手持式花椒采摘機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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分類號(hào) 編號(hào) 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 手持式花椒采摘機(jī)設(shè)計(jì) Design of machinery to pick Chinese prickly ash in hand 申請(qǐng)學(xué)位： 工學(xué)學(xué)士 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 文機(jī)1601-1 姓 名： 李爽 學(xué) 號(hào)： 201604501153 指導(dǎo)老師： 申剛（副教授） 2020年5月30日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 手持式花椒采摘機(jī)設(shè)計(jì) 姓名：李爽 導(dǎo)師：申剛 2020年5月30日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系（部）：機(jī)電工程系 姓名 李爽 學(xué)號(hào) 201604501153 畢業(yè) 屆別 2020 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 手持式花椒采摘機(jī) 指導(dǎo)教師 申剛 學(xué)歷 研究生 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)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(shù)指標(biāo):總重量2kg之內(nèi)，連續(xù)工作時(shí)間12h； 2、結(jié)合任務(wù)要求確定動(dòng)力元件，并進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 3.要求有裝配圖和主要零件的零件圖紙; 4.最后進(jìn)行答辯。 2、主要參考資料 《理論力學(xué)》哈爾濱工業(yè)大學(xué)第八版、《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》第二版周世權(quán)、《機(jī)械設(shè)計(jì)》第一版許立忠、《機(jī)械原理》第二版安子軍等。 3、進(jìn)度安排 1、完成開題報(bào)告;2、掌握結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作過程中的性以及常用的設(shè)計(jì)原則和方法。完成論文書寫，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)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(jī)是幫助農(nóng)民完成高效率的采集花椒和保護(hù)農(nóng)民安全的機(jī)械。它可以解決由人工采摘帶來的高勞動(dòng)成本，花椒收獲效率低的問題。該設(shè)備采用擺動(dòng)搖桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀具完成剪切動(dòng)作，具有收集裝置和機(jī)器伸縮桿裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)剪切枝干，花椒的收集和裝備的伸長(zhǎng)與縮短功能。足夠應(yīng)對(duì)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(zhǎng)的的花椒。其次，手持式花椒采摘機(jī)屬于小型機(jī)械，具有操作簡(jiǎn)便，機(jī)構(gòu)緊湊經(jīng)濟(jì)性好。能夠帶入各種復(fù)雜的地理環(huán)境中，適用于不同品種的花椒采摘。 [關(guān)鍵詞] 手持式；花椒采摘機(jī)； 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(jī)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(jī)總體方案 2 2.4. 設(shè)備的主要裝置及工作原理 3 2.5. 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3 第三章 剪切機(jī)構(gòu)的原理及設(shè)計(jì) 5 3.1. 剪切結(jié)構(gòu)原理 5 3.2. 剪切機(jī)構(gòu)的刀具設(shè)計(jì) 5 3.3. 刀具間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 第四章 動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)的原理及設(shè)計(jì) 6 4.1. 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基本要求 6 4.2. 動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)原理 6 4.3. 極位夾角的的取值范圍 6 4.4. 各桿長(zhǎng)度的確定原則 8 第五章 伸縮結(jié)構(gòu)裝置的原理及設(shè)計(jì) 10 5.1. 伸縮結(jié)構(gòu)的基本要求 10 5.2. 伸縮機(jī)構(gòu)的原理 10 第六章 設(shè)計(jì)收集裝置 12 第七章 螺紋及螺母計(jì)算和校核 13 7.1. 螺母的參數(shù)的計(jì)算 13 7.2. 螺紋牙強(qiáng)度的計(jì)算 13 7.3. 螺母強(qiáng)度的計(jì)算 14 第八章 標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 15 8.1. 機(jī)器整體的材料選擇 15 8.2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 15 結(jié)論 17 參考文獻(xiàn) 18 致謝 19 2 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jìn)行采摘花椒仍是我國(guó)采摘花椒的主要方式。這種方式非常耗費(fèi)人力和時(shí)間，但是如今的社會(huì)已經(jīng)不同往日，伴隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器取代勞動(dòng)力已經(jīng)是時(shí)代的潮流，花椒果實(shí)的人工采摘過程是農(nóng)民用手指甲對(duì)花椒穗處進(jìn)行剪切，長(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)有濃密的尖刺，農(nóng)民在采摘過程中還要保證果實(shí)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(dòng)作，導(dǎo)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(duì)花椒樹枝葉的保護(hù)，并它們提高了采摘果實(shí)的質(zhì)量。如果面臨大規(guī)模的采摘花椒時(shí)，單單僅靠人工徒手采摘可能無法滿足要求實(shí)際的需求。目前我國(guó)所擁有的大型的采摘機(jī)器的購(gòu)買要花費(fèi)大量的財(cái)力，由于花椒生長(zhǎng)的地形復(fù)雜大型機(jī)器無法使用，故沒有在全國(guó)普及開來，僅僅能專門的地形中使用。為了解決我國(guó)缺少輕便，轉(zhuǎn)移方便的設(shè)備，因此特別設(shè)計(jì)手持式花椒采摘機(jī)解決上述的問題。 手持式花椒采摘機(jī)的設(shè)計(jì)主要解決了由于花椒樹枝存在密集的尖刺和小果實(shí)長(zhǎng)而造成的采摘困難既不損害葉子，芽或枝條，又要及時(shí)對(duì)果實(shí)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(jī)器，促進(jìn)椒農(nóng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)， 1.2. 課題的主要工作 本該設(shè)計(jì)完成了對(duì)機(jī)器核心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用最優(yōu)的尺寸設(shè)計(jì)方案，完善了對(duì)采摘花椒產(chǎn)品無污染的設(shè)計(jì)，使符合國(guó)家的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。具有優(yōu)異的耐磨性和超長(zhǎng)的機(jī)器壽命。手持式花椒采摘機(jī)使用過程方便、尺寸小巧，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，輕松的對(duì)各種位置花椒進(jìn)行采摘并可以進(jìn)入各種復(fù)雜的環(huán)境的設(shè)計(jì)。 第2章 手持式花椒采摘機(jī)總體方案 2.1. 課題的主要工作 手持式花椒采摘機(jī)設(shè)計(jì)的主要工作如下： （1） 手持式花椒采摘機(jī)整體尺寸不應(yīng)該太大，機(jī)器的材質(zhì)要輕盈： （2）手持式花椒采摘機(jī)需要有適當(dāng)大小的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和工作部位(刀具)的剪切力； （3）手持式花椒采摘機(jī)刀具的擺動(dòng)應(yīng)該有一定的角度； （4）手持式花椒采摘機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)考慮適應(yīng)惡劣環(huán)境與操作簡(jiǎn)單的要求。 （5）手持式剪切花椒應(yīng)當(dāng)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(duì)手持式花椒采摘機(jī)由基本工作條件產(chǎn)生的基本設(shè)計(jì)參數(shù)如下： （1）手持式花椒采摘機(jī)用兩個(gè)刀片交錯(cuò)嚙合實(shí)現(xiàn)對(duì)果實(shí)的采摘； （2）剪切粗細(xì)即刀口的張口為1-5毫米，，剪切的速度為㎜/次。 由上述實(shí)際工作條件決定的設(shè)計(jì)要求，本文對(duì)手持式花椒采摘機(jī)進(jìn)行了總體的設(shè)計(jì)。 2.3. 手持式花椒采摘機(jī)總體方案 本文以花椒采摘機(jī)的傳動(dòng)原理和刀具的設(shè)計(jì)主要的研究對(duì)象，并分析目前已有的花椒采摘機(jī)與本人大學(xué)期間的知識(shí)的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)手持式花椒采摘機(jī)的設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容如下: 手持式花椒采摘機(jī)的總體方案如下。其中包括：剪切機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)（擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）、花椒收集裝置和伸縮桿加長(zhǎng)裝置。設(shè)備的核心通過剪切機(jī)構(gòu)對(duì)花椒穗進(jìn)行剪切，且不能對(duì)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(jiǎn)單、設(shè)備要輕便小巧。還要并且對(duì)已經(jīng)采摘下來的花椒進(jìn)行收集?？傮w的設(shè)計(jì)如圖2-1。 圖2-1機(jī)器總體方案 1- 上刀片；2-固定下刀片；3-導(dǎo)桿；4-轉(zhuǎn)盤；5-伸長(zhǎng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸；6-伸長(zhǎng)臂；7-手柄；8-剪切機(jī)構(gòu)固定支架；9-直流電動(dòng)機(jī)；10-電源； 2.4. 設(shè)備的主要裝置及工作原理 花椒采摘器工作原理是動(dòng)力源9-直流電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)4-轉(zhuǎn)盤與3-導(dǎo)桿形成移動(dòng)副繞著固定端做來回?cái)[動(dòng)，同時(shí)3-導(dǎo)桿的左端連接著1-上刀片。上刀片與2-固定下刀片左右錯(cuò)動(dòng)對(duì)花椒果實(shí)采摘處進(jìn)行剪切。此時(shí)刀具錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力將花椒與樹枝分離?；ń芬?yàn)橹亓Χ袈?，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(gè)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(jī)構(gòu)，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高度和不同方位花椒的采摘， 實(shí)際操作過程：農(nóng)民工人操作時(shí)，首先按照工作需求用機(jī)器長(zhǎng)短進(jìn)行調(diào)整。然后只需啟動(dòng)開關(guān)后通過手持機(jī)器瞄準(zhǔn)果實(shí)需要剪切的部位做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即可完成采摘工作。掉落的果實(shí)通過收集裝置對(duì)果實(shí)進(jìn)行收集。完成整個(gè)采集過程。 2.5. 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 接下來對(duì)動(dòng)力、機(jī)構(gòu)原理、刀具設(shè)計(jì)、伸縮裝置、收集裝置詳細(xì)說明。 第二章:通過查閱相關(guān)資料和所學(xué)知識(shí)積累，了解了目前花椒采摘機(jī)中采摘機(jī)構(gòu)與收集系統(tǒng)的相關(guān)方法和方向。 第三章第四章第五章第六章：查閱機(jī)械原理的書籍，設(shè)計(jì)花椒采摘機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理。對(duì)機(jī)器的主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校核。為了加長(zhǎng)農(nóng)民有效的的工作半徑而對(duì)伸長(zhǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)和校核。 第七章：對(duì)比一般螺母螺紋的校核步驟進(jìn)行計(jì)算。 第八章：查詢書籍完成對(duì)材料與電機(jī)的選擇。  第3章 剪切機(jī)構(gòu)的原理及設(shè)計(jì) 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(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力對(duì)花椒枝干進(jìn)行剪切。如圖3-1。 圖3-剪切機(jī)構(gòu)示意圖 3.2. 剪切機(jī)構(gòu)的刀具設(shè)計(jì) 剪切機(jī)構(gòu)的刀具由固定下刀片和上刀片組成，下刀片是一個(gè)固定在固定支架上，切割上鋸是一個(gè)擺動(dòng)刀具。通過兩個(gè)刀具的相互錯(cuò)動(dòng)達(dá)到切割的作用。 刀具的尺寸與形狀由實(shí)際的工作要求有關(guān)：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(zhǎng)度定為20㎜，寬度定為20㎜。 3.3. 刀具間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 兩個(gè)刀具之間相互錯(cuò)動(dòng)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(huì)加速刀頭磨損，還會(huì)在采摘過程中產(chǎn)生熱量，降低刀具的塑性，影響機(jī)器的壽命。間隙過大時(shí)會(huì)影響剪切，造成無法剪斷的現(xiàn)象，影響效率。所以需要補(bǔ)償它們之間的間隙。 刀具間隙補(bǔ)償機(jī)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(duì)刀具的壓緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)間隙進(jìn)行補(bǔ)償。 第4章 動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)的原理及設(shè)計(jì) 4.1. 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基本要求 在進(jìn)行擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們不僅僅要保證從動(dòng)件（刀具）能夠滿足實(shí)際的采摘功能工作的需要，還要保證擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)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(guān)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)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(jìn)一步提高機(jī)械效率而設(shè)計(jì)的基本參數(shù)的理論依據(jù)。 4.2. 動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)原理 本整個(gè)手持式花椒采摘機(jī)的設(shè)計(jì)中最為核心的工作就是將如何把直流電動(dòng)機(jī)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)構(gòu)的連續(xù)移動(dòng)或擺動(dòng)問題。經(jīng)過《機(jī)械原理》課本知識(shí)的查詢與市面上流通的商品的研究，最終確定了采用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。此機(jī)構(gòu)具有優(yōu)良的特殊性質(zhì)。機(jī)構(gòu)傳動(dòng)就越有保障。傳動(dòng)角始終為90度，機(jī)器的工作性能良好。如圖4-1 圖4-1 擺動(dòng)搖桿機(jī)構(gòu)原理圖 對(duì)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇，對(duì)于能否發(fā)揮機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，提高機(jī)構(gòu)的工作效率，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)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(duì)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)效率的影響。以此來選取最佳的機(jī)構(gòu)尺寸。 圖4-2為機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖 圖4-2 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)原理圖 設(shè)、、分別表示AD、AC、擺桿CB的長(zhǎng)度。B長(zhǎng)度為刀頭擺動(dòng)的距離,A為電機(jī)的輸出端，AC機(jī)構(gòu)的曲柄完成定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，∠CDC為極位夾角θ。在運(yùn)行電動(dòng)機(jī)后，直流電機(jī)曲帶動(dòng)AC做主動(dòng)件世家驅(qū)動(dòng)力給滑塊C,使滑塊在導(dǎo)桿中不斷的移動(dòng),帶動(dòng)導(dǎo)桿繞著定點(diǎn)D不斷擺動(dòng)，導(dǎo)桿BC另一端B處安裝刀頭，刀頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng),于固定的下刀齒滑動(dòng)完成剪切的工作，要求擺桿速度穩(wěn)定，選用合適的機(jī)構(gòu)尺寸將能夠充分利用機(jī)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(zhǎng)。 由式(4-1)、式(4-2)可知，式子中K值越大，機(jī)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(guān)系近似成正比的關(guān)系,說明AC的越長(zhǎng)，急回運(yùn)動(dòng)特性越突出，即工作的效率也就相應(yīng)的提高了。它們之間的關(guān)系如圖4-3所示。 圖4-3曲柄長(zhǎng)度與形成比系數(shù)關(guān)系 經(jīng)過推導(dǎo)公式，滑塊在左右晃動(dòng)時(shí)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(guān)系,如圖4-4所示。 圖4-4極為夾角與運(yùn)動(dòng)不均勻系數(shù)的關(guān)系 所以最佳的極位夾角試取在這里，由于擺動(dòng)范圍不太大，所以取 4.4. 各桿長(zhǎng)度的確定原則 根據(jù)機(jī)構(gòu)的曲柄存在的條件及滿足擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)條件,需要滿足 即形成搖桿機(jī)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(guān)系。 為了保護(hù)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(zhǎng)度㎜ 第5章 伸縮結(jié)構(gòu)裝置的原理及設(shè)計(jì) 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(jiǎn)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(dǎo)致連續(xù)工作時(shí)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?yàn)楹茈y將每個(gè)組件設(shè)計(jì)成具有相同的壽命，因此對(duì)于比較容易磨損的部件的設(shè)計(jì)應(yīng)該便于制造和易于更換。 （3）經(jīng)濟(jì)性要求 要求主要有兩點(diǎn)：工藝過程的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)際工作的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)要盡量減小制造精度和安裝精度還有尺寸精度，使經(jīng)濟(jì)性上升。 下面是由實(shí)際工作確定的伸縮臂的基本參數(shù)： （1）整體長(zhǎng)度變化范圍為：20-100mm； （2）完成整個(gè)長(zhǎng)度變化的時(shí)間為：5-10S； （3）位置精度：要有保證保證位置精度的機(jī)構(gòu)，且產(chǎn)生的位置誤差要不大于3mm； 5.2. 伸縮機(jī)構(gòu)的原理 伸縮機(jī)構(gòu)的方案是采用導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)方法，將手柄插入到伸縮桿中，通過螺母螺栓進(jìn)行位置固定。有需要時(shí)可以拔出來。實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的伸縮。 設(shè)計(jì)伸縮機(jī)構(gòu)的目的是為了解決受樹的高度的限制和花椒果實(shí)生長(zhǎng)方向朝向四面八方的限制，工人夠不到果實(shí)無法按完成采摘這一情況而設(shè)計(jì)。具體裝置如圖5-1 圖5-1伸縮桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖中1為旋轉(zhuǎn)支架 2為伸縮桿 3為手柄 在工作時(shí)農(nóng)民工人只需要松開螺母，抽動(dòng)手柄拉伸到滿意位置，旋緊螺母即可。 下圖是伸縮機(jī)構(gòu)的極限位置狀態(tài)，如圖5-2 圖5-2機(jī)構(gòu)處于最長(zhǎng)與最短位置圖 將手柄的長(zhǎng)度定為120 寬度為140㎜，每隔20㎜打一個(gè)孔。 第6章 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)算和校核 7.1. 螺母的參數(shù)的計(jì)算 首先下文對(duì)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(qiáng)度的計(jì)算 選取螺母的材料為青銅。強(qiáng)度的校核是對(duì)比較脆弱的零件進(jìn)行計(jì)算，其中螺母的材料較差，故對(duì)螺紋牙強(qiáng)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(yīng)力 對(duì)于螺母的剪切強(qiáng)度可以按下式確定： （7-3） 由于機(jī)器受力不大，定，，內(nèi)螺紋大徑D=24.5mm， 將上式代入得： ， 故設(shè)計(jì)合理。 7.3. 螺母強(qiáng)度的計(jì)算 對(duì)于使用青銅作螺母材料，一般取，取 式中--------許用拉伸應(yīng)力 首先我們要對(duì)螺母外徑進(jìn)行校核和強(qiáng)度的計(jì)算 （7-4） 利用上式已知的條件進(jìn)行計(jì)算 其中取㎜比較合理。 下面將對(duì)材料的許用擠壓應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)手冊(cè) （7-5） 式中為----------螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度 把F=1000,D=62㎜,D條件代入，得 所以滿足條件。 第8章 標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 8.1. 機(jī)器整體的材料選擇 對(duì)于機(jī)器外殼來說，考慮手持式機(jī)器的要求要保證重量輕盈，這樣農(nóng)民工人勞動(dòng)強(qiáng)度會(huì)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(qiáng)的抗氧化能力。采摘后在果實(shí)之上不會(huì)殘留刀具廢屑對(duì)人體產(chǎn)生傷害，并且承載能力強(qiáng)，可以抵抗較大的載荷。有一定的剛度, 擺動(dòng)導(dǎo)桿采用45#鋼，由于轉(zhuǎn)動(dòng)受到較大的扭力。伸縮機(jī)構(gòu)同外殼一樣采用pvc高分子材料，來降低勞動(dòng)強(qiáng)度。收集裝置材料的選擇需要具有經(jīng)濟(jì)性安全性，所以采用可使用級(jí)別尼倫材質(zhì)作為收集裝置。 8.2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 手持式花椒采摘機(jī)的動(dòng)力原件選擇為直流電電機(jī)帶動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)際需求：負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)不改變方向，野外工作，粉塵多有多種枝葉等雜物，另外擺動(dòng)導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)速度不能太高，兩刀具交錯(cuò)速度太快，會(huì)使花椒果實(shí)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(jìn)一步刀具受熱量增高會(huì)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(dòng)機(jī)選用。 作為動(dòng)力源，為了確保能使機(jī)構(gòu)的功率和速度，以保證順利完成花椒的剪切。 通過計(jì)算傳動(dòng)比還有功率，來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的選取。由課本和查閱相關(guān)電動(dòng)機(jī)的選擇，大致選取參數(shù)如表8-1。 表8-1 脫殼輥相關(guān)參數(shù) 項(xiàng)目 代號(hào) 參數(shù)值 擺動(dòng)導(dǎo)桿直徑 dk 60mm 擺動(dòng)導(dǎo)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(jī)的采摘能力，。 W--------將花椒采摘下所用能量，其值與刀片往復(fù)次數(shù)有關(guān)，并且d與w成反比，當(dāng)㎜，取。 ------傳動(dòng)效率，選定 表7-2 主電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 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(dòng)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(jī) 結(jié)論 這一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，這次的設(shè)計(jì)不僅讓我對(duì)原先已經(jīng)學(xué)習(xí)的只是進(jìn)行了很好的復(fù)習(xí)，還學(xué)到了許多新的知識(shí)。通過查閱書籍等相關(guān)資料，使我對(duì)手持式花椒采摘機(jī)的設(shè)計(jì)有了更多的了解。 在本次設(shè)計(jì)中主要是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，順利完成了手持式花椒采摘機(jī)采摘工作的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)果實(shí)的采摘和花椒果實(shí)的收集還具有重量輕、操作方便等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)也對(duì)機(jī)構(gòu)的主要零件做了繪制，使論文的表達(dá)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(zhǎng)機(jī)構(gòu)顯得太過笨重，由于技術(shù)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(shè)計(jì)將會(huì)變得更加完善。  參考文獻(xiàn) [1] 劉鴻文.材料力學(xué)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(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)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(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》高等教育出版社1998 [4] 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2012.7: 27-29 [5] 孔凌嘉.簡(jiǎn)明.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.2: 66-69 [6] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—單行本（連接與緊固）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3: 28-35 [7]安子軍.機(jī)械原理.第二版[M] 國(guó)防工業(yè)出版社 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過成中遇到了不少的困難和挑戰(zhàn)，感謝申剛老師的細(xì)心的教導(dǎo)，申老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，善于啟發(fā)和誘導(dǎo)。經(jīng)常性的提出精彩設(shè)計(jì)方案，并且呂老師耐心地回答我的各種問題，教導(dǎo)我如何讓完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。感謝老師，感謝老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的細(xì)心指導(dǎo)。對(duì)于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中存在的問題的解答，也學(xué)到了新的知識(shí)和方法，感謝老師的指導(dǎo)和付出讓我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我不僅鞏固了以前學(xué)過的知識(shí)，又學(xué)到了一些新的知識(shí)。大大的提高了實(shí)踐動(dòng)手能力。讓我對(duì)于所學(xué)知識(shí)的理解更加透徹和深刻并能夠加以運(yùn)用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也就意味著大學(xué)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(duì)我的幫助，也非常感謝那些幫助我的同學(xué)，才使我在圓滿順利的完成本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 21 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表（指導(dǎo)教師用） 題 目 手持式花椒采摘機(jī) 學(xué)生姓名 李爽 學(xué)號(hào) 201604501153 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 83 評(píng)語： 本文選題符合機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，該生文獻(xiàn)查閱量較大，分析論證充分，設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范，設(shè)計(jì)過程完整，設(shè)計(jì)結(jié)果合理可行，具有較好的參考價(jià)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(shí)扎實(shí)，分析問題、解決問題的能力強(qiáng)，較好地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。 同意該同學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 指導(dǎo)教師（簽字）： 2020年 5 月 28 日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表(評(píng)閱人用) 題 目 手持式花椒采摘機(jī) 學(xué)生姓名 李爽 學(xué)號(hào) 201604501153 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 88 評(píng)語： 該生學(xué)習(xí)態(tài)度比較端正，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的工作量。對(duì)所設(shè)計(jì)的題目有較深入的了解，能夠進(jìn)行本專業(yè)要求的計(jì)算，理論依據(jù)基本正確，很好地掌握了有關(guān)基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)。能夠利用繪圖軟件進(jìn)行工程圖紙的設(shè)計(jì)，視圖布局合理，尺寸標(biāo)注完整，符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。論文論述層次清晰，語言準(zhǔn)確，格式準(zhǔn)確。符合本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯條件。 同意答辯。 評(píng)閱人（簽字）： 2020年 5 月 29 日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表(評(píng)閱人用) 題 目 手持式花椒采摘機(jī) 學(xué)生姓名 李爽 學(xué)號(hào) 201604501153 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 82 評(píng)語： 該生論文選題難度適中，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，工作量較大，選題具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值，該生具有較好的查閱文獻(xiàn)能力，能全面綜述和分析文獻(xiàn)信息和資料，綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題能力較好。論文內(nèi)容較為完整，前后邏輯得當(dāng)，層次結(jié)構(gòu)安排合理，主要觀點(diǎn)突出。該生論文語言表達(dá)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(píng)閱人（簽字）： 2020年 5 月 29 日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表（答辯小組用） 題 目 手持式花椒采摘機(jī) 學(xué)生姓名 李爽 學(xué)號(hào) 201604501153 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 得分 79 評(píng)語： 自述表達(dá)思路清楚，突出重點(diǎn)，回答問題正確。答辯時(shí)，能夠簡(jiǎn)明和正確的闡述設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，思路清晰，方案基本正確，能準(zhǔn)確回答主要問題，有較好的語言表達(dá)能力。 圖紙圖面整潔，視圖布局合理，結(jié)構(gòu)表達(dá)完整，尺寸標(biāo)注基本完整，基本符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；論文思路清晰，語言簡(jiǎn)潔，格式規(guī)范。 答辯委員會(huì)（小組）（全體成員簽字）： 2020年 5 月 30 日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合評(píng)定成績(jī)表 指導(dǎo)教師評(píng)分 83 評(píng)閱人評(píng)分 85 答辯評(píng)分 79 綜合評(píng)定成績(jī)(按4：2：4) 82 答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人（簽字）： 2020年 5 月 30 日