水果套袋设计

第一章绪论

1.1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[2][3]。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[5][6]。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 300mm ⨯200 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）

2.3 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s m 1s m 602000.3v =⨯=，即s m 1v v v v L K H G ====；

2、所有的镶有刀具辊子的转速相同，即n=200r ／min ，则min

r 200n n n J E C ===。

3、纸与底辊相接触，则s

m 1v v F D ==

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1

7、链轮a

8、齿轮2

9、齿轮3 10、齿轮4 11、齿轮5 12、齿轮6

13、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

2.4 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：

min

r

200n n n n n n J G F E D C ======；

角速度s rad 93.203

2030n w ===

ππ；

半径54mm 95d s

rad 9320s m 1w v r ⋅=⇒⋅==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

s r a d 6716m

101202s m 1r v w 3⋅=⨯⨯==-，线速度min r 159.2730w n ==π； 3、铁丝的线速度s m 320s m

50

200080v ⋅=⨯⋅=

，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s r a d 8.12s rad

10

502320r v w 3-=⨯⨯⋅==，辊子的转速m i n r 29.12230w n ==π

(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：

min r 08323n n n 1321K F

K

⋅=⇒=，因为1i 20,19=，所以min r 08.323n L =， 则角速度s rad 8233s rad

30

14308323w w L K ⋅=⋅⨯⋅==； 5、传动比的初步确定：

50i 2,1⋅=；2i 4,5=；50i 8,1⋅=；50i 11,12⋅=； 1i 2,3=； 1i 5,6=；2i 8,9=； 2i 12,13=； 1i 3,4=； 1i 7,1=；1i 9,10=；2561159.27

200

i 13,14⋅==；

1i 19,20=； 1i 17,18=；635.1122.29

200

i 15,16==；