橢圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告班級(jí)09機(jī)制4班姓名楊海龍課題名稱(chēng)橢圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告（包括選題意義、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題、總體研究思路與可行性分析，預(yù)期研究成果、研究工作計(jì)劃等內(nèi)容，非藝術(shù)類(lèi)不少于3000字）目錄1選題的背景與意義1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.2橢圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的研究意義2研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題2.1基本內(nèi)容2.2擬解決的主要問(wèn)題3研究思路方案、可行性分析及預(yù)期研究成果3.1研究思路方案3.2可行性分析3.3預(yù)期研究成果4研究工作計(jì)劃參考文獻(xiàn)（開(kāi)題報(bào)告全文附后）成績(jī)：答辯意見(jiàn)（從選題、任務(wù)工作量、質(zhì)量預(yù)期、可行性等幾個(gè)方面）答辯組長(zhǎng)簽名：年月日系主任審核意見(jiàn)簽名：年月日橢圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)楊海龍(09機(jī)制4班B09300424)1選題的背景與意義據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，2006年中國(guó)已成為世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國(guó)，蔬菜產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的49.61。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)蔬菜產(chǎn)量每年呈持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭，發(fā)展迅猛。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)蔬菜播種面積在上世紀(jì)80年代年均增長(zhǎng)近10%，90年代年均增長(zhǎng)14.5%，本世紀(jì)前7年平均增長(zhǎng)1.9%，到2007年達(dá)到2.94億畝，總產(chǎn)量6.41億噸。其中，蔬菜2.6億畝，5.65億噸，人均占有量427公斤。蔬菜已經(jīng)成為我國(guó)農(nóng)業(yè)中僅次于糧食的第二重要農(nóng)產(chǎn)品，近年來(lái)，浙江省在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和效益農(nóng)業(yè)的發(fā)展上取得了顯著成效，蔬菜生產(chǎn)面積、總產(chǎn)量、總產(chǎn)值逐年增加。浙江省已成為長(zhǎng)江三角洲地區(qū)重要的蔬菜生產(chǎn)基地，基本培育形成沿杭州灣兩岸及沿海設(shè)施出口蔬菜產(chǎn)業(yè)帶。同時(shí)，蔬菜種植業(yè)也逐步成為發(fā)展我國(guó)和我省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分2。實(shí)現(xiàn)蔬菜順利移植是蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一。目前，我國(guó)約有60蔬菜是采用育苗移植方式種植的3-4，但是由于我國(guó)蔬菜栽植機(jī)械的發(fā)展滯后，栽植作業(yè)仍以人工為主，而缽苗手工栽植需要彎腰和肢體屈伸。從蔬菜移植整個(gè)工序的勞動(dòng)強(qiáng)度來(lái)看，手工移植蔬菜是僅次于收獲作業(yè)的一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度非常大的農(nóng)事活動(dòng)，它占作物從種植到收獲所需總勞動(dòng)量的20左右。不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量低、生產(chǎn)成本高，難以實(shí)現(xiàn)大面積移植，從而限制了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)效益的提高，制約了我國(guó)蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展。由此可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)蔬菜移植機(jī)械化已成為我國(guó)蔬菜生產(chǎn)的迫切需要5-7。另一方面，在我國(guó)使用的絕大部分蔬菜移植為半自動(dòng)移植機(jī)，半自動(dòng)移植機(jī)構(gòu)需要手工實(shí)現(xiàn)分苗和取苗，即手工喂苗，植苗操作則由植苗器完成,每行的移植效率僅為3040株/分鐘。近年來(lái),自動(dòng)蔬菜移植機(jī)的研究在國(guó)內(nèi)外已引起農(nóng)機(jī)專(zhuān)家和相關(guān)企業(yè)的重視。自動(dòng)移植機(jī)構(gòu)一般由取苗機(jī)構(gòu)和植苗機(jī)構(gòu)組成，從分苗、取苗到植苗操作都是由機(jī)械自動(dòng)完成，不僅工作效率高,而且大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前植苗機(jī)構(gòu)現(xiàn)已比較成熟,有現(xiàn)成的應(yīng)用。1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)植苗機(jī)構(gòu)一個(gè)作業(yè)循環(huán)包括接苗、運(yùn)苗、植苗和回程4個(gè)階段，如圖1.1所示。根據(jù)能否在膜上打孔實(shí)現(xiàn)鋪膜移栽，分膜下移栽（不能在塑料薄膜上打孔移栽，開(kāi)溝器事先開(kāi)溝，秧苗被栽植嘴植入溝中并由后續(xù)的覆土鎮(zhèn)壓輪定植，栽植嘴主要有鉗夾、鏈夾、撓性圓盤(pán)和導(dǎo)苗管）和膜上移栽（可在事先鋪好的塑料薄膜上打孔移栽，無(wú)需開(kāi)溝器，秧苗被植入穴口（栽植嘴從進(jìn)入到退出壟面過(guò)程中在壟面以下包絡(luò)出來(lái)的凹坑）中，栽植嘴通常為對(duì)開(kāi)的鴨嘴）。根據(jù)作業(yè)方式還可分為旋轉(zhuǎn)式機(jī)構(gòu)（包括鉗夾式、鏈夾式、撓性圓盤(pán)式和吊杯式植苗機(jī)構(gòu)）、往復(fù)式機(jī)構(gòu)（七桿式和多桿式植苗機(jī)構(gòu)）和滑道式機(jī)構(gòu)（四連桿滑道式和行星輪滑道式植苗機(jī)構(gòu)）。圖1.1植苗作業(yè)的4個(gè)階段只適合膜下移栽的植苗機(jī)構(gòu)(1)鉗夾式植苗機(jī)構(gòu)(2)鏈夾式植苗機(jī)構(gòu)(3)撓性圓盤(pán)式植苗機(jī)構(gòu)(4)四連桿滑道式植苗機(jī)構(gòu)(5)導(dǎo)苗管式植苗機(jī)構(gòu)適合膜上移栽的植苗機(jī)構(gòu)(1)吊杯式植苗機(jī)構(gòu)(2)行星輪滑道式植苗機(jī)構(gòu)1.2非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的研究意義從蔬菜移植整個(gè)工序的勞動(dòng)強(qiáng)度來(lái)看，手工移植蔬菜是僅次于收獲作業(yè)的一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度非常大的農(nóng)事活動(dòng)，它占作物從種植到收獲所需總勞動(dòng)量的20左右。不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量低、生產(chǎn)成本高，難以實(shí)現(xiàn)大面積移植，從而限制了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)效益的提高，制約了我國(guó)蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展。由此可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)蔬菜移植機(jī)械化已成為我國(guó)蔬菜生產(chǎn)的迫切需要5-7。另一方面，在我國(guó)使用的絕大部分蔬菜移植為半自動(dòng)移植機(jī)，半自動(dòng)移植機(jī)構(gòu)需要手工實(shí)現(xiàn)分苗和取苗，即手工喂苗，植苗操作則由植苗器完成,每行的移植效率僅為3040株/分鐘。近年來(lái),自動(dòng)蔬菜移植機(jī)的研究在國(guó)內(nèi)外已引起農(nóng)機(jī)專(zhuān)家和相關(guān)企業(yè)的重視。自動(dòng)移植機(jī)構(gòu)一般由取苗機(jī)構(gòu)和植苗機(jī)構(gòu)組成，從分苗、取苗到植苗操作都是由機(jī)械自動(dòng)完成，不僅工作效率高,而且大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題2.1基本內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要完成的內(nèi)容包括：1、了解非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的目的，了解非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，確定總體方案。2、非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析。3、行星輪系的設(shè)計(jì)。4、栽植嘴及零部件的設(shè)計(jì)。2.2擬解決的主要問(wèn)題以任務(wù)書(shū)所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)的具體要求。在滿(mǎn)足工作要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時(shí)提高可靠性。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)也考慮本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓、電氣傳動(dòng)及控制、理論力學(xué)、材料力學(xué)、CAD、PRO/E仿真等知識(shí)盡可能多的綜合運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使得經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)階段的知識(shí)得到鞏固和強(qiáng)化，同時(shí)也考慮個(gè)人能力水平和時(shí)間的客觀實(shí)際，充分發(fā)揮個(gè)人能動(dòng)性，腳踏實(shí)地，實(shí)事求是的做好本次設(shè)計(jì)。3研究思路方案、可行性分析及預(yù)期成果3.1研究思路方案圖2.1為非圓齒輪行星系大株距植苗機(jī)構(gòu)二維裝配圖。作業(yè)時(shí)太陽(yáng)齒輪16固定不動(dòng)，中心軸1帶動(dòng)右箱體13勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)太陽(yáng)齒輪16、中間輪6和行星輪3的嚙合，使得行星輪軸2相對(duì)右箱體13做反方向非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于鴨嘴型栽植器固定在左、右擺動(dòng)齒輪上，左、右擺動(dòng)齒輪連接在右定位法蘭(左)8上，右定位法蘭(左)8通過(guò)右定位法蘭(右)9以及行星軸定位銷(xiāo)5固定在行星輪軸2上,所以就形成了鴨嘴型栽植器的隨箱體轉(zhuǎn)動(dòng)的特殊植苗軌跡。行星輪軸2相對(duì)右箱體13做反方向非勻速轉(zhuǎn)動(dòng),行星輪軸2和右箱體13的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使得固定在右箱體13上的凸輪14擠壓擺動(dòng)齒輪(左)17使其擺動(dòng),由于擺動(dòng)齒輪(左)17擺動(dòng)齒輪(右)18嚙合,鴨嘴型栽植器固定在左、右擺動(dòng)齒輪上,左、右擺動(dòng)齒輪通過(guò)復(fù)位彈簧11連接,所以就形成了鴨嘴型栽植器的開(kāi)、合運(yùn)動(dòng)，使秧苗通過(guò)重力落入穴口，形成植苗過(guò)程。植苗機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一周植苗3次，效率高，振動(dòng)較小。1.中心軸2.行星輪軸3.行星輪4.中心軸固定銷(xiāo)5.行星軸定位銷(xiāo)6.中間輪7.中間軸8.右定位法蘭(左)9.右定位法蘭(右)10.鴨