀 80 年代開始研究水果分級技術，在過去 30 多年中水果分級技術正在由半自動化向全自動化、水果外部品質檢測向水果內部品質檢測、水果分級設備結構的復雜化向簡單化，水果單一參數檢測向水果綜合品質檢測轉化，基于此而研制出來的水果產品的自動化分級裝備大大的減少了水果產品在分級、包裝、儲存、加工和運輸過程中造成的損失。在大量的水果分級裝備中，稱重式水果分級機以其結構簡單、工作可靠、制造容易和成本較低的優(yōu)點成為目前國內外應用最為廣泛的水果分級設備。目前稱重式水果分級設備主要有機械稱重式水果分級機和電子稱重式水果分級機兩種。（1）機械稱重式水果分級機機械稱重式水果分級機在早期時候一般是基于杠桿原理進行分級卸料的。水果分級設備在運行過程中，杠桿兩端分別為水果托盤和平衡砝碼，水果托盤與杠桿鉸接，平衡砝碼下面有支撐，確保杠桿能處于水平位置，當水果托盤中的水果重量超過平衡砝碼重量的時候就會導致杠桿傾斜，完成分級卸料。調節(jié)平衡砝碼的大小和位置就能將水果按重量不同分為若干個等級，目前機械稱重式水果分級機主要有固定衡量秤體運動輸送托盤式和固定限位裝置運動衡量秤體式兩種機型得到了比較廣泛的應用。（2）電子稱重式水果分級機蘋果大小分級機構設計7近年來計算機技術和稱重傳感技術的快速發(fā)展，以及相關技術的促進，電子式稱重技術及應用有了長足的發(fā)展。稱重傳感器已經在各個行業(yè)得到了廣泛應用，能夠輕松實現(xiàn)對被測物準確、快速的測量，特別是單片機技術的快速發(fā)展，工業(yè)生產過程自動化程度的越來越高，稱重傳感器己經成為過程控制中的一種必需的裝置，目前比較先進的單片機控制的電子稱重式水果分級機采用最新的電子設備測量水果重量，可以根據需要選擇準確的分級標準，分級精度較高，基于此電子稱重式水果分級機已經得到比較廣泛的應用。相對于國外的分級水平，國內水果分級市場比較落后。國內水果分級大部分還采用人工分級方法，只有少數企業(yè)采用半自動及自動化水果分級。雖然我國水果分級現(xiàn)狀不容樂觀，但也有一些企業(yè)的研究得到成功，浙江大學果蔬智能化分級技術與裝備課題組經過近 10 年的研究積累，在國家“863”計劃 國家自然科學基金和浙江省科技計劃的支持下，與杭州杭掛機電有限公司合作于 2004 年研制成功國內第一條完全擁有自主知識產權的基于計算機視覺的水果品質智能化實時檢測與分級生產線。項目至今已獲國家發(fā)明專利 2 項、授權計算機軟件著作登記2 項、授權國家實用新型專利 8 項，另有國家發(fā)明專利 10 項待批。2004 年 6 月 16日，順利通過國家 863 計劃機器人技術主題專家組的驗收。2004 年 12 月 28 日，銷往廣東梅縣的第一條生產線在當地正式調試成功，并投入正常生產用于當地特色水果臍橙的品質檢測和分級，其工作性能得到用戶的高度評價。 2005 年 4 月 29 日，由中國工程院汪懋華院士、蔣亦元院士等 8 位本領域的權威專家組成的鑒定委員會，對本生產線進行了鑒定，專家們對這一成果給予了高度評價：總體技術水平達到國際同類產品的先進水平，多項技術處于國際領先水平。日前，江蘇省自主研制生產的電腦控制全自動水果分級流水生產線在陜西成功運行，并通過國家一級科技查新，填補了國內果品加工生產機械的空白[7]。 該生產線由江蘇牧羊集團研制，采用水果品質視覺系統(tǒng)測與分級，每條生產線每小時能檢測分級 2．5 噸及 3 噸水果，適用于柑橘、胡柚、蘋果、西紅柿、土豆等多種水果及農產品的快速分級，部分指標達到世界先進水平。為配套新生產線，該集團同時研發(fā)出壓榨機、榨汁機等飲料機械，以及去核機、打漿機等果汁生產線前處理設備與后道包裝設備，具有良好的應用前景。蘋果大小分級機構設計8第二章 總體方案設計2.1 蘋果大小分級機構功能分析蘋果分級機機械系統(tǒng)設計主要結構組成：蘋果的自動進料裝置，分成單排裝置，分級裝置，稱重及卸料裝置，收集裝置等。本課題以蘋果的質量不同分成不同的等級，實現(xiàn)蘋果自動分級的裝置。按重量分級的方法保證了蘋果在運行時不與托盤之間碰撞，避免了對水果分級時造成的損傷，而且蘋果形狀對分級結果精度影響較，所以電子稱重式蘋果分級機的通用性比較好，可以應用于不同種類的水果。本論文研究重點為電子稱重式蘋果分級機的機械系統(tǒng)設計，自動進料裝置的設計，分成單排裝置的設計，分級傳送裝置的設計，卸料裝置的設計，最終實現(xiàn)蘋果分級卸料。因此蘋果大小分級機構為滿足功能要求需要具有如下裝置： 蘋果大小分級機構設計9（1） 自動進料裝置：完成蘋果的大批量輸送，與分級傳送裝置配合；（2）分成單排的裝置：使蘋果整齊有序的分成單排，來完成與分級裝置的配合；（3）分級傳送裝置：分級裝置傳動包括傳送鏈、蘋果托盤、托盤與鏈的鏈接、稱重模塊；（4）卸料裝置：完成對不同等級的蘋果進行正確的分級卸料操作，分級箱的結構來應與分級卸料裝置配合。（5）動力及傳動系統(tǒng)：提供動力并實現(xiàn)動力的傳送，使機構運轉。2.2 總體方案設計隨著國內外水果種類和品種愈來愈多，對優(yōu)質水果的需求量越來越大。所以在這次的設計中，采用的是以下的設計方案：2.2.1 自動進料裝置方案設計圖 2-1 自動進料裝置的三維結構示意圖自動進料裝置如圖 2-1 所示主要采用的是帶輪和帶的傳動來輸送蘋果前進，電機驅動 V 帶，皮帶安裝在左邊的帶輪上，在通過軸的傳動來帶動輸送帶。2.2.2 分成單排裝置方案設計蘋果大小分級機構設計101 底板, 2 調節(jié)片, 3 調節(jié)螺釘, 4 蘋果圖 2-2 分成單排裝置的結構示意圖分成單排裝置如圖 2-2 所示,蘋果經皮帶自動進料裝置自動進料后, 必須按照一定的節(jié)拍輸送到分級傳送鏈上, 該過程由定節(jié)拍系統(tǒng)完成。當蘋果進料后到達定節(jié)拍自動進料裝置, 首先經過一級定量輸送調節(jié)機構 , 通過調節(jié)片 2 開合的角度來控制蘋果輸送, 目的是實現(xiàn)蘋果整齊有序的排列成一列，使蘋果按分級傳送鏈的節(jié)拍輸送到傳送鏈上。2.2.3 分級傳送裝置方案設計1 電動機 2 皮帶 3 主動鏈輪 4 鏈條 5 蘋果托盤機構 6 稱重模塊 7 分級箱 8 蘋果 9 卸料裝置圖 2-3 分級傳送裝置的結構示意圖分級傳送裝置如圖 2-3 所示，通過電動機來傳遞動力，實現(xiàn)整個機構鏈條的運轉，當放著蘋果的托盤經過稱重傳感器 8 來發(fā)送信號到托盤上的卸料裝置，從而實現(xiàn)托盤到達分級箱 6 的時候按照給出的信號將蘋果倒入相信等級的箱內。稱重模塊和蘋果托盤的設計方案蘋果大小分級機構設計111 限位鐵條 2 支撐板支架 3 支撐板 4 輸送鏈條 5 水果托盤支架 6 水果托盤 7稱重臺 8 鋼球圖 2-4 蘋果托盤和稱重實現(xiàn)機構的結構示意圖蘋果托盤和稱重實現(xiàn)機構如圖 2-4 所示，其中水果托盤 6 安裝方向與輸送鏈條4 運動方向垂直，水果托盤 6 與限位鐵條 1 緊固聯(lián)接，水果托盤 6 可與限位鐵條 1繞水果托盤支架翻轉一定角度，鋼球 8 在稱重位置與稱重臺 7 接觸，實現(xiàn)線上快速的稱重與信號傳輸。2.2.4 自動卸料裝置方案設計1 上升板 2 上升板支架 3 旋轉撥片 4 彈簧 5 電動機圖 2-5（a）卸料裝置的結構示意圖 （b）蘋果托盤在卸料狀態(tài)下的結構示意圖蘋果托盤在卸料狀態(tài)下的結構示意圖如圖 2-5(b)所示，當信號傳輸到卸料裝置時，旋轉撥片 3 會在電機 5 的控制下按照傳輸的節(jié)拍旋轉與上升板 1 的側面相齊，正好能使放著要被分級的蘋果的托盤沿著上升板的路徑運動，從而導致托盤的傾斜來實現(xiàn)蘋果的卸料。當沒有信號的時候，彈簧 4 的作用下，旋轉撥片 3 會復原，使其他托盤順利從上升架 1 的下面走過。蘋果大小分級機構設計12第三章 各裝置的結構及尺寸設計3.1 自動進料裝置參照市場上現(xiàn)有蘋果分級機選定自動進料裝置主要參數如下：輸送帶的帶速：V=0.3-0.6m/s帶寬：B=290mm輸送長度：L=2.2m蘋果大小分級機構設計13輸送機年工作時間一般取 4500~5500 小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；傳動裝置示意圖如下圖 3-1：圖 3-1 自動進料裝置示意圖3.1.1 電動機的選擇（1）選擇電動機的類型 由于帶式運輸機不需要大范圍的調速，故選用一般用途的 Y 系列三相異步電動機。（2）選擇電動機功率1）根據《膠帶輸送機功率的簡易算法》計算輸送機總驅動功率①根據 L = 2.2m 查附圖得 K =5.5計算 LC = KL=5.5 × 2.2=12.1m②根據 LC = 66m, B = 650mm 查表 1 得P 1=1.15kW③根據 LC= 66m、Q =15t/ h, 查表 2 得P2= 0.117kW④根據 Q = 15t / h,查表 3 得 P 3= 0.245kW則輸送帶總驅動功率蘋果大小分級機構設計14P w= 1.2（P 1+ P2+ P 3) =1.2×(1.15+0.117+0.245)=1.8144 kW式中：P 1-膠帶輸送機驅動功率, 根據膠帶輸送機帶寬和修正長度 L C 在《膠帶輸送機功率的簡易算法》表 1 中查出所需功率 P 1。P2-根據膠帶輸送機輸送能力和修正長度 L C,查出所需功率。P 3-根據膠帶輸送機輸送能力和提升高度在表 3 中查出所需功率。2）計算電機功率： kW016.29.84d?? ?wP式中:η－電動機至工作機的傳動裝置的總效率， η＝η 帶 η 軸承 2η 齒 η 聯(lián)η 帶 －帶傳動傳動效率，查機械傳動效率 表取 η 帶＝0.96η 軸承 －一對滾動軸承效率，查機械傳動效率 表取 η 軸承＝0.99η 鏈 －一對圓柱齒輪傳動效率，查機械傳動效率 表取 η 齒＝0.97 （初選 8級精度）η 聯(lián) －彈性聯(lián)軸器效率，查機械傳動效率 表取 η 聯(lián)＝0.99傳動裝置總效率 η=0.96×0.992×0.97×0.99=0.9（3）確定電機轉速 nd ①計算托輥轉速： r/min54.903x14..6106nw???DV?②確定電機同步轉速 一般 V 帶傳動傳動比 i 帶=2～4，單級圓柱齒輪傳動比的范圍 i 齒=3～5，則合理總傳動比 i 總= i 帶×i 齒 =6～20。故電動機轉速可選范圍為：nd=i 總 ×nw=（6～20）×95.54r/min=（573.25～1910.83）r/min查機械手冊，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，選取較合適的方案，現(xiàn)選用型號為 Y100L2-4 的電動機,其相關參數如下：額定功率 3.0kW，轉速 1430r/min，電流 6.82A，效率 82.5%，功率因素 0.81。（4）電機固定座蘋果大小分級機構設計15電機固定座起承載電機的作用。根據設計要求，經查國家標準，在本次設計中電機固定座選用型號為 6.3 號的熱軋普通槽鋼和 4 號熱扎等邊角鋼。6.3 號熱軋普通槽鋼尺寸：h×b×d=63×40×4.8，截面面積 8.444cm2，理論重量 6.63kg/m。4 號熱扎等邊角鋼號尺寸：b×d=40×5 ，截面面積 3.791cm2，理論重量 2.976kg/m。3.1.2 傳動及動力參數計算（1）傳動比分配i 總97.145.30?nwd取 i 帶=3 ，則 i 齒=i 總/i 帶=14.97/3=4.99（2）各軸轉速n1=nd/i 帶 =1430/3=476.7/minn2=n1/i 齒 =476.7/4.99=95.53r/minn 滾 =n2=95.53r/min（3）各軸輸入功率P1=Pdη 帶=2.016×0.96=1.94kWP2=P1η2η3=1.94×0.99×0.97=1.86kWP 滾 =P2η2=1.86×0.97=1.80kW（4）各軸輸入轉矩電動機輸出轉矩 Td m.351461430.25.9105.9dd NnPT?????各軸輸入轉矩T1=Td i 帶 η1=1346.35×3×0.96=3877.49N.mmT2=T1i 齒 η2η3=3877.49×4.99×0.99×0.97=18580.53N.mmT 滾 =T2η2=18580.53×0.97=18023.11N.mm3.1.3 V 帶傳動的設計（1）確定計算功率 Pca由教材《機械設計》表 8-7 查得工作情況系數 KA=1.2，故蘋果大小分級機構設計16Pca=KAPd=1.2×2.016=2.4kW（2）確定 V 帶類型根據 Pca, n1 由教材《機械設計 》圖 8-11、選用 Z 型帶（3）確定帶輪的基準直徑 dd,并驗算帶速 υ1）初選小帶輪的基準直徑 dd1。由教材表 8-6，表 8-8，取小帶輪的基準直徑dd1=90mm2）驗算帶速 υ。按式（8-13）驗算帶的速度υ = smsnd/74.6/106439106????因為 5m/s<υ<30m/s，故帶速合適。3）計算大帶輪的基準直徑。根據式（8-15a），計算大帶輪的基準直徑 dd2dd2=i 帶 dd1=3×90=270mm根據教材《機械設計》表 8-8，圓整為 dd2=280mm。（4）確定 V 帶的中心距 a 及基準長度 Ld1）根據式（8-20），初定中心距 a0因為 0.7（dd1+dd2 ）≤a0≤2(dd1+dd2) 0.7×（90+280）≤a0≤2×（90+280）即 259≤a0≤740 初選 a0=400mm2）由式（8-22）計算帶所需的基準長度02d12d10d a4)(a2????）（?Lm76.4039-8942??????????）（）（由教材《機械設計》表 8-2，選帶的基準長度 Ld=1400mm3）按式（8-23）計算實際中心距 aa≈a0+ =400+ =398mm 2-0dL21403.76-則中心距 a 的變動范圍為：377～440mm蘋果大小分級機構設計17amin=a-0.015Ld=398-0.015×1400=377mmamax=a+0.03Ld=398+0.03×1400=440mm（5）驗算小帶輪的包角 α1????? 906.152398.7)02(18a57.3)d-(18012 ???????）（?符合要求（6）計算帶的根數 z1）計算單根 V 帶的額定功率 Pr。由 dd1=90mm 和 nd=1430r/min，查表 8-4a 得 P0=0.3576kW。根據 nd=1430r/min，i=3 和 Z 型帶，查表 8-4b 得△P0=0.03kW。查表 8-5 得 Kα=0.93，表 8-2 得 KL=1.14，于是Pr=（P0+ △P0）·Kα·KL=(0.3576+0.03)×0.93×1.14kW=0.41kW2)計算 V 帶的根數 z 85.41.02r?PCA取 z=6 （7）計算單根 V 帶的初拉力的最小值（F0)min由表 8-3 得 Z 型帶的單位長度質量 q=0.06kg/m，所以?? NKPF 8.5274.6074.693.02-5qzv-5.20 22camin0 ????????????? ）（）（ ??應使實際初拉力 F0＞（F0)min（8）計算壓軸力 Fp壓軸力的最小值(Fp)min=2z （F0)min sin( )=2×6×52.8×sin( )=615.57N21?26.15?（9）軸徑的設計取 45 號鋼時，按下式估算：， 圓整為 20mmmnPd 704.1236.0.103.1min ?????蘋果大小分級機構設計18（10）V 帶輪的結構設計 1）選擇帶輪材料：大小帶輪材料均為 HT2002）選擇帶輪的結構形式：根據帶輪直徑，大帶輪采用孔板式，小帶輪采用腹板式。3）計算基本結構尺寸（11）小帶輪基本結構尺寸da=94mm；dd=90mm；bd=8.5 mmhamin=2.00mm；hfmin=8.7 mm；e= 12mm ；fmin =7 mmB=（z-1）e+2f= （6-1）×12+2×7=74mmda= dd +2 hamin =90+2×2.00=94 φ=38°根據 B=74mm 和裝配時的余量，選用 L=78mm。3.1.4 輸送帶的設計輸送帶在膠帶輸送機中既是承載部件又是牽引部件，它不僅僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。選擇合適的輸送帶品種規(guī)格可以延長輸送帶的使用壽命，保證生產的持續(xù)穩(wěn)定，降低生產成本和維護費用。防滑輸送帶耐用使用壽命長。主要有普通人字形、外凸人字形、橫格、圓釘形等類型。該產品適合于大傾角輸送塊狀、粒狀、袋包裝、粉末狀的多種物料，如煤炭、炭焦、木料，砂石、水泥袋，水果等物料。主要應用的行業(yè)：煙草、物流、包裝、印刷、水果、木材等。本次設計選用的是防滑輸送帶（花紋輸送帶），扯斷強度為 100N/mm﹒層，選用材質：NN-100 尼龍帆布，每層厚度 1.0mm，每層質量 1.02kg/m2，帶寬B=290mm，帆布層數為 3 層，上覆蓋膠厚度為 2mm，下覆蓋膠厚度為 1.5mm。輸送帶接頭方式采用熱硫化接頭法，即將接頭部位的膠布層和覆蓋膠用硫化法搭接成無接縫的硫化接頭。實踐證明這是最理想的一種接頭方法，能夠保證高的接頭效率，同時也非常穩(wěn)定，接頭壽命也很長，容易掌握。這種接頭的強度能達到膠帶強度的85-90%，且能防止帶芯腐蝕，帶芯的壽命較強。考慮到使用安全，要求輸送帶有足夠的抗拉強度安全儲備，此次設計的運輸帶的安全系數為 8。3.1.5 托輥的設計托輥是傳遞動力的主要部件。蘋果大小分級機構設計19本系列托輥根據承載能力分輕型、中型和重型三種。同一種托輥直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供設計者選用。輕型：軸承孔徑 80~110mm。中型：軸承孔徑 120~180mm。重型：軸承孔徑 200~220mm。托輥表面有裸露光鋼面、人字形和菱形花紋橡膠覆面。小功率、小帶寬及環(huán)境干燥時可采用裸露光鋼面托輥。人字形花紋膠面磨擦系數大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形膠面用于雙向運行的輸送機。用于重要場合的滾筒，最好采用硫化橡膠覆面。用于阻燃，隔爆條件，應采取相應的措施。最小托輥直徑 D 按下式選取。D=cd 式中：d—芯層厚度或鋼繩直徑 mm; c—系數，棉織物 =80，尼龍=90，聚酯=108，鋼繩芯=145。軸的最小直徑的確定 ??33pdAn(1-)-kW;r/min95012.2T???????10 0軸 轉 遞 的 功 率 ， 單 位 為軸 的 轉 速 ， 單 位空 心 軸 的 內 徑 d與 外 徑 之 比 ,通 常 取 =.5-6式 中 A， 軸 的 材 料 為 CrA。 于 是 得mnPd 65.37).(54.981)(30 ?????托輥示意圖如下：蘋果大小分級機構設計20圖 3-2 托輥3.1.6 張緊裝置(1) 保證輸送帶在傳動滾筒分離點具有足夠的張力, 滿足傳動滾筒的摩擦傳動要求。(2) 保證輸送帶最小張力點的張力, 滿足輸送帶的垂度限制條件。(3) 滿足輸送帶張力引起的彈性伸長要求的拉緊行程。(4) 補償輸送帶的永久伸長。(5) 為輸送帶接頭提供必要的行程。3.1.7 托輥軸的設計與校核（1）軸的最小直徑的確定 ??33pdAn(-)-kW;r/min95012.2T???????10 0軸 轉 遞 的 功 率 ， 單 位 為軸 的 轉 速 ， 單 位空 心 軸 的 內 徑 d與 外 徑 之 比 ,通 常 取 =.5-6式 中 A， 軸 的 材 料 為 CrA。 于 是 得mnPd 65.37).(54.981)(30 ??????蘋果大小分級機構設計21本次設計的托輥軸如圖 3-3 所示：圖 3-3 托輥軸零件圖托輥軸長度為 1404mm0)(435)(?????cbaFaBAcb；BA?435105268FFN?許用應力 用插入法查得： ??012.5bMPa??許用應力值 6?應力校正系數 ??100.582b?????當量彎矩 .5938.67.TNm??22()5.AM???73.8B?????設計的最小直徑 min1d蘋果大小分級機構設計22托輥軸直徑 ??'3120.AAbMdm???； 驗算合格。minAd?（2）托輥軸強度計算 1631792N/m0.Pqb?式中： ——托輥軸的均布載荷；——力；——寬度。b22163208457N/m.WRFqL?????式中： ——均布載荷；——反力；R——長度2L103270.6N/m.9Tqb????式中： ——前后均布載荷103()27.3876/9Rmb式中： ——平面上附加的均布力矩3按扭轉條件計算Ⅰ－Ⅰ截面的強度蘋果大小分級機構設計23??MPa159.175.02463????????PaWTcaⅠⅠⅠ因此Ⅰ－Ⅰ截面安全。按彎扭合成條件計算Ⅳ－Ⅳ截面 ??MPa133.8760.1)5.23(784) 2222 ??????? ???? PaTMcaⅣ ⅣⅣⅣ ＋ （因此截面安全。（3）托輥軸的疲勞強度校核Ⅰ截面直徑最小，且有應力集中；Ⅱ截面為連接處，由于直徑發(fā)生實然變化，產生明顯的應力集中；由于直徑最大且無應力集中，故不必對其他地方處進行校核，而只需對Ⅰ、Ⅱ截面進行校核。截面Ⅰ右側 MPa94.175.02463.0713???dWTⅠⅠ ＝?因為Ⅰ截面受扭矩作用，所以 MPa97.8ma?由于變化形成的理論應力集中系數 由表查取。因 ，??0.1658?dr，經插值后可查得1.053?dD5.2??軸的材料的敏性系數為 8.0?q有效應力集中系數為 28.)15.(8.01)(1????????k尺寸系數 75.0???表面質量系數為 8.??處未經表面強化處理，即 ，1?q則得綜合系數值為 18.3.075.281?????????kK蘋果大小分級機構設計24取 05.???計算安全系數5.197.3.80597.1831 ??????? SKSmaca????可知其安全。截面Ⅱ左側彎曲應力MPa7.1542.0861.0233????dWMb?所以 ，Paa7.m扭轉應力Pa9.1452.07632.043????dT?所以 MPa57ma由于軸徑變化形成的理論應力集中系數 因 ，??0.83542?dr，經插值后可查得 ，1.354270?dD8.1??.?軸的材料的敏性系數為 ，3.0q有效應力集中系數為 6.1)8.(.1)(1???????????qk 45.3.5.0??尺寸系數 .??尺寸系數 75.0??表面質量系數為 91.0???此處未經表面強化處理，即 ，則得綜合系數值為?q12.39.05.61??????????kK蘋果大小分級機構設計2503.219.75.041??????????kK取 ，.??計算系數值 caS64.305.712.31 ???????maK?? .7.4.01??aS??? 5.129.36.7.322 ?????Sca??故安全。（4）托輥軸的接觸應力校核最大壓應力 Hbq2max637.0??式中： ——均布載荷；2q——接觸區(qū)寬度的一半。Hb????m05.814.3.0128457.152.1921 ??????REq式中： ——模數；——半徑；1——半徑。2R所以 ??2max84570.637.1.02.MPa.HqPab?????????max45ax.03.26.7? ??蘋果大小分級機構設計263.2 分成單排裝置設計分成單排裝置如圖 2 所示,蘋果經皮帶自動進料裝置自動進料后, 必須按照一定的節(jié)拍輸送到分級傳送鏈上, 該過程由定節(jié)拍系統(tǒng)完成。當蘋果進料后到達定節(jié)拍自動進料裝置, 首先經過一級定量輸送調節(jié)機構, 通過調節(jié)片 2 開合的角度來控制蘋果輸送, 目的是實現(xiàn)蘋果整齊有序的排列成一列，使蘋果按分級傳送鏈的節(jié)拍輸送到傳送鏈上。六塊擋板與槽用鉸鏈連接，每對擋板之間的距離通過調節(jié)螺桿進行調節(jié)，擋板之間的距離和槽的傾斜角度通過實驗得到，主槽傾斜 15°，第一對擋板開口之間的距離為 140cm 左右,第二對擋板開口之間的距離為 100cm 左右,第三對擋板開口之間的距離為 85cm 左右，在槽的下方安裝一個振動電機，防止蘋果在擋板開口處卡住，使其逐個滾至輸送裝置的聚乙烯滾子上。其示意圖如圖 41 底板, 2 調節(jié)片, 3 調節(jié)螺釘, 4 蘋果圖 3-4 分成單排裝置的結構3.3 分級傳送裝置經分析此機構主要包括機架，定制的雙側套筒傳動鏈，滾子，雙側鏈輪，軸承，軸，軸承套，同步帶和同步帶輪要進行設計。3.3.1 主要技術參數和電機選擇表 2 主要技術參數傳輸鏈輪傳輸速率 v（ m/s) 0.25蘋果大小分級機構設計27機架長度 L（mm) 2210整體高度 H（mm) 1850鏈輪傳輸功率 P(KW) 0.5（1）電機選擇根據鏈輪的速率知整個系統(tǒng)的轉速都非常小，且參照以往水果分級機構所選電機，估計在 20 -60 之間.所以盡量選轉速小的電機，以免使同步帶帶輪min/ri/r尺寸過大而不便設計和安裝。下表是 YCJ 系列部分齒輪減速電動機基本型譜。表 3 電機參數電 動 機減速機中心高H/mm電動機功率P /KWo輸出轉速n/( )1min??r輸出轉距 )/(NM?輸出軸軸徑機座號 端蓋序號 極數57 8652 9647.5 10443 115132 0.5536 13532?801F2 4所以在這選擇 YCJ 序列減速機中心高為 132mm,輸出轉速為 43 的減)min/(1??r速機。（2）蘋果參數設計之前對蘋果分成大，中，小三個等級，分別選 20 個測量出各項參數并分別求出平均值。個參數測量數據如下表 4。從表中可以看出，蘋果主要物理參數有兩種，單在本機器中是通過圖像處理來辨別它的大小。因此必須選擇蘋果的長徑或鍛徑來進行分級。由數據可以以得出各級的長徑和短徑比都接近 1.5，故選長徑或短徑都可以，在這選擇蘋果的長徑來作為標準進行分級。分級如下：第一級：長徑小于 60mm；第二級：長徑介于 60mm 和70mm.之間；第三級：長徑介于 70mm 和 85mm.之間。表 4 蘋果參數蘋果大小分級機構設計28級別類型 測量樣本數(個）測量平均長徑（ mm）測量平均段徑(mm)大 20 84.1 60.3中 20 70.5 54.4小 20 60.1 47.03.3.2 鏈條和鏈輪的設計傳動鏈主要有套筒鏈，套筒滾子鏈和齒形鏈。它們都已經標準化。在本設計中要求用雙側的鏈條中間夾裝有滾子，但在標準化的鏈中他們的尺寸偏大會使的機構過于龐大。所以根據設計需要，考慮盡可能的減小機構的體積和節(jié)省材料。在本設計中我采用定制的鏈條。在設計時取鏈的節(jié)距 P=50.00mm.前后鏈輪中心距a =1375m