葡萄收获机传动部分机械设计课程设计
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机电一体化课程设计说明书题目:手臂升降伸缩采果机的改装和设计学院嘉兴学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机械N071 指导教师学生姓名 _ _日期 2011.02.23目录一、本作品的创新与特色简介 (3)二.设计方案拟定 (6)三.动力与传动方案的设计、计算与分析 (8)四.动作执行机构的设计、计算与分析 (10)五. 传感器的选择 (15)六.设计总结 (19)附录 (20)一、本作品的创新与特色简介通过分析课程设计的要求以及现实情况下的条件,设计本作品时坚持了以下原则:结构简单、造价低廉、可靠性高、稳定性高,同时机构具有可重用性。
为本作品将整个机器人的功能划分为车底座单元、升降单元、果实采摘单元、手臂伸缩旋转单元、放果单元。
在车底座单元设计时,突出质量轻便、加工简单,装配容易。
采用一级双面同步带传动,前面轮子做成可180O翻转。
上台阶时,车底前端抬起与台阶接触,在后轮驱动下,车身比较容易爬上台阶。
在平面上行进时车底前端翻成水平,跟驱动轮在同一水平线上,增加了车身的长度,防止翻车。
下坡时车底前端压下与斜坡接触便于调节重心,加大了摩擦面积,增加了车身的平稳性。
车底座单元如图 1.1所示。
图1.1 车底座单元结构简图在升降单元设计时,在满足功能和尺寸要求的情况下,突出了结构的稳定性,升降杆采用7节截面积为10*20的不锈钢管双排连接,不仅能满足采摘最高层果子的高度,而且升起来后具有较好的稳定性。
整个升降杆的结构如图1.2所示。
图1.2 升降单元结构简图图1.3 果实采摘单元结构简图在果实采摘单元设计时,突出结构简单,实用性高。
手爪采用无磁性的不锈钢球,可以防止有磁铁的乒乓球吸住手爪。
果实采摘单元如图1.3所示。
手臂伸缩旋转单元,利用丝杠螺母实现手臂伸缩功能,电机轴和手臂固定实现手臂的旋转功能。
手臂伸缩旋转单元如图 1.4所示。
图1.4 手臂伸缩旋转单元结构简图二、设计方案拟定通过分析课程设计自拟题目的动作要求以及尺寸要求,设计本作品时将整个机器人的功能划分为车底座单元、升降单元、果实采摘单元、手臂伸缩旋转单元、放果单元。
葡萄园小型开沟机的设计摘要:本文介绍了开沟机在我国多个行业生产中的应用及重要意义及一些国内外的发展现状,并着重讲解了葡萄园小型开沟机在葡萄园中应用的意义。
因此本文设计葡萄园小型开沟机,它主要由柴油机、行走底盘、传动系统、工作部件组成。
工作部件为立式螺旋刀,其特点是结构简单部件紧凑、动力消耗少,步行速度快,能很好地适应葡萄园作业环境,提高劳动效率。
关键词:开沟机;挖沟机;园艺机械;葡萄园;工程机械Design of Minitype Ditcher DraperyStudents: Chen QinyiTutor: Yang Wenming(Orient Technological Institute, Hunan Agricultural Universiti,Changsha 410128,China)Abstract:This paper introduces the open ditch machine in our multiple industry production application and important significance and some domestic and foreign development present situation, an emphdtically explained vineyard small open ditch machine in the significance of the vineyards of application. Therefore this paper design vineyard small open ditch machine, it mainly consists of diesel engine, walk chassis, transmission system, working parts. Working parts for vertical screw knife, i t’s characteristic is compact, simple structure parts,power consumption, walking speed, can well to vineyard operating environment, improves the work efficiency.Key words:ditching machine; Digging machines; Gardening machinery; The vineyard; Engineering machinery1 前言课题研究的目的和意义葡萄是我国水果生产的重要品种,改革开放和农村产业结构的调整促进葡萄产业的发展,特别是近十年,葡萄种植面积和产量一直呈上升趋势。
附件1:编号:石河子大学大学生研究训练计划项目申请书项目名称制酒葡萄除梗破碎机的研究与设计申请人李春虎所在院系机械电气工程学院专业班级机械设计制造及其自动化08(3)班申请人电话137********申请人E-mail lch899012@指导教师丛锦玲导师所在单位机电学院农机系填表日期2010.12.03石河子大学教务处二○○七年十月制一、申请人简况申请人姓名李春虎性别男民族汉族出生日期1989-01-04 所在院系机械电气工程学院专业、年级08机制学号2008092724 E-maillch899012@sina.cn电话137******** 申请学分2分项目名称制酒葡萄除梗破碎机的研究与设计1. 申请人参加科研工作简历自何年月至何年月项目名称担任的工作2. 申请人入校以来的主要专业必修课成绩课程名称类别学分成绩课程名称类别学分成绩机械制图(一)必修 3.0 85 材料力学专业基础4.0 90机械制图(二)必修 2.0 91 机械设计基础(一)专业基础3.0 96机械制造基础专业课 3.0 84电工学专业基础3.0 93理论力学专业基础4.0 903. 申请人入校以来获奖情况获奖名称获奖等级获奖时间授奖单位4. 项目组其他成员(不包括导师)姓名学号专业、年级所在学院分工签名袁盼盼2008092749 08机制(4)班机电学院设计图纸林坤2008092736 08机制(4)班机电学院材料收集及整理统一编号。
二、申请人对研究项目简要说明(一)立论依据(项目的研究意义、拟研究问题的国内外现状分析、所涉及的学科领域、科学价值)新疆位于北纬34-50°之间,地处内陆腹地,高山环境,气候以干净为特色,是世界优质葡萄产区之一。
天山南北麓具有日照时间长、昼夜温差大、降水量少等特点,瓜果生长季节光照充足,热量丰富,对农业极为有利,瓜果含糖量高,因此葡萄品质优良,为优质葡萄酒生产提供了有利条件,与法国波利多、美国的加利福尼亚州并成为世界酿酒葡萄的“天堂种地”。
目录第一章蔬菜瓜果切片机传动方式的选择 (1)第一节常见传动方式优缺点分析 (1)1. 皮带传动 (1)2. 链传动 (1)3. 齿轮传动 (2)4. 蜗杆传动 (2)5. 螺旋传动 (3)第二节选择蔬菜瓜果切片机的传动方式 (3)第二章蔬菜瓜果切片机齿轮传动的设计 (4)第一节直齿圆柱齿轮的设计与校核 (4)1. 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (4)2. 按齿面接触强度确定中心距 (5)3. 校核齿面接触疲劳强度 (6)4. 校核齿根弯曲疲劳强度 (7)5、齿轮主要几何参数 (7)第二节直齿圆锥齿轮的设计与校核 (8)1. 选择齿轮材料及精度等级 (8)2. 按齿轮接触疲劳强度设计 (8)3. 校核齿根弯曲疲劳强度 (10)4. 齿轮主要几何参数 (11)第三章齿轮安装轴的设计计算 (12)第一节主动轴的设计与校核 (12)1. 选择主动轴的材料,确定许用应力 (12)2. 扭强度估算主动轴的轴径 (12)3. 设计主动轴的结构 (12)4. 主动轴的强度校核 (12)5. 绘制主动轴的草图 (13)第二节从动轴的设计与校核 (13)1. 选择从动轴的材料,确定许用应力 (13)2. 扭强度估算从动轴的轴径 (13)3. 设计从动轴的结构 (13)4. 从动轴的强度校核 (13)5. 绘制从动轴的草图 (14)第四章键的校核 (15)第五章造价分析 (16)参考文献 (16)第一章 蔬菜瓜果切片机传动方式的选择第一节 常见传动方式优缺点分析1. 皮带传动皮带传动优缺点分析优点缺点1) 可用于两轴中心距离较大的传动;2) 皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动,使传动平稳、噪声小; 3) 当过载时,皮带在轮上打滑,可防止其它零件损坏; 4) 结构简单、维护方便。
1) 由于皮带在工作中有滑动,故不能保持精确的传动比;2) 外廓尺寸大,传动效率低,皮带寿命短。
图1-1 带传动简图2. 链传动链传动优缺点分析优点缺点1) 能保证准确的平均速比; 2) 可以作中心距较大的两轮轴间传递动力和运动。
联系QQ:1269408632葡萄穗机器视觉分级机中葡萄传送和分级机构设计摘要:针对葡萄分级,本文介绍了机器视觉应用于葡萄的研究现状,并对其进行了分析。
在此基础上,提出了自己的设计方案,同时对其进行了方案论证。
还有完成了葡萄传送机构和分级机构的设计与计算。
关键词:葡萄穗分级;机器视觉;传送机构;分级机构Grape spike machine vision grader in transport and sorting mechanism design Abstract: For grape grading,this paper introduces the research status of machine vision is applied to the grape classification at home and abroad,and analyzes its。
On this basis,put forward own design,at the same time on the project demonstration。
And completed the design and calculation of the transmission mechanism and the classification mechanism。
Key words:grape grading;machine vision;the transmission mechanism;the classification mechanism前言机器视觉的概念于20世纪50年代在外国被提出,20世纪70年代真正开始发展,20世纪80年代进入发展正轨,20世纪90年代发展趋于成熟,20世纪90年代后高速发展。
而国内机器视觉发展的起步是20世纪80年代,20世纪90年代进入发展期,近几年才加速发展。
而将机器视觉应用于水果检测,是对水果产业的发展起到了重要的作用,尤其是在水果的无损检测和分类方面。
目录1 设计任务··11.1 已知条件··11.2 设计要求··11.3 设计示意图··12 电机选择··12.1各传动效率的确定··22.2 各主要功率的计算··22.3 各传动比及其分配··23 带轮皮带的设计··34 直齿圆柱齿轮的设计 (5)4.1 轴Ⅰ和轴Ⅱ上一对齿轮的设计··44.2 轴Ⅱ和轴Ⅲ上一对齿轮的设计··74.3 轴Ⅲ和轴Ⅳ上一对齿轮的设计··105 轴的设计及轴承的校核 (15)5.1 轴Ⅰ的设计计算··135.2轴承的校核··186 键的设计 (23)6.1键的选择··196.2校核键连接的强度··197 联轴器的选择计算 (24)7.1轴Ⅲ端的联轴器选择计算··207.2轴Ⅳ的联轴器选择计算··208 减速器箱体及其附件的设计 (25)8.1减速器附件的选择··218.2选择适当型号··219 润滑与密封 (27)9.1齿轮的润滑··219.2轴承润滑··229.3减速器密封··229.4密封方法的选取··2210 设计总结 (28)参考文献··241 设计任务1.1已知条件:数据编号:48输出力矩1:10N/m 输出速度1:20r/min输出力矩2:200N/m 输出速度2:50r/min1.2 设计要求工作条件:一班制,连续单向运转。
载荷平稳,室内工作,有粉尘(运输带与卷筒及支承间,包括)卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考虑)。
自主导航与定位的葡萄收获机一、自主导航与定位葡萄收获机概述自主导航与定位葡萄收获机是一种高度自动化的农业机械设备,它结合了先进的导航技术、机器人学和机器视觉,以实现对葡萄园的高效收获。
这种设备能够自主识别葡萄成熟度、定位收获区域,并在没有人工干预的情况下完成收获作业。
随着全球农业劳动力的日益短缺和对精准农业需求的增加,自主导航与定位葡萄收获机的开发和应用变得尤为重要。
1.1 自主导航与定位葡萄收获机的核心功能自主导航与定位葡萄收获机的核心功能包括自主导航、精确定位、葡萄成熟度识别和自动化收获。
这些功能共同确保了机器能够在不同的葡萄园环境中稳定运行,并以最小的损失率收获葡萄。
1.2 自主导航与定位葡萄收获机的应用场景这种设备的应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 葡萄园的大规模收获:在大型葡萄园中,自主导航与定位葡萄收获机可以提高收获效率,减少人力成本。
- 精准农业实践:通过精确的导航和定位,机器能够在需要收获的区域进行作业,避免对未成熟的葡萄造成损害。
- 夜间或恶劣天气条件下的收获:自主导航系统使得机器能够在夜间或视线不佳的条件下工作,提高收获的灵活性。
二、自主导航与定位葡萄收获机的技术基础自主导航与定位葡萄收获机的技术基础涵盖了多个领域,包括但不限于导航技术、机器视觉、机器人学和传感器技术。
2.1 导航技术导航技术是自主导航与定位葡萄收获机的核心技术之一。
它包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和卫星导航增强系统。
这些技术共同为机器提供了精确的位置信息,确保其在葡萄园中的稳定运行。
2.2 机器视觉机器视觉技术使得自主导航与定位葡萄收获机能够识别和评估葡萄的成熟度。
通过搭载高清摄像头和图像处理软件,机器可以分析葡萄的颜色、大小和形状,从而判断其是否适合收获。
2.3 机器人学机器人学技术在自主导航与定位葡萄收获机中的应用,主要体现在其自动化收获系统。
机器人臂和抓取器的设计使得机器能够模拟人工收获的动作,轻柔地摘取葡萄,减少对葡萄和葡萄藤的损害。
机械设计课程设计说明书设计题目:葡萄收获机传动部分目录一、设计任务 (1)1.总体布置图 (1)2.工作情况 (1)3.原始数据: (1)4.设计任务 (1)5.设计内容 (1)二、传动方案的拟定及说明 (2)三、电动机的选择 (2)1、电动机容量的选择 (2)2、电动机转速的选择 (2)四、确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3)五、计算传动装置的运动和动力参数 (3)六、传动件的设计计算 (4)1、设计V带和带轮 (4)2、齿轮的设计 (7)1、高速级部分齿轮传动的设计 (7)2、低速级部分齿轮传动的设计 (13)七、轴的设计 (17)1、高速轴的设计 (17)2、中速轴的设计 (19)3、低速轴的设计 (22)八、滚动轴承的选择及计算 (25)1. 高速轴上的轴承 (25)2. 中速轴上的轴承 (26)3. 低速轴上的轴承 (28)九、键联接的选择及校核计算 (28)1、V带轮处的键 (29)2、中速轴上大齿轮处的键 (29)3、中速轴上小齿轮处的键 (29)4、中速轴上连接联轴器的键 (29)5、低速轴上大齿轮处的键 (29)6、低速轴上连接联轴器的键 (29)十、箱体的的结构设计 (30)十一、润滑的选择和计算 (32)齿轮的润滑 (32)轴承的润滑 (32)十二、密封的选择 (32) (32)课程设计总结参考文献 (32)一、二、设计任务设计题目:葡萄收获机传动部分(由发动机到执行部分的传动部分,至少需要两路输出)1.总体布置图2.工作情况工作平稳、单向运转4.设计任务(1)葡萄收获机传动部分(由电动机到执行部分的传动部分,两路输出)装配图1张(A0或A1);(2)零件图4张(箱体、轴、齿轮等重要的非标准件);(3)设计计算设计说明书1份(10000字左右)。
5.设计内容(1)传动装置总体设计方案(2)电动机的选择(3)确定传动装置的总传动比和分配传动比(4)计算传动装置的运动和动力参数(5)设计V带和带轮(6)齿轮的设计(7)传动轴及其轴上零件的设计与校核(8)箱体结构设计(9)润滑密封设计三、传动方案的拟定及说明电机输出后通过离心离合器将动力传递带小带轮上,通过带传动将能量输出到减速箱内,再通过展开式减速箱的二级齿轮传动达到任务要求的输出转速和转矩指标,通过第二根和第三根轴输出,其中第二根轴是输出高转速,第三根轴输出低转速。
一级齿轮传动减速采用斜齿轮,二级齿轮传动采用圆柱直齿轮传动。
三、电动机的选择1、电动机容量的选择W N T P N P T W N T P N P T 472955030150********6955012595509550222222111111≈⨯==⇒=≈⨯==⇒=查表可知,V 带传动的效率,通用减速器齿轮精度为6~8级,选择圆柱齿轮精度为7级,其传动效率可得工作机所需电动机功率电动机额定功率错误!未找到引用源。
由于负载是稳定的,无需进行过载能力的校核:当电动机不带动负载时,也无需进行启动条件的校核。
2、电动机转速的选择传动系统选择V 带传动和两级圆柱齿轮减速器(展开式),其中V 带传动的常用传动比为2~4,最大传动比为7;两级圆柱齿轮减速器(展开式)的传动比为8~40,要求的输出转速分别为所以电动机转速对比上述三种方案,方案2比较合适,所以选择电动机型号Y90S-6,其额定功率四、确定传动装置的总传动比和分配传动比对于低转速输出轴,总的传动比为错误!未找到引用源。
对于高转速输出轴,总的传动比为错误!未找到引用源。
V带传动的常用传动比为2~5,由于低速输出轴的总传动比较高,故V带传动选用较高的传动比,取错误!未找到引用源。
.则减速器对应于两个输出轴的传动比分别为错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
高速级传动比错误!未找到引用源。
传动系统的各级传动比分别为错误!未找到引用源。
五、计算传动装置的运动和动力参数①各轴转速②各轴功率③各轴转矩六、传动件的设计计算1、设计V带和带轮①确定计算功率传动系统的工作载荷较稳定,变动微小,一般为空载或轻载启动,假设每天工作时间为10~16小时,则工作状况系数错误!未找到引用源。
计算功率小带轮转速n=910 r/min②选择V带的带型根据计算功率错误!未找到引用源。
和小带轮转速n,可确定V带的带型为ZV带Z型槽的最小基准直径错误!未找到引用源。
=50mm,一般情况下,应保证错误!未找到引用源。
初选小带轮的直径错误!未找到引用源。
V带的带速不宜过低或过高,一般应使v=5~25 m/s,最高不应超过30 m/s。
带速v=错误!未找到引用源。
4764mm/s=4.8m/s,符合一般要求。
计算大带轮的基准直径错误!未找到引用源。
再根据普通V带轮的基准直径系列表加以适当圆整,选择大带轮的基准直径错误!未找到引用源。
④确定中心距a并选择V带的基准长度错误!未找到引用源。
初定中心距错误!未找到引用源。
为所以所选的中心距范围为420mm≤错误!未找到引用源。
≤1200mm初选中心距错误!未找到引用源。
=600mm。
计算相应的带长带的基准长度根据错误!未找到引用源。
选择,错误!未找到引用源。
传动的实际中心距近似为考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要,常给出中心距的变动范围错误!未找到引用源。
⑤验算小带轮上的包角小带轮上的包角小于大带轮上的包角,小带轮上的总摩擦力小于大带轮上的总摩擦力。
因此,打滑只可能在小带轮上发生为了提高带传动的工作能力,应使符合要求。
⑥确定带的根数z⑦确定带的初拉力错误!未找到引用源。
单根V带的所需的最小初拉力为对于先安装的V带,初拉力错误!未找到引用源。
⑧计算带传动的压轴力为了设计带轮轴的轴承,需要计算带传动作用在轴上的压轴力错误!未找到引用源。
⑨V带轮的设计因为功率较小,所以带轮材料可选工程塑料。
2、齿轮的设计1、高速级部分齿轮传动的设计①选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数根据传动方案,选用标准斜齿圆柱齿轮传动。
减速器的速度不高,选用7级精度(GB 10095-88)。
小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
选择小齿轮齿数为错误!未找到引用源。
20,大齿轮齿数错误!未找到引用源。
选取螺旋角β。
初选螺旋角β=错误!未找到引用源。
.②按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算,即试选错误!未找到引用源。
小齿轮传递的转矩错误!未找到引用源。
选取齿宽系数错误!未找到引用源。
选择区域系数错误!未找到引用源。
斜齿轮传动的端面重合度错误!未找到引用源。
材料的弹性影响系数错误!未找到引用源。
齿数比μ=6.1按齿面硬度差的小齿轮的接触疲劳强度极限错误!未找到引用源。
大齿轮的接触疲劳强度极限错误!未找到引用源。
计算应力循环次数取接触疲劳寿命系数错误!未找到引用源。
计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,许用接触应力试算小齿轮的分度圆直径错误!未找到引用源。
由公式算得计算圆周速度。
计算齿宽b及模数错误!未找到引用源。
计算纵向重合度错误!未找到引用源。
计算载荷系数K已知使用系数错误!未找到引用源。
,根据v=0.357 m/s,7级精度,查图可得动载系数错误!未找到引用源。
;查表得错误!未找到引用源。
根据b/h=9.14,错误!未找到引用源。
,查图得错误!未找到引用源。
查表得错误!未找到引用源。
故动载系数按实际动载荷系数校正所算出的分度圆直径,计算模数错误!未找到引用源。
③按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限错误!未找到引用源。
取弯曲疲劳寿命系数错误!未找到引用源。
计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,计算载荷系数根据纵向重合度错误!未找到引用源。
可查图得螺旋角影响系数错误!未找到引用源。
计算当量齿数查取齿形系数错误!未找到引用源。
查取应力校正系数错误!未找到引用源。
计算大、小齿轮的错误!未找到引用源。
,并加以比较。
大齿轮的数值大设计计算对比此结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲强度算得的模数错误!未找到引用源。
1.5 mm,已可满足弯曲强度。
但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径错误!未找到引用源。
来计算齿数。
取错误!未找到引用源。
④几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为142 mm按圆整后的中心距修正螺旋角因β值改变不多,所以参数错误!未找到引用源。
等不必修正。
计算大、小齿轮的分度圆直径计算齿轮宽度圆整后取错误!未找到引用源。
2、低速级部分齿轮传动的设计 ①齿数的选择选择直齿轮,选小齿轮数为213=z ,大齿轮齿数53215.2334=⨯=⋅=z i z ,初选螺旋角ß= 14。
②按齿面接触强度设计按设计计算公式(10-21)进行试算,即3221)][(132.2H E d t t Z u u T K d σφ+⋅≥ 确定公式内的各计算数值 试选择载荷系数 3.1=t K 。
小齿轮传递的转矩 mm N T ⋅⨯=3210153。
由表10-7选取齿宽系数 1=Φd 。
由表10-6查得材料弹性影响系数218.189MPa Z E =。
由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ;大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。
由式10-13计算应力循环次数。
883348231052.05.2103.1103.1)1530082(1306060⨯=⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=i N N L j n N h由图10-19查得接触疲劳寿命系数98.0,96.021==HN HN K K计算接触疲劳许用应力:取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得[][]MPaMPa S K MPa MPa S K H HN H H HN H 539155098.0;576160096.02lim 221lim 11=⨯=⋅==⨯=⋅=σσσσ许用接触应力[][]5392==H H σσ计算试算小齿轮分度圆直径t d 1,由计算公式得mm d t 5.75)5398.189(5.215.21101533.132.23231=+⋅⨯⨯≥计算圆周速度s m s m n d v t 6048.01000601535.7510006011=⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=ππ计算齿宽b 及齿高比32.91.8/5.75/1.860.325.225.260.3215.75 5.755.750.1111===⨯======⨯=⋅Φ=h b mm mm m h mm mm z d m mmmm d b t t t t d 齿高模数计算载荷系数K根据s m v /6048.0=,7级精度,由图10-8查的动载系数02.1=v K ; 直齿轮,;1==ααF H K K 由表10-2查得使用系数;1=A K由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,423.1=βH K 。