苹果大小分级机构设计设计43267082

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1、苹果大小分级机构设计目录摘要 1核心字 11 前言 21.1 研究的目的及意义 21.2 国内外研究概况 3121 国内研究概况 3122 国外研究概况 413研究特色与创新 52 概述 621 气动水果分级传播装置原理简介 622传播分级机构工作原理 62.2.1 基本构成 623 设计任务 73 进料机构设计 831进料机架的设计 8311加工工艺的选择 8312材料的选择 8313进料机架构造 932进料槽的设计 9321 加工工艺的选择 9322 材料的选择 10323 进料槽的构造 1033 进料筛选机构设计 10331 方案的拟定 10332筛选机构构造 10333 振动电机的选择

2、 1134 支撑构造的设计 12341 进料支撑构造 1235振动机架 124 重要技术参数和电机选择 125 传动系统设计 145.1链条和链轮的设计 145.1.1 链轮的设计 145.1.2链条的设计计算 165.2滚子设计 175.3 轴的设计及校核 185.3.1 积极轴设计及校核 195.3.2从动轴设计 215.4 同步带和同步带轮设计 225.4.1同步带选择 235.4.2 同步带带轮设计计算 235.5轴承的设计 245.5.1轴和轴承的安装方式 246 安装构造设计计算 256.1机架设计 256.1.1机架材料选择 256.1.2 机架连接方式 257 结论 26参照文

3、献 26道谢 27苹果大小分级机构设计 摘要：随着科学技术的飞速发展，各行各业都已不同限度的步入了机械化时代。而老式的人操纵机械已逐渐被裁减，取而代之的是科技含量更高的机电一体化。水果自动分拣系统是一种集机械传动，图像解决，PLC电路控制的机电结合的现代化设备。它重要可分为水果图象采集段和水果分级段，水果在摄像室内进行图象采集后，图象采集段输出信号给水果分级段，水果分级段的控制件根据信号做出相应的动作控制气泵喷气，将符合分级原则的水果吹离输送装置并完毕分级。 核心字：自动化；图像解决；气动；分拣；Apple size grading mechanism designAbstract：With

4、the rapid development of science and technology, all walks of life have different degrees of entered mechanization era. And traditional mechanical manipulation has gradually be eliminated, replaced by the electromechanical integration with higher content of science and technology. Fruit automatic so

5、rting system is a collection of mechanical transmission, image processing and PLC control circuit of the electrical and mechanical combination of modern equipment. It mainly can be divided into fruit image acquisition and fruit grading, fruit after the camera inside for image acquisition, image coll

6、ecting section of the output signal to the fruit grading period, fruit grading period of control based on signal makes the corresponding action control pump jet, will conform to the classification standard of fruit blow away from the conveying device and complete the grading.Key words:Automation;Ima

7、ge Processing;Pneumatic;Sortin1 前言1.1 研究的目的及意义 国内是苹果生产大国，苹果总量跃居世界第一位，并且品种丰富。但目前国内的苹果产后商品化解决的水平仍很低，在国际市场上竞争力很弱。目前国内外研究比较多的是农产品的品质检测。在苹果品质检测方面，国外除了进行外部品质（如大小、形状、颜色、表面缺陷等）检测外，还进行其内部品质的无损检测，有些检测项目已经商品化，且能达到实时速度。在国内，苹果的品质检测研究从90年代才开始，仅停留在外部的品质检测上，且远没达到实时检测分级的水平，国内苹果的生产在整个农产品的生产中占有很大的比例，是重要的外贸出口产品。但由于生产后解

8、决不够，使得外销苹果的品质难以保证，在国际市场上缺少竞争力。其因素一方面是检测与分选的手段落后。在国内，苹果分级基本上仍由人工完毕。人工分级的缺陷重要有：劳动量大，生产率低，分级原则难以实现，分级精度不稳定。由于在苹果分级原则中，着色面积和缺陷面积的度量，仅凭人的视觉难以精确辨别，且人长时间用眼，会导致疲劳及情绪的不稳定，从面导致分级误差的波动，另一方面，苹果的内部品质缺少检测手段，使苹果的内外品质无法保证。因此，研究和开发苹果自动实时分级系统，选出高质量的苹果，为国家创取外汇，在国内具有重要的经济价值和广阔的应用前景1。 随着果品贮藏加工业的发展和人们生活水平的提高，对水果质量的规定越来越高

9、，水果采后解决工作显得日益重要，而采后解决工作时效性强，作业质量原则高，因此，实现机械化、自动化作业势在必行。水果采后商品化解决的重要技术环节涉及挑选、清洗、打蜡、分级和包装。挑选是水果采后解决的第一种环节。目的是剔除有机械伤、病虫危害、着色度不够、外观畸形等不符合商品规定的产品，以利于下一步的分级、包装和贮运。挑选由于波及到病虫、伤、残、色、畸形等多项指标，综合判断较复杂，目前还难做到机械化操作，因此无论是技术先进的国家还是发展中国家，基本靠手工完毕，但必须根据不同水果的特点制定相应的原则清洗是商品化解决中的重要环节，是采用浸泡、冲洗、喷淋等方式水洗或用干（湿）毛巾、毛刷等清除果品表面污物，

10、减少病菌和农药残留，使之清洁、卫生，符合商品规定和卫生原则，提高商品价值。打蜡（涂膜）是在果品表面涂上一层薄而均匀的透明薄膜，也称涂膜。涂膜多用于苹果、柑桔、油桃、李子等。经涂膜解决后，不仅可克制水果的呼吸、减少水分蒸发和营养物质消耗，还可克制病原菌侵染、减少腐烂，并且还可以增进果品表面光泽，使外皮干净、美观、美丽，提高商品价值。分级的目的是要实现农业产品的工业化，使果品成为原则化的商品。不同果品的分级，各个国家和地区均有各自的分法和原则，国内既有16个果品分级原则，其中苹果、梨、香蕉、龙眼、核桃、板栗、红枣已制定了国标。此外还制定了某些行业原则。随着生产的发展、品种的更新以及市场的规定，原则

11、还应不断修订和完善。良好的包装，可以保证产品安全运送和贮藏、减少产品间的磨擦、碰撞和挤压导致的机械伤，减少病虫害的蔓延和水分蒸发，使水果在流通中保持良好的稳定性。设计精美的包装也是商品的重要构成部分，是贸易的辅助手段，为市场交易提供原则规格单位，并有助于充足运用仓储空间和合理堆放。水果分级是水果进入流通的第一种环节，并直接关系到水果的包装、运送、贮藏和销售的效果和效益。果树果实有优劣之分，形状、大小、着色限度等也不完全一致，甚至尚有风蚀、病虫害等， 采后如混在一起既不便于贮藏运送，也不便以质论价销售。在市场商品经济高度发达的今天，异地销售大宗农产品交易和农产品国际贸易等均离不开原则化，而今水果

12、分级就是实现水果商品原则化的最基本的一步2。 在作物生产和科研中，大量的工作而借助于对形态、色泽、纹理等外部特性的判断，如作物生长状况监测、形态辨认与分类、病虫草害诊断等。对这些特性信息的获取目前重要靠人工记数、测量和目测。存在着速度馒、强度大、主观性强、误差大、适时性差等缺陷且某些特性还难以定量描述，制约了作物科学研究和生产上因苗分类管理及先进生产技术的推广，是实现农业信息化迫切需要研究和解决的问题。近年，随着信息技术的奔腾发展和计算机普及图像技术及机器(计算机)视觉技术已被广泛应用于多种学科，在作物领域也已获得许多进展并展示了广阔的应用前景。 分级的目的是要实现农业产品的工业化，使果品成为

13、原则化的商品。不同果品的分级，各个国家和地区均有各自的分法和原则，国内既有16个果品分级原则，其中苹果、梨、香蕉、龙眼、核桃、板栗、红枣已制定了国标。此外还制定了某些行业原则。随着生产的发展、品种的更新以及市场的规定，原则还应不断修订和完善。因此，水果分级有着很强的重要性。 该系统根据规定的质量品质分类原则，自动完毕苹果的级别分类。该分组系统具有如下意义：减少劳动者的劳动强度；提高劳动生产率；提高产品分类质量；减少生产成本。1.2 国内外研究概况121 国内研究概况 相对于国外的分级水平，国内水果分级市场比较落后。国内水果分级大部分还采用人工分级措施，只有少数公司采用半自动及自动化水果分级。

14、虽然国内水果分级现状不容乐观，但也有某些公司的研究得到成功，浙江大学果蔬智能化分级技术与装备课题组通过近的研究积累，在国家“863”筹划国家自然科学基金和浙江省科技筹划的支持下，与杭州杭挂机电有限公司合伙于研制成功国内第一条完全拥有自主知识产权的基于计算机视觉的水果品质智能化实时检测与分级生产线。项目至今已获国家发明专利2项、授权计算机软件著作登记2项、授权国家实用新型专利8项，另有国家发明专利10项待批。6月16日，顺利通过国家863筹划机器人技术主题专家组的验收。12月28日，销往广东梅县的第一条生产线在本地正式调试成功，并投入正常生产用于本地特色水果脐橙的品质检测和分级，其工作性能得到顾

15、客的高度评价。 4月29日，由中国工程院汪懋华院士、蒋亦元院士等8位本领域的权威专家构成的鉴定委员会，对本生产线进行了鉴定，专家们对这一成果予以了高度评价：总体技术水平达到国际同类产品的先进水平，多项技术处在国际领先水平。日前，江苏省自主研制生产的电脑控制全自动水果分级流水生产线在陕西成功运营，并通过国家一级科技查新，弥补了国内果品加工生产机械的空白7。 该生产线由江苏牧羊集团研制，采用水果品质视觉系统测与分级，每条生产线每小时能检测分级25吨及3吨水果，合用于柑橘、胡柚、苹果、西红柿、土豆等多种水果及农产品的迅速分级，部分指标达到世界先进水平。为配套新生产线，该集团同步研发出压榨机、榨汁机等

16、饮料机械，以及去核机、打浆机等果汁生产线前解决设备与后道包装设备，具有良好的应用前景。122 国外研究概况 国外50%以上的水果实现了分级的完全自动化。近年，随着信息技术的奔腾发展和计算机普及图像技术及机器(计算机)视觉技术已被广泛应用于多种学科，在作物领域也已获得许多进展并展示了广阔的应用前景。目前较先进的微机控制的重量分级机，采用最新电子仪器测定重量，可按需选择精确的分级基准，分级精度高，使用特别的滑槽，落差小，水果不受冲击、不损伤。分级、装箱所需时间为老式的1/2。 日本消费者对水果的消费是非常挑剔的，其水果上市前都要通过度级包装。有些价值较高的水果，如冬季上市的西瓜要在标签上标出糖度数

17、值。目前，在日本许多高新技术在水果检测领域得到应用。计算机技术、无损伤检测技术以及自动化控制技术的发展为现代分级检测技术提供了广阔的空间，使分级检测技术正在由半自动化向全自动化、外部品质检测向内部品质检测、复杂化向简朴化和以便化、规格原则的文字化向数字化、机械设备构造的复杂化向简朴化、数据的人工管理向计算机管理方向转化。在乎大利的果品贮藏加工业生产中，使用颜色分级机较早，重要是对苹果进行颜色分级，其原理是按照绿色苹果比红色苹果的反射光强的道理进行的。工作时，果实在松软的传送带上跳跃移动，光线可照射到水果的大多部位，这样就避免了水果单面被照射。反射光传递给电脑，由电脑按照反射率的不同来将果实分开

18、，一般分为全绿果、半绿（半红）果、全红果级别别。 美国Penwalt公司Decco型分级机是一种新型果实分级机，具有速度快、性能好、通用性强的特点。它根据“体积”分级的原理进行工作，综合了大小和重量分级机最突出的长处，同步消除了两者的缺陷，使分级作业真正得以柔和平缓地进行。Decco分级机工作原理是：提高机辊子将待分级的果实送入四星装料斗，星轮与提高机以链条驱动的各对定距辊子同步，辊子承载水果通过度级全程，这样的装置，星轮可以很柔和地将水果从提高机传送到由一对滚子形成的凹槽中，根据选用分级机规格的不同，分级部分涉及6-9行高度可调的“摩擦指”，滚子从摩擦指下通过，缓缓地作反时针回转，水果则作顺

19、时针转动，当水果遇到摩擦指（最大的水果一方面接触摩擦指），由于转动与摩擦的组合，水果极柔和地从滚子上移动并落入弹性的摆动活动门上，水果自重足够使其滑出并滚到输送皮带上，然后由皮带送入包装槽中。由于水果没有摔落，也没有其她任何典型的引起损伤的动作，分级柔和。水果分级只有综合形状、大小、色泽、果面缺陷等多种因素，甚至是内部品质，才干排除其她因素，使分级质量得到保证11。 法国的MAF France公司的水果分级包装设备，不仅能对果蔬进行分级包装，还可以运用电子、光学原理对果蔬表皮的瑕疵进行分选，全电脑监控，自动化限度相称高。在乎大利的果品贮藏加工业生产中，使用颜色分级机较早，重要是对苹果进行颜色分

20、级，其原理是按照绿色苹果比红色苹果的反射光强的道理进行的。工作时，果实在松软的传送带上跳跃移动，光线可照射到水果的大多部位，这样就避免了水果单面被照射。反射光传递给电脑，由电脑按照反射率的不同来将果实分开，一般分为全绿果、半绿（半红）果、全红果级别别。13研究特色与创新 老式的水果品质检测、分级措施存在着分级成果受人主观因素的影响、精度低、视觉易疲劳、效率低;存在着不能对大小、重量、形状、尺寸、成熟度、表面缺陷、表面色泽等指标综合评判等问题。输送系统在输送水果的同步，使水果的中心轴始终保持垂直。同步保持水果环绕其中心轴转动，以便拍摄到水果的不同位置，辨认出花萼和梗，从而区别出缺损与花萼。计算机

21、视觉技术是随着计算机技术的发展不断发展的一门技术。随着计算机硬件成本的下降和运营速度的大幅度提高，机器视觉技术在农业中也得到了空前的发展。通过建立计算机视觉系统采集水果外观图像，从分割的图像中提取特性，涉及形状特性、颜色特性、大小特性参数等。在此基本上基于人工神经网络、分形理论和模糊分类等算法完毕程序的编写，以提高计算机运营速，满足实时性的规定。完毕水果的自动辨认，从而发出控制信号。水果分级在国内尚属新兴产业，有关这方面的研究自身就是一种创新。对其内容的研究，一般而言，苹果分拣是把苹果输送到双锥式滚子上，不需懂得苹果花萼/茎的位置。随着数字成像技术用于缺陷辨认，鉴别花萼/茎位置的图像解决被测试

22、以保证在图像分割之后，花萼/茎部被当作缺陷。本课题的创新是用一种倾斜的送料装置，把苹果输送到位于倾斜装置底端的检测用的图像采集室迈进行大小尺寸图像采集，然后将采集的信息传播给气动装置的控制件对符合分级规定的苹果产生喷气动作，从而实现分级。进料机构可以使水果自动完毕进料，并可以根据检测成果自动分级。2 概述21 气动水果分级传播装置原理简介 带有气动分级机构的水果输送装置，该装置涉及基架、固定在基架上的驱动机构和水果输送机构，水果输送机构分为水果图象采集段和水果分级段，水果在摄像室内进行图象采集后，图象采集段输出信号给水果分级段，水果分级段在基架的一侧边，固定设有一种以上气动机构，它重要由储气罐

23、和控制件构成，在储气罐端部开设气体喷嘴，由控制件控制其动作，该控制件的输入与摄像室水果图象采集的分级输出信号相连，气动机构接受信号后产生喷气动作，将符合分级原则的水果，吹离输送装置并完毕分级。本气动机构的气体压力可调节，分级操作简朴精确，滚子的模具制造简朴、成本低，便于推广和使用，且有效减小了机械力对水果的损伤。22传播分级机构工作原理 本设计的设计目的是设计一种机构对苹果按大小进行分级，根据设计规定将苹果提成三个级别。此机构是通过气动进行分级。在此机构中重要由进料机构、基架、定制的双侧套筒传动链、双锥式滚子、双侧链轮、轴承、轴承套、同步带和同步带轮以及动力装置电动机构成。本装置是水平放置的横

24、式传播机构，一方面苹果由进料槽进入双侧链的锥式滚子上，在入口处装有毛刷挡板以保证苹果是逐个无重叠的在滚子上传播。链条以恒定的转速水平进行传动。动力装置通过同步带驱动链轮的积极轴驱使套筒链匀速转动，苹果由滚子传播至第一级出口处，此时空气压缩机和气泵根据规定进行喷气使苹果脱离滚子以达到分级的规定。下一级别的苹果传播至第二级出口时以同样的原理进行分级。剩余的第三级随着滚子直接进入位于机构末端的出口。整个过程中机构平稳的精确的根据规定将苹果提成了三个级别。进而达到设计目的。总装图如图1图1 总装图Fig. 1 assembly drawing2.2.1 基本构成一套完整的苹果分级机构从整体上来看涉及五

25、大的部分，其框架图如下图2：图2 机构框架图Fig. 2 body frame23 设计任务 在做本设计前，我将设计工作安排分为五个阶段。第一阶段，设计前期阶段。在此阶段的重要任务是，一方面要清晰此设计的设计目的和任务以及整体装置的工作原理。根据原理估计设计的大体模型，构思简朴的设计思路。另一方面是理解掌握必要的市场动向，借鉴类似前沿的产品以便产生必要的设计灵感，使设计达到最优化。第三，由于做此机构是用来对苹果进行分级的，因此必须对苹果的某些物理参数，形状大小进行提取。这也是第一阶段的重点工作。第二阶段，初模型设计阶段。此阶段的重要工作任务是在第一阶段的前提下大体的构思出机构的模型以及机构的大

26、体构成部分。画出模型的大体草图，并最后拟定设计思路。第三阶段，计算和必要零件选择阶段。此阶段的工作任务是计算出零件的尺寸以及机构的安装尺寸，并根据需要拟定哪些零件是要定制件哪些是采用原则件。此外，通过计算从机械手册选择出原则件。第四阶段，画零件图和装配图阶段。此阶段的重要任务是根据第三阶段计算出的数据画出零件图和装配图，并将其转换成三维立体图像以便更精确直观的分析和改善。第五阶段，优化并编写设计阐明书阶段。 在此阶段可以参照二维和三维模型对设计的不合理以及有待进一步优化的地方进行改善和优化。在改善优化确认无误后编写出设计阐明书。232 设计规定 该装置能完毕苹果的自动进料和自动出料，即苹果可以

27、逐个进料，且可以从相应的级别出口出料，同步与苹果分选机输送机构进行装配，共同调试及分析输送机构速度对苹果定向的影响。3 进料机构设计31 进料机架的设计311 加工工艺的选择 锻造是将液态金属或合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型内，待其冷却凝固后，获得毛坯或零件的措施。在机械制造业中，锻造已成为制造零件和毛坯的重要措施，特别适合于制造内腔和外形复杂的毛坯或零件；并且铸件的大小、重量、批量、及材质几乎都不限制，与其他加工措施比较，锻造具有适应性广、生产成本低的长处，但是锻造工序多，工艺复杂，铸件易浮现组织疏松、晶粒粗大、缩孔、缩松和气孔等缺馅这些缺陷会导致铸件的冲击韧性减少。此外锻造的劳动

28、环境差。 焊接是通过加热或加压（或两者并用）、并且用（或不用）填充材料，使工件形成原子间结合的连接措施。 焊接实现的连接是不可拆卸的永久性连接。它具有节省金属材料、产品密封性好、以小拼大、化复杂为简朴，便于制造双金属构造，生产率高、连接质量优良、劳动条件好、易于实现自动化等长处。 在机械制造工业中，焊接广泛用于制造多种金属构造件。 基于锻造与焊接的特点比较，进料机架采用焊接。312材料的选择 要进行焊接，则规定所用的材料具有焊接性。其焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接头的难易限度。它涉及两个方面：一是工艺焊接性，重要指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，特别是浮现多种裂缝的也许性；

29、二是使用焊接性，重要指焊接接头在使用过程中的可靠性，涉及焊接接头的力学性能及其她特殊性能。金属材料的焊接性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接措施、焊接材料和焊接工艺，其焊接性能有很大差别。焊接构造所用的金属材料绝大部分是钢材，影响钢材焊接性的重要因素是化学成分。其中碳的影响最明显其她元素的影响可折合成碳的影响，因此可用碳当量措施来估算被焊钢材的焊接性。硫、磷对钢材焊接性能影响也很大，在多种合格钢材中都受到严格控制。 因此根据设计的规定及其焊接规定，工作台和底座采用30号钢，支撑及其加强筋采用45号钢。313进料机架构造 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整阐明书和设计图纸

30、等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩 根据焊接对材料的规定，选择20号钢板，板厚20mm进行焊接得到进料槽；根据弯曲对材料的规定，也选择20号钢板，板厚5mm进行弯曲得到出料槽。323 进料槽的构造进料槽两侧挡板与底板采用焊接，右端为一种大圆盘，直径为200mm,便于上料，挡板两侧分别有3个M10的螺纹孔，用来安装调节螺杆。其构造如图3图3 进料槽构造图Fig. 3 feed channel structure33 进料筛选机构设计331 方案的拟定 苹果从输送带运过来到进行检测分级需要实现从多种一起到一种个检测，因此要设计一装置实现苹果一种个进入

31、检测模块。由于苹果是易受损物品，因此放弃低落选择方式，替代的是斜坡滚入式。从批量进入筛选机构到一种个出，中间设立一排序装置，用三扇开的角度不同的门实现此功能，门的张开角度靠铰链和调节螺杆完毕。其间避免苹果卡住，因此加一振动电机，加以合适振动。332筛选机构构造六块挡板与槽用铰链连接，每对挡板之间的距离通过调节螺杆进行调节，挡板之间的距离和槽的倾斜角度通过实验得到，主槽倾斜15，第一对挡板开口之间的距离为140cm左右,第二对挡板开口之间的距离为100cm左右,第三对挡板开口之间的距离为85cm左右，在槽的下方安装一种振动电机，避免苹果在挡板开口处卡住，使其逐个滚至输送装置的聚乙烯滚子上。其示意

32、图如图4图4 进料筛选机构Fig. 4 feed screening mechanism333 振动电机的选择 由于这里不需要太大震动，因此选择一小型电机。电机采用专用振动电机，由河南威猛振动设备股份有限公司生产。（1）特点：1、机体重量轻，体积小，构造简朴，安装、维修以便；2、振频稳定，平稳回转产生低噪音振动，启动迅速，停车平稳；3、全封闭构造，合用于任何无防爆规定的工作环境；4、激振力可无级调节；5、多方位安装，多机单机使用均可。（2）基本参数：1、环境温度：不超过400；2、海拔：不超过1000米；3、电压： 380V；4、频率： 50HZ；5、接法： Y；6、绝缘级别： B级；7、工作

33、方式：持续；8、安装方式：任意方向。电机技术参数如下表1。34 支撑构造的设计341 进料支撑构造为了使筛选机构的倾斜角度便于调节，它与机架之间用一端带有螺纹的支撑杆进行连接，支撑杆用直径为20mm，材料为45的圆柱钢，一端与筛选机构焊接，另一端与机架螺纹连接，且用两个螺母进行锁紧。由于筛选机构上装有振动电机，因此要承受一定载荷，因此采用6根支撑杆，且赋有加强筋，保证支撑构造的稳定性。其构造如图5。表1 技术参数表（卧式）Table 1 technical parameter table (horizontal)序号型号激振力(KN)功率(KW)电流(A)重要构造尺寸(mm)重量LHABCDE

34、FH1hM(KG)1YZO-1.5-21.50.150.38300203150210124180100708298301019图5 进料机架Fig. 5 incoming frame35振动机架 由于机架构造比较简朴，通过比较，采用弯曲直接可以成形，材料选择20mm厚的10号钢板进行弯曲。4 重要技术参数和电机选择表2 重要技术参数Table 2 main technical parameters传播链轮传播速率v（m/s)0.25机架长度L（mm)2210整体高度H（mm)1850链轮传播功率P(KW)0.5（1）电机选择根据链轮的速率知整个系统的转速都非常小，且参照以往水果分级机构所选电机

35、，估计在20-60之间.因此尽量选转速小的电机，以免使同步带带轮尺寸过大而不便设计和安装。下表是YCJ系列部分齿轮减速电动机基本型谱。表3 电机参数Table 3 the motor parameters减速机中心高H/mm电动机功率P/KW输出转速n/()输出转距 电 动 机输出轴轴径机座号端盖序号极数 1320.55 57 86 801 F2 4 52 96 47.5 104 43 115 36 135 因此在这选择YCJ序列减速机中心高为132mm,输出转速为43的减速机。 （2）苹果参数设计之前对苹果提成大，中，小三个级别，分别选20个测量出各项参数并分别求出平均值。个参数测量数据如下

36、表4。从表中可以看出，苹果重要物理参数有两种，单在本机器中是通过图像解决来辨别它的大小。因此必须选择苹果的长径或锻径来进行分级。由数据可以以得出各级的长径和短径比都接近1.5，故选长径或短径都可以，在这选择苹果的长径来作为原则进行分级。分级如下：第一级：长径不不小于60mm；第二级：长径介于60mm和70mm.之间；第三级：长径介于70mm和85mm.之间。表4 苹果参数Table 4 parameters of apple 级别类型测量样本数(个）测量平均长径（mm）测量平均段径(mm) 大 20 84.1 60.3 中 20 70.5 54.4 小 20 60.1 47.05 传动系统设计

37、 经分析此机构重要涉及机架，定制的双侧套筒传动链，滚子，双侧链轮，轴承，轴，轴承套，同步带和同步带轮要进行设计。5.1 链条和链轮的设计 在设计此机构的过程中，分别可以用带传动和链传动来传播载体苹果。但是由于带传动中传动带的材料不是完全的弹性体因而带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛使张紧力减少，从而使传动不是匀速进行的。而在本机构中规定的是传动中需保持绝对的匀速。因此不用带传动。而链传动由于经济，可靠，它广泛用于各类制造业中的机械上来传递动力。它相对于带传动的长处是，没有弹性滑动和打滑，能保持精确的平均传动比。需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，工况相似时，传动尺寸较紧凑。能在温度较高，

38、湿度较大，有油污等恶劣的环境下工作。效率较高（=98%）。并且链传动的制造和安装精度规定不高，中心距较大时传动构造简朴。链传动在传递功率，速度，传动比，中心距等方面范畴很广。目前最大传动功率达到5000kw,最高速度达到40m/s,最大传动比达到15，最大中心距达到8m。而在本机构中中心距也很大16。故很适合选用链传动。传动链重要有套筒链，套筒滚子链和齿形链。它们都已经原则化。在本设计中规定用双侧的链条中间夹装有滚子，但在原则化的链中她们的尺寸偏大会使的机构过于庞大。因此根据设计需要，考虑尽量的减小机构的体积和节省材料。在本设计中我采用定制的链条。在设计时取链的节距P=50.00mm.前后链轮

39、中心距a=1375mm.5.1.1 链轮的设计 链轮轮齿的齿型应保证链节可以自由地进入和退出啮合，在啮合时应保证良好的接触，同步形状应尽量简朴，并便于加工。 国标只规定了链轮的最大和最小齿槽形状。实际齿槽形状在最大和最小范畴内都可用，因而链轮齿廓曲线的几何形状可以有很大的灵活性。在这采用的齿廓为“三圆弧始终线”齿形。链轮的尺寸计算如下：由于本机构的传动速率V=0.25m/s0.6m/s.速率很低，因此在齿数的选择上有很大的空间，在这里取齿数Z=17.因此，分度圆直径 d= （5-1）由（5-1）得d =272.1mm 齿顶圆直径 （5-2） 由（5-2）得齿根圆直径 滚子外径） （5-3） 由

40、（5-3）得最大齿根距离 （5-4） 由（5-4）得齿侧凸缘直径 （5-5）链轮的构造如图6：图6 链轮构造图Fig.6 chain wheel structure5.1.2链条的设计计算由上面设计可知节距p=50mm，中心距=1375mm，链轮齿数z=17。1）.由以上数据拟定链条的链节数： （5-6） 由（5-6）得节因此整个链条的节数为72节。2）.链传动的受力分析： 链传动安装时，所需的张紧力不大，重要是保证链条松边垂度不要过大，以免影响链条的正常退出啮合和产生震动，跳齿和脱节现象。不考虑传动中的动载荷，作用在链上的力有工作拉力F，离心拉力Fc和悬垂拉力。在这取链传动的效率。工作拉力（

41、N)取决于传动功率P(KW）和链速V（m/s)F=1000 （5-7）由（5-7）得F=1980N. 离心拉力 （5-8）由（5-8）得式中q表达单位长度链条的质量，kg/m,在这q=5kg/m.悬垂拉力可用求悬索拉力的措施近似求得 （5-9）由（5-9）得 为垂度系数。与中心线和水平线的夹角有关。垂直分布时可取=1.0,水平布置时可取=6.5.在这是水平布置。故取=6.5。由此得到链紧边和松边拉力为紧边拉力 ： 。松边拉力 ： 。3） 静强度校核： 由于链条的速率v=0.25m/s不不小于0.6m/s，而链速低于0.6m/s的低速链传动，其重要失效形式是链条的静力拉断，故应进行静强度校核。静

42、强度安全系数应满足下式规定 （5-10）式中 表达单排链的极限拉伸载荷，在这取极限小值为60000N. 表达工作状况系数，查表在载荷平稳的状况下取=1.0因此，,故符合规定。此外，链条的形状和重要加工尺寸如下图7所示：5.2滚子设计在滚子设计中，技术规定不必要很高，它只是做承载作用。但是应当选择摩擦系数小的工程塑料作材料。以减小苹果在被吹离时的摩擦力。因此选用化学材料聚四氟乙烯。查简要机械零件设计手册表1-13 工程材料的摩擦因数知聚四氟乙烯的动摩擦因数。在与链条的配合中可以用过盈配合使其固定在双侧链条的中间18。其重要有滚套和滚轴构成。简图如下图8：图7 链条的形状和重要加工尺寸Fig.7

43、is the shape of the chain and the main dimensions图8 滚子简图Fig. 8 roller diagram5.3 轴的设计及校核轴的构造设计是根据轴上零件的安装，定位以及轴的制造工艺等方面的规定，合理的拟定轴的构造形式和尺寸。轴的构造设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠度，还增长轴的制导致本和轴上零件装配的困难。 在本设计中，有连接前链轮以及同步带的积极轴和连接后链轮的轴。她们在构造和尺寸上均有一定的差别，后轴相对于前主轴来说要简朴某些。并且在承受的扭转切应力要小某些。轴的材料重要是碳钢和合金钢。钢轴的毛胚多数用轧制圆钢和锻件，有的

44、直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，相应力集中的敏感性较低，同步也可以用热解决和化学解决的措施提高其耐磨性和抗疲劳强度，故在这里采用碳钢制作轴。5.3.1积极轴设计 积极轴连接的零件有链轮，同步带轮以及轴承。构造尺寸相对来说要复杂某些，由于她必须同步控制多种零件的轴向和径向移动，并且各零件的装配尺寸又有很大的差别。 由于机械传播的功率不大，对其重量和尺寸也没有特殊规定故选择常用材料45号钢，调质解决。 计算轴的最小许用轴径 （5-15）由（5-15）得 A-为取决于轴材料的许用扭转切应力的系数，查表得45号钢的C值为107至118之间。在这取A=110.-带传动效率；-电机功率。(3)积极轴的弯

45、扭合成校核1）计算链轮受力：链轮分度圆直径d=272.1mm,链轮所受弯矩 （5-16）由（5-16）得,链轮作用在轴上的压轴力 （5-17）式中：为有效圆周力，N；为压轴力系数，对于水平传动=1.15；对于垂直传动 =1.05。由于是水平传动因此=1.15。由（5-16）得1.151980=2277N，链轮上作用力的大小、方向见图10（b）所示。2）计算轴承反力（图c-e）水平面 （5-18） （5-19）由（5-18）得=1498.8N；由（5-19）得=778.2 。垂直面3）绘制弯矩图。水平弯矩图10（d）截面b： （5-20） （5-21）由（5-20）得由（5-21）得方向相反。垂

46、直弯矩图8（f）。合成弯矩图10（g） （5-22） （5-23）由（5-22）得由（5-23）得4)绘制转矩图10（h），由前述可知又根据 得 因此 （5-24）由（5-24）得5)绘制当量弯矩图10（i），对于截面b （5-25）由得（5-25）得228403.15N对于截面a、c （5-26）由得（5-26）得,6)计算危险截面b处的直径 （5-27）由（5-27）得d=14.3,截面虽有键槽削弱，但构造设计所拟定的直径达到50mm，因此强度足够。 在本设计中，零件的径向固定是通过键和键槽来实现的，这也是最简朴有效的措施，而轴向移动的控制是通过轴肩以及一端加快固螺纹来实现的。根据链轮，轴

47、承以及大同步带轮的尺寸设计出积极轴的构造和尺寸如下图9： 图9 积极轴的构造和尺寸Fig.9 the structure and size of the drive shaft5.3.2从动轴设计 从动轴跟积极轴尺寸和构造相比只是少了连接同步带轮的伸出部分，其她部分构造和尺寸相似。其构造和尺寸如下图11：图11 从动轴构造和尺寸Fig.11 driven shaft structure and size图10 积极轴受力图及弯扭矩图Fig. 10 Drive shaft by diagram and bending torque diagram5.4 同步带和同步带轮设计 在本设计中，链轮的积

48、极轴是由电动机通过同步带来驱动的。不同于其她带传动同步带的工作面有齿，带轮的轮缘表面也有相应的齿槽，带与带轮是靠啮合进行传动的，故传动比恒定。 同步带一般以钢丝绳或玻璃纤维作承载层，氯丁橡胶或聚胺脂作基体。带薄并且轻，可用于高速，传动效率最高可达98%，因此同步带的应用非常的广泛。其重要缺陷就是制作和安装精度规定较高，中心距规定较严格。 在规定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离叫节距，它是同步带传动的重要参数。同步带有单面带和双面带两种，单面带单面有齿，双面带两面均有齿。同步带也 已有原则化了，它的型号分为最轻型MXL，超轻型XXL,特轻型XL,轻型L,重型H，特重型XH,超重型XXH七中（G

49、B11362-89）。 同步齿形带带轮的齿形采用渐开线齿型，可以用范成法加工而成，也可采用直边齿形。5.4.1同步带选择 根据带传动的功率P=0.55KW.查简要机械零件设计手册带传动动设计同步带选型图，在这选择型号为H的同步带。 同步带尺寸和形状如下图11：图11 同步带尺寸和形状Fig. 11 synchronous belt size and shape5.4.2 同步带带轮设计计算根据链轮线速度v=0.25m/s.可以得出主链轮的角速度 （5-11）由（5-11）得得出大带轮的转速 （5-12）由（5-12）得1.小带轮设计计算 由于整个机构的转速都非常的小（n750r/min)。根据

50、简要机械零件设计手册表7-26 同步带最小许用齿数(GB11361-89) H型同步带的小带轮齿数选择为=14.根据H型同步带尺寸表：带轮的节距。小带轮节圆直径d=56.60mm 2.大带轮设计计算根据电机的转速/min,链轮转速/min可以得出小带轮和大带轮的传动比 （5-13）由（5-13）得因此大带轮的节圆直径由式 （5-14）得大带轮齿数为=355.5轴承的设计由苹果分级机构造和有关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和链轮，需要选择轴承，又由d=40mm，初步选用用于支撑的深沟球轴承，在机械设计手册查的轴承的型号为6008，它的构造尺寸d*D*B为40、68、15，故取右边第一段与左边第三段

51、的直径相等，即d=40mm.。选用滚动轴承中的深沟球轴承，由于其轴向紧固简朴,支承构造的轴向尺寸小；密封性好润滑简朴；自动调心内圈较宽便于装拆。5.5.1 轴和轴承的安装方式 轴承和轴承座以及轴和轴承的连接形式如下图12:图12 轴承和轴承座以及轴和轴承的连接形式Fig.12 the connection forms of bearing and bearing and shaft and bearing6 安装构造设计计算6.1机架设计 机架是多种机器的基本部件，在一台机器的总质量中占有很大的比例。整个机构是固定在机架上实现运动和传播的，机架又是固定在底做上的，因此构造的工作精度及抗震性能，

52、耐磨性和机构能否平稳安全的进行工作，都和机架有关联。因此，机架和底座的设计是至关重要的。因此对的选择机架零件的材料和对的设计其构造尺寸，对减小机器质量，节省材料，提高工作精度，增强机器钢度及耐磨性，曾加整个机器的美观性有很重要的作用。而在本设计中机架的精度和表面粗糙度方面规定不高。6.1.1机架材料选择 机架重要有锻造机架，焊接机架，花岗岩机架和钢筋混凝土机架。考虑到经济实用性，在这我选择锻造机架。常用的锻造机架材料有铸铁，铸钢和锻造铝合金。为以便构造的美观和以便拆卸，选择锻造铝合金作为本设计机构的机架材料。锻造铝合金通过热解决强化可使其具有足够高的强度，较好的塑性，良好的低温韧性和耐热性。机

53、架的横断面如下图13。6.1.2 机架连接方式机架的连接方式如下图14。图13 机架的横断面Fig.13 frame cross-section图 14机架的连接方式Fig.14 frame mode of connection7 结论毕业设计对我来说，是对我大学四年所学知识的考核与巩固，同步也是一种挑战。整个设计过程波及到方方面面的知识，我紧扣教师的课题，在图书馆和网上查阅了大量的资料，并且认真的对资料进行分类，然后与教师、同窗进行讨论、交流。这些资料使我受到了不少的启发，在我的毕业设计过程中起到了很大的作用。我所设计的内容是完毕苹果在不损伤的状况下完好的、逐个的滚至到装置的聚乙烯锥式滚子上，由链轮进行传送，在传送过程中进行检测，将检测成果反馈给气压系统，保证苹果在出料时可以从相应的级别口出料，从而达到分级的目的。虽然在国外此类装置早有人研究，但作为本科生毕业设计来做这个还是挺故意义的。三个月一晃就过来了，毕业设计也接近了尾声，在自己的努力和教师、同窗的协助下我如期的完毕了毕业设计任务。由于某些因素的存在，次设计中也存在了某些局限性之处，重要体目前如下几种方面：1进料机构使用了振动电机，工作时也许会对整个系统产生影响，但是不会很大，由于进料机构是一种单独的机构，与其他机构没有连接；2出料装置的三个出料槽用螺钉与机架连接，苹果滚至此时，