自走連續(xù)振動(dòng)式紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì)

自走連續(xù)振動(dòng)式紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì),連續(xù),振動(dòng),紅棗,收獲,設(shè)計(jì) 自走連續(xù)振動(dòng)式紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì)自走連續(xù)振動(dòng)式紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 楊海斌 學(xué) 號(hào) 8011212125 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 16-1 指導(dǎo)老師 郭文松 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)前前 言言果業(yè)是人類生存和社會(huì)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，果業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。因而，隨著世界性果業(yè)日益發(fā)展，尋找新的果園發(fā)展方式擺在了人們的面前。棗業(yè)是果業(yè)中的一種，在新疆南疆一帶種植廣泛，果園收獲作業(yè)是果園生產(chǎn)全過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)，棗樹收獲用工量多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。傳統(tǒng)的人工收獲方法，每公頃需幾百個(gè)工時(shí)，占果園生產(chǎn)過(guò)程中總用工量的50%左右，效率大大降低。因此，果園收獲機(jī)械化一直是國(guó)內(nèi)外研究工作的重點(diǎn)。當(dāng)前，果園收獲機(jī)械化在已作為一種比較成熟技術(shù)在國(guó)外被廣泛采用，機(jī)械收獲的生產(chǎn)效率與人工相比提高了510 倍，大大的提高了效率。機(jī)械采收的方法主要有振搖法和梳刷法，振搖法是應(yīng)用最多的一種機(jī)械采收方法，是國(guó)外應(yīng)用較多、適用性較好的采收機(jī)型。然而，國(guó)內(nèi)果園收獲主要依靠人工摘或借助簡(jiǎn)單工具采摘，林果采收機(jī)械的研究在我國(guó)仍處于起步階段，尚未見比較成熟的實(shí)用機(jī)具報(bào)道。目前，隨著新疆特色林果，尤其是紅棗等林果的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，依靠人工采收已不能滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。針對(duì)國(guó)內(nèi)尤其是新疆果園采收機(jī)械的研究現(xiàn)狀和林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展的新的形式及要求，研究并設(shè)計(jì)機(jī)械振動(dòng)式林果采收機(jī)，對(duì)于發(fā)展并提高我國(guó)林果收獲機(jī)械化水平具有十分重大的意義。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：紅棗；收獲機(jī)；振動(dòng)式塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目目 錄錄1 緒論緒論.11.1 課題研究的目的及意義.11.2 國(guó)內(nèi)外水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀.11.3 國(guó)外現(xiàn)狀水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀.21.4 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路.22 總體方案擬定總體方案擬定.32.1 方案來(lái)源.32.2 總體方案設(shè)計(jì).33 總體計(jì)算總體計(jì)算.53.1 傳動(dòng)比分配.53.2 效率計(jì)算.53.3 功率計(jì)算.53.4 轉(zhuǎn)矩計(jì)算.54 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì).64.1 減速機(jī)的選擇.64.2V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算.64.3 帶輪計(jì)算.84.4 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.94.5 鏈輪計(jì)算.104.6 直齒圓錐齒輪計(jì)算.114.7 軸的設(shè)計(jì).155 軸的校核軸的校核.195.1 按扭轉(zhuǎn)剛度條件計(jì)算.195.2 校核軸的疲勞強(qiáng)度.196 輔助部件輔助部件.216.1 鍵的選擇.216.2 聯(lián)軸器的選擇.216.3 軸承選擇.217 總總 結(jié)結(jié).22致致 謝謝.23參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2411緒論緒論1.1課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義大棗又名紅棗、干棗、棗子，起源于中國(guó)，在中國(guó)已有四千多年的種植歷史，自古以來(lái)就被列為“五果”（桃、李、梅、杏、棗）之一。紅棗富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、胡蘿卜素、B 族維生素、維生素 C、維生素 P 以及鈣、磷、鐵和環(huán)磷酸腺苷等營(yíng)養(yǎng)成分。其中維生素 C 的含量在果品中名列前茅，有維生素王之美稱。隨著紅棗的種植面積的增加，紅棗的機(jī)械化作業(yè)在紅棗栽培中的重要性逐漸凸顯。依據(jù)最近幾年新疆林果業(yè)發(fā)展的態(tài)式分析，新疆果樹種植每年以 10%的速度遞增，由于林果業(yè)的快速發(fā)展，各地已形成了較大的種植規(guī)模，每到收獲季節(jié)需要投入大量的勞力來(lái)完成水果采收。可以預(yù)見到，再過(guò) 35 年，新種植的果樹進(jìn)入盛果期后，水果采收作業(yè)將會(huì)出現(xiàn)因勞動(dòng)力短缺、采收不及時(shí)，而直接影響果品質(zhì)量和造成大量損失的問(wèn)題。這是因?yàn)椋烧且豁?xiàng)勞動(dòng)投入量很大的作業(yè)，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收獲；而有些作為鮮食或作為加工用途的果品，因市場(chǎng)對(duì)于果實(shí)外觀要求較高，不能有碰傷、刮傷、壓裂等機(jī)械損傷，采收這些水果時(shí)必須小心翼翼；另外，水果收獲是在離地面有 35 m 高的空中作業(yè)，以上原因決定了水果采摘是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)力的作業(yè)。人工采收水果的速度緩慢，大面積發(fā)展水果種植時(shí)，必須要依靠機(jī)械化來(lái)提高采摘效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，有些鮮食水果的采收用工量較大，約占水果生產(chǎn)總用工量的 50%以上，導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過(guò)大，不能滿足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足、質(zhì)量?jī)?yōu)越、價(jià)格相對(duì)低廉的原料，這樣極不利于企業(yè)直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。果園收獲作業(yè)是果園生產(chǎn)全過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)，林果采收勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工量多。傳統(tǒng)的人工采收方法，每公頃需要幾百個(gè)工時(shí)，占果園生產(chǎn)過(guò)程中用工量的 50%左右，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本高。目前，隨著新疆特色林果，尤其是紅棗等林果的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，依靠人工采收的方式已不能滿足紅棗等產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。針對(duì)我國(guó)尤其是新疆林果采收機(jī)械的研究現(xiàn)狀和林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展的新形式要求，研究設(shè)計(jì)機(jī)械振動(dòng)式林果采收機(jī)，對(duì)提高我國(guó)林果收獲機(jī)械化水平具有重要意義。1.2 國(guó)內(nèi)外水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀上世紀(jì) 80 年代我國(guó)開始林果機(jī)械化收獲研究，張克孝教授先后采用梳刷和振動(dòng)的原理對(duì)黑加侖進(jìn)行機(jī)械采收的試驗(yàn)研究；王業(yè)成采用振動(dòng)采收裝置對(duì)黑加侖進(jìn)行收獲試驗(yàn)；寧夏固原地區(qū)農(nóng)機(jī)所研制了手工沙棘采收器。寧夏農(nóng)林科學(xué)院研制的枸杞采摘機(jī)；內(nèi)蒙古自治區(qū)園藝科學(xué)研究所研究了噴灑 40%乙烯利溶劑的沙棘化學(xué)采收法；內(nèi)蒙古林業(yè)研究院應(yīng)用氣吸式小林果采收裝置進(jìn)行氣吸采收。這些方法可在一定程度上提高工效、改善采收條件，但采收效率低，果樹損傷嚴(yán)重。2009 年，新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所研制 4YS-24 型紅棗收獲機(jī)，采用抱搖式收獲方法，適于收獲樹高 3 m 以上的棗樹，采凈率 91.5%；2010 年新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制了手持式振動(dòng)林果收獲機(jī)，采用樹枝振動(dòng)式收獲方法，采凈率85%；時(shí)代沃林推出的果樹振動(dòng)采收機(jī)ZTM-02，采用抱搖式收獲方法，適用于各類堅(jiān)果和表皮不易破損的鮮果進(jìn)行收獲。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21.3 國(guó)外現(xiàn)狀水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀國(guó)外現(xiàn)狀水果采摘機(jī)械的現(xiàn)狀20 世紀(jì) 60 年代，國(guó)外開始林果機(jī)械化收獲研究，根據(jù)收獲機(jī)械所用動(dòng)力不同，主要有氣力式和機(jī)械式。氣力式分為：氣吹和氣吸式，振動(dòng)式根據(jù)激振位置不同分為：樹桿、樹枝和樹冠振動(dòng)式。氣力式振動(dòng)收獲：Whitney J D 和 Wheaton T A 通過(guò)氣力式振動(dòng)采收機(jī)對(duì)噴灑落果劑的Valencia 柑橘進(jìn)行試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)：該方法的采收率很低，且氣力式振動(dòng)采收機(jī)相對(duì)于人工采摘，柑橘減產(chǎn) 16%。樹桿振動(dòng)式收獲：Whitney and Wheaton 使用 FMC-4000 抱搖式振動(dòng)收獲機(jī)對(duì)噴灑落果劑的柑橘進(jìn)行試驗(yàn)，振動(dòng)時(shí)間 37s，收獲率在 90%以上，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)機(jī)采比人工采摘的柑橘減產(chǎn) 10。樹枝振動(dòng)式收獲：Mateev L.M.et al.認(rèn)為采收工作部件撞擊櫻桃樹枝的沖擊力為隨機(jī)函數(shù)，在不同工作參數(shù)下建立了櫻桃振動(dòng)采收數(shù)學(xué)模型，在櫻桃田間采收試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與該模型預(yù)測(cè)結(jié)果的相關(guān)系數(shù)約為 0.99。樹冠振動(dòng)式收獲：韓國(guó)忠南國(guó)立大學(xué) S.W.Lee etal.對(duì)紅棗的物理力學(xué)特性研究，研究基于樹冠振動(dòng)的采收裝置，激振頻率 7.7 Hz，試驗(yàn)時(shí)間 3 s，成熟紅棗采收率達(dá)到 95.8%。綜上所述，國(guó)外沒(méi)有可以引進(jìn)消化吸收的矮化密植紅棗收獲機(jī)，新疆兵團(tuán)以及國(guó)內(nèi)林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展步伐緩慢，國(guó)內(nèi)林果收獲機(jī)研制也沒(méi)有提供相應(yīng)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，林果業(yè)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化作業(yè)大部分尚處于空白階段。為了應(yīng)對(duì)矮化密植紅棗種植面積迅猛增長(zhǎng)帶來(lái)的收獲難題，國(guó)內(nèi)自主研制其收獲機(jī)械裝備勢(shì)在必行。1.4本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路矮化密植紅棗棗樹枝干比較細(xì)，且不會(huì)太高。因此，在進(jìn)行機(jī)械化采收的時(shí)候還要特別主要的是對(duì)棗樹枝干的保護(hù)，就是敲擊強(qiáng)度不宜過(guò)大，同時(shí)，還要保證采凈率。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意機(jī)械采摘過(guò)程中對(duì)棗樹枝干的保護(hù)等問(wèn)題。通過(guò)資料的查詢和實(shí)際的測(cè)量，同時(shí)還有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，可以總結(jié)出該矮化密植紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì)要求為：工作寬度小，易移動(dòng)，采摘過(guò)程對(duì)樹枝和果實(shí)的損傷小。經(jīng)借鑒采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的方式敲擊樹枝，敲擊棒為橡膠材質(zhì)，盡量減少對(duì)樹枝的損傷。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)32 總體方案擬定總體方案擬定2.1 方案來(lái)源方案來(lái)源門式高架采果機(jī)：用成排的指桿式橡膠敲擊棒在液壓系統(tǒng)操縱下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，敲打果枝，使果實(shí)脫落，適用于采收成行的矮化果樹。如圖 2-1 所示：123451 操縱臺(tái) 2 槳葉 3 振動(dòng)器 4 輸送帶 5 承接導(dǎo)向器 圖 2-1 門式高架采果機(jī)2.2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)1 收果架 2 鋼架輪 3 鋼架 4 軸承端蓋 5 螺釘 6 軸承 7 敲擊棒 8 聯(lián)軸器 9 螺栓 10 墊片 11 螺母 12 軸承座 13 鏈輪 14 大帶輪 15 錐齒輪 16 鏈條 17 帶 18 小帶輪圖 2-2 總體方案圖總體方案圖如圖 2-2 所示，以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸為動(dòng)力，動(dòng)力輸出軸以聯(lián)軸器與減速機(jī)相連塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4接，將動(dòng)力遞給減速機(jī)，帶動(dòng)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)輸出軸以聯(lián)軸器與小皮帶輪相連接，小皮帶輪通過(guò)皮帶與大皮帶輪相連接，將動(dòng)力傳遞給大皮帶輪，實(shí)現(xiàn)大皮帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶應(yīng)用張緊輪張緊，并采用防護(hù)罩，以防止灰塵。大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)同軸連接鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其余兩軸兩個(gè)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)同軸相連接錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)錐齒輪的變向作用，將豎直平面的運(yùn)動(dòng)改為水平平面的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連接有橡膠敲擊棒的軸旋轉(zhuǎn)，以固定頻率樹枝，使果實(shí)下落，下面放有接果盤，用以收集果實(shí)，收集完果實(shí)后用風(fēng)扇吹去落葉，在進(jìn)行其他方式除雜工作，最后完成對(duì)紅棗的收集過(guò)程。在收集的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意工作寬度小，易移動(dòng)，采摘過(guò)程對(duì)樹枝和果實(shí)的損傷小，鏈輪潤(rùn)滑等要求。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)53 總體計(jì)算總體計(jì)算3.1 傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比分配選擇轉(zhuǎn)速為 540 r/min 后動(dòng)力輸出軸，執(zhí)行機(jī)構(gòu)敲擊棗樹的頻率為 60 r/min，傳動(dòng)比為 9:1，綜合考慮各個(gè)因素，分配傳動(dòng)比為減速機(jī) 6:1，大帶輪與小帶輪傳動(dòng)比為 1.5:1，鏈輪傳動(dòng)比為 1:1，錐齒輪傳動(dòng)比為 1:1。3.2 效率計(jì)算效率計(jì)算=0.99，每對(duì)滾動(dòng)軸承 =0.98，=0.96，=0.9，=0.92聯(lián)軸器滾動(dòng)軸承帶鏈條錐齒輪=0.85，=0.9發(fā)動(dòng)機(jī)減速器3.3 功率計(jì)算功率計(jì)算選擇型號(hào) 4BTA3.9-C100-II 發(fā)動(dòng)機(jī)，故功率 P 為 250.735Kw=18.375 kW動(dòng)力輸出軸功率 P=P15.62 kW動(dòng)力輸出軸發(fā)動(dòng)機(jī)輸入減速機(jī)功率 P= P15.46 kW輸入動(dòng)力輸出軸聯(lián)軸器小帶輪軸功率 P= P13.91 kW小帶輪輸入減速器大帶輪軸功率 P=P13.09 kW大帶輪小帶輪帶滾動(dòng)軸承上錐齒輪 1 軸功率 P=P11.53 kW1錐大帶輪滾動(dòng)軸承鏈條上錐齒輪 2 軸功率 P=P9.35 kW2錐1錐滾動(dòng)軸承鏈條錐齒輪下錐齒輪 3 軸功率 P=P10.17 kW3錐1錐滾動(dòng)軸承錐齒輪下錐齒輪 4 軸功率 P=P8.42 kW4錐2錐滾動(dòng)軸承錐齒輪3.4 轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算額定轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n276.07 Nmd動(dòng)力輸出軸m輸入減速機(jī)轉(zhuǎn)矩 T=T 273.31 Nm減速機(jī)d聯(lián)軸器小帶輪軸轉(zhuǎn)矩 T=Ti1495.85Nm小帶輪減速機(jī)減速器大帶輪軸轉(zhuǎn)矩 T=Ti2100.87 Nm大帶輪小帶輪帶滾動(dòng)軸承發(fā)動(dòng)機(jī)上錐齒輪 1 軸轉(zhuǎn)矩 T=T1861.79 Nm1錐大帶輪滾動(dòng)軸承鏈條上錐齒輪 2 軸轉(zhuǎn)矩 T=T1510.73Nm2錐1錐滾動(dòng)軸承鏈條錐齒輪下錐齒輪 3 軸轉(zhuǎn)矩 T=P 1678.59 Nm3錐1錐滾動(dòng)軸承錐齒輪下錐齒輪 4 軸轉(zhuǎn)矩 T= P1362.07 Nm4錐2錐滾動(dòng)軸承錐齒輪塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)64 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì)4.1 減速機(jī)的選擇減速機(jī)的選擇通過(guò)查閱相關(guān)材料，決定采用擺線減速機(jī)。擺線減速機(jī)特點(diǎn)為：傳動(dòng)比大；傳動(dòng)效率高，一般一級(jí)傳動(dòng)效率為 90%95%；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，體積和普通圓柱齒輪減速機(jī)相比可減小 1/22/3；故障少，壽命長(zhǎng)。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；拆裝方便，容易維修；過(guò)載能力強(qiáng)，耐沖擊，慣性力矩小，適用于起動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。選用單級(jí)臥式擺線針減速機(jī) X6 型，傳動(dòng)比為 6:1。 其中 Z1=352 mm，M=335 mm，W=430 mm，H=423 mm，H1=200 mm，F(xiàn)=30 mm，P=275 mm，Q=380 mm，T=34 mm，N=4 mm，G=22 mm，B=18 mm，C=69 mm，D=35 mm，L=87 mm，b1=10 mm，c1=38 mm，d1=35 mm,l1=25 mm，Z=202 mm。三維圖如圖 4-1 所示：圖 4-1 減速機(jī)三維圖4.2V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）條件給定已知：小帶輪轉(zhuǎn)速 n =90 r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速 n =60 r/min。12減速機(jī)輸出功率 P=13.91 kW。（2）設(shè)計(jì)功率 Pd P = KP=1.213.91= 16.7 kW (4-1)dAK工況系數(shù)，取 K=1.3。AA（3）選擇 V 帶型號(hào)由 P =16.7kW，小帶輪轉(zhuǎn)速 n =90 r/min，選 D 型帶。d1（4）傳動(dòng)比 i塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7 i=n /n =90 r/min/60 r/min=1.5 (4-2)12（5）求大小帶輪基準(zhǔn)直徑，1dd2dd1）小帶輪的基準(zhǔn)直徑1dd由表 8-4，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=400 mm。1dd2）大帶輪的基準(zhǔn)直徑2dd =i=1.5400=600 mm (4-3)2dd1dd取為 600 mm。2dd=600 mm（雖使 n 略有減小，但其范圍小于 5，允許） 。2dd（6）驗(yàn)算帶速 V V= m/s=2530 m/s (4-4)88. 1100060904001000601mdndmaxv（7）求 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L 和中心距 ad0初步選取中心距取 a0因 0.7（+）a 2(+ )，1dd2dd01dd2dd故 700a 2000 mm，取 a =1500 mm。00基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=2a +L015004400600315100215002422021221）（）（）（）（adddddddd3777 mm (4-5)對(duì) D 型帶選用 L =4000 mm，計(jì)算實(shí)際中心距d aa + 1611.5 mm=1612 mm (4-6)020dLLd（8）驗(yàn)算小帶輪包角 1由式得 =180，合適。 (4-7)12089.1723 .5712adddd（9）求 V 帶根數(shù) z z= (4-8) lcKKPPP)(00根據(jù) n =960 r/m，=100 mm 和 D 型帶。11dd由表 8-4，取單根 V 帶額定功率 P =3.66 kW。0由表 8-5，取 V 帶額定功率增量=0.24 kW。0P塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8由 = ，查表 8-6，可知包角修正系數(shù) K=0.99。189.172取帶長(zhǎng)修正系數(shù) K =0.91，由此可得lZ=4.75，取 5 根。（10）求作用在帶輪軸上的壓力 minF取 D 型帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.620 kg/m，故單根 V 帶的張緊力 = (4-9) minF2d5 . 2500qvzvkpk=N81.76488. 192. 088. 1599. 07 .1699. 05 . 25002應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 F （F ）。00min（11）作用在軸上的壓力 =2zsin=7633.45 N (4-10) minpF minF289.172sin81.761522=3zsin=11450 N maxpF minF289.172sin81.7615324.3 帶輪計(jì)算帶輪計(jì)算（1）小帶輪計(jì)算帶輪材料為 HT150，采用輪輻式帶輪。由帶輪計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式可得d =（1.82)d，d 為軸的直徑為 65 mm，取 d =120 nn。11H =290 式中 z 為輪輻數(shù)取為 4，P 為傳遞功率為 16.7 kW，轉(zhuǎn)數(shù)為 90 r/min,13anzPa故 h =104.2mm104 mm.。1h =0.8h =83.3683 mm b =0.4h =41.68 mm42 mm b =0.8b =33.34 mm33 mm211121L=(1.52)d=97.5 mm130 mm，取為 100 mm，由于 B1.5d，L=B=100 mm，f =0.2h22f =0.2h =16.72 mm17 mm12輪槽截面尺寸表示如表 4-1 所示：表表 4-1 輪槽截面尺寸輪槽截面尺寸(mm)槽型 b h h e dminaminfminf D 27.0 8.1 19.9 370.6 23（2）大帶輪計(jì)算帶輪材料為 HT150，采用輪輻式帶輪。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9由帶輪計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式可得：d =（1.82)d，d 為軸的直徑為 76 mm，取 d =140 mm。11H =290 式中為輪輻數(shù)取為 6，P 為傳遞功率為 16.7kW，轉(zhuǎn)數(shù)為 60r/min。13anzPaz故 h =104.2mm104 mm。1h =0.8h =84 mm b =0.4h =42 mm b =0.8b =34 mm211121L=(1.52)d=114 mm152 mm，取為 125 mm，由于 B=9，推薦 z =29-2i=2733（3）大鏈輪齒數(shù) z4z =iz =27=12043（4）設(shè)計(jì)功率 PdP =KPdAK-工況情況，取為 K=1。AAP-傳遞功率，可得 P =KP=8.61 kW。dA（5）特定條件下單排鏈條傳遞功率 P0 P =P /KK (4-12)0dZpK-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取為 1.34。ZK-排數(shù)系數(shù)，取為 1，故 P =6.42kW。p0（6）鏈條節(jié)距 p由 P =6.42 kW，n =90 r/min，選擇單排 A 型滾子鏈，ISO 鏈號(hào)為 20A，節(jié)距 p=31.75 mm。03（7）驗(yàn)算小鏈輪軸孔直徑 dkd =dkmaxk其中 d 為鏈輪軸孔最大許用直徑，取為 152 mm。k塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10（8）初定中心距 a0一般 a =（3050）p0952.5 mm=a =1587.5 mm0（9）以節(jié)距計(jì)的初定中心距 ap0a=a /p50p00（10）鏈條節(jié)數(shù) Lp Lp= (4-13)ppakazz0043/221）（ 128 節(jié)k 取為 0.025。（11）鏈條長(zhǎng)度 LL=Lp/10004.03 mp（12）計(jì)算中心距 ac當(dāng) z =z =z 時(shí)，a =p/2（L-z）1600 mm12cp（13）實(shí)際中心距 aa=a -a=1596.81596.3 mmc一般 a=（0.0020.004）a =3.26.4 mmc垂度 f=（0.010.020a =1632 mmpc（14）鏈條速度V=z n3p/600000.23 mm3（15）有效圓周力 F =1000P/v37434 N (4-14)c（16）在軸上的力水平傳動(dòng) F=(1.151.2)F K4305044920 NtA4.5 鏈輪計(jì)算鏈輪計(jì)算滾子鏈鏈輪齒槽形狀，如表 4-2 所示：表 4-2 滾子鏈鏈輪鏈輪齒槽形狀(mm)計(jì) 算公 式名稱符號(hào)最小齒槽形狀最大齒槽形狀塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11齒側(cè)圓弧半徑滾子定位半徑滾子定位角erir62.949.09116.67130.8969.27136.67滾子鏈鏈輪主要尺寸如下：（1）分度圓直徑d =274 mm (4-15) )180(sinzpd （2）齒頂圓直徑ad 286 mm (4-16)1min)6 . 11 (dzpdda296 mm1max25. 1dpdda（3）齒根圓直徑fd 256 mm (4-17)1dddf（4）齒高ah 7 mm (4-18)(5 . 01mindpha 12 mm (4-19)zpdpha/8 . 05 . 0625. 01max（5）確定的最大軸凸緣直徑gd 246 mm (4-20)76. 004. 1180cot2hzpdg-鏈板高度，取為 25 mm。2h滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸如表 4-3 所示：表 4-3 滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸（mm）名 稱符 號(hào)計(jì) 算 結(jié) 果齒寬齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬內(nèi)節(jié)內(nèi)寬排數(shù)1fb公稱ab公稱xrfnb1bn194.127531.7519見教材機(jī)械設(shè)計(jì)表 9-1，取為.2014.6 直齒圓錐齒輪計(jì)算直齒圓錐齒輪計(jì)算塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 4-2 錐齒輪尺寸圖已知：兩個(gè)錐齒輪轉(zhuǎn)數(shù)均為 60 r/min，即 n =n =60 r/min。56（1）齒形角 、齒頂高系數(shù)、頂系系數(shù) c 、螺旋角 *ah*齒形角 =20 齒頂高系數(shù)=1 頂系系數(shù) c =0.2 螺旋角 =0*ah*（2）大端端面模數(shù) m直齒錐齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩 = Nmm (4-21)nPT5105 .956053.11105 .95561083. 1材料選擇兩齒輪材料為 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，取為 7 級(jí)精度，初取 m=5 mm。（3）設(shè)計(jì)計(jì)算 m1）由設(shè)計(jì)計(jì)算公式可得 (4-22)32252 1)5 . 01 (4FRRSaFauzYYKTmm-模數(shù) K-載荷系數(shù) T-轉(zhuǎn)矩 Y-齒形系數(shù) Y-應(yīng)力矯正系數(shù) -齒形系數(shù)FaSaR-小齒輪齒數(shù) u-傳動(dòng)比 -彎曲疲勞極限5zF（4）確定各個(gè)參數(shù)計(jì)算值彎曲疲勞強(qiáng)度系數(shù) K=K=0.95。1FN2FN齒輪的彎曲疲勞極限取為 380MPa，取彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.2，由式，SKFFNF可得=300 MPa。FK=KKKKVAK-動(dòng)載系數(shù) K-使用系數(shù) K-齒間載荷分配系數(shù) K-齒向載荷分布系數(shù)VAFF塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13取 K=1.5。A由低一級(jí)精度的精度線及，得 K=1。mvV齒間載荷分配系數(shù) K=K=1，齒向載荷分配系數(shù) K=K=1.5K。FHFHbeH其中 K-軸承系數(shù)，取為 1.25，K=K=1.5K=11.875。beHFHbeHK=KKKK=2.815，齒寬系數(shù) =1/41/3，取 =1/3。VAFFRR由29，=45，可知 z=41。65zz15vcos/z26cos/z齒形系數(shù) Y=2.4，應(yīng)力矯正系數(shù) Y=1.37。FaSa故由5.52mm，由 GB/T12368-1990 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表，可知32252 1)5 . 01 (4FRRSaFauzYYKTmm=6（5）齒數(shù)比 u u=n /n =60 r/min / 60 r/min=1 (4-23)56（6）齒數(shù) z通常 z =1630。不產(chǎn)生根切的齒數(shù) z=2 cos/sin 41 齒。初步選取最小齒數(shù)為5min*ah229。當(dāng)分度圓確定以后，再選取最小齒數(shù)。（7）變位系數(shù) x 、x 12x =0，x =0。12（8）節(jié)錐角 =45 =90- =45 (4-24)1cossinu21（9）分度直徑 dd =mz =174 mm d =mz =174 mm5566（10）錐距 R R=123 mm (4-25)15cos2d26cos2d（11）齒寬系數(shù) R=1/41/3，取 =1/3。RR（12）齒寬 bb=R=41 mm，b 不大于 10 m，即 bS=1.5，故符合要求。22SSSSS鏈輪中間為危險(xiǎn)截面可依照大帶輪中間截面計(jì)算公式進(jìn)行校核，得到 8.81.5 (5-7)22SSSSS故符合要求。綜上所述，軸符合要求，可滿足工作需要。6 輔助部件輔助部件塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)216.1 鍵的選擇鍵的選擇平鍵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆簡(jiǎn)單，對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)選擇 A 型平鍵。大帶輪鍵的選擇：大帶輪軸直徑為 76 mm，選擇 bh 為 22 mm14 mm 鍵，長(zhǎng)度為 110 mm.鏈輪輪鍵的選擇：當(dāng)鏈輪軸直徑為 76 mm，選擇 bh 為 22 mm14 mm 鍵，長(zhǎng)度為 90 mm，直徑為 72 mm，選擇 bh=20 mm12 mm，長(zhǎng)為 90 mm。錐齒輪間的選擇：當(dāng)鏈輪軸直徑為 80 mm，選擇 bh 為 22 mm14 mm 鍵，長(zhǎng)度為 70 mm，直徑為 70 mm，選擇 bh=20 mm12 mm，長(zhǎng)為 70 mm。6.2 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇已知：由功率 P=15.62 kW，n=540 r/min，軸頸為 35 mm 選擇聯(lián)軸器。（1）類型選擇為了隔離振動(dòng)與沖擊，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。（2）載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩 324.965 Nm (6-1)nPT5105 .95取=2.0，故由計(jì)算公式可得AK =649.93 Nm (6-2)TKTAca（3）型號(hào)選擇選擇 LX3 型聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為 1250 Nm，極限轉(zhuǎn)速 4700 r/min，軸徑在 30 mm48 mm 之間，故合用。由功率 P=15.62 kW，n=540 r/min，軸頸為 35 mm 選擇聯(lián)軸器。6.3 軸承選擇軸承選擇選擇深溝球軸承與角接觸球軸承分別主要承受徑向與軸向載荷，大帶輪安裝軸承的直徑為 90 mm， ，選擇 6018 深溝球軸承。基本參數(shù)：d=90 mm，D=140 mm，B=24 mm。錐齒輪軸安裝軸承的直徑為 80mm，選擇 6016 深溝球軸承。基本參數(shù)：d=80 mm，D=125 mm，B=22 mm。下錐齒輪安裝軸承的軸直徑為 80 mm，選擇 7016AC 角接觸球軸承。基本參數(shù)：d=80 mm，D=125 mm，B=24 mm。 （注：以上公式均來(lái)源于機(jī)械設(shè)計(jì)課本）塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)227 總總 結(jié)結(jié)畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，現(xiàn)將設(shè)計(jì)總結(jié)如下：（1）自走式紅棗收獲裝置相對(duì)其他收獲機(jī)，具有對(duì)棗樹木損傷小，成本低等優(yōu)點(diǎn)。（2）自走式紅棗收獲機(jī)的應(yīng)用可以充分利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行收獲，使原本的低效率的采收有了一定的提高，并且降低了采摘的人工成本，在采摘速度上人工采摘有了顯著的提高。（3）通過(guò)在實(shí)驗(yàn)田地的收獲觀察，了解到振動(dòng)棒對(duì)棗樹有一定的損傷，所以應(yīng)控制振動(dòng)棒的振動(dòng)頻率在合適的范圍內(nèi)。（3）本次設(shè)計(jì)仍有很多缺點(diǎn)，發(fā)展矮化密植紅棗采收裝置仍然很多內(nèi)容需要探索。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23致致 謝謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，首先得感謝指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間里，為我創(chuàng)造了良好學(xué)習(xí)環(huán)境，提供了發(fā)展機(jī)會(huì)。不僅教會(huì)我很多的專業(yè)技能，也在工作方式、治學(xué)態(tài)度上言傳身教，尤其是在多次修改設(shè)計(jì)圖的過(guò)程中他以極大的耐心幫助修改我的設(shè)計(jì)，使我深受感動(dòng)，同時(shí)感謝所有教導(dǎo)過(guò)我、幫助過(guò)我的老師，正是因?yàn)樗麄兌嗄陙?lái)孜孜不倦的教誨才使得我的專業(yè)技能有很大的提高。大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩(shī)的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。最后，衷心的感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院的每位老師，謝謝你們?cè)趯W(xué)習(xí)上、生活中給予我的關(guān)心與支持。衷心祝愿塔里木大學(xué)的明天更加美好！塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 液壓傳動(dòng).化學(xué)工業(yè)出版社，2004: 311-317.2西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室.機(jī)械設(shè)計(jì).第九版.高等教育出版社，2014:72-78.3朱家誠(chéng).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005:43-201.4甘永立.幾何量公差與檢測(cè).上?？茖W(xué)科技出版社，2008:25-45.5許福玲.液壓與氣壓傳動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，2007:3-5.6王乃康，矛也冰，趙平.現(xiàn)代園林機(jī)械.中國(guó)林業(yè)出版社，2000:147-152.7大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖.高等教育出版社，2007:1-346.8成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 機(jī)械傳動(dòng).化學(xué)工業(yè)出版社，2004:102-210.