手持式花椒采摘機設計【含CAD圖紙】

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煙臺大學文經(jīng)學院本科生畢業(yè)設計作品及畢業(yè)設計 原創(chuàng)性聲明和答辯申請 學生姓名： 李爽 學號： 201604501153 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 申剛（副教授） 論文（設計）題目： 手持式花椒采摘機設計 本人鄭重聲明： 所呈交的畢業(yè)設計是本人在導師的指導下，獨立工作取得的成果，所涉及到的其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果均已經(jīng)在設計中注明引用。對我提供指導的教師和與我共同工作的同學已在設計中作了說明并表示謝意。 供驗收的畢業(yè)設計作品符合下面第 1 的情形： 1、完全獨立完成，所使用的平臺、工具及資源（包括商業(yè)的和開源的）均已經(jīng)在論文（設計）中說明； 2、與他人合作完成，或者是作為 中的一部分，與團隊成員共同完成，本人負責的部分是 ； 3、在他人工作（來源： ）的基礎上，本人作了擴充，擴充的部分是 ； 4、在他人工作（來源： ）的基礎上，本人對其中的部分工作進行了改寫，改寫的部分是 ； 5、其他 。 本人完全清楚學院及本系針對學術不端行為處理的有關規(guī)定，并對以上聲明負完全的責任。 鑒于本人認真完成了畢業(yè)論文（設計）的各個環(huán)節(jié)，以此為基礎撰寫了畢業(yè)論文（設計），并如實地對作品的原創(chuàng)性進行了聲明，特提出畢業(yè)答辯申請，請予以批準。 學生： 李爽 （簽名） 2020 年 5 月 30 日 煙臺大學文經(jīng)學院 畢業(yè)設計開題報告 學生姓名： 李爽 學 號： 201604501153 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 設計題目： 手持式花椒采摘機 指導教師： 申剛 （副教授） 2019 年3 月12日 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 1．本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 本課題的研究意義： 手持式花椒采摘機是用來幫助椒農(nóng)進行采摘工作。花椒原產(chǎn)我國，它主要種植在丘陵、山坡、岸邊和地頭，花椒產(chǎn)業(yè)已成為特殊區(qū)域農(nóng)民致富新的經(jīng)濟增長點?；ń肥俏覀兩铒嬍持幸环N幾乎必不可少的調(diào)味料?；ń愤€可以做中藥治療各種病癥，但是，花椒的采摘并不簡單，并且莖干和枝上都生有短刺。椒農(nóng)在采摘中被刺傷流血甚至過敏都是常見的現(xiàn)象。 主要作用：用機器代替人工手動采摘花椒，從而避免采摘花椒過程中可能帶來的刺傷、過敏等對人人體的傷害。 機器的價值：花椒采摘機可以有效地提高花椒采摘的效率，降低高額的雇傭資金。并且具有安全不傷手、便于攜帶的優(yōu)點。提高經(jīng)濟的發(fā)展。 發(fā)展趨勢：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，自動化漸漸代替手工已經(jīng)成為國際趨勢，手工采摘的方是目前國內(nèi)外最主要的采集方法,手工采摘的采收速度慢工作效率低，費工,工作的時間長，如果不能及時采摘，果實很容易成熟掉落，造成經(jīng)濟上的損失。 5 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 2．本課題的基本內(nèi)容，預計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 基本內(nèi)容： 1.機構(gòu)的設計 2.傳動比的計算 3.電機的選擇 4.考慮電機的重量 5.能源的選擇 6.工作的效率 7.對花椒采摘機進行二維或三維建模。 可能遇到的困難： 1. 花椒因樹枝伸展長、帶刺以及果實小而致使采摘十分困難。同時，花椒的收獲要求不傷葉、不傷芽、不傷枝。對椒樹花芽、花葉的損傷 ， 以免影響椒樹來年的產(chǎn)量。 2. 機構(gòu)間的運動形式的轉(zhuǎn)化，比如，如何將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為刀具的移動。 3.機器體型要便于攜帶。并且噪音小。 解決問題的方法和措施： 通過查閱關于花椒采摘機器論文、期刊，合理的利用現(xiàn)有的設計進行優(yōu)化性，突破性設計。 積極與老師進行密切的交流，及時更近自己的不足之處。 密切與同學交流自己在設計中的問題，互相解決。 3．本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析 研究手段（途徑）： 1.通過學習《機械原理》與《機械設計》分析不同機構(gòu)的選擇可能帶來的優(yōu)缺點。 2.對市面上現(xiàn)有的采摘器械進行合理的采納。 3.進行二維或三維建模進行仿真。 4.給出圖紙。 可行性分析： 1.在大學的學習中，已經(jīng)有了對機械的課程有所學習能力與知識的儲備。比如《機械設計》《機械原理》《solidworks》《cad》《機械制造工藝基礎》等等。 2.可以向身邊參加過機械設計大賽取得名次的請教。 3.可以向大學老師請教在射進中遇到的困難。 所以，對花椒采摘機的設計是一個可以辦得到并且走的通的設計。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 指導教師意見： （對本課題的深度、廣度及工作量的意見） 論文選題與專業(yè)結(jié)合緊密，選題的范圍比較適中，該選題的研究具有一定的實踐指導意義。開題報告中研究的基本內(nèi)容、研究的主要問題、研究的方向明確；研究的方法及措施可行；研究工作的步驟、進度安排合理。 同意開題。 指導教師： 2020年 3 月 14 日 教研室審查意見： 同意開題 教研室負責人： 2020年 3 月 15 日 分類號 編號 煙臺大學文經(jīng)學院 畢 業(yè) 設 計 手持式花椒采摘機設計 Design of machinery to pick Chinese prickly ash in hand 申請學位： 工學學士 系 別： 機電工程系 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 班 級： 文機1601-1 姓 名： 李爽 學 號： 201604501153 指導老師： 申剛（副教授） 2020年5月30日 煙臺大學文經(jīng)學院 手持式花椒采摘機設計 姓名：李爽 導師：申剛 2020年5月30日 煙臺大學文經(jīng)學院 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計任務書 系（部）：機電工程系 姓名 李爽 學號 201604501153 畢業(yè) 屆別 2020 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目 手持式花椒采摘機 指導教師 申剛 學歷 研究生 職稱 副教授 所學專業(yè) 導彈地面設備 1、具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)： 主要內(nèi)容： 1、主要技術指標:總重量2kg之內(nèi)，連續(xù)工作時間12h； 2、結(jié)合任務要求確定動力元件，并進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計， 3.要求有裝配圖和主要零件的零件圖紙; 4.最后進行答辯。 2、主要參考資料 《理論力學》哈爾濱工業(yè)大學第八版、《機械制造工藝基礎》第二版周世權、《機械設計》第一版許立忠、《機械原理》第二版安子軍等。 3、進度安排 1、完成開題報告;2、掌握結(jié)構(gòu)特點，工作過程中的性以及常用的設計原則和方法。完成論文書寫，準備答辯。 指導教師（簽字）： 2020年 1月 10日 系（部）意見： 同意 系主任（簽字）： 2020年 1 月 11 日 備注： [摘 要] 手持式花椒采摘機是幫助農(nóng)民完成高效率的采集花椒和保護農(nóng)民安全的機械。它可以解決由人工采摘帶來的高勞動成本，花椒收獲效率低的問題。該設備采用擺動搖桿機構(gòu)帶動刀具完成剪切動作，具有收集裝置和機器伸縮桿裝置，實現(xiàn)了對剪切枝干，花椒的收集和裝備的伸長與縮短功能。足夠應對各種工作環(huán)境，方便農(nóng)民采摘不同高度，朝著不同方向生長的的花椒。其次，手持式花椒采摘機屬于小型機械，具有操作簡便，機構(gòu)緊湊經(jīng)濟性好。能夠帶入各種復雜的地理環(huán)境中，適用于不同品種的花椒采摘。 [關鍵詞] 手持式；花椒采摘機； Abstract：Machinery to pick Chinese prickly ash in hand is a machine that help farmers to improve work efficiency and protect farmers' safety.It can solve the problems of high labor cost and low harvest efficiency caused by manual picking.First,Considering the actual working environment and job demand of farmers, a hand held Chinese prickly ash picking machine was designed here.This equipment uses the oscillating guide-bar mechanism to drive the cutting tool to complete the shearing work, and has the collection device and the device of the telescopic rod, which is extremely convenient to operate and has a compact mechanism with good economy.Sufficient to cope with a variety of working environments, it is convenient for farmers to pick peppercorns of different heights and growing in different directions.Secondly, Machinery to pick Chinese prickly ash in hand is a small machine with simple operation and good economy. Can be brought into a variety of complex geographical environment, suitable for different varieties of Chinese prickly ash picking . Key words：Portable;Chinese prickly ash picking machine; 目 錄 第一章 緒論 1 1.1. 課題背景及意義 1 1.2. 課題的主要工作 1 第二章 手持式花椒采摘機總體方案 2 2.1. 課題的主要工作 2 2.2. 工作需求及結(jié)構(gòu)參數(shù) 2 2.3. 手持式花椒采摘機總體方案 2 2.4. 設備的主要裝置及工作原理 3 2.5. 設計的主要內(nèi)容 3 第三章 剪切機構(gòu)的原理及設計 5 3.1. 剪切結(jié)構(gòu)原理 5 3.2. 剪切機構(gòu)的刀具設計 5 3.3. 刀具間隙補償機構(gòu)的設計 5 第四章 動力傳輸機構(gòu)的原理及設計 6 4.1. 擺動導桿機構(gòu)的基本要求 6 4.2. 動力傳輸機構(gòu)原理 6 4.3. 極位夾角的的取值范圍 6 4.4. 各桿長度的確定原則 8 第五章 伸縮結(jié)構(gòu)裝置的原理及設計 10 5.1. 伸縮結(jié)構(gòu)的基本要求 10 5.2. 伸縮機構(gòu)的原理 10 第六章 設計收集裝置 12 第七章 螺紋及螺母計算和校核 13 7.1. 螺母的參數(shù)的計算 13 7.2. 螺紋牙強度的計算 13 7.3. 螺母強度的計算 14 第八章 標準零件的選擇 15 8.1. 機器整體的材料選擇 15 8.2. 電動機的選擇 15 結(jié)論 17 參考文獻 18 致謝 19 2 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計 第1章 緒論 1.1. 課題背景及意義 在花椒收獲的季節(jié)的用雙手進行采摘花椒仍是我國采摘花椒的主要方式。這種方式非常耗費人力和時間，但是如今的社會已經(jīng)不同往日，伴隨著社會科學技術的進步，機器取代勞動力已經(jīng)是時代的潮流，花椒果實的人工采摘過程是農(nóng)民用手指甲對花椒穗處進行剪切，長時間的采摘極易在手指甲處產(chǎn)生疼痛，并且花椒樹的樹枝和樹身生長有濃密的尖刺，農(nóng)民在采摘過程中還要保證果實的完整性，影響了采摘的速度，這極大的提高了采摘的難度，使農(nóng)民無法快速完成采摘的動作，導致工作效率極低。雖然農(nóng)民用雙手采摘在一定程度上提高了對花椒樹枝葉的保護，并它們提高了采摘果實的質(zhì)量。如果面臨大規(guī)模的采摘花椒時，單單僅靠人工徒手采摘可能無法滿足要求實際的需求。目前我國所擁有的大型的采摘機器的購買要花費大量的財力，由于花椒生長的地形復雜大型機器無法使用，故沒有在全國普及開來，僅僅能專門的地形中使用。為了解決我國缺少輕便，轉(zhuǎn)移方便的設備，因此特別設計手持式花椒采摘機解決上述的問題。 手持式花椒采摘機的設計主要解決了由于花椒樹枝存在密集的尖刺和小果實長而造成的采摘困難既不損害葉子，芽或枝條，又要及時對果實收集的問題。為了以花椒為主要農(nóng)作物的農(nóng)民，提供了方便的機器，促進椒農(nóng)的經(jīng)濟增長， 1.2. 課題的主要工作 本該設計完成了對機器核心傳動機構(gòu)的設計，采用最優(yōu)的尺寸設計方案，完善了對采摘花椒產(chǎn)品無污染的設計，使符合國家的食品衛(wèi)生標準。具有優(yōu)異的耐磨性和超長的機器壽命。手持式花椒采摘機使用過程方便、尺寸小巧，實現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)場的實際需要進行調(diào)整，輕松的對各種位置花椒進行采摘并可以進入各種復雜的環(huán)境的設計。 第2章 手持式花椒采摘機總體方案 2.1. 課題的主要工作 手持式花椒采摘機設計的主要工作如下： （1） 手持式花椒采摘機整體尺寸不應該太大，機器的材質(zhì)要輕盈： （2）手持式花椒采摘機需要有適當大小的動力驅(qū)動和工作部位(刀具)的剪切力； （3）手持式花椒采摘機刀具的擺動應該有一定的角度； （4）手持式花椒采摘機結(jié)構(gòu)設計過程中應當考慮適應惡劣環(huán)境與操作簡單的要求。 （5）手持式剪切花椒應當具有一定的位置精度； 2.2. 工作需求及結(jié)構(gòu)參數(shù) 下面本文對手持式花椒采摘機由基本工作條件產(chǎn)生的基本設計參數(shù)如下： （1）手持式花椒采摘機用兩個刀片交錯嚙合實現(xiàn)對果實的采摘； （2）剪切粗細即刀口的張口為1-5毫米，，剪切的速度為㎜/次。 由上述實際工作條件決定的設計要求，本文對手持式花椒采摘機進行了總體的設計。 2.3. 手持式花椒采摘機總體方案 本文以花椒采摘機的傳動原理和刀具的設計主要的研究對象，并分析目前已有的花椒采摘機與本人大學期間的知識的學習實現(xiàn)了對手持式花椒采摘機的設計。具體內(nèi)容如下: 手持式花椒采摘機的總體方案如下。其中包括：剪切機構(gòu)、動力傳遞機構(gòu)（擺動導桿機構(gòu)）、花椒收集裝置和伸縮桿加長裝置。設備的核心通過剪切機構(gòu)對花椒穗進行剪切，且不能對樹干造成過大傷害。比如：不過分損傷枝葉、不傷花椒芽、農(nóng)民操作要簡單、設備要輕便小巧。還要并且對已經(jīng)采摘下來的花椒進行收集?？傮w的設計如圖2-1。 圖2-1機器總體方案 1- 上刀片；2-固定下刀片；3-導桿；4-轉(zhuǎn)盤；5-伸長機構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸；6-伸長臂；7-手柄；8-剪切機構(gòu)固定支架；9-直流電動機；10-電源； 2.4. 設備的主要裝置及工作原理 花椒采摘器工作原理是動力源9-直流電動機，帶動4-轉(zhuǎn)盤與3-導桿形成移動副繞著固定端做來回擺動，同時3-導桿的左端連接著1-上刀片。上刀片與2-固定下刀片左右錯動對花椒果實采摘處進行剪切。此時刀具錯動產(chǎn)生的剪切力將花椒與樹枝分離。花椒因為重力而掉落，最后落在花椒采摘器上的花椒倒入收集裝置；從而完成一個花椒收獲。收集裝置需要提前固定在花椒樹干下方。 在其后部有5、6、7形成旋轉(zhuǎn)伸縮機構(gòu)，目的是實現(xiàn)對不同高度和不同方位花椒的采摘， 實際操作過程：農(nóng)民工人操作時，首先按照工作需求用機器長短進行調(diào)整。然后只需啟動開關后通過手持機器瞄準果實需要剪切的部位做進給運動，即可完成采摘工作。掉落的果實通過收集裝置對果實進行收集。完成整個采集過程。 2.5. 設計的主要內(nèi)容 接下來對動力、機構(gòu)原理、刀具設計、伸縮裝置、收集裝置詳細說明。 第二章:通過查閱相關資料和所學知識積累，了解了目前花椒采摘機中采摘機構(gòu)與收集系統(tǒng)的相關方法和方向。 第三章第四章第五章第六章：查閱機械原理的書籍，設計花椒采摘機結(jié)構(gòu)及工作原理。對機器的主要機構(gòu)進行設計和對機構(gòu)進行校核。為了加長農(nóng)民有效的的工作半徑而對伸長機構(gòu)進行的設計和校核。 第七章：對比一般螺母螺紋的校核步驟進行計算。 第八章：查詢書籍完成對材料與電機的選擇。  第3章 剪切機構(gòu)的原理及設計 3.1. 剪切結(jié)構(gòu)原理 剪切結(jié)構(gòu)的原理:通過上刀片與固定下刀片相互錯動產(chǎn)生的剪切力對花椒枝干進行剪切。如圖3-1。 圖3-剪切機構(gòu)示意圖 3.2. 剪切機構(gòu)的刀具設計 剪切機構(gòu)的刀具由固定下刀片和上刀片組成，下刀片是一個固定在固定支架上，切割上鋸是一個擺動刀具。通過兩個刀具的相互錯動達到切割的作用。 刀具的尺寸與形狀由實際的工作要求有關：一般花椒樹枝的直徑在1-5㎜之間，為了保證可以將花椒的樹枝完全放入刀口中，所以將刀齒間的距離定為為5㎜左右，刀具切割部位的長度定為20㎜，寬度定為20㎜。 3.3. 刀具間隙補償機構(gòu)的設計 兩個刀具之間相互錯動摩擦是不可避免的，如果刀具之間的間隙很小，劇烈的摩擦將會加速刀頭磨損，還會在采摘過程中產(chǎn)生熱量，降低刀具的塑性，影響機器的壽命。間隙過大時會影響剪切，造成無法剪斷的現(xiàn)象，影響效率。所以需要補償它們之間的間隙。 刀具間隙補償機構(gòu)的原理是通過螺紋可以使用螺栓與螺母通過旋緊的方式，完成對刀具的壓緊，實現(xiàn)對間隙進行補償。 第4章 動力傳輸機構(gòu)的原理及設計 4.1. 擺動導桿機構(gòu)的基本要求 在進行擺動導桿機構(gòu)設計時，我們不僅僅要保證從動件（刀具）能夠滿足實際的采摘功能工作的需要，還要保證擺動導桿機構(gòu)要有良好的工作穩(wěn)定性和良好的工作效率。因此，本節(jié)核心討論有關擺動導桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)的尺寸選取的最優(yōu)化，選用最為合理尺寸進一步提高機械效率而設計的基本參數(shù)的理論依據(jù)。 4.2. 動力傳輸機構(gòu)原理 本整個手持式花椒采摘機的設計中最為核心的工作就是將如何把直流電動機的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為機構(gòu)的連續(xù)移動或擺動問題。經(jīng)過《機械原理》課本知識的查詢與市面上流通的商品的研究，最終確定了采用擺動導桿機構(gòu)。此機構(gòu)具有優(yōu)良的特殊性質(zhì)。機構(gòu)傳動就越有保障。傳動角始終為90度，機器的工作性能良好。如圖4-1 圖4-1 擺動搖桿機構(gòu)原理圖 對擺動導桿機構(gòu)的運動參數(shù)的選擇，對于能否發(fā)揮機構(gòu)的特點，提高機構(gòu)的工作效率，對設備的設計極其重要。 4.3. 極位夾角的的取值范圍 下面介紹了急回特性行程比系數(shù)對擺動導桿機構(gòu)效率的影響。以此來選取最佳的機構(gòu)尺寸。 圖4-2為機構(gòu)的簡化原理圖 圖4-2 擺動導桿機構(gòu)原理圖 設、、分別表示AD、AC、擺桿CB的長度。B長度為刀頭擺動的距離,A為電機的輸出端，AC機構(gòu)的曲柄完成定軸轉(zhuǎn)動，∠CDC為極位夾角θ。在運行電動機后，直流電機曲帶動AC做主動件世家驅(qū)動力給滑塊C,使滑塊在導桿中不斷的移動,帶動導桿繞著定點D不斷擺動，導桿BC另一端B處安裝刀頭，刀頭做往復運動,于固定的下刀齒滑動完成剪切的工作，要求擺桿速度穩(wěn)定，選用合適的機構(gòu)尺寸將能夠充分利用機構(gòu)自帶的急回特性,大大的提高工作效率。 根據(jù)定義,急回特性的行程速比系數(shù)的公式為 （4-1） 其中θ為極位置夾角，K為急回特性的行程速比系數(shù) 公式為； （4-2） 式中---------極位置夾角，l為桿長。 由式(4-1)、式(4-2)可知，式子中K值越大，機構(gòu)的急回特性越明顯。 并且極位夾角K值在K值隨的增大而增大,隨減小而減小。 他們的關系近似成正比的關系,說明AC的越長，急回運動特性越突出，即工作的效率也就相應的提高了。它們之間的關系如圖4-3所示。 圖4-3曲柄長度與形成比系數(shù)關系 經(jīng)過推導公式，滑塊在左右晃動時的速度不均勻系數(shù)公式為 （4-3） 其中θ為極位夾角 因此，根據(jù)式(4-3)可以得到速度不均勻系數(shù)與極位夾角的關系,如圖4-4所示。 圖4-4極為夾角與運動不均勻系數(shù)的關系 所以最佳的極位夾角試取在這里，由于擺動范圍不太大，所以取 4.4. 各桿長度的確定原則 根據(jù)機構(gòu)的曲柄存在的條件及滿足擺動導桿機構(gòu)的桿長條件,需要滿足 即形成搖桿機構(gòu)條件。 且.),但是一般用公式: ( (4-4) 比較合理。 根據(jù)前述θ=30°，由直角三角形可以算出ED與DB的距離。如圖4-5 圖4-5桿件構(gòu)成的直角三角形 ㎜，㎜ 由上式可得,成正比關系。 為了保護人的手與花椒樹枝之間保持一定的距離 暫定CA=130㎜. 同理可求出曲柄AC的長度㎜ 第5章 伸縮結(jié)構(gòu)裝置的原理及設計 5.1. 伸縮結(jié)構(gòu)的基本要求 （1）功能要求 伸縮臂的操作方式要簡單，能夠保證一定的的位置精度。 （2）使用壽命的要求 產(chǎn)品的壽命是指由于正常的磨損（例如摩擦和磨損）而導致連續(xù)工作時間降低了產(chǎn)品性能（在允許的范圍內(nèi)）并且不需要大修。 因為很難將每個組件設計成具有相同的壽命，因此對于比較容易磨損的部件的設計應該便于制造和易于更換。 （3）經(jīng)濟性要求 要求主要有兩點：工藝過程的經(jīng)濟性，實際工作的經(jīng)濟性。設計要盡量減小制造精度和安裝精度還有尺寸精度，使經(jīng)濟性上升。 下面是由實際工作確定的伸縮臂的基本參數(shù)： （1）整體長度變化范圍為：20-100mm； （2）完成整個長度變化的時間為：5-10S； （3）位置精度：要有保證保證位置精度的機構(gòu)，且產(chǎn)生的位置誤差要不大于3mm； 5.2. 伸縮機構(gòu)的原理 伸縮機構(gòu)的方案是采用導軌的設計方法，將手柄插入到伸縮桿中，通過螺母螺栓進行位置固定。有需要時可以拔出來。實現(xiàn)機構(gòu)的伸縮。 設計伸縮機構(gòu)的目的是為了解決受樹的高度的限制和花椒果實生長方向朝向四面八方的限制，工人夠不到果實無法按完成采摘這一情況而設計。具體裝置如圖5-1 圖5-1伸縮桿機構(gòu)簡圖 圖中1為旋轉(zhuǎn)支架 2為伸縮桿 3為手柄 在工作時農(nóng)民工人只需要松開螺母，抽動手柄拉伸到滿意位置，旋緊螺母即可。 下圖是伸縮機構(gòu)的極限位置狀態(tài)，如圖5-2 圖5-2機構(gòu)處于最長與最短位置圖 將手柄的長度定為120 寬度為140㎜，每隔20㎜打一個孔。 第6章 設計收集裝置 花椒采摘下來顆粒較小，掉落在地上將很難全部回收，根據(jù)花椒樹枝干，設計網(wǎng)狀兜，將收集網(wǎng)包圍在花椒樹枝下，剪落得花椒將落入網(wǎng)內(nèi)，通過收集器收集。如圖6-1 圖6-1收集裝置 第7章 螺紋及螺母計算和校核 7.1. 螺母的參數(shù)的計算 首先下文對與螺母外徑為： （7-1） 已知，所以 ，取㎜ 螺母凸緣外徑D4為 （7-2） 將D帶入（7-2），所以 ㎜， 取mm ，所以為㎜ 7.2. 螺紋牙強度的計算 選取螺母的材料為青銅。強度的校核是對比較脆弱的零件進行計算，其中螺母的材料較差，故對螺紋牙強度的校核。 式中--------梯形螺紋的螺紋牙根部寬度 式中--------為青銅螺母的許用切應力 對于螺母的剪切強度可以按下式確定： （7-3） 由于機器受力不大，定，，內(nèi)螺紋大徑D=24.5mm， 將上式代入得： ， 故設計合理。 7.3. 螺母強度的計算 對于使用青銅作螺母材料，一般取，取 式中--------許用拉伸應力 首先我們要對螺母外徑進行校核和強度的計算 （7-4） 利用上式已知的條件進行計算 其中取㎜比較合理。 下面將對材料的許用擠壓應力進行計算 根據(jù)手冊 （7-5） 式中為----------螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強度 把F=1000,D=62㎜,D條件代入，得 所以滿足條件。 第8章 標準零件的選擇 8.1. 機器整體的材料選擇 對于機器外殼來說，考慮手持式機器的要求要保證重量輕盈，這樣農(nóng)民工人勞動強度會大大降低，采故用pvc高分子材料制作外表面，具有良好的塑性。刀刀頭部位采用不銹鋼304制作，原因是有較強的抗氧化能力。采摘后在果實之上不會殘留刀具廢屑對人體產(chǎn)生傷害，并且承載能力強，可以抵抗較大的載荷。有一定的剛度, 擺動導桿采用45#鋼，由于轉(zhuǎn)動受到較大的扭力。伸縮機構(gòu)同外殼一樣采用pvc高分子材料，來降低勞動強度。收集裝置材料的選擇需要具有經(jīng)濟性安全性，所以采用可使用級別尼倫材質(zhì)作為收集裝置。 8.2. 電動機的選擇 手持式花椒采摘機的動力原件選擇為直流電電機帶動機構(gòu)，實際需求：負載相對穩(wěn)定、連續(xù)轉(zhuǎn)動不改變方向，野外工作，粉塵多有多種枝葉等雜物，另外擺動導桿的轉(zhuǎn)速度不能太高，兩刀具交錯速度太快，會使花椒果實剪切部位不能送到道口，出現(xiàn)剪不斷的現(xiàn)象。另外快速摩擦產(chǎn)生的熱量使得刀鋸變?yōu)榧t熱狀態(tài)，塑性降低，如果更進一步刀具受熱量增高會發(fā)生退火，使刀具失去其鋒利的特性，使工作過程變難，工作效率變低。在這里電動機選用。 作為動力源，為了確保能使機構(gòu)的功率和速度，以保證順利完成花椒的剪切。 通過計算傳動比還有功率，來實現(xiàn)直流電機的選取。由課本和查閱相關電動機的選擇，大致選取參數(shù)如表8-1。 表8-1 脫殼輥相關參數(shù) 項目 代號 參數(shù)值 擺動導桿直徑 dk 60mm 擺動導桿轉(zhuǎn)速 nk 3000r/min 刀鋸最大間隙 lj 10mm N=＝75W 式中G-------花椒采摘機的采摘能力，。 W--------將花椒采摘下所用能量，其值與刀片往復次數(shù)有關，并且d與w成反比，當㎜，取。 ------傳動效率，選定 表7-2 主電機參數(shù) 型號 額定功率/kW 轉(zhuǎn)速/( r/min) 電流/ A 效率/ % 功率因數(shù) cosφ 775 0.075 3000 12 84 0.73 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流額定電流 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動量GD2 / N?m2 重量/kg 2.0 2.0 6.0 0.753 118 所以根據(jù)，通過課本查詢，最終選用775，如圖8-1 圖8-1 直流電機 結(jié)論 這一學期的畢業(yè)設計馬上就要結(jié)束了，這次的設計不僅讓我對原先已經(jīng)學習的只是進行了很好的復習，還學到了許多新的知識。通過查閱書籍等相關資料，使我對手持式花椒采摘機的設計有了更多的了解。 在本次設計中主要是對傳動機構(gòu)進行的設計，順利完成了手持式花椒采摘機采摘工作的設計，實現(xiàn)了對果實的采摘和花椒果實的收集還具有重量輕、操作方便等優(yōu)勢。同時也對機構(gòu)的主要零件做了繪制，使論文的表達的更加清晰。 同樣它也有著一些不可避免地不足之處，比如伸長機構(gòu)顯得太過笨重，由于技術不足，收集裝置也不是太過于智能。雖然就目前而言還存在著一些缺陷，但是我相信在我們不斷地努力下，以后的設計將會變得更加完善。  參考文獻 [1] 劉鴻文.材料力學I，第五版[M]. 北京：高等教育出版社，2011.1: 112-117 [2]大連理工大學工程圖學教研室.機械制圖，第六版[M]. 北京：高等教育出版社，2006.2: 21-23 [3]鄒慧君主編《機械原理課程設計手冊》高等教育出版社1998 [4] 陳秀寧，施高義.機械設計課程設計[M]. 杭州：浙江大學出版社，2012.7: 27-29 [5] 孔凌嘉.簡明.機械設計手冊[M]. 北京：北京理工大學出版社，2008.2: 66-69 [6] 機械設計手冊委員會.機械設計手冊—單行本（連接與緊固）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.3: 28-35 [7]安子軍.機械原理.第二版[M] 國防工業(yè)出版社 致謝 本次畢業(yè)設計過成中遇到了不少的困難和挑戰(zhàn)，感謝申剛老師的細心的教導，申老師在我做畢業(yè)設計的過程中，善于啟發(fā)和誘導。經(jīng)常性的提出精彩設計方案，并且呂老師耐心地回答我的各種問題，教導我如何讓完成畢業(yè)設計。感謝老師，感謝老師對我畢業(yè)設計的細心指導。對于此次畢業(yè)設計過程中存在的問題的解答，也學到了新的知識和方法，感謝老師的指導和付出讓我順利完成畢業(yè)設計。 在這次畢業(yè)設計中我不僅鞏固了以前學過的知識，又學到了一些新的知識。大大的提高了實踐動手能力。讓我對于所學知識的理解更加透徹和深刻并能夠加以運用。 畢業(yè)設計的完成也就意味著大學四年的生活即將結(jié)束，新的未來也即將開啟最后再次感謝老師對我的幫助，也非常感謝那些幫助我的同學，才使我在圓滿順利的完成本次的畢業(yè)設計。 21 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計評審表（指導教師用） 題 目 手持式花椒采摘機 學生姓名 李爽 學號 201604501153 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學專業(yè) 導彈地面設備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 83 評語： 本文選題符合機械類畢業(yè)設計的要求。針對設計任務，該生文獻查閱量較大，分析論證充分，設計圖紙規(guī)范，設計過程完整，設計結(jié)果合理可行，具有較好的參考價值。論文格式規(guī)范，邏輯層次合理，表述流暢。 該生專業(yè)知識扎實，分析問題、解決問題的能力強，較好地完成了設計任務。 同意該同學參加畢業(yè)設計答辯。 指導教師（簽字）： 2020年 5 月 28 日 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計評審表(評閱人用) 題 目 手持式花椒采摘機 學生姓名 李爽 學號 201604501153 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學專業(yè) 導彈地面設備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 88 評語： 該生學習態(tài)度比較端正，完成了畢業(yè)設計任務書規(guī)定的工作量。對所設計的題目有較深入的了解，能夠進行本專業(yè)要求的計算，理論依據(jù)基本正確，很好地掌握了有關基礎理論與專業(yè)知識。能夠利用繪圖軟件進行工程圖紙的設計，視圖布局合理，尺寸標注完整，符合規(guī)范標準。論文論述層次清晰，語言準確，格式準確。符合本科生畢業(yè)設計答辯條件。 同意答辯。 評閱人（簽字）： 2020年 5 月 29 日 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計評審表(評閱人用) 題 目 手持式花椒采摘機 學生姓名 李爽 學號 201604501153 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學專業(yè) 導彈地面設備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 82 評語： 該生論文選題難度適中，符合專業(yè)培養(yǎng)目標，工作量較大，選題具有一定的應用推廣價值，該生具有較好的查閱文獻能力，能全面綜述和分析文獻信息和資料，綜合運用知識解決問題能力較好。論文內(nèi)容較為完整，前后邏輯得當，層次結(jié)構(gòu)安排合理，主要觀點突出。該生論文語言表達流暢，格式符合要求；完全符合本科生畢業(yè)答辯條件，同意答辯。 評閱人（簽字）： 2020年 5 月 29 日 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計評審表（答辯小組用） 題 目 手持式花椒采摘機 學生姓名 李爽 學號 201604501153 指導教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 得分 79 評語： 自述表達思路清楚，突出重點，回答問題正確。答辯時，能夠簡明和正確的闡述設計的主要內(nèi)容，思路清晰，方案基本正確，能準確回答主要問題，有較好的語言表達能力。 圖紙圖面整潔，視圖布局合理，結(jié)構(gòu)表達完整，尺寸標注基本完整，基本符合規(guī)范標準；論文思路清晰，語言簡潔，格式規(guī)范。 答辯委員會（小組）（全體成員簽字）： 2020年 5 月 30 日 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)設計綜合評定成績表 指導教師評分 83 評閱人評分 85 答辯評分 79 綜合評定成績(按4：2：4) 82 答辯委員會負責人（簽字）： 2020年 5 月 30 日 機電工程系2019屆本科畢業(yè)論文(設計) 中期檢查情況統(tǒng)計表（學生用表） 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 檢查時間： 2019年 5 月 5 日 論文題目 手持式花椒采摘機 指導教師 申剛 學生姓名 李爽 班級 機1601-1 學號 201604501153 目 前 已 完 成 的 任 務 了解手持式花椒采摘機的工作要求及設計原理; 確定動力元件，并進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計； 完成畢業(yè)設計初稿； 是否符合任務書要求的進度 √ 是 否 尚 需 完 成 的 任 務 1. 裝配圖和主要零件的零件圖紙; 2. 最后答辯的準備。 能否按期完成任務 √ 能 不能 存 在 的 問 題 及 擬 采 取 的 辦 法 存在的問題 1. 論文的格式及其排版； 2. 對各種機構(gòu)的校核計算； 擬采取的辦法 1. 與同學交流解決的辦法； 2. 查閱課本，了解主要的計算內(nèi)容； 對 指 導 教 師 的 建 議 老師細心地教導學生，對各種問題給予了全面的解答。希望老師可以多一點與學生的交流。 學生（簽名）： 李爽 2019年 5 月 5 日