畢業(yè)設計制缽機設計說明書

1、摘要本文所設計的jx3000型制缽機是用來生產在農業(yè)生產中廣泛使用的育秧缽。育秧缽的缽體由配有各種肥料的土壤做成圓柱狀，上端有一凹孔，用來播種種子。用育秧缽進行育苗和移栽，能夠保證種子有足夠養(yǎng)料以及種子成苗后可以方便的移栽到田間，種子發(fā)芽率、成活率高，苗體強壯且防蟲害。jx3000型制缽機，吸取了前人研究成果的精華，與手工制缽和過去的制缽機不同的是，jx3000型制缽機具有生產率更高，結構更簡單，操作更方便，基本實現(xiàn)自動化，性價比高等優(yōu)點；提高了生產效率并可實現(xiàn)大規(guī)模生產，可以保證秧苗早育、早熟、早上市，同時還能節(jié)約勞動力、種子、肥料、農藥等。本文從jx3000型制缽機的工作原理、運動協(xié)調、總

2、體結構、運動和尺寸等多方面進行了說明和分析。關鍵詞：制缽機；育秧；運動分析；營養(yǎng)缽abstractjx3000 earthen bowl machine ,which is designed in this text ,is used to produce the seedling bowl ,which is very popular in the agricultural produce .the seedling bowl is made as a cylinder by the nutritional soil ,which consists of all kinds of ferti

3、lizer .and there is a cave pit in the top of the bowl , which is the very hole we put the seedling in .growing and transplanting the seeds in this bowl can make sure the seeds have enough time and nutrition to grow with ,high germination rate ,high survival rate ,strong and anti-pest.jx3000 earthen

4、bowl machine ,differently from the former machine ,has lots of benefits just like :higher production ,easier structure ,more convenient handling ,automation and economy .besides it can realize the earlier growth ,earlier maturity ,earlier on market , and it can economy labor force ,fertilizer and ag

5、rochemical at the same time.this text is going to introduce the jx3000 earthen bowl machine about its structure ,motion ,work principle and size.keywords：earthen bowl machine ,nursery ,kinematical analysis ,bowl 目錄1 綜述11.1課題的研究意義和實用價值11.2現(xiàn)有制缽機研究狀況的分析21.2.1zbz-600型水稻缽盤育秧設備21.2.2簡易紙筒育苗制缽機31.2.3 2zby31

6、0型水稻缽苗育秧播種機41.2.4 2bzj50機械化制缽機41.3 設計要求52 功能原理方案設計62.1 設計要求62.2對執(zhí)行機構的運動要求62.2.1 拌料、填料72.2.2 物料輸送和各工序轉移72.2.3 缽體的成型和沖出72.2.4 播種和覆土82.2.5 協(xié)調配合關系82.3 機構選型和傳動方案設計82.3.1. 蜂窩煤制作機的分析研究82.3.2對文獻中三種典型機構的分析，比較92.3.3 擬定傳動方案153 繪制工作循環(huán)圖174技術設計194.1運動設計與動力計算194.1.1電動機功率的選擇194.1.2確定各傳動機構的傳動比214.1.3計算各軸的轉速和功率224.2典

7、型零件的結構設計與強度校核234.2.1模盤的結構和尺寸確定234.2.2直齒圓柱齒輪的設計，校核244.2.3直齒圓錐齒輪的結構設計294.2.4皮帶輪的設計344.2.5偏心輪結構設計364.2.6同步帶結構設計434.2.7軸iii的結構設計及其校核454.2.8軸承的校核。494.2.9 鍵較核51參考文獻53謝 辭541 綜述1.1課題的研究意義和實用價值為使秧苗在育秧期有足夠養(yǎng)料以及秧苗成長后能被方便的移栽到田間，農業(yè)生產中曾使用過塑料袋或紙袋進行育苗，然后再進行移栽的方法。這種方法的確使農產品的質量和產量有了大幅度的提高。但是，塑料袋或紙袋用量很大，原材料難以解決，制作袋子和裝營

8、養(yǎng)土費工時，塑料袋或紙袋是一次性使用后報廢丟棄的，成本較高。此外，長期丟棄報廢的塑料袋還會造成農田的白色污染，破壞環(huán)境，必然得不償失。因此需要有一種培育秧苗用的育秧缽，如圖 2-1所示。育秧缽由配有各種肥料的土壤做成圓柱狀，上端有一凹孔。使用了這樣的用營養(yǎng)土制成的缽體，之前提出的問題都迎刃而解了。用營養(yǎng)缽進行育苗和移栽，種子發(fā)芽率、成活率高，苗體強壯且防蟲害，在農業(yè)生產中得以廣泛應用。播種時，將種子播在凹坑里，覆土，待種子發(fā)芽長成秧苗后，將秧苗連同育秧缽一起移植到田間。為了制造營養(yǎng)缽，早期的方法是用手工制作。如下圖所示，是一種手動輕便直沖式制缽器，主要用于玉米、棉花育苗營養(yǎng)缽的制作，可在室內也

9、可在田間地頭制缽。該制缽器可按育苗位置投出缽體，節(jié)省了移取缽體的時間和勞力；由于壓制缽體時可手動快速沖壓，缽體強度均勻性好。但是效率相對較低，難以大規(guī)模推廣使用。1 缽模2 導柱3 支撐腿4 沖頭5 機架6 手柄圖 1 制缽器（左）與制出的缽體示意圖后來制造出一種像蜂窩煤制造機一樣的制缽機，但機構復雜，零件多，易破壞且造價高。因此，我們有必要設計一種新型的育秧制缽機。 機械制缽育苗定向移栽技術，簡單概括為：使用機械加工制成營養(yǎng)土缽，在缽體內培育秧苗，然后大田定向移栽。它與容器育苗定向移栽技術無多大差別，只是土缽育苗代替容器育苗，減少材料耗用，減少成本，提高工效，就塑料袋容器育苗而言，還減少污染

10、。它與傳統(tǒng)種植技術僅差別于成苗期，田間管理并無差異。該技術易學易懂，增產效果顯著。機械制缽育苗移栽技術，可以用于玉米，棉花，大豆，煙草，蔬菜，瓜果等經濟作物。集中育苗、適時移栽是玉米、棉花等農作物增產的手段之一，但日前機械育苗移栽主要是采用穴盤或紙筒制缽育苗，人工喂入式移栽，投資大，移栽效率低，難以滿足玉米、棉花大而積種植的需要，使育苗移栽技術受到限制。為適應大面積棉花玉米缽苗移栽的需要，根據日前農村勞動力水平，結合傳統(tǒng)制缽育苗的優(yōu)點，得出了利用缽模批量壓制營養(yǎng)缽的方案，其主要工藝流程是:加土-成型-播種-覆土-壓實-投出。因此，我們開始研究機械化制缽同時播種設備jx-3000制缽機(以下簡稱

11、制缽機)。1.2現(xiàn)有制缽機研究狀況的分析目前在農業(yè)生產中得以廣泛應用的營養(yǎng)缽主要由制缽機來制造，我國對機械制缽機的研究始于70年代，至今已研制了多種型號的制缽機，在“七五”期間，在北京引進了國外機械化育苗生產線，主要以生產蔬菜苗缽為主，可以實現(xiàn)缽土制備，缽體成型，打坑，精密播種，覆土等工藝；在“八五”期間，在引進消化基礎上農業(yè)部立項，進行了“盤苗設備及配套技術研究”，研制了“精密播種生產線設備”。大多數(shù)以蔬菜，甜菜為主的苗缽：“機械化制缽機的研制”課題的研究被國家科委列入“九五”攻關項目，已研制出2zbj50機械化制缽機，能實現(xiàn)制缽過程機械化操作，它制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米，棉花等經濟作物

12、的移栽要求。隨著九十年代制缽機械的迅猛發(fā)展，現(xiàn)將幾種有代表性的制缽機分析如下：1.2.1zbz-600型水稻缽盤育秧設備2zbz-600型水稻缽盤育秧設備是由中國農業(yè)大學繼2zpy系列水稻拋秧機之后，研制開發(fā)的水稻缽盤育秧設備。其結構如圖4所示：該設備由機架、動力部分、輸送膠帶、鋪土設備、排種裝置和覆土裝置等組成。一次可完成缽盤的輸送、鋪底土、播種、覆表土和灑水（需另配）等水稻育秧播種作業(yè)的全過程。圖4 2zbz-600型水稻缽盤育秧設備結構示意該套設備每小時播種約600盤，播種量和鋪土量可調整，每缽播種35粒，空穴率比人工作業(yè)減少15個百分點，適用于寬度不超過340的軟（硬）塑缽育秧盤，秧苗

13、出土整齊，能為水稻拋秧栽培提供合格的秧苗1.2.2簡易紙筒育苗制缽機1991年黑龍江省二九一農場研制了一種簡易營養(yǎng)制缽機，其構造簡單，制造容易，取材方便。在育苗期時，由該機卷制的紙筒營養(yǎng)缽育的苗長勢粗壯，根系發(fā)達，抗病害；在移苗時期，移栽時不松散，移栽后不需緩苗。它主要由機架，主被動棍，帆布帶，臺面板等構成，如圖所示 圖1-2 簡易紙筒制缽機結構示意圖1.2.3 2zby310型水稻缽苗育秧播種機2zby310型水稻缽苗育秧播種機是由黑龍江農業(yè)工程研究所通過消化吸收外機的先進技術，結合我國國情而研制的一種播種且制缽的水稻育秧制缽機。該機采用了秧盤自動進給機構，2次裝土工序，并在支架下安裝有兩個

14、行走輪，使機器便于移動，主要由機架部裝，秧盤自動進給機構，床土部裝，秧盤伸出架以及護罩板等組成，如圖所示：圖1-3 2zby310型水稻缽苗育秧播種機1.2.4 2bzj50機械化制缽機2bzj50機械化制缽機主要是為了滿足大面積棉花和玉米缽苗移栽的需要，由山東工程學院主持，南京農業(yè)機械化研究所，淄博農科所等單位合作，共同承擔的國家“九五”攻關課題：“機械化育苗移栽工藝和機具設備的研究”中研制開發(fā)的。2bzj50機械化制缽機選用直線型設計方案，以液壓為動力來實現(xiàn)各部分的傳動。該機械化制缽機主要有模板運送機構，鋪土機構，打孔機構，播種機構及壓實脫模機構等組成，如圖所示：圖1-4 2zbj-50

15、機械化制缽機結構示意圖缽體高80mm、直徑80 mm、上端中心有一直徑20 mm、深20 mm的圓坑（種坑）；缽體原料為事先拌好肥料、濕度適中、壓縮比為1.2：1的壤土；生產能力：3000塊/小時。 缽體壓實成型、向缽中下種、覆土鎮(zhèn)壓、缽體沖出在一個循環(huán)中完成。1.3 設計要求圖 5 缽體的示意圖2 功能原理方案設計2.1 設計要求營養(yǎng)缽的大小營養(yǎng)缽的大小首先要滿足農藝的要求, 即根據缽中所帶的營養(yǎng)成分能保證幼苗在育苗期間生長的需要, 確定營養(yǎng)缽的最小體積。一般棉花的苗齡3035 天, 真葉3 葉;玉米苗齡2530 天, 長到3 葉1 心或4 葉1 心, 這時開始移栽。根據試驗, 營養(yǎng)缽的體積

16、應大于20, 缽中的養(yǎng)分能維持幼苗的在育苗期間生長需要。其次, 要綜合考慮機械適用性、用土量等多種因素。缽體高80mm、直徑80mm、上端中心有一直徑20mm的凹坑（高取40 mm）；缽體原料為事先拌好肥料、濕度適中、壓縮比為1.2:1的壤土；生產能力：3000塊/小時。按每年250個工作日，每天工作8小時計算；結構簡單 ，體積小，維護方便，成本低；使用期限約5年。圖 2-1 缽體的示意圖2.2對執(zhí)行機構的運動要求 圖2-2 jx3000制缽機的工藝流程框圖2.2.1 拌料、填料 將已拌好的營養(yǎng)土在攪拌箱內繼續(xù)充分拌勻，并填入?？兹缓蠊纹?。攪拌箱內的攪拌叉可起填料推桿的作用，同時它也起到破壞營

17、養(yǎng)土的“安息狀態(tài)”的作用，它在攪拌箱內作連續(xù)回轉運動。jx-3000制缽機模盤依靠槽輪機構實現(xiàn)間歇回轉，其結構如圖所示：圖2-3 槽輪模盤機構 2.2.2 物料輸送和各工序轉移 轉盤上的?？讛?shù)至少應有六個，其工藝職能分別為待料，填料，成型，播種，覆土和沖出。轉盤和?？鬃鏖g歇的轉動。由控制系統(tǒng)帶動起回轉速度的快慢和各工序之間的轉移。2.2.3 缽體的成型和沖出 兩沖頭作直線往復運動，在?？字袑⑼寥罃D壓成型和沖出缽體，成型沖頭比沖出沖頭的工作行程要長，其差值取決于缽體的尺寸、土壤的壓縮比以及所選曲柄滑塊機構的桿長關系等。2.2.4 播種和覆土 在缽體的成型和沖出過程之間要有播種和覆土機構，該機構由

18、棉花播種機的播種機構演變而來，是由同步帶帶動機構轉動，同時取一定量的種子和土壤由導管導入缽體，同時完成播種和覆土。其機構采用下圖結構：圖2-4 上面的結構非常簡單。由下端回轉體的回轉，通過其上的凹坑來取種子或營養(yǎng)土。其坑的的大小可以由種子的尺寸和需要覆土量來調節(jié)。2.2.5 協(xié)調配合關系 兩沖頭作直線往復運動。當轉盤靜止時，由沖頭沖模而脫離?？?，再回復到沖壓位置，完成一次沖壓，同時播種輪轉一周完成一次播種和覆土；周而復始。2.3 機構選型和傳動方案設計2.3.1. 蜂窩煤制作機的分析研究經過對設計任務的分析，我們找到的完成設計任務的關鍵技術，于是我們可以尋找具 類似技術的設備裝置，分析利用原裝

19、置的結構和有利條件，消除其不利條件和增加缺少的條件。將原裝置加以改造，以滿足現(xiàn)設計的需要，這樣既可以縮短設計周期，又可切實提高設計質量。制作營養(yǎng)育苗缽的關鍵核心技術是缽的成型與沖出，這與蜂窩煤的制作過程十分相似，故可將蜂窩煤制作機作為參考。 圖2-5 蜂窩煤制作機的傳動系統(tǒng)示意圖圖中電動機1經帶傳動2和齒輪傳動3減速后，有圓錐齒輪4和撥桿上的撥銷5推動槽輪6間歇回轉，從而使與其固連的模盤7也間歇轉動。滑塊9在連桿8的帶動下往復直動，其上固連有沖頭13和脫模盤14，同時實現(xiàn)對煤粉沖壓和對壓成的蜂窩煤脫模。清掃刷11，同時實現(xiàn)對沖頭和脫模盤的清掃動作。2.3.2對文獻中三種典型機構的分析，比較在制

20、缽機的發(fā)展演化過程中，最早期的方法是手工制缽，紙筒制缽。后來根據制作營養(yǎng)缽的形狀、制缽生產率指標和生產工藝要求, 人們發(fā)現(xiàn)了兩種可供選擇的方案: 圓盤式和直線式。其中最為典型的是新型育秧制缽機（圓盤式）和2zbj - 50 機械化制缽機（直線式）（1） 早期的手工制作方法 為了制造營養(yǎng)缽，早期的方法是用手工制作。如下圖所示，是一種手動輕便直沖式制缽器，主要用于玉米、棉花育苗營養(yǎng)缽的制作，可在室內也可在田間地頭制缽。該制缽器可按育苗位置投出缽體，節(jié)省了移取缽體的時間和勞力；由于壓制缽體時可手動快速沖壓，缽體強度均勻性好。但是效率相對較低，難以大規(guī)模推廣使用。后來制造出一種像蜂窩煤制造機一樣的制缽

21、機，但機構復雜，零件多，易破壞且造價高。 圖2-6 制缽機與制出的缽體示意圖1. 缽模 2.導柱 3. 支撐腿 4. 沖頭 5. 機架 6. 手柄（2）新型育秧制缽機育秧缽有配有各種肥料的土壤做成圓柱狀，上端做成一凹孔。播種時將種子播在凹孔中，覆土，待種子發(fā)芽長成秧苗后，將秧苗連同育秧缽一起移植到田間。為解決手工制作，效率很低，難以大規(guī)模推廣使用和蜂窩煤制作機類似制缽機，結構復雜，零件多，易損壞且造價高等問題，人們設計了一種新型育秧制缽機，其結構如圖2所示。新型制缽機由兩大部分部分組成：工作機構和傳動機構。 圖2-7 新型制缽機的構造工作機構主要包括攪拌箱，攪拌器，?？邹D盤，沖頭等。其主要功能

22、是：a.將配有各種肥料的土壤攪拌均勻（土壤的含水率應保持在18%22%，即用手可以捏成團而落地即散碎），然后填入?？字校錆M后將余土刮平。b.將摸孔中松散的土壤經兩次壓緊成型，再將成型缽體從?？字袥_出。c.將相鄰模孔移到沖頭下面，再重復上述過程。傳動機構 主要包括電動機，皮帶輪，齒輪副，曲柄（偏心輪）連桿機構等。傳動路線有兩條：一條是有電動機-三角皮帶直齒圓柱齒輪傳動-曲柄滑竿機構組成，主要功能是完成壓緊和沖出動作；另一條是由偏心輪-圓錐齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動轉盤組成，其功能是完成土壤的攪拌和填料動作。（3）2zbj - 50 機械化制缽機的研制 2zbj - 50 機械化制缽機所制造營養(yǎng)缽

23、的形狀是梯形缽，見下圖1經反復試驗,認定梯形缽重心低, 缽苗能平穩(wěn)地從傾斜輸送帶翻至開溝器開出的溝底, 因而移栽時直立度高。本設計改變傳統(tǒng)做法, 省去育苗盤, 采用直接在模板中壓出營養(yǎng)缽的制缽方式。投資小、育苗靈活性大。營養(yǎng)缽制作工藝: 鋪土刮平打孔播種壓實脫模。壓制成型的缽可放在育苗架或田間簡易大棚內育苗。圖2-8 營養(yǎng)缽形狀總體構成和工作原理機械化制缽機主要由模板運送機構、鋪土機構、打孔機構、播種機構及壓實脫模機構等組成, 見圖2 。圖2-9機械化制缽機結構示意圖工作時, 機體上的推爪在油缸的作用下來回往復運動, 將機體平臺上的模板連續(xù)不斷地推至鋪土工位、打孔工位、播種工位及壓實脫模工位,

24、 經各個工位的機械完成作業(yè)后, 壓成型的營養(yǎng)缽落入接缽盤, 完成整個制缽作業(yè)。主要工作部件結構模板運送機構：模板運送機構由模板提升臺、滑臺、推爪、模板、翻板、傾斜滑道和機架等組成。模板的高度由營養(yǎng)缽的壓實比來確定, 上面開有90 個長方體孔, 一次可以壓出90 個營養(yǎng)缽, 每6 s 壓出1 盤, 生產率可達54000 個/ h。更換模板可以壓制圓錐體和其它形狀的營養(yǎng)缽體。模板運送機構的功用是定時、精確地將模板運送到鋪土刮平、打孔、播種和壓實脫模等工位, 及時回收模板, 使模板循環(huán)使用。提升臺將傾斜滑道送來的模板提升至滑臺平面。推爪在液壓油缸和傳動機構的作用下向前運動, 將模板推到前一個工位。推

25、爪的不斷來回運動, 推動模板一個工位一個工位前進。當脫模后的模板前進到活動翻板時, 翻板轉動一定角度, 模板沿著傾斜的滑道滑至提升臺的底部。鋪土機構：鋪土機構由提升機、料斗、刮土板和機架等組成。配制好的營養(yǎng)土由刮板式提升機送至料斗, 料斗中的翻板可定時控制供土量。翻板的動作, 通過齒輪齒條, 由模板連動。來回運動的刮土板將土刮入?？變?。打孔機構：打孔機構由打孔頭、壓板、液壓缸和機架等組成, 見圖3 。當模板被運送至打孔工位時, 壓頭和壓板在油缸的作用下, 向下運動, 運動至規(guī)定的打孔深度(打孔深度可以調節(jié)) , 行程開關發(fā)出信號, 油缸在液壓閥的作用下停止并返回, 完成打孔作業(yè)。圖2-10 打

26、孔機構簡圖播種機構： 播種機構由料斗、播種箱、固定孔板、活動孔板、導種管、油缸和機架等組成, 見圖4 。經過丸?；姆N子加入料斗, 料斗定時將種子供給播種箱。當模板運送至播種工位時, 播種箱在油缸的作用下來回移動一次, 播種箱內的種子在滾動刷子的作用下均勻地填入活動孔板孔內。播種箱后退時帶動活動孔板移動, 使活動板上的孔和固定板上的孔一一對齊。種子沿著導種管落入模板孔內, 完成播種作業(yè)。將棉花玉米種子丸粒化后, 外形尺寸一致, 易于實現(xiàn)機械操作。試驗表明, 空穴率< 3 % , 重播率< 2 %。圖2-11 播種機構簡圖壓實和脫模機構： 壓實和脫模機構由壓頭、壓板、液壓缸和機架等組

27、成。壓頭根據營養(yǎng)缽形狀的不同可設計成多種型式。當模板被運送至壓實工位時, 壓頭和壓板在液壓缸的作用下向下運動, 運動至規(guī)定的高度(其高度可根據需要調節(jié)) ,油缸停止運動, 壓頭將模板中的營養(yǎng)土壓實成所需的形狀(如梯形缽或圓錐形缽等) , 完成壓實作業(yè)。然后, 另一油缸使模板下墊板下移, 壓頭繼續(xù)向下運動, 壓成型的營養(yǎng)缽被頂入接盤, 取出盤子, 完成脫模作業(yè)。傳動系統(tǒng)： 為使多工位協(xié)調一致, 實現(xiàn)精確定位, 傳動機構簡單, 該機選用了液壓傳動, 各工位的動作由液壓缸來完成, 大大簡化了整機設計。以上制缽方法的比較 手動輕便直沖式制缽器，主要用于玉米、棉花育苗營養(yǎng)缽的制作，可在室內也可在田間地頭

28、制缽。該制缽器可按育苗位置投出缽體，節(jié)省了移取缽體的時間和勞力；由于壓制缽體時可手動快速沖壓，缽體強度均勻性好。但是效率相對較低，難以大規(guī)模推廣使用。后來制造出一種像蜂窩煤制造機一樣的制缽機，但機構復雜，零件多，易破壞且造價高。新型制缽機有如下優(yōu)點：1.轉盤轉速是連續(xù)的，無停頓間歇，生產效率高，每小時生產育秧缽約3000個。2.制缽壓緊力大小均勻，適宜，其壓緊沖擊力約1000n。3.整體結構簡單，體積小，配套功率小，能耗少。4.動力機構傳動鏈短，零件使用壽命長，且維修方便，造價低廉。 該機非常使用于瓜果，蔬菜，花卉以及棉花等經濟作物大規(guī)模育秧使用。2zbj - 50 機械化制缽機 : 本設計改

29、變傳統(tǒng)做法, 省去育苗盤, 采用直接在模板中壓出營養(yǎng)缽的制缽方式。是一種以機械代替手工制作營養(yǎng)缽的高效制缽機, 更換壓頭和模板可生產各種不同形狀和規(guī)格的營養(yǎng)缽, 可用于玉米、棉花、油菜等各種不同旱地作物的缽育苗時的營養(yǎng)缽制作。為今后集中化制缽和工廠化缽育苗, 大面積推廣使用棉花、玉米移栽技術開發(fā)了一種高效實用的機具。投資小、育苗靈活性大。另外梯形缽重心低, 缽苗能平穩(wěn)地從傾斜輸送帶翻至開溝器開出的溝底, 因而移栽時直立度高?？偟脕碚f，圓盤式制缽機結構緊湊, 占地面積小, 模板不用回收, 但回轉圓盤加工精度要求高, 各工位調整比較困難; 如果是間歇式制缽機，采用圓盤式其工位調整就比較容易。直線式

30、制缽機, 傳送機構加工簡單, 各工位安裝調整比較容易, 但占地面積大, 模板需及時回收。同時考慮到要應用限位開關，液壓傳動等知識面比較廣，短期內不易完成。最后經比較, 決定采用圓盤式作為jx3000制缽機首選設計方案。2.3.3 擬定傳動方案jx-3000型制缽機主要由兩部分組成：工作機構和傳動機構。 工作機構：主要包括攪拌箱、攪拌叉、槽輪轉盤、沖頭，導管等。主要功能是：（1） 將配有各種肥料的土壤拌勻，然后填入?？字?；（2） 將?？字兴缮⒌耐寥澜泬壕o、成型并最終將缽體沖出；（3） 在成型和將缽體沖出之間有導管將種子和土壤導入，完成播和覆土。傳動機構：主要包括電動機、皮帶輪、齒輪副、曲柄連桿機

31、構等，傳動路線有三條：一條是由電動機皮帶傳動直齒輪圓柱齒輪傳動曲柄連桿機構所組成，主要功能是完成壓緊和沖出動作；另一條是由直齒圓柱齒輪圓錐齒輪傳動直齒圓柱齒輪轉盤，其主要功能是完成土壤的攪拌和填料動作。并且由轉盤上的槽輪完成間歇運動還有一條是由直齒輪圓柱齒輪傳動直齒圓柱齒輪（曲柄連桿機構）-同步帶 導管，主要功能是完成播種和覆土工作；圖2-12 jx-3000型制缽機傳動方案如圖10所示，jx-3000型制缽機的總體布局的特點為：（1） 攪拌箱處于整機的最高的位置，便于直接將土壤在填料推桿即攪拌叉作用下，通過箱體底部的缺口自動填入下部轉盤的?？字?。（2） 兩沖頭由同一個曲柄滑塊機構帶動，并且?guī)?/p>

32、動兩沖頭的滑軸v軸（即曲柄滑塊機構中的滑塊）與轉盤的回轉軸合二為一，攪拌器的轉軸與小齒輪9的轉軸共用軸iv，結構因此得到簡化，傳動鏈緊湊，提高了傳動精度。（3） 攪拌箱下面的支撐體采用“雙八字”形鑄件，電動機處于機體的最低位置有利于降低重心，穩(wěn)定機身。（4） 帶輪和高速齒輪置于支撐體左側，滑軸，沖頭及轉盤置于支撐體右側，一方面高速傳動部分便于集中安裝防護罩，另一方面有利于整機的平衡，此外也有利于裝配，檢修。（5） 播種和覆土機構采用導管引入，減小了體積，簡化了機構。3 繪制工作循環(huán)圖由于攪拌機構的運動是連續(xù)進行的，故主要考慮沖頭和?？字g的運動關系。為了協(xié)調它們之間的運動，特繪制出工作循環(huán)圖，

33、如圖11所示。機械的運動循環(huán)是指機械完成其功能所需要的總時間，通常以t表示。機械的運動循環(huán)往往與各執(zhí)行機構的運動循環(huán)相一致，因為執(zhí)行機構的生產節(jié)奏就是整臺機器的運動節(jié)奏。執(zhí)行機構中執(zhí)行構件的運動循環(huán)至少包括一個工作行程和一個空回行程。在我們這個設計里就是這樣，執(zhí)行構件沖頭的運動循環(huán)就是有一個工作行程和一個急速的空回行程。因此，可以沖頭運動循環(huán)t可以表示為：式中 -執(zhí)行機構工作行程時間； -執(zhí)行機構空回行程時間。要繪制工作循環(huán)圖，首先要確定執(zhí)行機構的運動循環(huán)時間t。因為制缽機的生產率要求是3000個/小時，即50個/分鐘。同時，偏心輪轉一圈（360°），沖頭完成一次工作循環(huán)。所以，偏心

34、輪的轉速為n=50r/min，其運動循環(huán)時間為t=60/n=1.2s其次，就是要確定執(zhí)行構件各區(qū)段的運動時間及相應的偏心輪轉角。由于沖頭的工作行程是隨著轉盤一起轉動的，而且轉過的角度是確定的。所以，工作行程的時間可以根據轉盤的轉速和沖頭轉過的角度來確定；而空回行程的時間應該相對較短。與工作行程和空回行程相對應的偏心輪轉角分別為180°。繪制的工作循環(huán)圖如下：圖3-1 jx-3000制缽機工作循環(huán)圖4技術設計4.1運動設計與動力計算4.1.1電動機功率的選擇電瓷帽坯件機功率消耗主要有四部分：壓緊和沖出時作功，但主要消耗在第一工位。?？邹D盤上均勻分布著6個?？?，根據每小時生產定額，?？邹D

35、盤的轉速為 轉盤每轉一圈，沖頭上下6次往復運動。則偏心輪的轉速為 設偏心輪偏心距（曲柄長）為96mm，則沖頭的最大位移速度為：由于傳動帶、齒輪的功率問題可以通過傳動效率來解決，再忽略傳動過程中摩擦消耗的功率，我們要考慮的功率就是攪拌器的功率、沖頭的功率以及?？邹D盤，播種及覆機構的功率。（1） 攪拌器的功率：因攪拌器轉速較低，估計功率消耗為（2）沖頭的功率：1)壓緊沖頭的功率：，其中（a）p是作用在接觸面上的壓強，單位為;（b）z是變形量，單位是厘米，由缽體高為80mm，壓縮比是1.2:1可得模高為96mm,所以z=96-80=16mm=1.6cm；（c）k是跟土壤性質有關的比例常數(shù)，取0.25

36、；（d）n 取1.所以，.由表可知，所以p=39227pa.所以又由工作循環(huán)圖可知，沖頭速度曲線的a點對應于壓緊沖頭向下開始壓緊土壤的速度，此時偏心輪相應的角位移為125°，則 從而得到壓緊沖頭所消耗功率為 2) 沖出沖頭的功率：在確定沖出沖頭的功率時，我們忽略缽體的自重，只考慮克服缽體與側壁的摩擦力所需要的功率。由公式，其中（a）是容器側壁上的壓強；（b）是作用在散體深度為h處的壓強，??；（c）是散體的側壓系數(shù)，取0.7；（d）施壓前的原有壓強，取0。所以，根據公式，可求得25746pa.因此。又由工作循環(huán)圖可知，沖頭速度曲線上的b點對應于沖出沖頭開始沖出缽體的速度，此時偏心輪相應

37、的角位移近似為296°，則從而得到沖出沖頭所消耗的功率為則（3）?？邹D盤的功率：?？邹D盤轉動時要克服滑軸v與轉盤間的滑動摩擦，轉盤與機架間的摩擦，估計所消耗功率為 （4）播種及覆土機構的功率=0.08kw總功率 估計傳動系統(tǒng)總機械效率為0.85，則電動機的功率至少應為 選出y系列小型三相異步電動機，由表，y系列（ip44）封閉式三相異步電動機技術條件，選用y90s4型，,由表其主要技術數(shù)據、外形和安裝尺寸先下表：表4-1 電動機主要技術數(shù)據、外形和安裝尺寸表型號額定功率/kw滿載轉速/r/min最大轉矩重量/kgy90s41.114002.222外形尺寸/mm×mm

38、5;mml×(ab/2+ad)+hd中心高/mmh安裝尺寸/mma×b軸伸尺寸/mm×mmd×e平鍵尺寸/mm×mmf×g310×245×19090140×10024×508×204.1.2確定各傳動機構的傳動比（1）因，則外傳動總傳動比為 考慮帶傳動比不宜過大，故傳動比分配為，（2）當偏心輪轉6圈的同時，要求經內傳動路線后使得轉盤轉1圈，其總傳動比應為 若取，則，即小齒輪的轉速和偏心輪的轉速一樣。對于攪拌器兼刮板的轉速沒有嚴格要求，為簡化機構，定為和小齒輪的轉速相同，裝在同一根軸上。

39、4.1.3計算各軸的轉速和功率（1）各軸的轉速 （2）各軸功率由表，傳動帶取普通v帶、繩芯結構：；由機械設計師手冊：，（均取8級精度），則轉盤所需功率 2) 軸v所需功率軸所需功率 軸所需功率（設偏心輪機構效率） 4) 軸所需功率 5) 軸所需功 4.2典型零件的結構設計與強度校核4.2.1模盤的結構和尺寸確定 模盤上有6個均勻分布的?？?，根據苗缽的規(guī)格和土壤的壓縮比，現(xiàn)確定?？椎母叨萮=96mm,孔徑d=80mm，轉盤的材料為鑄鐵ht250，由于強度低，孔與外圓之間的壁厚不宜太薄，取10mm，由于是間歇傳動，故采用了槽輪結構。 槽輪機構的典型機構如下圖所示，他有主動撥盤1，從動槽輪2和機架組

40、成。 槽輪機構的結構簡單，外形尺寸小，其機械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇的進行轉位。但因傳動時尚存在柔性沖擊，故常用于轉速不太高的場合。普通的槽輪機構有外槽輪和內槽輪機構之分。它們均用于平行軸間的間歇傳動，但前者槽輪與撥盤的轉向相反，而后者則轉向相同。外槽輪機構應用比較廣泛。在機械中最常用的是徑向槽均勻分布的槽輪機構。對于這種機構，在設計計算時，首先應根據工作要求確定槽輪的槽數(shù)z和主動撥盤的圓銷數(shù)n；再按受力情況和實際機械所允許的安裝空間尺寸，確定中心距l(xiāng)和圓銷半徑r；最后可按圖中機構的幾何關系，由下列各式求出其它尺寸：撥盤軸的直徑及槽輪的直徑受以下條件限制: 鎖止或弧的半徑大小，根據槽輪輪葉齒

41、頂厚度b來確定，通常取b=3-10mm 其中l(wèi)=315mm，計算得： r=10mm b=10mmr=272.8mm s=157.5mm125.3mm 取 h=125.3mm轉盤的結構和尺寸見下圖圖4-1 槽輪轉盤結構、尺寸圖4.2.2直齒圓柱齒輪的設計，校核已知小齒輪傳遞的功率為1.06kw，小齒輪的轉速，。傳動比i=7，工作條件是連續(xù)單向運轉，工作輕微沖擊，有載啟動，預定壽命h=1000h ，68個月檢修一次。1. 選擇材料確定初步參數(shù)（1）小齒輪1采用45鋼，調質，取硬度值為255hbs。大齒輪2采用45鋼，調質，齒面硬度取236hbs。兩齒輪工作齒面硬度差為19，合適。（2）初選齒數(shù) 取

42、小齒輪齒數(shù)為=20則大齒輪齒數(shù)（3）選擇齒寬系數(shù)和傳動精度等級選齒輪精度為8級精度（gb1009588）。 齒寬系數(shù)=0.533（4）由圖35.2-16，35.2-17 按mq級質量要求取值查得 2初定齒輪主要參數(shù) 因為該傳動為開式軟齒面齒輪傳動，故按齒根彎曲疲勞強度計算齒輪尺寸計算模數(shù)，按公式14-3（k取2） 由圖1415查得大小齒輪的復合齒形系數(shù)（時）；由于齒輪單向受力，齒輪的許用彎曲應力 由于，故按小齒輪的抗彎強度計算模數(shù)采用直齒輪，按表142，取標準模數(shù)m=3mm，則齒輪中心距 由于是單件生產，不必取標準中心距，取=225mm。齒輪分度圓直徑 工作齒寬，取齒輪圓周速度 由圖14-3查

43、得，端面重合度 ，滿足要求。（3）齒輪1和2的幾何尺寸如下： （3）校核齒面接觸疲勞強度根據表1437公式確定式中各參數(shù)：分度圓上的切向力（1431）963.3n使用系數(shù)（表1439）取1.25，動載系數(shù)，查圖149，取1.085，齒數(shù)比u7齒向載荷分布系數(shù)1.0齒間載荷分布系數(shù)=1.1節(jié)點區(qū)域系數(shù)2.5材料彈性系數(shù)z189.8重合度系數(shù)0.872螺旋角系數(shù)0.872由于1，可取1將以上數(shù)據代入計算式：537.4mpa計算接觸強度安全系數(shù)（表1437）：則；式中各系數(shù)的確定：按式（1416）計算齒面應力循環(huán)數(shù)查圖1437，得壽命系數(shù)：潤滑油膜影響系數(shù)，查表1447，=0.87齒面工作硬化系數(shù)，

44、按圖1439，查得1.0將以上數(shù)據代入計算式：滿足強度要求(4)齒根抗彎疲勞強度校核強度條件: 計算應力 , 其中 ,齒形系數(shù), 應力校核系數(shù),抗彎強度重合度系數(shù)抗彎強度螺旋角系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)帶入式中得 mpa mpa許用應力 式中； 極限應力 安全系數(shù)應力修正系數(shù) 壽命系數(shù)齒根圓角敏感系數(shù) 齒根表面狀況系數(shù)尺寸系數(shù) a則 驗算結果符合要求4.2.3直齒圓錐齒輪的結構設計傳遞功率p=0.997kw， 傳遞轉矩 齒輪轉速 傳動比i=1 預定壽命h=10000h1，選擇齒輪材料及熱處理要求,確定精度等級據表1428，兩齒輪用，調質硬度257hbs接觸強度極限應力 接觸強度安全

45、系數(shù) 彎曲強度極限應力 彎曲強度安全系數(shù) 2、初步設計選用直齒錐齒輪，按齒面接觸強度進行初步設計公式載荷系數(shù)k=1.25 額定轉矩t=189.07 nm齒寬系數(shù)材料配對系數(shù) 計算結果 3.幾何尺寸計算初選兩齒輪數(shù) 齒輪分錐角 45°模數(shù) 取模數(shù)大端分度圓直徑 20×10200mm齒寬中點分度圓直徑 外錐距 中錐距 齒寬 b0.3×141.4242.43mm 齒頂高齒根高頂圓直徑 齒根角 齒頂角 頂錐角 根錐角 冠頂距 安裝距 取 輪冠距 端分度圓齒厚 大端分度圓法向弦齒厚 大端分度圓法向弦齒高 當量齒數(shù) 當量齒輪分度圓直徑 齒寬中點齒頂高 當量齒輪頂圓直徑齒寬中點

46、模數(shù) 當量齒輪基圓直徑 （） 嚙合線長度： 端面重合度4.齒面接觸疲勞強度校核根據表1437公式確定式中各參數(shù)：節(jié)點區(qū)域系數(shù)2.5 材料彈性系數(shù)z189.8接觸強度重合度系數(shù)0.89 使用系數(shù)（表1439）取1.25，動載系數(shù)，查圖149，取1.02，錐齒輪系數(shù)0.85齒向載荷分布系數(shù)1.65 齒間載荷分布系數(shù)=1.1分度圓上的切向力齒數(shù)比u將以上數(shù)據代入計算式： 390.66mpa計算接觸應力（表1437）：接觸強度尺寸系數(shù)1.0 速度系數(shù)0.9油膜影響系數(shù) 0.87 粗糙度系數(shù)接觸強度安全系數(shù)將以上數(shù)據代入計算式： 滿足強度要求5.齒根抗彎疲勞強度校核強度條件: 計算應力 其中 , 齒向載

47、荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)抗彎強度重合度系數(shù) 抗彎強度螺旋角系數(shù)齒形系數(shù), 應力修正系數(shù),錐齒輪系數(shù),帶入式中得 mpa計算抗彎應力 式中； 極限應力 安全系數(shù)實驗齒輪的應力修正系數(shù) 相對齒根圓角敏感系數(shù) 相對齒根表面狀況系數(shù) 尺寸系數(shù) 驗算結果符合要求4.2.4皮帶輪的設計已知電動機功率，小帶輪轉速1.設計功率，式中的查表1212得， 則2選定帶型由圖122，選擇z型v帶。傳動比 小輪基準直徑 參考表1218和圖122，取 由表1218，（其中是彈性滑動率，通常取0.010.02）實際傳動比從動輪的實際轉速轉速誤差誤差在的范圍內，是允許的。帶速 初定軸間距 初取所需基準長度 由表127，選

48、取基準長度=1250mm實際軸間距安裝時所需的最小軸間距張緊或補償伸長所需的最大軸間距小帶輪包角單根v帶的基本額定功率根據表1217c可得 考慮傳動比的影響，根據， 額定功率的增量，由表1217h，查得=0.03kw(12)v帶的根數(shù)由表12-13，12-15分別查得 則 取z=4（13）單根v帶的預緊力 由表12-14得， m=0.06 則(14) 作用在軸上的載荷4.2.5偏心輪結構設計1偏心距和連桿長度 圖4-2 由上圖可見，滑動軸v上下往復移動的行程s要等于?？椎母叨扰c沖出沖頭在?？淄獾囊欢尉嚯x之和，s=(96+54)=150mm，取a為曲柄長度，為連桿長度由關于偏置機構的公式(1)變

49、換可得：由圖2，取，則2具體結構偏心輪用平鍵、止退墊圈、螺母固定在軸上。凡是用此方法固定都要求軸頸長度比輪轂孔長度短12mm。為了使螺母不與連桿相碰，將偏心輪設計成凹坑，將螺母置于凹坑中，凹坑直徑可比止退墊圈直徑大12mm。偏心輪不宜做得太厚，可在203mm之間，故取26mm。為了增加與軸的配合部分長度，還必須設計一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚定為15mm左右，把偏心輪端的孔徑設為20mm，因此可以算出偏心輪的外圓直徑為200mm。圖4-3 曲柄滑塊機構中的偏心輪結構圖連桿與偏心銷的摩擦部分用軸套，軸套的厚度根據經驗一般取，銅套的長度l；為銅套內徑（即偏心銷的直徑），設mm，則，??；。

50、 圖4-4 偏心輪零件圖在決定銅套內徑的公差時，要特別注意當銅套壓入連桿孔時銅套內徑的縮小，對薄壁銅套其收縮量約為銅套外徑過盈量的0.80.9倍，因此在確定銅套尺寸時，要適當加大銅套的內徑與軸配合的間隙。3偏心輪輪齒部分的計算已知大齒輪傳遞的功率為0.997kw，大齒輪的轉速，n.m。傳動比i=0.5，工作條件是連續(xù)單向運轉，工作輕微沖擊，有載啟動，預定壽命h=1000h。1） 選擇材料確定初步參數(shù)（1）大齒輪1采用，調質，取硬度值為263hbs。小齒輪2采用，調質，齒面硬度取271hbs。兩齒輪工作齒面硬度差為7，合適。（2）初選齒數(shù) 取大齒輪齒數(shù)為=60則小齒輪齒數(shù)（3）選擇齒寬系數(shù)和傳動

51、精度等級選齒輪精度為8級精度（gb1009588）。 齒寬系數(shù)=0.134（4）由圖35.2-16，35.2-17 按mq級質量要求取值查得 2），初定齒輪主要參數(shù)因為該傳動為開式軟齒面齒輪傳動，故按齒根彎曲疲勞強度計算齒輪尺寸計算模數(shù)，按公式14-3（k取2） 由圖1415查得大小齒輪的復合齒形系數(shù)（時）； 由于齒輪單向受力，齒輪的許用彎曲應力 由于，故按小齒輪的抗彎強度計算模數(shù)采用直齒輪，按表142，取標準模數(shù)m=4mm，則齒輪中心距 由于是單件生產，不必取標準中心距，取=180mm。齒輪分度圓直徑 工作齒寬，基于偏心輪的邊緣厚度取 齒輪圓周速度 端面重合度 ，滿足要求。（3）齒輪1和2的

52、幾何尺寸如下： 3）校核齒面接觸疲勞強度根據表1437公式確定式中各參數(shù)：分度圓上的切向力（1431）1572n使用系數(shù)（表1439）取1.375，動載系數(shù)，查圖149，取1.095，齒數(shù)比u0.5齒向載荷分布系數(shù)1.0 齒間載荷分布系數(shù)=1.33節(jié)點區(qū)域系數(shù)2.5 材料彈性系數(shù)z189.8重合度系數(shù)0.867 螺旋角系數(shù)0.867由于1，可取1將以上數(shù)據代入計算式： 509.7mpa計算接觸強度安全系數(shù)（表1437）：則；式中各系數(shù)的確定：按式（1416）計算齒面應力循環(huán)數(shù)查圖1437，得接觸疲勞壽命系數(shù)：潤滑油膜影響系數(shù)，查表1447，=0.87齒面工作硬化系數(shù)，按圖1439，查得1.0將以上數(shù)據代入計算式： ， 滿足強度要求4)齒根抗彎疲勞強度校核強度條件: 計算應力 , 其中 ,齒形系數(shù), 應力校正系數(shù),抗彎強度重合度系數(shù) 抗彎強度螺旋角系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù) 帶入式中得 mpa mpa許用應力 式中； 抗彎強度極限應力 安全系數(shù)應力修正系數(shù) 接觸疲勞強度壽命系數(shù)齒根圓角敏感系數(shù) 齒根表面狀況系數(shù)尺寸系數(shù) ，則 驗算結果符合要求4.2.6同步帶結構設計 傳遞功率p=0.0842kw，轉速=100r/min，傳動比i=