3405 手扶插秧機插植部分設計
3405 手扶插秧機插植部分設計,手扶,插秧機,部分,部份,設計
UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計）題目： 手扶插秧機插植部分設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 指導教師： 職 稱：講師 二 O 一二年 五 月XX 大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱手扶插秧機插植部分設計學生姓名 XX 院（系） 工學院 專 業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師 XX 職 稱 講師 學 歷博士畢業(yè)設計（論文）要求：本設計以洋馬步行式插秧機為原型，設計插秧機的插植部分，對插秧機的插植臂和送秧箱的整體設計，傳動齒輪和軸進行設計計算。圖紙不少于 1.5 個 A0，設計說明書字數(shù)不少于 4000 字。畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容與技術參數(shù)：發(fā)動機輸出/轉數(shù) KW（PS ）min-1 2.6KW (3.5PS)/3000 [最大 3.2KW (4.3PS)]作業(yè)速度：道路速度：0.38~0.76 m/s栽插速度：0.72~1.54 m/s后退速度：0.18~0.36 m/s株距檔位：220mm 、150mm 、120mm畢業(yè)設計（論文）工作計劃：工作時長（9 周）：插植系統(tǒng)設計 1 周 確定具體設計方案以及確定插植臂主軸尺寸 2 周機械制圖 3 周 編寫設計說明書 2 周改進設計 1 周 檢查錯誤 1 周接受任務日期 20011 年 11 月 9 日 要求完成日期 2012 年 5 月 9 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日畢業(yè)論文題目摘 要隨著農(nóng)業(yè)種植規(guī)模化，機械化，水稻插秧機在農(nóng)業(yè)機械中占有極為重要的地位，高性能插秧機是與當今世界插秧機設計，制造技術接軌的高新技術。本設計是基于洋馬 AP4 步行式插秧機為原型，設計插秧機的插植部分。為保證水稻栽植的順利進行，栽植運動的插植部分系統(tǒng)設計至關重要。本文對插植結構進行結構分析設計和計算，得到合理的機構參數(shù)，為插秧機的精確插植設計提供依據(jù)。關鍵詞：插秧機，插植部，設計，機構畢業(yè)論文題目iiThe hand transplanter planting designAbstract:Along with the agriculture planting scale, mechanization, rice transplanting machine in agricultural machinery occupies a very important position, high performance rice transplanter is with the current world rice transplanter design, manufacturing technology integration of high-tech. The design is based on AP4race walking type rice transplanter for prototype, design of rice transplanter transplanting part. In order to ensure the smooth rice planting, planting movement of the planting system design is very important. This paper analyses the structure of planting structure design and the computation, obtains the reasonable parameters for rice transplanter, the precise planting design basisKeywords:rice transplanter, transplanting, design, mechanism畢業(yè)論文題目目錄1 緒論 .........................................................................................................................................................- 2 -1.1 插秧機發(fā)展歷史 ........................................................................................................................- 2 -1.2 發(fā)展趨勢 ......................................................................................................................................- 2 -2 插秧機總體介紹 ..................................................................................................................................- 3 -2.1 插秧機總體結構和設計原理 ...................................................................................- 3 -2.2 手扶插秧機的各類參數(shù) ............................................................................................- 4 -2.3 插秧機動力傳送路線 ..............................................................................................................- 7 -3 插植臂結構設計與運動原理 ..................................................................................................................- 8 -3.1 分插運動軌跡和結構參數(shù) .....................................................................................................- 8 -3.2 插植臂結構 .................................................................................................................................- 9 -4 插植部送秧結構 ................................................................................................................................- 11 -5 校核計算 .............................................................................................................................................- 12 -5.1 主軸的設計計算 ......................................................................................................................- 12 -5.2 錐齒輪的校核 .........................................................................................................................- 15 -參考文獻 .................................................................................................................................................- 19 -致謝 ..........................................................................................................................................................- 20 -畢業(yè)論文題目- 2 -1 緒論1.1 插秧機發(fā)展歷史中國傳統(tǒng)的插秧工具秧馬和蒔扶，已有近千年的使用歷史。宋代蘇軾曾作“秧馬歌” ，敘說了湖北農(nóng)民使用秧馬的情景。使用蒔扶可以代替手工分秧，并將秧苗梳入泥中定植，直至 20 世紀 50 年代，某些地區(qū)仍在使用。中國水稻插秧機的研制工作始于1953 年。1956 年在蒔扶分秧方式的啟發(fā)下，首次提出群體逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理，從而在水稻插秧機的研制上取得了突破，研制出水稻拔取苗移栽的第一代樣機。到 1960 年，各地推薦生產(chǎn)上使用的人力、畜力插秧機已達 21 種。1967 年，第一臺自走式機動插秧機“東風-2S”型通過鑒定定型并投入生產(chǎn),每天可插秧 15～20畝。 日本于 1898 年,發(fā)表第一個水稻插秧機專利;意大利于 1915 年開始研究拔秧苗的水稻插秧機，至 50 年代已有拖拉機配套的商品出售,但都由于結構復雜、造價高,作業(yè)時需用輔助勞力多而未能推廣。日本于 60 年代研制帶土小苗的栽植技術和相應的水稻插秧機。1966 年后，工廠化水稻育秧設備研制成功，促進了插秧機械化的迅速發(fā)展。 1.2 發(fā)展趨勢插 秧 機 的 研 究 應 該 根 據(jù) 各 國 土 質 和 人 口 等 地 區(qū) 因 素 ， 因 地 制 宜 ， 發(fā) 展 適 合當 地 情 況 的 插 秧 機 ， 此 外 ， 插 秧 機 也 要 向 提 高 作 業(yè) 效 率 ， 提 高 對 秧 苗 的 適 應 性 ， 提高 使 用 操 作 性 能 方 向 發(fā) 展 。 為 了 克 服 漏 插 、 漂 秧 和 鉤 傷 秧 等 缺 陷 ,今 后 將 通 過 對 送秧 、 分 秧 、 插 秧 等 工 作 機 構 的 改 進 與 創(chuàng) 新 ， 繼 續(xù) 提 高 插 秧 質 量 和 對 各 種 秧 苗 的 適 應性 ， 同 時 要 研 制 適 用 于 每 穴 一 株 雜 交 水 稻 秧 苗 的 新 型 插 秧 機 ； 研 究 提 高 工 作 裝 置 的自 動 化 程 度 ， 如 實 現(xiàn) 自 動 裝 秧 及 故 障 自 動 停 機 等 的 途 徑 ； 進 一 步 完 善 包 括 育 秧 在 內(nèi)的 水 稻 全 套 種 植 機 械 化 體 系 ， 提 高 非 插 秧 季 節(jié) 水 稻 插 秧 機 的 綜 合 利 用 程 度 。畢業(yè)論文題目- 3 -2 插秧機總體介紹2.1 插秧機總體結構和設計原理類型水稻插秧機按適應秧苗的狀態(tài)分拔洗苗型、帶土苗型和兩用型。按動力分為人力插秧機和機動插秧機兩類。人力插秧機采用間歇插秧方式，插秧動作在機器停歇狀態(tài)下進行，插秧動作結束后，手拉機器移動一個株距，再次進行插秧動作。機動插秧機采用連續(xù)插秧方式，在機器行進過程中完成分秧、插秧動作。機動插秧機又分手扶自走式、乘坐自走式和拖拉機懸掛式等類型。按分秧和插秧機構的運動特征可分為縱分滾動直插式、縱分擺動直插式和橫分擺動直插式。滾動直插和擺動直插是指取秧器定位桿件分別由作圓周運動和作往復運動的機構驅動，并在軌跡控制機構的控制下完成分秧、插秧動作，取秧器在插秧段的運動軌跡接近與地面垂直，使形成的插孔較小，秧苗直立性和穩(wěn)定性好。滾動直插只用于機動插秧機。原理和構造插秧機的工作過程，因結構不同而各有差異，但基本流程大致相同。其“群體逐次分格取秧直接栽插”原理為：秧苗以群體狀態(tài)整齊放入秧箱，隨秧箱作橫向移動，使取秧器逐次分格取走一定數(shù)量的秧苗，在插秧軌跡控制機構作用下，按農(nóng)藝要求將秧苗插入泥土中，取秧器再按一定軌跡回至秧箱取秧。各種插秧機栽插部分的組成基本相同：人力插秧機由秧箱、分插秧機構、機架和浮體(船板)等組成，自走式機動插秧機還設有動力驅動、行走裝置、送秧機構等部分。秧箱主要功能是承載秧苗，并與送秧機構、分插秧機構配合，完成送秧和分秧作業(yè)。主要有箱體、箱架、秧門(包括秧簾)和秧刷等組成。在橫向移箱機構作用下，使秧箱橫向移動，從而使秧苗移向秧門，以配合取秧器有規(guī)律的取秧栽插。 分插秧機構是水稻插秧機的主要工作部件，由取秧器及其驅動機構和軌跡控制機構組成。取秧器在驅動機構的驅動和軌跡控制機構的控制下，按照一定的軌跡從秧箱中分取一定數(shù)量的秧苗并將其插入土中，然后返回原始位置開始下一次循環(huán)動作。按分秧動作，有橫分和縱分兩種。①橫分取秧器有適于拔取苗栽插的秧夾和適于帶土苗栽插的切扒式秧爪，兩者根據(jù)需要可互換使用。秧夾由活動夾片和固定夾片構成，其張開度根據(jù)秧苗的粗細和秧苗數(shù)量進行調節(jié)；切扒式秧爪帶有脫秧片，使帶土秧苗從秧爪上順利脫出。②縱分取秧器有適于拔取苗栽插的梳式秧爪，適于帶土苗栽插的有裝上脫秧器的梳式秧爪，或采用筷子式秧爪。梳式秧爪在分秧過程中對秧苗有分理作用；筷子式秧爪在插入帶土秧苗中取秧時，由推秧片把帶土苗強制推出。 一定數(shù)量的秧夾或秧爪按規(guī)定行距配置在秧夾（或秧爪）排上。在滾動直插式插秧機上，一般有 2～4 個秧爪排與作圓周運動的分插輪轉臂鉸接相連；在擺動直插式插秧機上。一般是一個秧爪排同作往復擺動的搖臂鉸接相連，也可將一個取秧器直接裝在一組曲柄連桿機構的連桿上，進行分組驅動。在多數(shù)插秧機上，取秧器的運動軌跡除由驅動機構控制外，還受軌跡控制機構的控制。常用的軌跡控制機構有導槽、滑道、凸輪、行星齒輪和四桿機構等，與各種驅動機構配合組成各種類型的分插秧機構。送秧機構畢業(yè)論文題目- 4 -包括縱向送秧機構和橫向送秧機構，其作用是按時、定量地把秧苗送到秧門處，使秧爪每次獲得需要的秧苗。①縱向送秧機構的送秧方向同機器行進方向一致，有重力送秧和強制送秧兩種。重力送秧是利用壓秧板和秧苗自身的重量，使秧苗隨時貼靠在秧門處，常用于人力插秧機，其送秧能力隨秧箱形式及秧箱內(nèi)秧苗數(shù)量多少而變化，因而送秧均勻度較差。強制送秧是由縱向送秧機構定期推送秧苗，其送秧能力強，又分整體送秧和對準送秧兩種。前者主要用于帶土苗。當秧箱橫向移動至兩端極限位置時，將整體秧苗往秧門推送一次；后者主要用于拔取苗，取秧器每取秧一次，即相應的送秧一次，送秧寬度等于取秧器的取秧寬度。②橫向送秧機構的送秧方向同機器行進方向垂直，都采用移動秧箱法，因而又稱移箱機構。按其移動方式又分為間歇移箱和連續(xù)移箱:間歇移箱機構用于拔取苗和帶土苗,其特點是在秧爪分取秧苗時停止移箱，以利于秧爪梳理分秧。連續(xù)式移箱機構是在作業(yè)中使秧箱作橫向連續(xù)等速運動，移至兩端極限位置后自動換向，因而在分秧階段，秧爪和秧箱相對移動，適用于帶土苗。機架是插秧機各部件和機構安裝的基礎，要求剛性好、重量輕。按機架與船板連接方式可分為整體式和鉸接式兩種：整體式是用插深調節(jié)器調整插深后，把機架和船板鎖定；鉸接式是機架和船板僅靠插鎖連接，在作業(yè)過程中插秧深度隨泥腳深淺而變化。 行走裝置和承載浮體人力插秧機以船板為承載浮體，支承機器的全部重量,一般不設行走裝置,作業(yè)時由人力牽引，使船板在泥面滑行。自走式機動插秧機的行走裝置包括驅動輪、導向輪和陸地運輸輪等。驅動輪多采用葉片式鐵輪，并有獨輪驅動、兩輪驅動和四輪驅動等類型，其承載浮體有整式船板和間隔配置的浮板兩種類型，支承機器的部分重量。中國的乘坐自走式機動插秧機多采用前面一個驅動輪、后面為整體式船板的獨輪驅動方式,陸地運輸時加裝 2 個尾輪，具有結構簡單、行駛阻力小、操縱輕便、行駛直線性和轉彎靠行性能好等特點。日本則采用前面兩個導向輪、后面兩個驅動輪加 3～4 塊浮板的驅動方式,或前、后 4 個驅動輪加浮板的驅動方式。日本的手扶自走式機動插秧機多采用兩個驅動輪加浮板的驅動方式。 動力驅動部分及其他 自走式機動插秧機的動力驅動部分包括發(fā)動機、 變速傳動裝置，以及轉向、換檔、離合等操縱機構。此外還有各種調節(jié)裝置、監(jiān)測訊號裝置、牽引架、插秧手座位、秧籃及遮陽裝置等輔助部分。2.2 手扶插秧機的各類參數(shù)洋馬 AP4 步行式插秧機是雙輪驅動步行式插秧機，人在機后步行操作，其主要操作系統(tǒng)都在機器后部，用剛絲與各控制部分相連，便于操作，控制機器。苗箱與插植臂也在機器后部，便于機手查看并添加秧苗。為了提高機器的機動性能，減輕重量，洋馬步行式 AP4 插秧機大大采用了工程塑料（浮板、秧箱、罩蓋等）和鋁合金鑄件（主變速箱、插枝傳動箱、導軌等） 。插秧機的發(fā)動機在前部，使機器前后平衡。洋馬步行式 AP4 插秧機是一種適合于我國水稻產(chǎn)區(qū)廣大經(jīng)濟條件使用的步行式水稻插秧機，洋馬步行式 AP4 插秧機設計結構簡單、輕巧，操作靈便，使用安全可靠，它主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、機架及行走系統(tǒng)、液壓仿行及插深控制系統(tǒng)等組成。見圖（1-1） 畢業(yè)論文題目- 5 -圖（2-1）洋馬 AP4步行式插秧機各類參數(shù)型號名稱 2ZQS-4(AP4型)總長（mm） 2190總寬（mm） 1500機器尺寸總高（mm） 1034機身重量（kg） 145型號名稱 MZ175種類 空氣冷卻 OHV 四沖程單缸汽油發(fā)動機排氣量（cc） 171輸出/轉速 kW（PS）min-1 2.6Kw（3.5PS）/3000[最大3.2kW（4.3PS）]使用燃料 汽車用無鉛汽油燃料油箱容量（L） 4發(fā)動機啟動方式 手拉式啟動機體上下調節(jié) 液壓式調節(jié)（手動、自動、連動）車輪（mm） 橡膠凸緣車輪外徑660行走部變速檔數(shù)（檔） 前進2（插植1）后退1畢業(yè)論文題目- 6 -插植方式 曲柄搖桿式插植行數(shù)（行） 4插植行距（cm） 30插植株距（cm） 22、15、12插植株數(shù)（株/3.3m 2） 50.65.75.90（簡易手柄調節(jié)）插植深度（mm） 15-40（6段調節(jié)）橫向進給（mm） 11（26回） ，14（20回）插植部苗數(shù)調節(jié)量 縱向抓?。╩m） 8-17（10段手柄調節(jié)）秧苗的種類 幼苗、中苗秧苗條件葉齡·苗高 （葉）·（cm） （2.0-4.5）·8-25預備用秧苗搭載數(shù)（箱） 3載插：0.38-0.76（0.34-0.68）道路上：0.72-1.54作業(yè)速度（m/s）后退：0.18-0.36（0.16-0.32）作業(yè)效率（畝/小時） —2.09（最大）表 2-1畢業(yè)論文題目- 7 -2.3 插秧機動力傳送路線1-2圖 2-2畢業(yè)論文題目- 8 -3 插植臂結構設計與運動原理3.1 分插運動軌跡和結構參數(shù)(1)分 插 結 構 ： 用 以 完 成 分 秧 和 插 秧 的 工 作 部 件 稱 為 秧 爪 ， 而 控 制 秧 爪 運 動 軌跡 的 機 構 稱 為 分 插 結 構 。 插 秧 機 工 作 時 秧 爪 尖 相 對 于 插 秧 機 機 架 的 軌 跡 稱 為 秧 爪 靜軌 跡 （ 即 機 器 不 前 進 時 的 軌 跡 ） 或 者 稱 為 相 對 運 動 軌 跡 ， 而 秧 爪 相 對 于 地 面 的 軌 跡稱 為 秧 爪 動 軌 跡 (即 秧 爪 正 常 前 進 時 的 軌 跡 )或 者 稱 為 絕 對 運 動 軌 跡 。 秧 爪 運 動 軌 跡可 以 分 為 分 秧 、 運 秧 、 插 秧 、 出 土 、 回 程 段 5 個 階 段 。 如 圖 2-1 所 示 （ 圖 中 主 要參 數(shù) 見 表 2-1） ， 秧 爪 進 入 秧 箱 取 秧 走 過 的 軌 跡 D1D2 稱 分 秧 段 ， 分 秧 之 后 到 插 秧之 前 的 軌 跡 D2D3 稱 運 秧 段 ， 插 秧 時 秧 爪 尖 的 動 軌 跡 D3`D4`稱 插 秧 段 ， 插 秧 之 后 秧爪 尖 到 離 開 地 面 的 運 動 軌 跡 D4`D5`稱 為 出 土 段 ， 出 土 之 后 回 到 取 秧 之 前 的 靜 軌 跡D5D1 稱 為 回 程 段 。圖 3-1 插 秧 機 插 秧 軌 跡名 稱 代 號 參 數(shù) 名 稱 代 號 參 數(shù)曲 柄（ OA）R2 35mm B 點 調 節(jié) 長槽 長 度BL 30 mm連 桿（ AC）R4 90mm 調 節(jié) 長 槽 與X 軸 夾 角RB 16°畢業(yè)論文題目- 9 -搖 桿（ BC）R5 90mm 秧 門 角 點M 坐 標 值XMYM-202 mm30 mm秧 爪 尖 與 A點 距 離（ AD）L 190 mm 秧 門 與 X 軸夾 角RM 138°AD 與 連 桿夾 角R 163.17° 秧 爪 與 連 桿夾 角RD 50°最 大 取 秧 量B 點 坐 標 值X0Y072 mm80 mm推 秧 時 曲 柄與 連 桿 夾 角RT 50.87°曲 柄 中 心 安裝 高 度H0120 mm3 寸 穴 距 機器 前 進 速 度V0 -0.36m/s表 2-13.2 插植臂結構插秧機共設有四個插植臂，插植臂間隔距離相等，呈左右對稱狀態(tài)。插植臂主要由曲軸臂、插植臂殼體、推桿、秧爪、彈簧、插植臂上蓋、凸輪等組成（如圖 3-2 所示） 。作用是從苗箱上切取一定面積的秧塊并栽插到田里。如 圖 所 示 ， 由 曲 柄 臂 、 從 動 臂 、 插 植 臂 殼 體 和 機 架 組 成 四 連 桿 機 構 ， 相 互 鉸 接處 都 安 裝 有 軸 承 ， 保 證 轉 動 靈 活 ， 工 作 平 穩(wěn) ， 運 動 軌 跡 準 確 。 曲 軸 臂 固 定 在 插 植 臂軸 上 ， 當 動 力 通 過 插 植 臂 軸 傳 入 時 ， 曲 軸 臂 做 圓 周 運 動 ， 從 動 臂 做 往 復 運 動 ， 而 插植 臂 殼 體 （ 即 連 桿 ） 做 平 面 內(nèi) 的 復 雜 運 動 ， 與 插 植 臂 殼 體 固 定 為 一 個 構 件 的 秧 爪 按預 訂 的 軌 跡 （ 連 桿 曲 線 ） 進 入 秧 門 取 秧 后 插 入 地 面 ， 當 秧 爪 插 入 地 面 的 時 由 凸 輪 和推 桿 手 柄 脫 離 接 觸 ， 在 彈 簧 的 壓 力 下 推 桿 使 秧 苗 脫 離 秧 爪 而 栽 植 于 農(nóng) 田 。分 析 插 植 臂 結 構 的 工 作 過 程 ， 主 要 是 看 分 秧 段 和 插 秧 段 。 分 秧 段 影 響 分 秧 的 質 與 量 ，分 秧 時 秧 爪 與 秧 苗 間 夾 角 一 般 較 小 ， 均 在 30°以 內(nèi) ， 進 入 秧 門 D1 點 距 秧 門 口 的高 度 稱 為 取 秧 高 度 ， 應 大 于 苗 根 土 厚 10mm； 在 D2 點 秧 爪 分 秧 速 度 一 般 在 1.0m/s以 上 ， 最 佳 范 圍 為 1.5~2m/s 便 于 利 索 分 秧 ;擰 動 調 節(jié) 按 鈕 可 以 改 變 從 動 臂 B 點 連接 在 鏈 箱 后 蓋 長 槽 中 的 位 置 可 改 變 分 秧 段 軌 跡 而 調 整 取 秧 量 大 小 ， 插 秧 段 主 要 討 論運 動 軌 跡 ， 由 于 D3D5 插 孔 大 小 ， 時 有 利 于 提 高 插 秧 的 穩(wěn) 定 性 ， 而 推 秧 的 相 位 與 軌跡 影 響 秧 苗 插 秧 時 的 直 立 性 。 在 插 秧 段 秧 爪 速 度 應 急 劇 減 小 ， 依 靠 慣 性 作 用 （ 此 時秧 爪 加 速 度 最 大 ） 而 提 高 插 秧 直 立 性 與 穩(wěn) 定 性 。畢業(yè)論文題目- 10 -圖 3-2 插植臂結構畢業(yè)論文題目- 11 -4 插植部送秧結構插植部送秧箱：把秧苗定時輸送到秧爪取秧部位的結構稱為送秧結構。它由橫向送秧結構和縱向送秧結構組成。它的主要作用是將由齒輪箱傳遞過來的動力傳遞給送秧機構，實現(xiàn)橫、縱向送秧。圖 4-1橫向送秧結構的作用是使秧爪能在秧箱的工作幅度內(nèi)依次均勻取秧，使秧箱連同秧苗做整體移動，它主要由插植動力輸入軸、輸入鏈輪、導向螺桿，橫送軸，縱送軸，端蓋等構成（圖 3-1） 。插植臂軸通過鏈條帶動輸入鏈輪轉動，鏈輪通過一對直齒輪將動力傳動給導向螺桿，插入導向螺桿內(nèi)的螺旋槽的導塊沿著螺旋槽斜面移動從而帶動橫送軸左右運動，隨之完成了橫向送秧運動?？v向送秧結構：一般縱向送秧結構安裝在秧箱底部。主動凸輪安裝在導向螺桿上，主動凸輪間歇性地帶動從動凸輪，使固定在送秧軸上的抬把隨軸轉動秧箱下的棘爪而推動棘輪帶動送秧星輪轉動一定的角度完成縱向整體送秧，送秧完畢，棘爪與抬把依靠扭簧復位。畢業(yè)論文題目- 12 -5 校核計算5.1 主軸的設計計算軸的結構設計：（圖 5-1）圖 5-1軸材料選用 45 鋼調質， =650Mpa， =360Mpa。軸的設計計算步驟如下：?Bs計算項目 計算內(nèi)容 計算結果初算軸徑 d 由表，C=1123nPCd?=112×3102.=16.72mm 取 d=20mm初步計算軸上各段長度 軸承選 6001，寬度 B=12mm計算軸上載荷：畢業(yè)論文題目- 13 -由前計算：鏈輪作用軸上載荷 =1552N，T=110N·mFQ齒輪作用在軸上載荷：=1100N， =110N·m201DT??T?繪制軸的彎扭矩圖，對危險截面進行校核簡化軸上載荷如圖：其中， =1552N，T= =110N·m， = =1100×cos =1033.6NFQT?FTz20cos?20?= =3458× =376.3NTY20sin?20sin?畫軸的彎矩圖，扭矩圖畢業(yè)論文題目- 14 -由彎矩圖、扭矩圖可知 B 點為危險截面。對 B 點進行校核計算：M= = =78.6N mM2z?1.4025.67?查表得： =215Mpa， =102.5Mpa， =60Mpa???1b???b???1b-對于不變的轉矩，取 76.08b1-????=114.4N.m?? ）（）（ 76.0.8T2222 ???所以：=14.3Mpa =60Mpa2.14d.0MW33b???????b1-?滿足強度要求。。畢業(yè)論文題目- 15 -5.2 錐齒輪的校核（1）選用直齒錐齒輪傳動，7 級精度。已知輸入功率 P1=1.4 kw ； 錐齒輪轉速 n=80r/min ； 齒數(shù)比 u=i1=1 條件：動力機為電動機，工作平穩(wěn)，傳動不逆向。（2）材料選擇 1 軸上的小齒輪材料為 40cr（調質） ，硬度為 241～286HB,取硬度為 260HB，嚙合的中齒輪材料為 45#鋼(調質)，硬度 229～286HB,硬度取為 240HB。（3） 計算（I） 按齒面接觸強度設計轉矩 T1=257040 n/mm齒寬系數(shù) Ψd=1.0解除疲勞強度 σ Hlim1= 710 MPaσ Hlim2= 580 Mpa初步計算的許用接觸應力 [σH1]=0.9σ Hlim1=639[σH2]=0.9σ Hlim2=522取 Ad=83初步計算齒輪直徑 d 1≥83 =35.7 321][?????HdT取 d=40齒寬 b b=Ψ dd1=3.63 mm計算圓周速度V =πdn 1/(60×1000) = 3.14×40×80/(60×1000)=1.79 m/s齒數(shù)與模數(shù) 初取齒數(shù) z=11 m=d1/z1=2載荷系數(shù)畢業(yè)論文題目- 16 -根據(jù) v=1.79 m/s , 選擇齒輪為 7 級精度，由機械設計查得動載系數(shù) K V =1.25.使用系數(shù) K A=1.5Ft=2T1/d1=6112 N=79.6 n/mm <100 n/mmbFt由表查得：K Hα =KFα =1.3 ;載荷系數(shù) K=1.5*1.25*1.2*1.2=2.7ε=[1.88-3.2(1/z1+1/z2)]=1.68Zε= =0.8834a??彈性系數(shù) ZE1=189 MP節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH=2.5接觸最小安全系數(shù) S Hmin=1.05由公式計算應力循環(huán)次數(shù)N1 = 60 n1jLh = 60×80×1×4000= 1.92×107N2 =0.24×108接觸壽命系數(shù) ZN Z N1=1.15 ZN2=1.25許用接觸應力[σH] : [σH1] =777.6MPa[σH2]= 690MPa驗算 σH=Z EZHZε =570 MPa <[σH2]ubdKT1)(2?計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整確定傳動主要尺寸d=m*z=2*11=22（II）按齒根彎曲強度設計重合度 Yε =0.25+0.75/ε=0.7畢業(yè)論文題目- 17 -齒向載荷分配系數(shù) K Fα =1/Yε=1.43 K Fβ =1.35載荷系數(shù) K=K AKVKFα KFβ =3.62[σ F]1= Mpa340.15680??SFEN?[σ F]2= Mpa.27.2FE查取齒形系數(shù)YFa1=2.4 YFa2=2.1應力修正系數(shù) YSa1=1.63 YSa2=1.75彎曲疲勞極限 σFmin1=600 MPa σFmin2=450 MPa最小安全系數(shù) S Fmin=1.25 由公式計算應力循環(huán)次數(shù)N1 = 60 n1jLh = 60×485×1×4000= 1.2×108N2 =0.24×108 彎曲壽命系數(shù) Y N1=0.85 YN2=0.92尺寸系數(shù) FX=1.0許用彎曲應力[σF] [σF1]= =408 MPamin1FXNSY?[σF2]= =331.2 MPai2驗算 σ F1= =102.6 MPa <[σF1]?YmbdKTSaF112σ F2=σF1 =98.5 MPa <[σF2]Sa所以滿足要求（III）確定齒輪的齒形參數(shù)標準錐齒輪幾何尺寸：① 分度圓直徑 d :畢業(yè)論文題目- 18 -d=mz=2×11=22 mm② 齒頂高 haha=ha*m=1×2=2mm③ 齒根高 hf=(ha *+c*)m=(1+0.25)×2=2.5 mm④ 齒全高 h=ha+hf =(2ha *+c*)m=2+2.5=4.5 mm（IV）齒輪結構對于小齒輪，其齒數(shù)較少，分度圓直徑與軸的直徑相差不是很大，可以采用整體式設計。畢業(yè)論文題目- 19 -參考文獻1.劉混舉、趙河明、王春燕.機械可靠性設計.北京：國防工業(yè)出版社，2010.2.邱宣懷、郭可謙、吳宗澤等.機械設計.4 版.北京：高等教育出版社，2010.3.王先逵、張福潤、吳博達等.機械制造工藝學.2 版北京：機械工業(yè)出版社，2008.4.鄭文緯、吳克堅.機械原理.7 版.北京：高等教育出版社.2010.5.楊光、席偉光、李波、陳曉岑.機械設計課程設計.2 版.北京：高等教育出版社，2010.6.于永泗、齊民.機械工程材料.8 版.大連：大連理工大學出版社.2010.7.何銘新、錢可強.機械制圖.5 版.北京：高等教育出版社.2008.8.劉鴻文.材料力學.4 版.北京：高等教育出版社.2010.9.哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室.6 版.北京：高等教育出版社.2004.8.王慧、呂宏、王連明.機械設計課程設計.北京：北京大學出版社.2011.10.陳于萍、周兆元.互換性與測量技術基礎.2 版.北京：機械工業(yè)出版社.2009.11.蔣曉、沈培玉、苗青.AutoCAD2008 中文版機械設計標準實例教程.北京：清華大學出版社.2008.12.李寶筏.農(nóng)業(yè)機械學.北京.中國農(nóng)業(yè)出版社.2003 年畢業(yè)論文題目- 20 -致謝本次畢業(yè)設計，是在 XX 老師導下完成的，通過本次設計，不僅檢驗了我大學四年來知識積累的程度，而且豐富了我在實際設計中經(jīng)驗的累積，更是對我設計思想的一次全面升華。在設計過程中，本著認真刻苦的態(tài)度去學習設計的步驟、方法、以及經(jīng)驗，但是由于該設計許多方面的細節(jié)問題涉及面太廣，而本人知識面和能力都極其有限，同時由于時間倉促，因而不能科學詳盡地做出正確的選擇與判斷。所以設計中難免出現(xiàn)很多錯誤。雖然有這些不足和遺憾，但是總的來說，基本上完成了插秧機的插植部設計和一些零部件設計，成功的完成了老師布置的任務。由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。在這一個學期的設計過程中，我們得到了有豐富工作經(jīng)驗的指導老師肖老師的大力支持和幫助，在設計過程中他們不知疲倦、不厭其煩的給我們分析和講解，而且也給我灌輸了一些先進的設計方法和設計理念，使我大受裨益。在此，我忠心地向 XX 老師表示感謝。同時，在設計過程中，我也得到很多同學的支持和幫助，在此，我一同表示最忠誠的感謝。 UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計）題目： 手扶插秧機插植部分設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 指導教師： 職 稱：講師 二 O 一二年 五 月XX 大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱手扶插秧機插植部分設計學生姓名 XX 院（系） 工學院 專 業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師 XX 職 稱 講師 學 歷博士畢業(yè)設計（論文）要求：本設計以洋馬步行式插秧機為原型，設計插秧機的插植部分，對插秧機的插植臂和送秧箱的整體設計，傳動齒輪和軸進行設計計算。圖紙不少于 1.5 個 A0，設計說明書字數(shù)不少于 4000 字。畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容與技術參數(shù)：發(fā)動機輸出/轉數(shù) KW（PS ）min-1 2.6KW (3.5PS)/3000 [最大 3.2KW (4.3PS)]作業(yè)速度：道路速度：0.38~0.76 m/s栽插速度：0.72~1.54 m/s后退速度：0.18~0.36 m/s株距檔位：220mm 、150mm 、120mm畢業(yè)設計（論文）工作計劃：工作時長（9 周）：插植系統(tǒng)設計 1 周 確定具體設計方案以及確定插植臂主軸尺寸 2 周機械制圖 3 周 編寫設計說明書 2 周改進設計 1 周 檢查錯誤 1 周接受任務日期 20011 年 11 月 9 日 要求完成日期 2012 年 5 月 9 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日畢業(yè)論文題目摘 要隨著農(nóng)業(yè)種植規(guī)模化，機械化，水稻插秧機在農(nóng)業(yè)機械中占有極為重要的地位，高性能插秧機是與當今世界插秧機設計，制造技術接軌的高新技術。本設計是基于洋馬 AP4 步行式插秧機為原型，設計插秧機的插植部分。為保證水稻栽植的順利進行，栽植運動的插植部分系統(tǒng)設計至關重要。本文對插植結構進行結構分析設計和計算，得到合理的機構參數(shù)，為插秧機的精確插植設計提供依據(jù)。關鍵詞：插秧機，插植部，設計，機構畢業(yè)論文題目iiThe hand transplanter planting designAbstract:Along with the agriculture planting scale, mechanization, rice transplanting machine in agricultural machinery occupies a very important position, high performance rice transplanter is with the current world rice transplanter design, manufacturing technology integration of high-tech. The design is based on AP4race walking type rice transplanter for prototype, design of rice transplanter transplanting part. In order to ensure the smooth rice planting, planting movement of the planting system design is very important. This paper analyses the structure of planting structure design and the computation, obtains the reasonable parameters for rice transplanter, the precise planting design basisKeywords:rice transplanter, transplanting, design, mechanism畢業(yè)論文題目目錄1 緒論 .........................................................................................................................................................- 2 -1.1 插秧機發(fā)展歷史 ........................................................................................................................- 2 -1.2 發(fā)展趨勢 ......................................................................................................................................- 2 -2 插秧機總體介紹 ..................................................................................................................................- 3 -2.1 插秧機總體結構和設計原理 ...................................................................................- 3 -2.2 手扶插秧機的各類參數(shù) ............................................................................................- 4 -2.3 插秧機動力傳送路線 ..............................................................................................................- 7 -3 插植臂結構設計與運動原理 ..................................................................................................................- 8 -3.1 分插運動軌跡和結構參數(shù) .....................................................................................................- 8 -3.2 插植臂結構 .................................................................................................................................- 9 -4 插植部送秧結構 ................................................................................................................................- 11 -5 校核計算 .............................................................................................................................................- 12 -5.1 主軸的設計計算 ......................................................................................................................- 12 -5.2 錐齒輪的校核 .........................................................................................................................- 15 -參考文獻 .................................................................................................................................................- 19 -致謝 ..........................................................................................................................................................- 20 -畢業(yè)論文題目- 2 -1 緒論1.1 插秧機發(fā)展歷史中國傳統(tǒng)的插秧工具秧馬和蒔扶，已有近千年的使用歷史。宋代蘇軾曾作“秧馬歌” ，敘說了湖北農(nóng)民使用秧馬的情景。使用蒔扶可以代替手工分秧，并將秧苗梳入泥中定植，直至 20 世紀 50 年代，某些地區(qū)仍在使用。中國水稻插秧機的研制工作始于1953 年。1956 年在蒔扶分秧方式的啟發(fā)下，首次提出群體逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理，從而在水稻插秧機的研制上取得了突破，研制出水稻拔取苗移栽的第一代樣機。到 1960 年，各地推薦生產(chǎn)上使用的人力、畜力插秧機已達 21 種。1967 年，第一臺自走式機動插秧機“東風-2S”型通過鑒定定型并投入生產(chǎn),每天可插秧 15～20畝。 日本于 1898 年,發(fā)表第一個水稻插秧機專利;意大利于 1915 年開始研究拔秧苗的水稻插秧機，至 50 年代已有拖拉機配套的商品出售,但都由于結構復雜、造價高,作業(yè)時需用輔助勞力多而未能推廣。日本于 60 年代研制帶土小苗的栽植技術和相應的水稻插秧機。1966 年后，工廠化水稻育秧設備研制成功，促進了插秧機械化的迅速發(fā)展。 1.2 發(fā)展趨勢插 秧 機 的 研 究 應 該 根 據(jù) 各 國 土 質 和 人 口 等 地 區(qū) 因 素 ， 因 地 制 宜 ， 發(fā) 展 適 合當 地 情 況 的 插 秧 機 ， 此 外 ， 插 秧 機 也 要 向 提 高 作 業(yè) 效 率 ， 提 高 對 秧 苗 的 適 應 性 ， 提高 使 用 操 作 性 能 方 向 發(fā) 展 。 為 了 克 服 漏 插 、 漂 秧 和 鉤 傷 秧 等 缺 陷 ,今 后 將 通 過 對 送秧 、 分 秧 、 插 秧 等 工 作 機 構 的 改 進 與 創(chuàng) 新 ， 繼 續(xù) 提 高 插 秧 質 量 和 對 各 種 秧 苗 的 適 應性 ， 同 時 要 研 制 適 用 于 每 穴 一 株 雜 交 水 稻 秧 苗 的 新 型 插 秧 機 ； 研 究 提 高 工 作 裝 置 的自 動 化 程 度 ， 如 實 現(xiàn) 自 動 裝 秧 及 故 障 自 動 停 機 等 的 途 徑 ； 進 一 步 完 善 包 括 育 秧 在 內(nèi)的 水 稻 全 套 種 植 機 械 化 體 系 ， 提 高 非 插 秧 季 節(jié) 水 稻 插 秧 機 的 綜 合 利 用 程 度 。畢業(yè)論文題目- 3 -2 插秧機總體介紹2.1 插秧機總體結構和設計原理類型水稻插秧機按適應秧苗的狀態(tài)分拔洗苗型、帶土苗型和兩用型。按動力分為人力插秧機和機動插秧機兩類。人力插秧機采用間歇插秧方式，插秧動作在機器停歇狀態(tài)下進行，插秧動作結束后，手拉機器移動一個株距，再次進行插秧動作。機動插秧機采用連續(xù)插秧方式，在機器行進過程中完成分秧、插秧動作。機動插秧機又分手扶自走式、乘坐自走式和拖拉機懸掛式等類型。按分秧和插秧機構的運動特征可分為縱分滾動直插式、縱分擺動直插式和橫分擺動直插式。滾動直插和擺動直插是指取秧器定位桿件分別由作圓周運動和作往復運動的機構驅動，并在軌跡控制機構的控制下完成分秧、插秧動作，取秧器在插秧段的運動軌跡接近與地面垂直，使形成的插孔較小，秧苗直立性和穩(wěn)定性好。滾動直插只用于機動插秧機。原理和構造插秧機的工作過程，因結構不同而各有差異，但基本流程大致相同。其“群體逐次分格取秧直接栽插”原理為：秧苗以群體狀態(tài)整齊放入秧箱，隨秧箱作橫向移動，使取秧器逐次分格取走一定數(shù)量的秧苗，在插秧軌跡控制機構作用下，按農(nóng)藝要求將秧苗插入泥土中，取秧器再按一定軌跡回至秧箱取秧。各種插秧機栽插部分的組成基本相同：人力插秧機由秧箱、分插秧機構、機架和浮體(船板)等組成，自走式機動插秧機還設有動力驅動、行走裝置、送秧機構等部分。秧箱主要功能是承載秧苗，并與送秧機構、分插秧機構配合，完成送秧和分秧作業(yè)。主要有箱體、箱架、秧門(包括秧簾)和秧刷等組成。在橫向移箱機構作用下，使秧箱橫向移動，從而使秧苗移向秧門，以配合取秧器有規(guī)律的取秧栽插。 分插秧機構是水稻插秧機的主要工作部件，由取秧器及其驅動機構和軌跡控制機構組成。取秧器在驅動機構的驅動和軌跡控制機構的控制下，按照一定的軌跡從秧箱中分取一定數(shù)量的秧苗并將其插入土中，然后返回原始位置開始下一次循環(huán)動作。按分秧動作，有橫分和縱分兩種。①橫分取秧器有適于拔取苗栽插的秧夾和適于帶土苗栽插的切扒式秧爪，兩者根據(jù)需要可互換使用。秧夾由活動夾片和固定夾片構成，其張開度根據(jù)秧苗的粗細和秧苗數(shù)量進行調節(jié)；切扒式秧爪帶有脫秧片，使帶土秧苗從秧爪上順利脫出。②縱分取秧器有適于拔取苗栽插的梳式秧爪，適于帶土苗栽插的有裝上脫秧器的梳式秧爪，或采用筷子式秧爪。梳式秧爪在分秧過程中對秧苗有分理作用；筷子式秧爪在插入帶土秧苗中取秧時，由推秧片把帶土苗強制推出。 一定數(shù)量的秧夾或秧爪按規(guī)定行距配置在秧夾（或秧爪）排上。在滾動直插式插秧機上，一般有 2～4 個秧爪排與作圓周運動的分插輪轉臂鉸接相連；在擺動直插式插秧機上。一般是一個秧爪排同作往復擺動的搖臂鉸接相連，也可將一個取秧器直接裝在一組曲柄連桿機構的連桿上，進行分組驅動。在多數(shù)插秧機上，取秧器的運動軌跡除由驅動機構控制外，還受軌跡控制機構的控制。常用的軌跡控制機構有導槽、滑道、凸輪、行星齒輪和四桿機構等，與各種驅動機構配合組成各種類型的分插秧機構。送秧機構畢業(yè)論文題目- 4 -包括縱向送秧機構和橫向送秧機構，其作用是按時、定量地把秧苗送到秧門處，使秧爪每次獲得需要的秧苗。①縱向送秧機構的送秧方向同機器行進方向一致，有重力送秧和強制送秧兩種。重力送秧是利用壓秧板和秧苗自身的重量，使秧苗隨時貼靠在秧門處，常用于人力插秧機，其送秧能力隨秧箱形式及秧箱內(nèi)秧苗數(shù)量多少而變化，因而送秧均勻度較差。強制送秧是由縱向送秧機構定期推送秧苗，其送秧能力強，又分整體送秧和對準送秧兩種。前者主要用于帶土苗。當秧箱橫向移動至兩端極限位置時，將整體秧苗往秧門推送一次；后者主要用于拔取苗，取秧器每取秧一次，即相應的送秧一次，送秧寬度等于取秧器的取秧寬度。②橫向送秧機構的送秧方向同機器行進方向垂直，都采用移動秧箱法，因而又稱移箱機構。按其移動方式又分為間歇移箱和連續(xù)移箱:間歇移箱機構用于拔取苗和帶土苗,其特點是在秧爪分取秧苗時停止移箱，以利于秧爪梳理分秧。連續(xù)式移箱機構是在作業(yè)中使秧箱作橫向連續(xù)等速運動，移至兩端極限位置后自動換向，因而在分秧階段，秧爪和秧箱相對移動，適用于帶土苗。機架是插秧機各部件和機構安裝的基礎，要求剛性好、重量輕。按機架與船板連接方式可分為整體式和鉸接式兩種：整體式是用插深調節(jié)器調整插深后，把機架和船板鎖定；鉸接式是機架和船板僅靠插鎖連接，在作業(yè)過程中插秧深度隨泥腳深淺而變化。 行走裝置和承載浮體人力插秧機以船板為承載浮體，支承機器的全部重量,一般不設行走裝置,作業(yè)時由人力牽引，使船板在泥面滑行。自走式機動插秧機的行走裝置包括驅動輪、導向輪和陸地運輸輪等。驅動輪多采用葉片式鐵輪，并有獨輪驅動、兩輪驅動和四輪驅動等類型，其承載浮體有整式船板和間隔配置的浮板兩種類型，支承機器的部分重量。中國的乘坐自走式機動插秧機多采用前面一個驅動輪、后面為整體式船板的獨輪驅動方式,陸地運輸時加裝 2 個尾輪，具有結構簡單、行駛阻力小、操縱輕便、行駛直線性和轉彎靠行性能好等特點。日本則采用前面兩個導向輪、后面兩個驅動輪加 3～4 塊浮板的驅動方式,或前、后 4 個驅動輪加浮板的驅動方式。日本的手扶自走式機動插秧機多采用兩個驅動輪加浮板的驅動方式。 動力驅動部分及其他 自走式機動插秧機的動力驅動部分包括發(fā)動機、 變速傳動裝置，以及轉向、換檔、離合等操縱機構。此外還有各種調節(jié)裝置、監(jiān)測訊號裝置、牽引架、插秧手座位、秧籃及遮陽裝置等輔助部分。2.2 手扶插秧機的各類參數(shù)洋馬 AP4 步行式插秧機是雙輪驅動步行式插秧機，人在機后步行操作，其主要操作系統(tǒng)都在機器后部，用剛絲與各控制部分相連，便于操作，控制機器。苗箱與插植臂也在機器后部，便于機手查看并添加秧苗。為了提高機器的機動性能，減輕重量，洋馬步行式 AP4 插秧機大大采用了工程塑料（浮板、秧箱、罩蓋等）和鋁合金鑄件（主變速箱、插枝傳動箱、導軌等） 。插秧機的發(fā)動機在前部，使機器前后平衡。洋馬步行式 AP4 插秧機是一種適合于我國水稻產(chǎn)區(qū)廣大經(jīng)濟條件使用的步行式水稻插秧機，洋馬步行式 AP4 插秧機設計結構簡單、輕巧，操作靈便，使用安全可靠，它主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、機架及行走系統(tǒng)、液壓仿行及插深控制系統(tǒng)等組成。見圖（1-1） 畢業(yè)論文題目- 5 -圖（2-1）洋馬 AP4步行式插秧機各類參數(shù)型號名稱 2ZQS-4(AP4型)總長（mm） 2190總寬（mm） 1500機器尺寸總高（mm） 1034機身重量（kg） 145型號名稱 MZ175種類 空氣冷卻 OHV 四沖程單缸汽油發(fā)動機排氣量（cc） 171輸出/轉速 kW（PS）min-1 2.6Kw（3.5PS）/3000[最大3.2kW（4.3PS）]使用燃料 汽車用無鉛汽油燃料油箱容量（L） 4發(fā)動機啟動方式 手拉式啟動機體上下調節(jié) 液壓式調節(jié)（手動、自動、連動）車輪（mm） 橡膠凸緣車輪外徑660行走部變速檔數(shù)（檔） 前進2（插植1）后退1畢業(yè)論文題目- 6 -插植方式 曲柄搖桿式插植行數(shù)（行） 4插植行距（cm） 30插植株距（cm） 22、15、12插植株數(shù)（株/3.3m 2） 50.65.75.90（簡易手柄調節(jié)）插植深度（mm） 15-40（6段調節(jié)）橫向進給（mm） 11（26回） ，14（20回）插植部苗數(shù)調節(jié)量 縱向抓?。╩m） 8-17（10段手柄調節(jié)）秧苗的種類 幼苗、中苗秧苗條件葉齡·苗高 （葉）·（cm） （2.0-4.5）·8-25預備用秧苗搭載數(shù)（箱） 3載插：0.38-0.76（0.34-0.68）道路上：0.72-1.54作業(yè)速度（m/s）后退：0.18-0.36（0.16-0.32）作業(yè)效率（畝/小時） —2.09（最大）表 2-1畢業(yè)論文題目- 7 -2.3 插秧機動力傳送路線1-2圖 2-2畢業(yè)論文題目- 8 -3 插植臂結構設計與運動原理3.1 分插運動軌跡和結構參數(shù)(1)分 插 結 構 ： 用 以 完 成 分 秧 和 插 秧 的 工 作 部 件 稱 為 秧 爪 ， 而 控 制 秧 爪 運 動 軌跡 的 機 構 稱 為 分 插 結 構 。 插 秧 機 工 作 時 秧 爪 尖 相 對 于 插 秧 機 機 架 的 軌 跡 稱 為 秧 爪 靜軌 跡 （ 即 機 器 不 前 進 時 的 軌 跡 ） 或 者 稱 為 相 對 運 動 軌 跡 ， 而 秧 爪 相 對 于 地 面 的 軌 跡稱 為 秧 爪 動 軌 跡 (即 秧 爪 正 常 前 進 時 的 軌 跡 )或 者 稱 為 絕 對 運 動 軌 跡 。 秧 爪 運 動 軌 跡可 以 分 為 分 秧 、 運 秧 、 插 秧 、 出 土 、 回 程 段 5 個 階 段 。 如 圖 2-1 所 示 （ 圖 中 主 要參 數(shù) 見 表 2-1） ， 秧 爪 進 入 秧 箱 取 秧 走 過 的 軌 跡 D1D2 稱 分 秧 段 ， 分 秧 之 后 到 插 秧之 前 的 軌 跡 D2D3 稱 運 秧 段 ， 插 秧 時 秧 爪 尖 的 動 軌 跡 D3`D4`稱 插 秧 段 ， 插 秧 之 后 秧爪 尖 到 離 開 地 面 的 運 動 軌 跡 D4`D5`稱 為 出 土 段 ， 出 土 之 后 回 到 取 秧 之 前 的 靜 軌 跡D5D1 稱 為 回 程 段 。圖 3-1 插 秧 機 插 秧 軌 跡名 稱 代 號 參 數(shù) 名 稱 代 號 參 數(shù)曲 柄（ OA）R2 35mm B 點 調 節(jié) 長槽 長 度BL 30 mm連 桿（ AC）R4 90mm 調 節(jié) 長 槽 與X 軸 夾 角RB 16°畢業(yè)論文題目- 9 -搖 桿（ BC）R5 90mm 秧 門 角 點M 坐 標 值XMYM-202 mm30 mm秧 爪 尖 與 A點 距 離（ AD）L 190 mm 秧 門 與 X 軸夾 角RM 138°AD 與 連 桿夾 角R 163.17° 秧 爪 與 連 桿夾 角RD 50°最 大 取 秧 量B 點 坐 標 值X0Y072 mm80 mm推 秧 時 曲 柄與 連 桿 夾 角RT 50.87°曲 柄 中 心 安裝 高 度H0120 mm3 寸 穴 距 機器 前 進 速 度V0 -0.36m/s表 2-13.2 插植臂結構插秧機共設有四個插植臂，插植臂間隔距離相等，呈左右對稱狀態(tài)。插植臂主要由曲軸臂、插植臂殼體、推桿、秧爪、彈簧、插植臂上蓋、凸輪等組成（如圖 3-2 所示） 。作用是從苗箱上切取一定面積的秧塊并栽插到田里。如 圖 所 示 ， 由 曲 柄 臂 、 從 動 臂 、 插 植 臂 殼 體 和 機 架 組 成 四 連 桿 機 構 ， 相 互 鉸 接處 都 安 裝 有 軸 承 ， 保 證 轉 動 靈 活 ， 工 作 平 穩(wěn) ， 運 動 軌 跡 準 確 。 曲 軸 臂 固 定 在 插 植 臂軸 上 ， 當 動 力 通 過 插 植 臂 軸 傳 入 時 ， 曲 軸 臂 做 圓 周 運 動 ， 從 動 臂 做 往 復 運 動 ， 而 插植 臂 殼 體 （ 即 連 桿 ） 做 平 面 內(nèi) 的 復 雜 運 動 ， 與 插 植 臂 殼 體 固 定 為 一 個 構 件 的 秧 爪 按預 訂 的 軌 跡 （ 連 桿 曲 線 ） 進 入 秧 門 取 秧 后 插 入 地 面 ， 當 秧 爪 插 入 地 面 的 時 由 凸 輪 和推 桿 手 柄 脫 離 接 觸 ， 在 彈 簧 的 壓 力 下 推 桿 使 秧 苗 脫 離 秧 爪 而 栽 植 于 農(nóng) 田 。分 析 插 植 臂 結 構 的 工 作 過 程 ， 主 要 是 看 分 秧 段 和 插 秧 段 。 分 秧 段 影 響 分 秧 的 質 與 量 ，分 秧 時 秧 爪 與 秧 苗 間 夾 角 一 般 較 小 ， 均 在 30°以 內(nèi) ， 進 入 秧 門 D1 點 距 秧 門 口 的高 度 稱 為 取 秧 高 度 ， 應 大 于 苗 根 土 厚 10mm； 在 D2 點 秧 爪 分 秧 速 度 一 般 在 1.0m/s以 上 ， 最 佳 范 圍 為 1.5~2m/s 便 于 利 索 分 秧 ;擰 動 調 節(jié) 按 鈕 可 以 改 變 從 動 臂 B 點 連接 在 鏈 箱 后 蓋 長 槽 中 的 位 置 可 改 變 分 秧 段 軌 跡 而 調 整 取 秧 量 大 小 ， 插 秧 段 主 要 討 論運 動 軌 跡 ， 由 于 D3D5 插 孔 大 小 ， 時 有 利 于 提 高 插 秧 的 穩(wěn) 定 性 ， 而 推 秧 的 相 位 與 軌跡 影 響 秧 苗 插 秧 時 的 直 立 性 。 在 插 秧 段 秧 爪 速 度 應 急 劇 減 小 ， 依 靠 慣 性 作 用 （ 此 時秧 爪 加 速 度 最 大 ） 而 提 高 插 秧 直 立 性 與 穩(wěn) 定 性 。畢業(yè)論文題目- 10 -圖 3-2 插植臂結構畢業(yè)論文題目- 11 -4 插植部送秧結構插植部送秧箱：把秧苗定時輸送到秧爪取秧部位的結構稱為送秧結構。它由橫向送秧結構和縱向送秧結構組成。它的主要作用是將由齒輪箱傳遞過來的動力傳遞給送秧機構，實現(xiàn)橫、縱向送秧。圖 4-1橫向送秧結構的作用是使秧爪能在秧箱的工作幅度內(nèi)依次均勻取秧，使秧箱連同秧苗做整體移動，它主要由插植動力輸入軸、輸入鏈輪、導向螺桿，橫送軸，縱送軸，端蓋等構成（圖 3-1） 。插植臂軸通過鏈條帶動輸入鏈輪轉動，鏈輪通過一對直齒輪將動力傳動給導向螺桿，插入導向螺桿內(nèi)的螺旋槽的導塊沿著螺旋槽斜面移動從而帶動橫送軸左右運動，隨之完成了橫向送秧運動?？v向送秧結構：一般縱向送秧結構安裝在秧箱底部。主動凸輪安裝在導向螺桿上，主動凸輪間歇性地帶動從動凸輪，使固定在送秧軸上的抬把隨軸轉動秧箱下的棘爪而推動棘輪帶動送秧星輪轉動一定的角度完成縱向整體送秧，送秧完畢，棘爪與抬把依靠扭簧復位。畢業(yè)論文題目- 12 -5 校核計算5.1 主軸的設計計算軸的結構設計：（圖 5-1）圖 5-1軸材料選用 45 鋼調質， =650Mpa， =360Mpa。軸的設計計算步驟如下：?Bs計算項目 計算內(nèi)容 計算結果初算軸徑 d 由表，C=1123nPCd?=112×3102.=16.72mm 取 d=20mm初步計算軸上各段長度 軸承選 6001，寬度 B=12mm計算軸上載荷：畢業(yè)論文題目- 13 -由前計算：鏈輪作用軸上載荷 =1552N，T=110N·mFQ齒輪作用在軸上載荷：=1100N， =110N·m201DT??T?繪制軸的彎扭矩圖，對危險截面進行校核簡化軸上載荷如圖：其中， =1552N，T= =110N·m， = =1100×cos =1033.6NFQT?FTz20cos?20?= =3458× =376.3NTY20sin?20sin?畫軸的彎矩圖，扭矩圖畢業(yè)論文題目- 14 -由彎矩圖、扭矩圖可知 B 點為危險截面。對 B 點進行校核計算：M= = =78.6N mM2z?1.4025.67?查表得： =215Mpa， =102.5Mpa， =60Mpa???1b???b???1b-對于不變的轉矩，取 76.08b1-????=114.4N.m?? ）（）（ 76.0.8T2222 ???所以：=14.3Mpa =60Mpa2.14d.0MW33b???????b1-?滿足強度要求。。畢業(yè)論文題目- 15 -5.2 錐齒輪的校核（1）選用直齒錐齒輪傳動，7 級精度。已知輸入功率 P1=1.4 kw ； 錐齒輪轉速 n=80r/min ； 齒數(shù)比 u=i1=1 條件：動力機為電動機，工作平穩(wěn)，傳動不逆向。（2）材料選擇 1 軸上的小齒輪材料為 40cr（調質） ，硬度為 241～286HB,取硬度為 260HB，嚙合的中齒輪材料為 45#鋼(調質)，硬度 229～286HB,硬度取為 240HB。（3） 計算（I） 按齒面接觸強度設計轉矩 T1=257040 n/mm齒寬系數(shù) Ψd=1.0解除疲勞強度 σ Hlim1= 710 MPaσ Hlim2= 580 Mpa初步計算的許用接觸應力 [σH1]=0.9σ Hlim1=639[σH2]=0.9σ Hlim2=522取 Ad=83初步計算齒輪直徑 d 1≥83 =35.7 321][?????HdT取 d=40齒寬 b b=Ψ dd1=3.63 mm計算圓周速度V =πdn 1/(60×1000) = 3.14×40×80/(60×1000)=1.79 m/s齒數(shù)與模數(shù) 初取齒數(shù) z=11 m=d1/z1=2載荷系數(shù)畢業(yè)論文題目- 16 -根據(jù) v=1.79 m/s , 選擇齒輪為 7 級精度，由機械設計查得動載系數(shù) K V =1.25.使用系數(shù) K A=1.5Ft=2T1/d1=6112 N=79.6 n/mm <100 n/mmbFt由表查得：K Hα =KFα =1.3 ;載荷系數(shù) K=1.5*1.25*1.2*1.2=2.7ε=[1.88-3.2(1/z1+1/z2)]=1.68Zε= =0.8834a??彈性系數(shù) ZE1=189 MP節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH=2.5接觸最小安全系數(shù) S Hmin=1.05由公式計算應力循環(huán)次數(shù)N1 = 60 n1jLh = 60×80×1×4000= 1.92×107N2 =0.24×108接觸壽命系數(shù) ZN Z N1=1.15 ZN2=1.25許用接觸應力[σH] : [σH1] =777.6MPa[σH2]= 690MPa驗算 σH=Z EZHZε =570 MPa <[σH2]ubdKT1)(2?計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整確定傳動主要尺寸d=m*z=2*11=22（II）按齒根彎曲強度設計重合度 Yε =0.25+0.75/ε=0.7畢業(yè)論文題目- 17 -齒向載荷分配系數(shù) K Fα =1/Yε=1.43 K Fβ =1.35載荷系數(shù) K=K AKVKFα KFβ =3.62[σ F]1= Mpa340.15680??SFEN?[σ F]2= Mpa.27.2FE查取齒形系數(shù)YFa1=2.4 YFa2=2.1應力修正系數(shù) YSa1=1.63 YSa2=1.75彎曲疲勞極限 σFmin1=600 MPa σFmin2=450 MPa最小安全系數(shù) S Fmin=1.25 由公式計算應力循環(huán)次數(shù)N1 = 60 n1jLh = 60×485×1×4000= 1.2×108N2 =0.24×108 彎曲壽命系數(shù) Y N1=0.85 YN2=0.92尺寸系數(shù) FX=1.0許用彎曲應力[σF] [σF1]= =408 MPamin1FXNSY?[σF2]= =331.2 MPai2驗算 σ F1= =102.6 MPa <[σF1]?YmbdKTSaF112σ F2=σF1 =98.5 MPa <[σF2]Sa所以滿足要求（III）確定齒輪的齒形參數(shù)標準錐齒輪幾何尺寸：① 分度圓直徑 d :畢業(yè)論文題目- 18 -d=mz=2×11=22 mm② 齒頂高 haha=ha*m=1×2=2mm③ 齒根高 hf=(ha *+c*)m=(1+0.25)×2=2.5 mm④ 齒全高 h=ha+hf =(2ha *+c*)m=2+2.5=4.5 mm（IV）齒輪結構對于小齒輪，其齒數(shù)較少，分度圓直徑與軸的直徑相差不是很大，可以采用整體式設計。畢業(yè)論文題目- 19 -參考文獻1.劉混舉、趙河明、王春燕.機械可靠性設計.北京：國防工業(yè)出版社，2010.2.邱宣懷、郭可謙、吳宗澤等.機械設計.4 版.北京：高等教育出版社，2010.3.王先逵、張福潤、吳博達等.機械制造工藝學.2 版北京：機械工業(yè)出版社，2008.4.鄭文緯、吳克堅.機械原理.7 版.北京：高等教育出版社.2010.5.楊光、席偉光、李波、陳曉岑.機械設計課程設計.2 版.北京：高等教育出版社，2010.6.于永泗、齊民.機械工程材料.8 版.大連：大連理工大學出版社.2010.7.何銘新、錢可強.機械制圖.5 版.北京：高等教育出版社.2008.8.劉鴻文.材料力學.4 版.北京：高等教育出版社.2010.9.哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室.6 版.北京：高等教育出版社.2004.8.王慧、呂宏、王連明.機械設計課程設計.北京：北京大學出版社.2011.10.陳于萍、周兆元.互換性與測量技術基礎.2 版.北京：機械工業(yè)出版社.2009.11.蔣曉、沈培玉、苗青.AutoCAD2008 中文版機械設計標準實例教程.北京：清華大學出版社.2008.12.李寶筏.農(nóng)業(yè)機械學.北京.中國農(nóng)業(yè)出版社.2003 年畢業(yè)論文題目- 20 -致謝本次畢業(yè)設計，是在 XX 老師導下完成的，通過本次設計，不僅檢驗了我大學四年來知識積累的程度，而且豐富了我在實際設計中經(jīng)驗的累積，更是對我設計思想的一次全面升華。在設計過程中，本著認真刻苦的態(tài)度去學習設計的步驟、方法、以及經(jīng)驗，但是由于該設計許多方面的細節(jié)問題涉及面太廣，而本人知識面和能力都極其有限，同時由于時間倉促，因而不能科學詳盡地做出正確的選擇與判斷。所以設計中難免出現(xiàn)很多錯誤。雖然有這些不足和遺憾，但是總的來說，基本上完成了插秧機的插植部設計和一些零部件設計，成功的完成了老師布置的任務。由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。在這一個學期的設計過程中，我們得到了有豐富工作經(jīng)驗的指導老師肖老師的大力支持和幫助，在設計過程中他們不知疲倦、不厭其煩的給我們分析和講解，而且也給我灌輸了一些先進的設計方法和設計理念，使我大受裨益。在此，我忠心地向 XX 老師表示感謝。同時，在設計過程中，我也得到很多同學的支持和幫助，在此，我一同表示最忠誠的感謝。
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