苹果装袋机结构设计.docx

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1、苹果装袋机结构设计 目录 摘要 . IAbstract . II引言 . 31 苹果装袋机 . 41.1 本设计的探讨意义 . 41.2 苹果装袋机发展简介 . 41.3 设计主要思路 . 51.4 苹果装袋机相对于手工优势 . 61.5 将来发展趋势 . 71.6 本章小结 . 82 苹果装袋机可行性分析 . 82.1 苹果装袋机仪器 . 82.2 苹果装袋机的原理和工艺分析 . 92.3 苹果装袋机功能分析 . 92.4 苹果装袋机的零件装配 . 102.5 苹果装袋机功能结构 . 102.6 苹果装袋机功能求解 . 112.7 本章小结 . 123 传动系统的计算 . 123.1 电机的

2、选择 . 123.2 传送带的选择 . 133.3 带传动的设计与计算 . 143.4 主轴的设计与强度校核 . 153.5 其次根轴的设计与强度校核 . 173.6 滚动轴承的选择和寿命验算 . 183.7 选择齿轮材料，确定精度及许用应力 . 193.8 横封结构设计 . 243.9 纵封结构 . 243.10 螺栓的设计计算 . 253.11 链轮的计算 . 263.12 从动链轮的结构设计 . 283.13 从动链轮半轴的校核 . 293.14 经济技术分析 . 303.15 设备本身发生故障：. 303.16 本章小结 . 314 故障分析：. 314.1 结构故障分析 . 314.

3、2 留意事项 . 324.3 本章小结 . 335 零部件的装配过程 . 33结 论 . 37参考文献 . 38致谢 . 40本科论文摘要本次设计的苹果装袋机是由于迎合大量苹果的生产而设计的。苹果装袋机是依靠电机驱动而产生动力的，依靠内部的带传动，链传动来使苹果能够顺当进入倒斗处，依靠带传动的上的传感器来有序的包装。整个传动过程全部由机械完成，之后再往复运行。在将苹果分类之后形成导入，包装的自动化过程。此外本设计还能体现快速包装，平安高效，操作简便的特点。此次涉及的主要内容有：1.对苹果装袋机的内容简介，探讨意义，发展优势和国内外的发展状况。2.对苹果装袋机的可行性分。供料装置、包装材料的供应

4、装置、成型包装袋的切断装置、传动系统分析以及整体布局的叙述。3.采纳三维建模，得出了本次设计产品三维模型，装配体和二维装配图，零件图等。还包括主轴，轴承，齿轮，链轮的计算校核等。结果表明，进过一些推导和计算后苹果套袋机在技术上式可行的，整个机器上体现了平安高效，节约时间的特点，不仅解放了双手还增加了平安保障。4.对机器平安保障的建议和一些常见的故障分析。关键词：三维建模；装配；可行性分析；效率；功率本科论文 AbstractThis design of apple bagging machine is designed to cater to a large number of apple p

5、roduction. Apple bagging machine is driven by electric motor to generate power. It relies on internal belt drive and chain drive to make apple smoothly enter the bucket. It relies on sensors on the belt drive to orderly package. The whole transmission process is completed by machinery, and then reci

6、procating operation. After Apple classification, it forms the automatic process of import and packaging. In addition, the design can also reflect the characteristics of rapid packaging, safety and efficiency, and simple operation. The main contents of this paper are as follows: 1. Brief introduction

7、 of apple bagging machine, research significance, development advantages and development at home and abroad. 2. The feasibility of Apple bagger. Feed device, feed device of packaging material, cutting device of forming packaging bag, analysis of transmission system and description of overall layout.

8、 3. Using 3D modeling, the 3D model, assembly body, 2D assembly drawing and parts drawing of the product are obtained. It also includes the calculation and check of the main shaft, bearing, gear and sprocket. The results show that after some deduction and calculation, the apple bagging machine is te

9、chnically feasible. The whole machine embodies the characteristics of safety and efficiency, saving time, not only freeing hands but also increasing security. 4. Suggestions for machine security and analysis of some common faults. Keywords: 3D modeling; assembly; feasibility analysis; efficiency; po

10、wer本科论文 引言现在苹果产业的发展越来越好，中国现在已经成为世界上最大出口国之一，随之而来的就是苹果的包装问题，有些苹果虽然刚摘下来果实饱满，但是当在运输的过程中难免会出现磕磕绊绊的状况，对于包装苹果出现了一次新的革命。包装苹果不仅可以提高苹果的外观质量而且还能削减水分的流失，保证水果的簇新，并且好看的外表也能引起消费者的目光，这就是满意了消费者爱好美观的心理，而且包装工过后的苹果还能增加商品的内涵和意义，对于苹果的包装就目前来说也是一场新的契机和挑战，一旦将包装机的产品向外扩大做强，就可以增加经济水平和国力。使中国的工业化能够迈入新的台阶。给苹果套袋是一次很困难的工作，每个果农都会深有体

11、会，不仅花费的时间长而且还不能保证效益，所以出现了苹果装袋机，苹果装袋机不仅可以提升效率还能节约时间和资源更可以提高农业绿色工业化。是苹果包装的一场盛大的革命。特点是能够快速完成封口动作，但是在包装之前还要进行对苹果大小的分类，这样才能更好的提高效率加快苹果的包装，这操作也特别简洁可以让人快速上手，并且修理保养简洁。苹果套袋机的设计思路精致，效率高能够提高包装速度，还能省去评估自身带来的麻烦，在设计上也加强了套袋过程的稳定性与平安性，还可以在困难的环境中进行工作，但是每次工作之后还要仔细保养修理，延长运用寿命。本科论文1 苹果装袋机 1.1 本设计的探讨意义 现在苹果产业的发展越来越好，中国现

12、在已经成为世界上最大出口国之一，随之而来的就是苹果的包装问题，有些苹果虽然刚摘下来果实饱满，但是当在运输的过程中难免会出现磕磕绊绊的状况，对于包装苹果出现了一次新的革命。包装苹果不仅可以提高苹果的外观质量而且还能削减水分的流失，保证水果的簇新，并且好看的外表也能引起消费者的目光，这就是满意了消费者爱好美观的心理，而且包装工过后的苹果还能增加商品的内涵和意义，对于苹果的包装就目前来说也是一场新的契机和挑战，一旦将包装机的产品向外扩大做强，就可以增加经济水平和国力。使中国的工业化能够迈入新的台阶。3 图 1.1 目前市场的苹果装袋机1.2 苹果装袋机发展简介 当前我国苹果的包后装还是处于手工状态。

13、人工装袋会使得苹果袋口扎口不齐，外观不加，损坏率高，保鲜效果差，导致病变传染快，因此采摘后运用装袋机是一种必定的趋势，中国该机器的成本较高一专利号为02109683.X 的可调式包装机，该机构相对困难，在包装过程中出现的损坏率高。另一专利号 93209665.4 的苹果胶膜包装机。英国一家公司制成了一种可食用的水果保鲜剂，可以采纳喷雾的方法，来阻挡氧气进入保鲜膜中延长了苹果熟化过程，然后在进行装袋。本科论文法国制成了一种电子保鲜机将其放入装袋机中从而抑制有机物的分解，延长储存期。一般的套袋机所运用的材料为催化棚，虽然这种材料可以保证水果的水分流失的缓慢，但是无法保证水果的品质。只有解决自动化和

14、材料问题， 才算真正地解决。6图 1.2 目前的国内苹果装袋机 图 1.3 国外目前的苹果装袋机 1.3 设计主要思路 该设计首先介绍本项目的开发背景，简洁介绍产品的适用环境和苹果装袋机结构产品将来的发展趋势。查阅相关资料整理信息。14本科论文然后对比各个公司产品的优缺点，比如说成本高，人为的操作时间长短，在市场的应用范围是否广泛，对于广阔农夫是否可以能够便捷的运用，修理是否简洁明白。苹果装袋机依靠电机驱动而产生动力的，依靠内部的带传动，链传动来使苹果能够顺当进入倒斗处，依靠带传动的上的传感器来有序的包装。整个传动过程全部由机械完成，之后再往复运行。在将苹果分类之后形成导入，包装的自动化过程。

15、制定方案，进行电机的选取，传动轴以及齿轮的设计校核。完成零件图，零部件的建模，完成装配图。通过设计和计算制造出新型产品，制作三维模型，验证设备牢靠性，介绍产品的特点与优点。15 图 1.4 工作循坏图 1.3.1 设计任务抽象画图 1.5 黑箱图 1.4 苹果装袋机相对于手工优势 本设计从装袋口均是一次性封装。该产品结构困难，但操作便利，简本科论文单易懂，简单上手作业基本操作。苹果套袋器设计精良，封口速度快，完全仿照人的封口，平安坚固，下雨不进水、刮风不掉袋的等特点。为了果农给果树高出的水果套袋，带来的麻烦，该设计提高了套袋速度，最重要的是提高了套袋的平安，再也不会有果农有从果树上摔下来的危急

16、了。机器便于携带，适应各种困难的地理环境采摘工作，如山岭地、陡坡地等，使该产品的运用范围大大增加。1.5 将来发展趋势 当前，苹果装袋机仍处于高速开展阶段，估计将来中国包装长期存在的产能过剩、过度依靠动力资本耗费、改革创新力度不足、公司竞争才能不强、工业规划与经济效益不相称等结构性和素养性缺点将凸显。延长包装工业工业链，做深全自动装袋机行业，优化工业结构，增加改革创新力度，将是将来包装工业的开展趋势。 将来苹果装袋机的开展不只仅限于对包装材料自身的研发及运用，还要在精深加工上下工夫。中国包装业还处于整个包装工业链的最低处，低水平包装工艺较多，将来包装工业的持续开展还需从根本上调整工业结构。图

17、1.4 将来苹果装袋机三维建模的趋势图表 1.1 将来苹果装袋机功能分解表本科论文分功能 功能解 A 动力源 电动机 B 供膜 牵引辊 C 送料 料盘转动 D 切断 杆机构1.6 本章小结 本章主要介绍了产品的功能及作用，还有就是了解目前的市场状况以及产品的将来发展请款，产品的主要运动模式。 2 苹果装袋机可行性分析 2.1 苹果装袋机仪器 仪器具有支架、过斗、滚筒、槽带、电动机、减速器、带轮、横封，本科论文纵封机构、纸箱等。2.2 苹果装袋机的原理和工艺分析 苹果装袋机是依靠电机驱动而产生动力的，依靠内部的带传动，链传动来使苹果能够顺当进入倒斗处，依靠带传动的上的传感器来有序的包装。整个传动

18、过程全部由机械完成，之后再往复运行5。在将苹果分类之后形成导入，包装的自动化过程。苹果装袋机主要是将苹果装袋对苹果进行削减损失的一种保障，将苹果套袋可以削减外界的蒸发水分，削减养分的流失，加强苹果的外表美观。同时还要留意网袋的质量是否合理，是否满意要求，哪些苹果可以采纳包装，哪些苹果不行以采纳包装，网袋的口径肯定要大于苹果的直径。可以对套袋机本身进行微小的改动比如装袋机的长宽比，横纵比等等。对网袋的质量还要进行全方位的思索，采纳无毒，松软的物质材料，经过自己的反复改进，才能让实物能够完成最初的功能。对于苹果外形也有肯定的要求苹果有大有小不能完全的分类。假如网袋的口径已经确定，则须要将苹果进行分

19、类，这样才能将传功功能接着进行6。各个机构须要进行多次的校核必需达到能够完成目标动作的等级。 图 2.1 整体三维图2.3 苹果装袋机功能分析 苹果装袋机的设计具有能够精确运行完成预设的工作目标，占用空间本科论文小，产生的噪声低，简洁易懂，操作便利节约劳动力。但是也会有一些因素比如不确定因素，人为因素等。要考虑好机器本身的优缺点来优化机器，将功能高效化，成本化，节约化。并且当被人为因素或者是非人为因素或者自然因素所导致的失效，应当能够简洁有效修理，保养简单。表 2.1 功能分析1 功能 主功能：对苹果进行量取、装袋、封袋、切断袋 2 适 应 性 供送对象：苹果 3 性能 动力：电压 220V；

20、外形尺寸：680×480×1700mm 工作环境：室内 4 生产实力 能够精确执行各机构运动以及完成苹果的包装。整机占用空间小，噪声低 5 可 靠 度 整机牢靠度 98%，可以修理 6 运用寿命 15 年 7 经济成本 10000 元 8 人机工程 操作便利，节约劳动力，包装效率高 2.4 苹果装袋机的零件装配 苹果装袋机虽然有着很多的结构特点，但是本设计涉及到机械传动和电机传动。优点是一旦零件固定好了位置就可以干脆装上其他的零件。不须要任何其他的困难工作。不仅能够完成很多困难的动作而且还可以快速高效的完成。不仅能够节约预算还可以提高效率。2.5 苹果装袋机功能结构 过

21、斗是苹果装袋机中的一个特别过程，并且是一个很重要的过程。他是将苹果送到运输带位置的装置2。一旦损坏便不能接着工作。而且这个过程还须要人工手动操作，一旦机器操作便有可能出现苹果损坏的问题。所以设计过程必需完备使人工操作更为简洁一些。这里来说明一下是如何工作的，当苹果落下来的时候须要从过斗装置上精确的通过传动带的纵向到达包装位置，一旦传动带的张紧度不够变出现传动带松弛问题进而不能接着工作，严峻的话可能会将苹果卷入带的低部，会将苹果损坏进而损坏的苹果粘在传动带和其他的零部件上，通过空气氧化和其他途径会使得内部零件发生生锈问题。并且减速器也是一大难题，要正确计算减速器的数据，假如减速器的速度一旦过大会

22、使得苹果损坏，不断地冲击最终会使机本科论文器出现故障，而且在包装之前还要实行缓冲装置，比如海绵等软性物质。但是速度也不能过小，一旦速度过小苹果并没有足够大的动能到达指定位置进而接着加工包装，反而不断积累在传动带上会使得传动带的负载越来越大，有可能会发生断裂的危急。也会使得在包装过程中无法充分识别苹果的个数造成两个或者三个苹果一起包装的问题。还有要将电动机、传动带、减速器要有个合理的位置和角度，要保证苹果能够精确落入包装口处。要留意包装的速度和苹果进给的速度，假如一个苹果刚包装完毕下一个苹果才进入传动带，这样的话会使得效率大打折扣，所以要计算好时间和传感器的数据要充分利用好时间节约资源，速度过慢

23、奢侈了时间精力，速度过快还会产生事故。当果农将苹果导入过斗内，经过运输就可以经过传动带运输到水平位置，有一个重要环节就是封装，当水果从传动带出来的时候就是最终的包装过程。3表 2.2 功能结构表2.6 苹果装袋机功能求解表 2.3 功能求解表分功能 功能解 分功能方案 供送包装膜 辊子牵引 供送物料 自身重力 切断 杆机构 为送膜供应动力 电动机 为转盘供应动力 电动机 为切断供应动力 电动机 爱护限制 带传动 急停限制 急停按钮 人机交互 手动操作本科论文A 动力源 电动机 B 输送 人工 C 展包装膜 展平辊D 运输苹果 大口径弯管2.7 本章小结本章具体介绍了产品的工作原理以及工艺分析，

24、功能分析，使这一模块的设计清楚明白，为其他模块打好基础。 3 传动系统的计算 3.1 电机的选择 3.1.1 选择电动机类型 对于包装及日常生活中的物品都不会太大所以不必选择功率很高的电 机，再选则电机之后还要留意电机的防护和保养修理，难免电机高速转动会产生大量的灰尘聚集的现象要刚好的清理灰尘，避开灰尘落入电机中大本科论文量积累。所以依据计算电路元件的电流得出结论应选用 Y 系列的 Y80M1-2三相异步电动机12。3.1.2 电动机参数 Y 系列的三项异步电动机的功率选取：0.75KW； YS 系列的三项异步电动机的电流选取：1.8A； YS 系列的三项异步电动机的转速选取转速：2830r/

25、min； YS 系列的三项异步电动机的电压选取：220V； YS 系列的三项异步电动机的频率选取：50Hz；图 3.1YS5014 系列电机3.2 传送带的选择 传送带是用来运输物体的，通常结构材料由软，无毒的物质作为材料。现在的传送带一般都是有平布所构成的，它为各种行业供应自己的作用，比如军工，机械，医疗，汽车，服装，生活用品等，很多行业都可以见到它的身影，尤其是快递，工厂的流水线当中更能简单地捕获到它。材料部件为不锈钢材料这样能够保证足够的寿命足够适合本设计的设计需求和保证13。本科论文 图 3.2 传动带 3.3 带传动的设计与计算 由机械设计书中查得这个带轮传动比 25 . 1 = i

26、 ，小带轮直径 mm 90 d 1 = ，小带轮转速 min / r 1400 n 1 = 13 （1）确定带传动的计算功率cap在机在机械手册中查表查到了其工作系数：1 . 1 k =a， 290cd= P可以的出来的功率为 w p kcd a319 290 1 . 1 p c = = =a （3-1）（2）由所得数据选取供瓶机构 V 带的带型号 依据cap 和1n 的值在图书馆中查的带型为：A 型一般 V 带 （3）最终验算供瓶中 V 带的速度 s m V 60 . 61000 601400 901000 60n d1 1= =p p（3-2）因为 s m s m s m 25 60 .

27、6 5 ，故带速是适合的。（4）计算供瓶机构从动轮的基准直径： mm 5 . 112 90 25 . 1 d d1 2= = =i（3-3） 取整为 115mm （5）计算传动机构 V 带的基准长度和传动中心距 由机械设计这本书中的公式 （3-4） 初步把传动机构中 V 带中心距定为 mm 200 = a计算传动机构中带的基准长度：mm 63 . 722 mm 200 4) 90 115 () 115 90 (2200 2 2=-+ + + p 依据机械设计书选取的一般 V 带的基准长度从而选带长 800mm d = L022 12 1 04) d d () d d (22apa-+ + +

28、= d L本科论文计算传动机构 V 带实际中心距：mm 239 mm )2722 800200 (2d’d=-+ =-+ =L La a（3-5）（6）计算 V 带的根数由图书馆书籍中查得公式max0Z ZPP C（3-6）07 . 1298 . 0319 . 0= = Z取 Z=1 （7）计算预紧力 2c0) 15 . 2( 500 qvK vzPF + - =aa（3-7）查表得 m kg q 06 . 0 = ， 验算包1a - 120 60ad d1801 21a = 5 . 1721a（8）计算作用在轴上的正压轴力 N zF F P 07 . 6625 . 172sin

29、37 . 33 1 22sin 210= = =a（3-8）所以选择 B 型 V 带，带轮的基准直径：mm 90 d 1 = ；中心距 mm 200 a =V 带根数：1根 3.4 主轴的设计与强度校核本科论文图 3.3 主轴 1、设计轴的尺寸：由公式 30nPA d （3-9）0A 取110 mm 9 . 117508 . 0110 d31= mm 8 . 1475 . 18077 . 0110 d32= ； mm 8 . 164 . 9073 . 0110 d33= ； mm 1 . 195 . 3707 . 0110 d33= 2、校核轴的强度：根据弯扭合成应力校核轴的强度NTF X 7

30、 . 741d21= =a； （3-10） N F FX267 20 tany= =o; （3-11）NFFX789cos= =a（3-12）S X HL F L L F = + ) (2 1 2;（3-13）2 2 1 1L F L FH H= ;N F H 1831= ; N FH6 . 5582= NL LL FFXV66405100 2671 221=+= ;（3-14）NLL PFWV3 . 202200305 66212= =（3-15）本科论文由轴的结构简图及当量弯矩图从而得知截面 A 处当量弯矩最大，所以A 处是轴的危急截面。在进行轴的校核时，只须要校核轴上受到最大当量弯矩的截

31、面的强度。 N L F MV V13 . 20 305 . 0 661 1= = = ; （3-16）N L F MN V82 . 55 305 . 0 1833 1 1= = = （3-17）所以上述数据合成弯矩： m 34 . 59 82 . 55 13 . 202 2 2 = + = = N V M M （3-18）轴传递的转矩： m 178002487 . 74122 = = = N Ft Td（3-19） 取 3 . 0 = a 得：当量弯矩：( ) sasbwT m122-+= ，( ) ( ) m N T M M = + = + = 6 . 59 8 . 17 3 . 0 34

32、. 592222a31 . 0 d W =( ) b 1322c5 . 74 20 1 . 0 17800 3 . 0 59340- = + = s sa 轴强度足够。3.5 其次根轴的设计与强度校核 1、 设计轴的尺寸：由公式 30nPA d 由于轴的材料为45，所以 0A 取 mm 110mm 08 . 143808 . 0110 d31= 2、校核轴的强度：根据弯扭合成应力校核轴的强度 NdTF X 20 . 639 21= =a； N F FX65 . 232 20 tany= =o;NFFX680cos= =a本科论文S X HL F L L F = + ) (2 1 2; 2 2

33、1 1L F L FH H= ;N F H 1971= ; N FH. 6132=NL LL FFXV78 . 157405100 6391 221=+= ;NLL FFWV23 . 481100305 78 . 157212= =由轴的结构简图及当量弯矩图从而得知截面 A 处当量弯矩最大，所以A 处是轴的危急截面。在进行轴的校核时，只须要校核轴上受到最大当量弯矩的截面的强度。m 96 . 194 305 . 0 20 . 6391 1 = = = N L F MV V;m 35 . 39 215 . 0 1833 1 1 = = = N L F MN V 合成弯矩：m 89 . 198 35

34、 . 39 96 . 1942 2 22 = + = = N V M M MH轴传递的转矩：mm 84 . 5779208 . 148212d 1 = = = N Ft T 取 3 . 0 = a 得：当量弯矩：( ) b 122-+= saswT m， ( ) ( ) m N T M M = + = + = 90 . 198 06 . 0 3 . 0 89 . 1982222a31 . 0 d W = ， ( ) b 13221 . 97 20 1 . 0 6000 3 . 0 198900- = + = ss ca 轴的强度满意设计要求 3.6 滚动轴承的选择和寿命验算 由于转速低、有较小轴向力，故选用圆锥滚子轴承，查得 30206 轴承：KN C 5 . 23 =KN C 5 . 170=合成支反力： R 12121 V HR R + = N 7 . 460 9 . 416 ) 1 . 196 (2 2