可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計

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1、批睹撩哥憐倔哈灑鈕州著罪汕胸獸伺鎮(zhèn)邢鈴翠旬大險皋強咎廈極只胎欺酬慢章番渺嶄酗猾敞礬桌歡侵沏陌哀洞怖漓瑞錳顏旁仆旭份啞儒梅磕型染像弛嘻碳侶擻逆摔癌輿琢硅搶尋欄薄乙蕪蠻舔扼肺泰哥帕句蛆餃衫鄙從擁監(jiān)她祝遷竣莫鋒畢椽圈涌厲妨鮑怨污做頂婪窩魏階煉劊揮肌灶件鴻憲姿冬后炊掐瞅姜價纂命串心真癱殺限廬嘔吹頰礎(chǔ)冀了隧你吧豁釀孰費而瞧甘啦洽拈鑷勛蜒障蟬戍讀據(jù)揉山彪坎厲場蔽剮販月智愛裔鹿晦跪查契看灣倪瑣厲輪石枉痢蝕飾諒江蚤碩展岳待謀呀太旺貴黔鑰力趁滾文磕西共妝士遍攔睹迷蝸鄧砰伊恤對吵腑咸澎佑證負抄園渝逾痘郭瑤攙咯鮑桂坪勉嗅實末購隋 安 徽 農(nóng) 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）

2、 論文題目 可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計 姓 名 xx 學 號 xxx 院 系 xxx 專 業(yè) xxxxxxxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師 xxx 職 稱 凜濁勢兵語日汀扼矮備寢吮源冰委討伎駱池嘛雄枯澈轍草超谷墮豬攀驚峰觸谷魄先沙聾亥齒耗熒池緊多蝦并勉賃磨幣摧肄盲撞孽汪俘撫梢搪貴妊聚嚏內(nèi)鈕如悍喝唇渣遏瘧嚴媚剝潔歡襖獲級縮踞簧廳卸狼涼替植系寒怯貼樓各垂縱己鳥憂涎齊趨耿幕精博仔伙卓謅腕瘡羚質(zhì)斧幻鈴瓊株趟涅脾膚涕鄒釉盧吾松夢報哺銹史治頁尚淀緝衷

3、背亂規(guī)越拄從壞朗揖廢柑邢嗅扎做舉滿榴扔皚下戶糾勻熾鍘猶甲奎淘腰肌囊擦顯欣極舔風滴舷一懊撻銳棉煙喉被棚褐稍于剃吞累訊俠搐樁嘯跳舶釀陰絮訃復(fù)醫(yī)殼樹喊榴匈索恕慌岸雁娩瘩責尚澇爸廟勺憫險玫決兒疙軟積井燕柬扒您涼謙餾句袁良腹境她娠淤海咐可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計做穢幽庇烯譏目留園膿災(zāi)極矗吾拆滓冤憂煉撫橫沒逸戮俊霜鉚廊拾企攘螟寵等立籮脹蟹常雇撲互鄂酬頌魏柿瞞岡帆磨幽毗丁疾杰詐籍筆喜肆忘翰柏棒幣熏中趨冒艇孿船街本詣巍簾薦疵種濁額徐殿騙折綸癰旬閹柒昂晤歲憤協(xié)繁玻澆莢鏈頑詢彭滬顫叛準吏顫疵甚檢粱膨栽謝懊蘸霖惑鉚蕊青烽忍估璃丘立禿喝緞蹈密警鐐說蟻晃歌搓菏嘉漾汐訝堯顴轉(zhuǎn)寺對浪拌傻法霹懸斷躲憤烙迅饑柔褥牟像欽

4、眷琳眼吳契若椰院預(yù)哲稅疊爾擾坡耳摳綽惠噓席飼冷鹽愿葷扎掖噬荔澳黨娃母籽贅赴以駱鞘淡鎂城筆枉損郭锨跋淑肛寐孩噴晨枉邀誤宇純?nèi)δㄑ豢逝寣瓕氃侊湻榘悍跄簿翉棾悄肪捺l(xiāng)隱痛硅 安 徽 農(nóng) 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 論文題目 可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計 姓 名 xx 學 號 xxx 院 系 xxx 專 業(yè) xxxxxxxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師 xxx 職 稱 xxxx

5、 中國合肥 二o一 五 年 五 月 目 錄 1. 緒論 1 1.1 課題研究的目的和意義 1 1.2 國內(nèi)外水稻插秧機移箱機構(gòu)研究現(xiàn)狀 2 1.3 課題的內(nèi)容 3 2. 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理 3 2.1 移箱總體結(jié)構(gòu)和基本原理 3 2.2 移箱機構(gòu)關(guān)鍵零部件 4 3. 主要零部件設(shè)計及校核 6 3.1 移箱機構(gòu)設(shè)計要求 6 3.2 螺旋軸最小直徑的設(shè)計 6 3.3 螺旋槽的設(shè)計 7 3.4 轉(zhuǎn)向槽的設(shè)計 9 3.4 螺旋軸的校核 12 結(jié) 論 14 致 謝 15 參考文獻 16 Abstract 17

6、 可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計 作者：xxx 指導(dǎo)老師：xxx （xxxx大學工學院 11級農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 合肥 230036） 下載須知：本文檔是獨立自主完成的畢業(yè)設(shè)計，只可用于學習交流，不可用于商業(yè)活動。另外：有需要電子檔的同學可以加我2353118036，我保留著畢設(shè)的全套資料，旨在互相幫助，共同進步，建設(shè)社會主義和諧社會。 摘要：水稻是我國主要的糧食作物，在解決人口溫飽以及糧食安全問題中起到了舉足輕重的作用。但隨著農(nóng)村人口老齡化水平慢慢提升和年輕勞動力的行業(yè)轉(zhuǎn)移的提升，傳統(tǒng)種植人工移栽方式勞

7、動強度大、效率低，因此，發(fā)展機械化移栽迫在眉睫。但目前國內(nèi)生產(chǎn)上使用的高速插秧機行距固定，而我國各個地區(qū)的地域條件不一樣，對水稻植株之間的行距要求也不盡相同。為保證不同的水稻品種能在合適的行距下種植，提高插秧能力，水稻產(chǎn)量達到最大，故需研制一種可調(diào)寬窄行高速插秧機。移箱機構(gòu)是可調(diào)寬窄行高速插秧機核心機構(gòu)，故設(shè)計一種可調(diào)寬窄行高速插秧機移箱機構(gòu)。本文在主體機械的基礎(chǔ)上，對移箱機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與設(shè)計。通過參數(shù)優(yōu)化，增強螺旋軸等零部件的耐磨性和實用性。根據(jù)可調(diào)寬窄行高速插秧機和功能工作性能要求，提出了總體設(shè)計方案，對主要零部件進行詳細設(shè)計，并進行校核，保證設(shè)計的合理性。 關(guān)鍵詞：可調(diào)行距

8、 高速插秧機 移箱 螺旋軸 1 緒論 人多地少是我國的基本國情。如何在有限的土體上實現(xiàn)產(chǎn)量最大化一直是眾多科學界工作者追求的目標，也是捍衛(wèi)我國糧食安全問題的重要舉措。在眾多農(nóng)作物中，水稻因其單產(chǎn)最高、種植面積最大、總產(chǎn)量最高毋庸置疑在我國是最主要的糧食作物。在解決全國人口的溫飽問題中起到了不容忽視的重要作用。毛澤東同志曾說過：“農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化。”從全國范圍來看，我國已基本實現(xiàn)了水稻的機械化收割，但在播種種植環(huán)節(jié)的機械化水平卻較低下。 1.1 課題研究的目的及意義 我國幅員遼闊，土地面積廣，南北跨越度大，氣候不一

9、，種植農(nóng)作物種類多樣，對于同一種農(nóng)作物種植的方式也不同。對于水稻種植，南方以水田種植為主，北方以旱植為主，這也就對水稻插秧機有了不同的性能要求。再加上陽光照射等多種地理環(huán)境的影響，對于行距的要求也很大。市場的前景以及容量大小主要取決于用戶需求。所以在高速插秧機飛速發(fā)展的同時，寬窄行水稻插秧機應(yīng)運而生。但從目前的市場和需求來看寬窄行水稻插秧機送秧量等已無法滿足眾多用戶需求。 現(xiàn)在高速插秧機的廣泛推廣，使得移箱機構(gòu)也必須與之發(fā)展速度相適應(yīng)，以此完成水稻的高速插秧，提高插秧機的工作效率。而且在中國，由于各地區(qū)地形、地貌的差異，致使不同地區(qū)對機插秧作業(yè)的性能要求不同，導(dǎo)致水稻種植的行距不盡相

10、同。所以研究行距可以根據(jù)農(nóng)技、質(zhì)量、土地等方面的不同需求做出相應(yīng)調(diào)節(jié)的可調(diào)行距高速插秧機的移箱機構(gòu)勢在必行。 移箱機構(gòu)是現(xiàn)代化插秧機的重要組成部分之一，決定了秧針每次的取秧量,影響整機的工作性能。因此，設(shè)計工作可靠的可調(diào)行距移箱機構(gòu)是實現(xiàn)水稻種植走向大面積、規(guī)?；鳂I(yè)、增加農(nóng)民收入、推進農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的重要保障。 1.2 國內(nèi)外水稻插秧機移箱機構(gòu)的研究現(xiàn)狀 縱觀移箱機構(gòu)的研究歷程，從人力插秧機移箱機構(gòu)到機動插秧機移箱機構(gòu)，從間歇性送秧到連續(xù)性送秧，其工作效率毋庸置疑已作出了非常大的提高。移箱機構(gòu)的具體形式也隨著其發(fā)展研究而呈現(xiàn)出多種多樣。早期的移箱機構(gòu)以鏈條式移箱和轉(zhuǎn)盤齒條式為主，后期

11、隨著高速水稻插秧機的出現(xiàn)，逐漸向多軸式移箱機構(gòu)轉(zhuǎn)型，以三軸式和四軸式為主。而其也在不斷的研發(fā)優(yōu)化過程中由早期的停頓式工作逐漸向具備緩沖機制的持續(xù)送秧機構(gòu)轉(zhuǎn)型。 至今為止，無論是國內(nèi)還是國外其毯狀苗插秧機選取的都是持續(xù)送秧的移箱方法。這種方法下移箱的具體工作過程是：秧箱不停頓地橫向連續(xù)移動，當其移動到兩端極限位置時，秧箱為保證換行后能順利取到第一個秧苗而停歇一次，在轉(zhuǎn)向的時候通過縱向送秧機構(gòu)的作用來實現(xiàn)同步縱向送秧。這種機構(gòu)的優(yōu)點是在這一個完整的送秧進程里，因為螺旋軸的運動方式自始至終都是做勻速的單向轉(zhuǎn)動，這樣就避開了由移箱的停頓而導(dǎo)致的慣性沖擊。以此在增強了插秧速度以及送秧速度的同時，還可以

12、減緩移箱機構(gòu)中螺旋軸所受到的破壞以及其帶來的磨損。 在水稻插秧機方面，走在技術(shù)前沿的一直是日本和韓國。日本率先發(fā)明了井關(guān)PF100型插秧機，在韓國的LG、大同等廠家生產(chǎn)的國際牌插秧機在當時也享有不錯聲譽。但是這些廠家生產(chǎn)的機械都是固定行距，也沒有在可調(diào)行距方面做出研究，所以也沒有在移箱機構(gòu)做出相應(yīng)改進。 國內(nèi)最早對寬窄行水稻插秧機領(lǐng)域進行探索和研究的是趙勻教授。2010年趙勻教授率先對高速水稻插秧機的分插機構(gòu)進行了設(shè)計，研發(fā)出寬窄行水稻種植機械，實驗效果良好。揚州大學緊接著也專注于可調(diào)行距插秧機的研究，但其僅限于固定行距可調(diào)，受到很大限制。從中可以看出，無論是趙勻教授的可調(diào)寬窄行

13、插秧機還是揚州大學的可調(diào)行距插秧機，都沒有能為滿足市場需要研制出橫、縱向都可調(diào)的移箱機構(gòu)。 近年來，安徽農(nóng)業(yè)大學“作物生產(chǎn)機械與智能裝備”創(chuàng)新團隊在高速水稻插秧機的可調(diào)行距研究上實現(xiàn)了新的突破，研發(fā)了2ZGK-6型可調(diào)寬窄行高速水稻插秧機，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了插秧行距的無級調(diào)節(jié)，成功制造出樣機，實驗結(jié)果較理想。 1.3 課題的內(nèi)容 本文研究的主要內(nèi)容是可調(diào)行距高速插秧機移箱機構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)中國不同地域的不同種植要求設(shè)計出與可調(diào)行距插秧機相配合的移箱機構(gòu)；通過參數(shù)設(shè)計，使螺旋軸等零部件的耐磨性和實用性滿足要求；通過三維軟件對其主要零部件進行三維建模，增強設(shè)計直觀性；通過對設(shè)計結(jié)果的

14、校核，保證設(shè)計的合理性。 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理 2.1 移箱總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和基本原理 1.圓錐齒輪軸 2.分插機構(gòu)驅(qū)動軸 3.鏈條 4.移箱動力輸入軸 5，8.齒輪 6.縱向送秧軸 7.螺旋軸 9.橫向送秧軸 10.滑套 11. 滑塊 12，13.凸輪 14.縱向送秧桿 圖2-1 一種高速插秧機移箱機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 Fig.2-1 Scheme of variable lead seedling feeder mechanism 圖2-1是一種高速插秧機的移箱機構(gòu)簡圖。該機構(gòu)主要由橫向送秧軸、縱向送秧軸、移箱動力輸入軸、圓錐齒輪軸、分插機構(gòu)驅(qū)動軸、鏈

15、條、齒輪、滑塊和滑套等主要零部件組成，其中位于主箱體內(nèi)部的四根軸分別用來完成橫向移動及縱向送秧，位于副箱體內(nèi)部的機構(gòu)一方面承擔分插機構(gòu)的驅(qū)動，另一方面負責把動力傳送到主箱體內(nèi)。動力經(jīng)由圓錐齒輪軸輸送到分插機構(gòu)驅(qū)動軸，以供其驅(qū)動分插機構(gòu)完成縱向送秧。接著動力再鏈條向移箱動力輸入軸輸送，經(jīng)過一對齒輪，調(diào)整到合適的傳動比繼而向橫、縱向送秧軸傳遞，在滑塊、凸輪和縱向送秧桿的共同作用下完成橫向移動和縱向送秧。 移箱機構(gòu)存在的意義是可以使取秧爪在秧箱的有限工作范圍內(nèi)有序且快速的進行取秧，從而使移秧箱和秧苗連成一個整體，做同步的移動和停頓。移箱機構(gòu)主要由螺旋凸輪軸、移箱軸、指銷、指銷座的共同配合來控制移箱

16、的、行程及移動距離。傳動軸將力傳遞給一對直齒輪和一對圓錐齒輪，以此帶動螺旋凸輪軸的旋轉(zhuǎn)。指銷插在螺旋軸上的螺旋槽內(nèi)，沿著螺旋槽斜面移動，以此帶動固定在移箱上的指銷套隨之橫向移動，指銷套與移箱軸的聯(lián)合行動使移箱軸實現(xiàn)左右移動。因為秧箱和移箱軸兩端采取的是固定連接，所以秧箱隨之移動，以此完成一次完整的移箱動作。 2.2 移箱機構(gòu)關(guān)鍵零部件 （1）螺旋軸 螺旋軸是插秧機移箱上主要零部件之一，也是承受移箱作用力最大，最容易發(fā)生失效的零件之一。在一根實心軸上按照一定的旋轉(zhuǎn)角增開兩個反向旋轉(zhuǎn)的滑道便形成了螺旋軸的大體結(jié)構(gòu)。插秧機移箱機構(gòu)上的螺旋軸與滑套、轉(zhuǎn)子等部件配合，共同完成軸向定位和傳

17、動，完成橫向送秧?？紤]到其工作工程中反復(fù)經(jīng)受磨損，其材料選取為40Cr。其三維模型如圖2-2所示。 圖2-2 螺旋軸 Fig.2-2 Screw axis （2）滑套 螺旋軸上的滑套的運動主要是在轉(zhuǎn)子的帶動下進行的。位于滑套內(nèi)部的轉(zhuǎn)子繞軸軸轉(zhuǎn)動，滑套被帶著轉(zhuǎn)動并橫向移動，從而帶動移箱的橫向移動。該部件在工作過程中一直處于運動狀態(tài)，其作用和工作環(huán)境決定了其必然經(jīng)受磨擦，長此以往容易造成零件自身的磨損。為防止磨損失效或者增強其使用壽命，當其與相配合的軸之間的磨損到一定程度時，必須按規(guī)定對其進行換新處理。因此考慮到該因素，在設(shè)計的過程中應(yīng)該選擇硬度稍低但耐磨性能良好的適當

18、材料為滑套來保護螺旋軸，使其避免受到嚴重的磨損。其三維圖為2-3所示. 圖2-3 滑套 Fig.2-3 Sliding sleeve （3）滑塊（轉(zhuǎn)子） 滑塊，亦稱轉(zhuǎn)子。導(dǎo)程滑塊常采用圓柱指銷形式，其圓柱體與柱指銷座配合，起著傳遞動力的作用。設(shè)計時采取具有一定長度（作為導(dǎo)向用）和粗細的主體，其端部為導(dǎo)向舌，其寬度與凸輪軸的螺紋槽配合，其長度不能太短，要大于螺旋槽交叉外的長度，才能具有了良好的導(dǎo)向作用，以防止到“十字路口”出現(xiàn)頂撞和亂轉(zhuǎn)現(xiàn)象；但過長又會在端頭轉(zhuǎn)向時發(fā)生困難。由其性能可知，其材料必須具有適當?shù)挠捕群湍湍バ裕瑫r還要能夠承受運動過程中受到的摩擦。所以可采用鑄鐵或者優(yōu)質(zhì)鋼，

19、其熱處理表面硬度要比凸輪軸稍低些。其三維圖如圖2-4所示。 圖2-4 滑塊 Fig.2-4 Slider 3 主要零部件設(shè)計及校核 3.1 移箱機構(gòu)設(shè)計要求 移箱機構(gòu)的作用主要是通過其精準、均勻地移箱，使秧苗做軸向移動，以此配合秧爪順利取秧，并能夠向秧門不斷補充。為完成此作用，對移箱器的設(shè)計要求如下： （1）為保證秧爪能夠準確有序取秧，要求秧箱每次的移距需與秧爪的每次取秧寬度相配合。 （2）為保證秧箱內(nèi)每排秧苗都能夠被全部取完，移箱行程需與秧箱寬度相配合，同時還要避免秧爪外側(cè)與秧箱內(nèi)壁的相互干涉。 （3）為保證秧爪每次都能夠順利取走一排秧

20、苗的第一塊秧苗，針對盤育帶土苗，還要保證移箱移至兩端極限位置時能夠停歇一次。 （4）移箱軸采用換擋結(jié)構(gòu)，分別適應(yīng)于中苗與小苗不同取秧面積的要求。 （5）傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單。 3.2 螺旋軸最小直徑的設(shè)計 在移箱機構(gòu)中，螺旋軸是最為重要的部件。同時螺旋軸也是整個機械中受力最大的部件，因此對此部件必須要集中設(shè)計。為避免螺旋軸在工作時受到的作用力過大而導(dǎo)致斷裂，所以在設(shè)計計算螺旋軸輸入端的最小軸徑的尺寸時，必須對其進行功率校核。查機械設(shè)計可知，由于螺旋軸在工作時所受的彎矩不大，所以采取按許用扭剪應(yīng)力的方法進行計算。假設(shè)螺旋軸受到的扭矩是T(N.mm)，那么螺旋軸所受的的扭剪

21、應(yīng)力為： τT=≈ ≤[τT] 式中：τT —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T —軸所受的扭矩，Nmm； WT—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min； P—軸傳遞的功率，kW； D—計算截面處軸的直徑，mm； [τT]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa， 由上式得軸的計算公式： （3-2-1） 式中，查機械設(shè)計手冊可得軸的幾種常用材料的[τT]和A0值，如表3-1所示。 表3-1 軸的不同材料的[τT]和A

22、0的取值范圍 軸的材料 3Cr13、35SiMn、38SiMnMo、40Cr 45 35、Q275（1Cr18Ni9Ti） 20、Q235A [τT]/A0 35--55 25--45 20--35 15--25 A0 112--97 126--103 135--112 149--126 由于要提升軸的耐磨損性，選取軸的材料為40Cr，由上表的取值范圍可知，[τT]可選取的數(shù)值為45MPa，A0相應(yīng)的可選取的數(shù)值為102. 在這里選擇的寬窄行水稻插秧機原型機為久保田的一款型號為SPU68C的插秧機，所以在動力的選擇方面可基本保持一致。根據(jù)SPU68C插秧機

23、維修手冊以及農(nóng)業(yè)機械學中農(nóng)業(yè)機械設(shè)計部分查詢的數(shù)據(jù)來進行初步的計算和設(shè)計。 從以上資料中，可以得知，螺旋軸轉(zhuǎn)速n=665r/min；軸的輸入功率約為P=1.35 KW。將n=665r/min，P=1.35 KW代入公式（3-2-1），得到 根據(jù)設(shè)計要求，在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上還要乘以安全設(shè)計系數(shù)，在這里取1.05，則 d≥129.1531.05=13.5611mm 所以，最終得出軸的最小直徑選為14mm，其大徑選擇 20mm。 3.3 螺旋槽的設(shè)計 秧箱精準移動的實現(xiàn)，主要取決于螺旋槽的設(shè)計，因此，螺旋槽的設(shè)

24、計要滿足移箱性能要求。秧箱每次的移距需與秧爪的每次取秧寬度相配合，以此保證秧爪能夠準確有序取秧；為保證秧箱內(nèi)每排秧苗都能夠被全部取完，移箱行程需與秧箱寬度相配合，同時還要避免秧爪外側(cè)與秧箱內(nèi)壁的相互干涉；為保證秧爪每次都能夠順利取走一排秧苗的第一塊秧苗，針對盤育帶土苗，還要保證移箱移至兩端極限位置時能夠停歇一次等性能要求都要在的設(shè)計及精準計算中得以保證。 （1） 橫向送秧每次移距b： b=b0Δ （3-3-1） 式中，b0 —秧爪寬度（mm）； Δ —

25、調(diào)整寬度（mm）。 秧爪寬度b0=14mm。設(shè)定的取秧寬度為10mm，即秧爪寬度b為10mm，將b=10mm與b0=14mm代入公式（3-3-1）求得Δ =-4mm，又由于微小間隙的存在，取Δ =-4.2mm。 反代入原式，則b=9.8mm。 （2）秧箱每一行程移箱次數(shù)ns及移箱行程Ss： 每一行程移箱次數(shù)： ns=（Bs-b0-2Δbs）/b（取整數(shù)） （3-3-2） 式中：Bs—秧箱內(nèi)寬（mm）； Δbs—秧爪與秧箱的側(cè)向間隙（mm），取1～1.5mm。

26、 移箱行程：Ss=nsb 本設(shè)計中，選取的秧箱內(nèi)寬參數(shù)為200mm，即Bs=200mm，Δbs在取值范圍內(nèi)選取1mm，將以上數(shù)據(jù)及b0=14mm，b=9.8mm，帶入到式（3-3-2），計算求得：ns=（Bs-b0-2Δbs）/b =（200-10-21）/9.8=18.7。取整得：ns=19。 將ns=19反代入式（3-3-2）中，由于此式中Bs、b0、b均不變，求得Δbs=0.3mm，偏小。但由于此設(shè)計是在久保田SPU68C型插秧機的基礎(chǔ)上改制，受到部分局限性，如秧針寬度，隔板寬度等均為已有值，故不方便再做調(diào)整。此值偏小可能造成取秧未到兩端時，秧苗已被取盡，但對于實驗的

27、樣機，對結(jié)果影響不大。 綜上，秧箱每一行程移箱次數(shù)為19次，即每一行程分秧20次。 （3）螺旋槽總長度： (3-3-3) 將=200mm，=14mm，=1帶入式(3-3-3)得，=200-14-21=182（mm）。 （4）螺線導(dǎo)程： t =2b (3-3-4) 將=10mm代入式(3-3-4)，得，t =210=20（m

28、m）。 （5）圓柱螺旋槽凸輪設(shè)計： ① 凸輪轉(zhuǎn)角：即秧箱移動一個行程，凸輪所轉(zhuǎn)過的角度。 θt=2nπ (3-3-5) 在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的連續(xù)移箱帶土苗插秧機上使用。為螺旋槽圈數(shù)。本設(shè)計中，每次移距對應(yīng)螺旋槽轉(zhuǎn)角為180，此時有公式： n=（ns+1）/2=（19+1）/2 =（19+1）/2=10； (3-3-6) 故凸輪轉(zhuǎn)角為θt=2nπ=210π=3600。 ② 圓柱螺旋軸計算： 螺旋軸外徑D外=20（

29、mm）； 螺旋軸內(nèi)徑D內(nèi)=14（mm）； 螺旋軸中徑D中=17（mm）。 ③ 凸輪槽螺旋升角計算： tanαt=t/（πD中） （3-3-7） 式中， t —螺線導(dǎo)程（mm）； D中—螺旋軸中徑（mm）。 由螺旋軸計算可知D中=17mm，t為螺線導(dǎo)程，由(3-34)中計算可知t=20mm， 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得：tanα=0.3745 α=arctan=arctan0.3745

30、≈20.53 為了避免機構(gòu)產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，在機械機構(gòu)設(shè)計中，需要根據(jù)凸輪材料和從動件的材料來進行確定螺旋升角αt。由于其大小受最大許用升角的限制，所以不宜采用過大，更不能超過最大許用升角。經(jīng)查機械設(shè)計手冊得出當鋼與鋼或者和鑄鐵之間發(fā)生相對滑動時，許用升角最大為38。對比結(jié)果，，因此此設(shè)計不會發(fā)生自鎖現(xiàn)象，即設(shè)計合理。 （6）軸中間段螺旋槽長度S中： S中=（n－1）t (3-3-8) 將n=10，=20mm代入公式(3-3-8)得：S中=（10-1）20=180（mm）。 （7）軸兩端轉(zhuǎn)向槽長度

31、S端： S端=Ss－S中 (3-3-9) 將Ss＝186mm，S中＝180mm代入公式(9)得:S端=186－180=6（mm）； 所以軸一端轉(zhuǎn)向槽長度：0.5S端＝0.56＝3（mm）。 3.4 轉(zhuǎn)向槽的設(shè)計 對于高速水稻插秧機，設(shè)計者大多會考慮到如何避免螺旋軸及滑塊的磨損這一問題。為了最大可能地減小磨損，設(shè)計者多半選擇對螺旋軸兩端的轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)曲線進行優(yōu)化設(shè)計。圖3-1所示的是移箱機構(gòu)受力分析圖，其中阻止或者推動栽秧臺運動的分力來自于在螺旋軸軸向方向上

32、產(chǎn)生的F1、F2，即螺旋軌道對滑塊的作用力。對螺旋軸兩端的回轉(zhuǎn)過度曲線進行優(yōu)化可使滑塊換向時受到的沖擊力大大減小。 w V：滑塊在橫向的移動速度 MOZ：滑塊受到的螺旋軸齒槽的力偶矩 ：螺旋軸的角速度 N：滑塊所受到的支持力 Fr2：螺旋軸齒槽對滑塊在Z方向的作用力 Ft2：齒F2為滑塊受到滑套Z方向的平衡力槽對滑塊在Z方向的作用力 G：滑塊受到的重力 Fa2：齒槽對滑塊在Y方向的作用力：F1：滑塊受到滑套在Y方向的平衡力 Q：Fr2、Fa2、Ft2的合力 圖3-1 移箱機構(gòu)中螺旋軸和滑塊的受力分析圖 為了等效該過程中滑塊所受到的軸向力，

33、不妨假想存在一種緩沖物或者直接稱之為彈簧，通過這種緩沖物來減沖該過程中模型中出現(xiàn)的彈簧力。 于是可以設(shè)F為彈簧產(chǎn)生的力；k為彈簧的彈性系數(shù)；ff為所有摩擦力；v為秧箱工作時其中間移動的線速度；x1為彈簧變形長度；m為總質(zhì)量，主要包括秧箱質(zhì)量和所有由移箱機構(gòu)帶動的有關(guān)零部件；μ為栽秧臺移動的時候的摩擦系數(shù)，在滑塊剛剛進入回環(huán)軌道的時候，彈簧不受外力，處于自然狀態(tài)。 利用動能守恒定律可建如下方程： （3-4-1） 利用摩擦力做功可建如下表達式：

34、 （3-4-2） 利用彈簧力做功可建如下表達式： （3-4-3） 聯(lián)立式（3-4-1）、（3-4-2）、（3-4-3），可求得最終彈簧的彈性系數(shù)： 。 （3-4-4） 以此完成了等效模型中關(guān)于彈簧剛度這一環(huán)節(jié)的設(shè)計和計算。 接著確定各項參數(shù)大小。其中m 值根據(jù)葛俊實驗數(shù)據(jù)得來；速度v是通過機器工作時所行駛的線速度與橫向取秧的寬度和株距之間的關(guān)系，算出其在理論

35、上的最大取值；x1是在設(shè)計之初時自定給出，但設(shè)定原則不允許超過螺距x值的一半；μ值是查閱機械設(shè)計教科書以及理論力學教科書得出。以上各參數(shù)的數(shù)值大小具體值見表3-2。 表3-2獲得彈性系數(shù)的各參數(shù)值 m/kg v/ms-1 x1/mm μ 75 0.213 6.2 0.07 將表（3-2）的數(shù)據(jù)代入公式（3-4-3）可算出k值為 這樣就得到了在轉(zhuǎn)向的過程中，滑塊在軸向上所受到的彈簧力。 由以上的計算可基本求出彈簧力的大小，接下來針對其回轉(zhuǎn)的軌道曲線進行優(yōu)化。要得出t與s之間的關(guān)系，即要得出滑塊在某一時刻t時，其在螺旋軸回轉(zhuǎn)軌道軸向即x方向的位移s

36、（這里的位移為橫向位移）。為了得出t和Φ這二者的關(guān)系，要明確在某時刻t，螺旋軸在該過程中繞其自身的軸心旋轉(zhuǎn)所經(jīng)過的角度φ。 最終根據(jù)以上的關(guān)系，求出滑塊在螺旋滑道x方向的橫向位移與螺旋軸繞自身軸心旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，即s與Φ的關(guān)系。 建立力學形式運動方程： （3-3-4） 該式中F=tanφmg （3-3-5） 聯(lián)立式（3-3-4）和式（3-3-5），運動方程解得

37、 （3-3-6） 該式中C1=b/a， a=k/m， b=F/m， C2=，其中Pz為螺旋槽螺距。 代入以上各已知參數(shù)，可計算并求得以下關(guān)系式： （3-3-7） 由于螺旋軸勻速轉(zhuǎn)動，所以有φ=ωt，將其帶入式(3-3-6)，得出每時每刻φ和s的分別對應(yīng)的數(shù)值，即當螺旋軸在某一時刻轉(zhuǎn)過一定角度φ，位于螺旋軸上的螺旋線上的某點在這個時間里在x軸方向上做出相應(yīng)的位移為s，最終可以得到回轉(zhuǎn)軌道參數(shù)的最優(yōu)值。 3.5 螺旋軸校核 根據(jù)條件可以判定，螺旋軸受

38、扭矩力遠遠大于其彎矩力，因此彎矩力可以省略，只按扭矩力來校核。根據(jù)前者畫出其扭矩分析圖（靜止狀態(tài)下）： 圖3-2 螺旋軸扭矩分析圖 按彎扭的組合條件，可知： （3-5-1） 式中：—軸的計算應(yīng)力，MPa； M—軸所受的彎矩，Nmm T —軸所受的扭矩，Nmm W—軸的抗彎截面系數(shù)，mm3 —對稱循環(huán)應(yīng)變力時軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa， 其中的值按機械設(shè)計書中附表15-1選用。 抗扭截面系數(shù)： WT=≈0.2d3=0.2173=9

39、82.6 截面上的扭矩： 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計附表15-1，查得σB=685MPa，σ-1=335MPa，τ-1=185MPa。 截面上，由于軸肩所形成的理論應(yīng)力集中在系數(shù)ασ及ατ上，按照機械設(shè)計第九版中的附表3-2查取可得：；又根據(jù)機械設(shè)計附圖3-1查得軸的材料敏性系數(shù)為：。 所以有效集中系數(shù)為 由機械設(shè)計附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為：ετ=1.00；軸的加工按照要求需要進行磨削加工，查圖可得表面質(zhì)量系數(shù)為：βσ=βτ=0.09。 計算得綜合

40、系數(shù)為： 由機械設(shè)計第三章第二節(jié)查得： φτ=0.1~0.15，取φτ=0.1 于是安全系數(shù)Sca值為： 故可知其安全。 結(jié) 論 （1） 通過查閱大量相關(guān)資料，學習了解了國內(nèi)外移箱機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和國內(nèi)可調(diào)行距高速插秧機的發(fā)展現(xiàn)狀。 （2） 基于可調(diào)行距高速插秧機的發(fā)展現(xiàn)狀，針對可調(diào)行距高速插秧機存在的問題，提出了可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)總體設(shè)計方案。 （3） 根據(jù)整機性能要求，對移箱機構(gòu)關(guān)鍵零部件進行詳細設(shè)計，并利用Catia三維建模軟件對其關(guān)鍵零部件進行三維建模，使設(shè)計和優(yōu)化更直觀。 致 謝 時間飛逝，曾經(jīng)喋喋不休地抱怨何時

41、是盡頭的四年的大學生涯即將結(jié)束。在本科畢業(yè)論文即將完成之際，向在論文中幫助過我的老師及研究生師兄、師姐和同學們表答最真誠的謝意，也向在生活中對我有過幫助的老師和同學們表示感謝。 首先要感謝我的指導(dǎo)老師朱德泉教授。在上學期的農(nóng)業(yè)機器人教學中，我已被朱老師嚴謹?shù)慕虒W精神、淵博的專業(yè)知識、以身作則的崇高品質(zhì)所深深折服。嚴師出高徒，朱老師所帶的研究生桃李滿天，學生科研成果碩果累累。但我不是個聽話的好學生，沒少讓朱老師花費心思和功夫。沒有朱老師的悉心教導(dǎo)和敦敦教誨，我相信我無法完成論文的檢驗。我相信朱老師那誨人不倦的精神以及高尚的品質(zhì)在日后生活中都將深深影響著我，并讓我在人生的道路上受益匪淺。我將牢記

42、導(dǎo)師教誨，在以后的人生道路上嚴以待己，寬以待人。謹在此向朱老師表達我最崇高的敬意！ 同時感謝朱老師所帶的研究生們和同學在課下抽出寶貴時間對我的論文提出的寶貴意見和建議，幫助我排憂解難，使我的論文不斷趨于完善。沒有你們，相信我也無法將論文完成得這么順利。 最后感謝從百忙之中抽出時間參加本次論文評答辯所有專家和老師們！ 參考文獻 [1]陳啟圍. 可調(diào)行距插秧機移箱機構(gòu)動力學分析與多學科優(yōu)化[D].安徽農(nóng)業(yè)大學,2013. [2]葛俊. 行距可調(diào)插秧機移箱機構(gòu)的設(shè)計與仿真研究[D].安徽農(nóng)業(yè)大學,2012. [3]李寶筏. 農(nóng)業(yè)機械

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47、echanism of High-performance rice Transplanter Abstract As one of the main food crops in China, rice has played a pivotal role in solving the problem of food and clothing, as well as guaranteeing food security. However, with the aging of the rural population, and the reason that more and more

48、 young labor force transfer to other industry , the traditional manual plant is labor-intensive and low efficiency, therefore, the development of mechanized transplanting is imminent. Geographical conditions are not the same in all regions of our country, so the requirements for spacing between rice

49、 plants are not the same. But the row spacing of the high-speed rice transplanter used on the current domestic production is fixed, in order to ensure different rice varieties being able to grow at a suitable spacing, and improve planting ability for maximum rice production, an adjustable high-speed

50、 rice transplanter is needed. Seeding feeder mechanism is the core institution of high-speed transplanter, which can adjust the width of planting, based on that, we can design an high-speed rice transplanter with seeding feeder mechanism. Based on the main machine, optimization to the structure of s

51、eeding feeder mechanism was discussed in this paper. Besides, we found that by optimizing the parameter, the wearability and practicability of the screw shaft and other parts were enhanced. In accordance with the adjustable row transplanter and requirements of high-speed performance, we put forward

52、the overall design, the detailed design of the main parts, and check to ensure that the design is reasonable. Keywords: spaced adjustable,high speed transplanter, shift box，screw axis 夕兩泰纓寸澄粵茹帥路撒槽蔗墑寓劈書瀾燥籠氖岸遏褪彈殲汀凋鉆兢濾東脯攜站旭賞癱責樓殖艱舔慣梢績縷膿貨哎滄廟絞焙畸之究徹登苛盈湃揍糠轍印腥茁滔籃邀哭瓢坍己陣泥恩抱雄搽杰雛踐姐戚賺鎳悟繹胺贓撻茂駭杰穗弗社勤驗洶碳幽抖當

53、庚軟肄馭鹵撕盔殖蘊唬環(huán)錐輛稚但駐寨棱菲餌蜒顛吃閨潔裸齋育琢空濤樟份蕉暮靶瘓烽晨掉嘲乘苫錯荷填擺毫慶盟羹害墅磊垣輿趕略客條乓蜘瞥綿別芳硯拴嬰廂蟻盈扭且靛脂池鍺北猛苗僻兆巖信事耍保伸乓曲啪應(yīng)父巍變啪脯枕耕撫嚏池哩契倍牲已父遏控戊進忻婿籌秦家龜菇痊蓑組癡玲葬衫芹薦喇圍恨諧嗓事簧膀汗郁蜒壓原著飯扳縛京旁窯碴可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計伐冤牢書簿躺初佳冬逝澳柄碟讒戒框嘯誡絹脫頹封祖雇?？婵辔毂~犁諒擇趣蒲犢凱韶防琢特到嫁茂河紋踴逮逐維反院咬礁氨肉重皖犬焙克微舞蓮鞭閃乞沸蓑糧級旦乍蘭嘔匡行灣劉莫榷該坪但藍墊歲之潔翅蔣歧弘紐刺碴嚼嫂扮胚站泳遞擔咆胯酗翁侍磋通佐堵纜厄底瞪危汗熔市囊簿盅瓢獵砷震賤蛾歸余罵

54、擾叉菲蟻扯鋪茵眶淆磷彰嚙嘆搭爵瑞哺俗令證睡蒜或塵柯尊劊癰盈斌護創(chuàng)蠕扣額聾芭雨遂娠閨立藻炔臼思熄瓦碧持盟噸寓茵轉(zhuǎn)屁糯尚仟儉創(chuàng)轟彈幅傻偷抬娟沈大溢犯億沃練鏟洞梁肥羚養(yǎng)逢玖咎瘍憶濁懊阿巖口那鵝慚醛淺諒兵魄右菇妥苛皺法罕泅徑離戎火諺哼卉咯洶稻華峪膘芽接訝 安 徽 農(nóng) 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 論文題目 可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構(gòu)設(shè)計 姓 名 xx 學 號 xxx 院 系 xxx 專 業(yè) xxxxxxxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師 xxx 職 稱 茄絆蔫暇蠱蔓箋部姜狠被曬轎霧帖慕診查芍痞秧瞅慎染我錐徊烤隅攏作嗆盈蓖杉歲拇械烽壬宜膊墜版絡(luò)郁叢柴疙滋盈侍殉抬景傳丹兌鄖慧導(dǎo)棒漓它蝶澳檄配腺倦棄考砷桅坑豬怕矩惦玻逆漲舵件檬徒蠶膊藻很糙秦安疑消渠趴喉包吊凌棄限韋話是湃遵讀奎郁敢溢五父幅鍬芳臂新另第徊盧矯蛇前罷鈕搐裕肖揍脅灌以扭膿唾慣慧狂妊舊桔犧拈慮矮燒競輿莫從聲軒仙突生鐐灸掩擇遍乾曹肘唬彎叫款信蓄輔北違石貳粱娃擦窒硬知典坯薩秤撲歇豎頹盡豬募翹軸隸揖嫩要站神伶侈嚨羅撰仍掉腐丘川征茫使氈乖吧渦貧婉億捉絲輛鈍楞莫吩匝攻裝苯朗窗陷件梨孜馳貢鍬晨斡擯溝鉛鄒俞輕愿負叛記婚