毕业设计（论文）-草莓采摘机设计说明书.docx

成绩设计说明书题0课程名称机械制造综合实践二级学院专业班级学生姓名学号指导教师设计起止时间：2022年12月5日至2022年12月16H摘要错误!未定义书签.关键词错误!未定义书签.1绪论41.1 课题研究背景41.2 研究现状41.3 研究目的41.4 主要研窕设计内容52草等采摘机整机设计及分析62.1 基本参数设定62.2 整机机构与工作原理分析63关键部件的设计计算与校核123.1 传动系统的设计计尊123.2 啮合齿轮的设计计算123.3 典型轴的设计计算与校核133.4 键的设计144进给系统设计164.1 滚珠丝杠设计164.2 滚珠丝杠的应用J9结论20参考文献21草莓采摘机摘要：目前，国内草病采摘大多用的是人工采摘，费时费力，效率低，成本高，与此同时，草融采摘作业顺址的好坏宜接影响到草赛的储存、加工和销售，可能最终会影响到市场价格和经济效益，面对这种大批最林催采摘，草赛采摘机应运而生，其经济价值不言而喻，草莓果箱机是用伺服电机、滚珠丝杠和传感涔来完成整个动作，实现了以活采摘、精准定位、提高效率等功能,解决了大面积草分收货采摘慢、费时费力.克极/人工采摘劳动强度大、效率低的缺陷.草鞋米舞机中控制系统起着关键性作用，用来实现机械的基本动作，其中用到了履带式行走如件、伺服电机、流珠丝杠传动部件、传感涔定位部件和采翱机械机构，本文介绍的是一种草莓采摘机的传动设计、采嫡机构设计、行走部件设计等整机设计，从整体功能的确定和参数的计算，到根据基本参数确定整机机构的动作原理、采摘机能、控制形式等,最终实现了所福功能的整机草贰采摘机.本文设计的草慈采摘机是一种新型的设计电控精准定位、传动效率高、采摘效果好、行走机构稳定、四组采摘机械手共同采耕、质量好,提高了效率，降低了成本,是-种新型的设计方案，有着广陶的前景。关痴词：草苗果嫡新型效率高降低成本广阔前景1绪论1.1 课题研究背景控制系统被越来越广泛的应用到现实生活中，各类农用自动化机械都会应用到控制系统，控制系统的设计至关重要，其中组成控制系统的局部单元组件如果设计成个集成组件，那么这样就会大大的减少空间，降低成本，同时还会把所有的机械动作进行集中控制，提高了精神度，提高了效率。本文介绍的是一种草怖采摘机的整机机械设计及配套控制传动的设计,由于现在市场上的现有的同质化特别严至，存在效率低、控制不精准等缺点。所以集成控制进一步设计优化显得尤为重要，大大的降低了成本，提高了控制的精准度，提高了整个组件的效率，降低了成本，进一步提升/产品的整体性能.1.2 研究现状近年来，随若计算机技术的不断发展和壮大，越来越多的计算机先进技术被应用到机械上，以解决机械产品的各种何题，研究不断深入，技术不断提升，大批的国内外专家致力丁集成控制及新产品开发的研究，取得一定的成果.其中涉及到的方面主哽有基于CAD施础上集成块软件的开发、实体造型、元件布局设计、控制原理图绘制工程图输出等方面，并且都取得了较好的效果,这些研究成果被应用到现实产品设计中，显著提而r整机设计的效率和质量“虽然取得了一定的研究成果，但是还存在一些问题，应用的普遍性和广泛性决定了其市场的广阔性，现在市场上同侦化特别严重，先进技术性还未普及，大批量的产品还有相当多的问题需要进行研究和解决，特殊领域专业设计还有欠缺，所以长期致力于草莓采摘机的研究显得尤为重要。草莓采摘机已经广泛的应用，但是仍然存在上述所述的一些问题.这些问题还未解决，但是随若智能控制技术、先进的计算机技术不断的深入，在不久的招来一定会变得更加简易化、集成化、标准化、科技化、丰富化，从而更加广泛的被应用到整机设计中去。1.3 研究目的研究一种新型的草鞋采摘机，依据模块化设计理念和仿其技术，对整机进行各个部件进行设计,包括传动设计、控制部分设计、行走部分设计和整体布局的设计。这种设计研究为了实现：（I）系统结构紧凑,安装方便，装配周期短。（2）若系统有变化，改变工况需要增减元件时，组装方便迅速.（3）元件之间实现方便连接。4）整个系统配置灵活，外观整齐，维护保养容易。（5）标准化、通用化和集成化程度高。14主要研究设计内容本文主要是对一种草花采摘机整机的设计研发.主要内容如下：根据任务书,介绍本课题的研究内容的背珏、发展现状以及研窕的主要目的和内容:（2）调研，查阅文献，整理收集资料.明确课题任务，完成开题报告和外文翻译：（3）对草粽采摘机的机构的原理进行分析与模块化划分，收集不同规格参数：设计模块化组合结构：确定原理、参数、计算选型，设计各零部件模型：（4）控制系统的设计、集成的设计、各类零部件的选型设计、组装装理等设计；（5）绘制原理图、装配图、零件图、三维建模、三维装配、二维图等；（6）对整个设计过程进行一个系统的总结：（7）整理设计资料，完善并提交设计成果，准备答辩；2草莓采摘机整机设计及分析1.1 基本参数设定行走履带线速度：0.6-1Qm/s输入功率：P=4.8KW整机质机:200kg工作幅宽：281331.Bmm整体外形：3059X1900X1614(mm)2. 2整机机构与工作原理分析(1)整机二维图2.1整机二世四I-履带组件2-采摘横移滑道组件3-基座组件4-采摘纵移滑道组件5-采摘组件6-采摘伸出组件(2)赘机三维图22卷机三维图(3)整机原理分析整机动作原理：草盖采摘机是由履带组件、采摘横移滑道组件、基座组件、采摘纵移滑道组件、采摘组件、采摘伸出组件和收取装置组成。整机的动力是由设宜在基座中间的两个电机通过一对啮合减速齿轮带动履带组件中的动力驱动轮转动来驱动履带前进和后退的：在基座上面设身横移采摘滑道组件,通过伺服电机、滑道和滚珠丝杠组件共I可组成r横移滑道，起到横移的功能：在横移滑道上设置/纵移滑道组件，这个组件也是通过何服电机、滑道和滚珠丝杠组件共同组成了纵移滑道：采摘伸出组件固定在纵移滑道上的滑块上,然后经过伺服电机、滑道和滚珠丝杠组件共同驱动伸出组件机构运动,从而实现伸出功能：采摘组件是由采摘机械机构和动力源组成，动力源是通过一个电磁推杆推动采摘钳采摘草林：同时在伸出组件的端面设盥一个草鞋识别传感器来识别草花,然后进行精准定位.整个机构相互配合，共同完成草莓采摘机整机动作和功能.图2.3原帝蛆件履带组件I履带组件是行走系统中的最重要的环，其中本文设计的草再采摘机是履带式的行走方式，可以适应任何地块，行走稳定性好，有三组主从动轮组，两组辅从动轮，一个骈动轮和一个履带组成。整个履带组件的动力源是由电机和一对减速齿轮组组成，共同完成行走机构的动作.图2.4基座组件基座组件：基座组件是由基座、行走履带支架焊合张紧梁和若干个回转套组成。主要是为整个机器提供个承敕的平台，为各个职能机构提供支撑，通过把各个职能机构安装到基座上，共同来实现整机的装配，进而完成整机所需采摘动作。IM2.5采摘横移滑道组件采摘横移清道蛆件：采摘横移滑道组件是由导矶、导轨滑动块、伺服电机、滚珠丝杠、横移固定装置等组成.整个组件安装在基座组件上，通过伺服电机控制滚珠丝杠组件以一定速度旋转，从而带动导轨滑动块组在导轨上实现横移的功能，因为采摘涉及到的后续组件都是以采摘横移滑道为承载体的，所以采摘横移滑道组件的移动即是草布采摘机横移移动,从而实现横向精准到达采摘草莓的合适位置，为采摘草莓提供横向定位.图26采摘纵移滑道组件采摘纵移滑道组件，采摘纵移滑道组件是由纵滑道主梁焊合、导轨、导轨滑动块,伺服电机、滚珠丝杠等组成。整个组件安装在采摘横移滑道组件上，通过两个伺服电机控制两对滚珠统杠组件以定速度旋转，从而带动导轨滑动块组在导轨上实现纵移的功能，采摘纵移滑道组件是提供草莓采摘的纵向定位，通过传感器定位到草筵，然后经过控制系统控制伺股电机对纵向方位砸标进行定位，快速精准的定位到草甚采摘的纵向位置，为采摘草寿提供纵向定位。图2.7采摘伸出蛆件采摘伸出组件：采摘伸出组件是由采摘伸出弼焊合、导轨、导轨滑动块、伺服电机、滚珠丝杠等组成。整个组件安装在采摘纵移滑道组件上，通过伺服电机控制滚珠丝杠组件以一定速度旋转，从而带动导矶滑动块组在导矶上实现纵移的功能，采摘伸出组件是提供J'采摘草莓的水平方位的定位，通过传感器定位到草莓，然后经过控制系统控制伺服电机对水平方位坐标进行定位，快速精准的定位到草莓采摘的位置，为采摘草辕提供纵向定位。图2.8果嫡国件采摘的件：采摘组件是由采摘主箱体、夹取钳、推动装置.、草寿识别传感器、导轨、导轨滑动块和电动推杆等组成。整个组件安装在采摘伸出组件上，通过识别器识别草稚,然后采摘组件进行动作。3关键部件的设计计算与校核2.1 传动系统的设计计算电机转速为540rmin,再带减速器，减速比为i=7.7,履带线速度061.0TnA履带线速度V=0.6/«/.«="蟠X*×r30d330ia.r=-=I65nun求得v×300.6x3018.z.n,.=r=35rmm1.M11×r3.141.65×10,0.5181总传动比*,碧所以：54035/7：3. 2P齿合齿轮的设计计算啮合齿轮的减速比i.=2此时选取主动齿轮的齿数Z1.=25。/1-2z1.25从动齿轮的齿数Z2=50输入功率P=4.8kw,电机转速n=540rmin因电机输出转速经过传动轴1:7.7转速直接传递到输入轴带动主幼齿轮转动所以：n540.=70.13r/mmi7.7n1.-主动齿轮转速主动轮转矩TI=第5XK）6XH=6.82×IO5NJnmn1.432,“0tn.=3.768,Z125齿面接触族劳强度计算分度圆直径d忸对其中:系数Ad=82（杳表可得）rt=0.9b“=530N/inn'齿宽系数%=03（查表可得）求得d1.>94.2mm4=rn1.Zi取m=4,d=mZ=5×25=100mm齿宽BI=Wdd、=0.3×Ia）=30所以：Z1.=25,d1.=100,m1.=4,B1.=30,压力角20°；同理可求得大齿轮参数为：Z2=50,d2=200,m2=4,B2=30,压力角20°3.3典型轴的设计计算与校核图3.1典型轴从动轮花键轴初步设计轴的尺寸：总长6211；花键长2Oinin,直径36mm；中间段5m，直径30n:右台阶37mm,直径25n.首先对轴进行校核：此轴在工作中需要克服链转动以及阻力等，要计算其可靠性，可以先按照最小轴径公式计算出最小轴径然后再返过来校核其稳定性。最小轴径d八席相哂式中：d-滚轴最小直径11r-轴的许用扭切应力MPaP-传递到轴上的功率（KW）n-轴的转速（rmin）C-轴的材料和承载情况确定的常数轴的转速n=35rmin,P=4.8X0.95=4.56KW轴的扭矩为：T=9549-=9549=1244.1NJnn35经查机械手册得C-II0,p=0.26此轴选用45号钢，调质处理抗拉强度2600MPa,屈服强度2355MP”，查阅资料点C=I1.O可得：_d>CJE=110J8.48mmVnV35此轴最小处为25三,满足要求。3.4键的设计轴的直径D=25mm