第一章 绪论设计的意义和目的水果套袋对水果具有相当重要的意义，如：调节昼夜温湿作用、防止大气的有害粉尘污染、调节光合作用、防止风吹雨打、防治病虫害和鼠、鸟之危害1。套袋对水果果实品质的形成也有重要影响，对果实外观品质的影响包括:果实的色泽、果形果个、果皮结构及果面光洁度;套袋对果实内在品质影响包括糖酸的含量、果实的硬度、糖酸比值、矿质元素含量、芳香物质含量;套袋影响果实的耐贮性、农药残毒含量、果皮花氰苷含量变化及病虫害对果实的侵害23。开展该题目的目的在于设计出能生产这样果袋的机器。生产出所需要的果袋，从而提高水果的产量和质量，进而增加果农的收入。在这里要求果袋的材料是纸的，这种纸需要经过物理化学方法涂布处理加工而成，具有遮光、防水、透气作用，正是由于原材料是纸，这就需要机器应该采取相应的措施，在全自动的条件下，能够实现材料的自动进给，选定刀具并规定好刀具的运动速度，以达到所要求的果袋的形状。该机器的部件中滚子的数量要求居多，那样可以减少对原料的浪费。要求新型的果袋机需具有无级调速，在电动机的功率不变的情况下，可以通过调节调速器旋钮来改变主轴转速，以此来改变生产果袋的速率。果袋机生产的果袋的规格长宽可调，长度的调节需要通过调节齿轮的大小来调节滚子的转速，宽度的调节则需要调节原材料纸的宽度。有时还要求果袋机具备涂蜡功能，因为普通的纸只有经过涂蜡才具备上述功效。此外，果袋机还必须具备印刷商标的功能。1.2果袋机国内外发展概况日本是最早实施水果套袋技术的国家,我国从20世纪90年代初从日本等国引进该项技术,至目前已进入大面积推广阶段4。果袋机是一种高效地制袋机器，国内目前所用的果袋机既有直接从日本,韩国等国进口的设备,也有很大一部分是国内厂家结合国外设备自己研发生成的产品。特别是近十年来，套袋技术在我国推广和应用越来越普遍，研究也不断深入，随即也兴起了许多果袋生产厂家，促进了果实套袋技术的发展。目前我国山东、河北、陕西、山西等地大量运用，其中以苹果、梨应用最多56。但我们国家在技术方面还相对落后，尤其是果袋机还需要大量进口，而目前随着人们生活水平的提高,对水果的需求已从“产量时代”跨入“质量时代”,追求优质果品、保健果品、无公害果品已是时代的潮流。所以水果套袋成为生产优质高档果品和绿色果品的一项必要配套技术。在这种需求下这就要求我们国家需要加大在这方面人力和物力的投资。第二章 总体方案的确定2.1 设计的要求及参数设计要求：本次设计的果袋机，出袋率为200个/min（可调）, 果袋规格为 300mm200 mm，扎袋铁丝长度为80mm， 果袋机每天工作16小时。2.2 果袋机切割部分的设计方案初步拟定传动方案：方案一：通过皮带传动将电动机和机床主轴相连接，采用齿轮传动和链传动的方式来传递运动和动力。方案二：电动机的动力通过带轮传到机床，机床上只采用大而少的齿轮传动。方案比较：方案一，采用链轮传递动力和运动，可以减少齿轮的尺寸，齿轮传递中运用较小的换向轮，可以合理的布置轴和齿轮的位置。方案二，只采用齿轮传递不能合理的布置，而且齿轮大而少。因此，采用方案一较合理。总体传动图如下所示（图2-1） 整体内容分析1、在已知设计要求的前提下，中间牵引辊与前端牵引辊的线速度相同，只需要保证，即；2、所有的镶有刀具辊子的转速相同，即n=200rmin，则。3、纸与底辊相接触，则图2-1传动总图1、齿轮18 2、齿轮17 3、齿轮10 4、齿轮9 5、齿轮8 6、齿轮7和齿轮17、链轮a 8、齿轮2 9、齿轮3 10、齿轮4 11、齿轮5 12、齿轮613、前端牵引滚 14、大连轮 15、齿轮20 16、齿轮19 17、前端牵引底滚18、切断刀滚 19、切断刀底刀 20、小链轮 21、齿轮14 22、齿轮13 23、中间牵引滚 24、齿轮12 和齿轮11 25、链轮c 26、链轮b 27、中间牵引底滚 28、小横刀底滚 29、小横刀滚 30、小链轮 31、齿轮15和齿轮16 32、铁丝切断刀底滚 33、铁丝切断刀滚 34、35后端铁丝牵引滚 设计前的简单计算1、在已知设计要求的前提下，设计辊子的转速：；角速度；半径取d=96mm；2、设计中间牵引辊（橡胶辊）的直径d=120mm,则它的角速度，线速度；3、铁丝的线速度，设计铁丝牵引辊牵引铁丝部分两辊的直径d=50mm，则辊子的角速度，辊子的转速 (说明：两牵引辊的角速度和线速度都相同)；4、前端铁丝牵引底辊：，因为，所以，则角速度；5、传动比的初步确定：； ； ； ； ；第三章 齿轮传动的设计 设计概论 电动机的选择据总机工率，由机械设计课程设计第三版，电机的选择，选择Y100L-6，同步转速，6极，额定功率kw，满载转速7 。 功率的计算1选择带的传动效率8 ；齿轮的传动效率；链的传动效率；轴承的传动效率；2 计算各轴的功率（设计时所用功率）及转矩： 功率： 转矩： 所有齿轮的转速（）的计算： ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；3.2 齿轮1、2的设计校核9 齿轮的选择选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7级；齿轮1（大齿轮）选用材料为45钢（调制），硬度为240HBS齿轮2（小齿轮）选用材料为40Cr（调制），硬度为280HBS，而这材料硬度差为40HBS；选择齿轮1的齿数，因为，所以； 按齿面接触强度设计设计公式确定公式内各计算数值：（1）齿轮1所在轴的转矩（2）由机械设计（第七版）P200，试选载荷系数（3）机械设计（第七版）图10-30，选区域系数（4）传动比已知（5）选定齿宽系数（6）求许用接触应力1）选取疲劳强度安全系数2）选取寿命系数所以查表得： 3） 按齿面硬度查得接触疲劳强度极限 取失效率为1选取较小的数值作为(7)材料的弹性影响系数计算（1）试算齿轮1得分度圆直径（2）计算圆周速度（3）计算齿宽b（4）计算齿宽与齿高之比模数齿高（5）计算载荷系数根据，7级精度，查得动载荷系数；使用系数；直齿轮，假设，查得；7级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， 由查得；所以载荷系数（6）按实际的载荷系数校正所算分度圆直径（7）计算模数，取标准模数 按齿根弯曲强度校核（按实际功率）1）校核齿轮1 （1）校核公式确定公式内各计算数值由实际功率所以；计算查表得：当当所以当Z=54时，有差值法得；实际转矩，齿宽系数,模数，齿数；动载荷系数（2）由图查得弯曲疲劳强度极限，；由寿命查得寿命系数，；弯曲疲劳强度系数S=1.3；所以 所以，满足使用要求。2)校核齿轮2（1）校核公式确定公式内各计算数值；齿宽系数； Z=27查表可得；载荷系数K，7级精度则，使用系数，直齿轮，因为，查得；7级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， 473所以由查得所以所以，满足使用要求。 几何尺寸的计算1） 计算分度圆直径2） 计算中心矩3）计算齿轮宽度取 4）验算，合适。齿轮3、4、5、6、7、8、9、10的设计校核.1 设计概要因为齿轮2、3齿轮3、4的传动比都是1，而该机器的受力较小，无冲击，所以可以选择2、3、4齿轮为相同的齿轮；因为齿轮4、5的传动比是2，齿轮5、6的传动比是1，可以选择齿轮5、6与齿轮1是相同的齿轮。同理：齿轮7、9、10是与齿轮1相同的齿轮，齿轮8是与齿轮2相同的齿轮。因为齿轮1、2的设计满足要求，所以与他俩分别相同的齿轮也满足使用要求。 设计中需要注意的问题1、齿轮1、7的中心矩，若，所以小横刀刀尖所走过的圆的直径。设刀伸出辊子的长度，则圆辊的直径所以该轴的角速度 ，线速度2、齿轮9、10的中心矩， 若，线速度。所以铁丝切断刀与小横刀的设计类似。3.3.3 齿轮1-10各参数列表表3-1参数名称齿数直径(mm)模数转速齿宽(mm)154108220027227542400323275424003242754240032554108220027654108220027754108220027827542400329541082200271054108220027 齿轮11、12、13、14的设计校核 设计内容已知：，；设计时必须满足；所以可以设计齿轮13的分度圆直径，设计齿轮14的分度圆直径；若令，则；设定该轮系的模数，则；齿宽系数，。 按齿根弯曲强度校核（按实际功率）1）校核齿轮11 ；选用直齿圆柱齿轮传动，精度为7级；齿轮11（大齿轮）选用材料为45钢（调制），硬度为240HBS齿轮12（小齿轮）选用材料为40Cr（调制），硬度为280HBS，而这材料硬度差为40HBS；校核公式确定公式内各计算数值由实际功率所以；齿宽，模数计算查表得：当 当所以当Z=48时，有差值法得载荷系数K，7级精度则，使用系数，直齿轮，因为，查得；7级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以， 5所以由查得所以（2）由图查得弯曲疲劳强度极限，弯曲疲劳强度系数S=1.3；选取寿命系数所以查表得： 所以，满足使用要求。2）校核齿轮12 ；校核公式确定公式内各计算数值；齿宽，模数计算查表得：当载荷系数K，7级精度则，使用系数，直齿轮，因为，查得；7级精度，齿轮相对于齿轮悬臂布置，所以，5所以由查得所以所以，满足使用要求。3）齿轮13是与齿轮11相同的齿轮，因此，齿轮13也满足使用要求。4）校核齿轮14 齿轮14（大齿轮）选用材料为45钢（调制），硬度为220HBS，与齿轮13材料硬度差为20HBS校核公式确定公式内各计算