畢業(yè)論文手扶六行機(jī)動(dòng)插秧機(jī)的設(shè)計(jì)

1、第一章 引言 水稻是我國三大糧食作物之一，終止面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，因此，水稻在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有著極其重要的地位。然而，水稻種植機(jī)械化問題越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的瓶頸，成為制約我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的主要障礙，第十個(gè)五年計(jì)劃，水稻機(jī)械化問題將成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。目前機(jī)械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗(yàn)階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機(jī)械化插秧工藝中也唯有插秧中、小苗工藝屬于成熟工藝?，F(xiàn)在，中、小苗插秧工藝及其設(shè)備均得到政府的大力推廣，所以，發(fā)展機(jī)動(dòng)插秧機(jī)遇到了前所未有的大好機(jī)遇。目前國內(nèi)同類型的機(jī)型不多，國產(chǎn)插秧機(jī)以吉

2、林某插秧機(jī)廠生產(chǎn)的2ZT935型乘騎式插秧機(jī)為代表，進(jìn)口的以日本洋馬，韓國東洋系列為代表。通過比較可知目前國內(nèi)生產(chǎn)的插秧機(jī)主要存在以下缺陷：1）整機(jī)故障率高，在試用期間基本上幾天就要發(fā)生一次故障；2）前面一輪驅(qū)動(dòng)的三輪式插秧機(jī)，附著重量不夠，操作性能不好，而且整體結(jié)構(gòu)顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感；3）仿形機(jī)構(gòu)不太靈活，導(dǎo)致插秧深度一致性差，容易產(chǎn)生浮秧現(xiàn)象。國外插秧機(jī)性能大大優(yōu)于國產(chǎn)插秧機(jī)，基本上不存在上述問題。在調(diào)查使用者談到機(jī)插苗剛剛插好時(shí)，看上去好象太稀和，基本苗不夠，但機(jī)插苗發(fā)得快，分多，插好后一個(gè)月就可看出苗長勢(shì)好于手插苗；此外，機(jī)插苗行距大，通風(fēng)透氣性好，抗病力強(qiáng)，秸桿相

3、對(duì)粗壯，抗倒伏能力強(qiáng)得多。結(jié)合調(diào)查研究并在張瑞宏老師的指導(dǎo)下，我們?cè)O(shè)計(jì)出適合我國國情的一款新型插秧機(jī)。該機(jī)的主要特點(diǎn)是：在手扶步行式插秧機(jī)上實(shí)現(xiàn)六行插秧，利用同樣的生產(chǎn)成本可以比現(xiàn)有手扶機(jī)型插秧效率增加30%；行距由30cm降為22cm，保證單位面積基本苗，更加符合中國國情和土地肥力情況，也更加符合中國農(nóng)民的習(xí)慣；用美國發(fā)動(dòng)機(jī)，大大降低了插秧機(jī)的故障率；重量輕，這樣不但操縱輕快且成本大大降低。第二章 目前國內(nèi)插秧設(shè)備和技術(shù)現(xiàn)狀2.1研發(fā)的意義和目的水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，總產(chǎn)量卻近全國糧食總產(chǎn)量的60%，因此，水稻在我國國民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位

4、。然而，水稻種植機(jī)械化問題一直為國人所困惑，特別是近幾年來，在各級(jí)政府的大力扶持之下收獲機(jī)械得到了迅猛的發(fā)展，水稻種植機(jī)械化問題越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的瓶頸（到目前為止，我國水稻機(jī)械化種植面積約6%，我省約7%），成為制約我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要障礙。第十個(gè)五年計(jì)劃水稻機(jī)械化問題將成為我國及我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。目前機(jī)械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在實(shí)驗(yàn)示范階段，至今尚不算成熟，有些還有地域局限性，在機(jī)械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插秧工藝屬于成熟工藝。日本、韓國在70年代末就實(shí)現(xiàn)水稻種植機(jī)械化達(dá)到90%以上，他們均采用秧盤中、小苗插秧工藝。我省在

5、80年引進(jìn)了日本成套中、小苗育秧、插秧設(shè)備，并在無錫東亭作了試點(diǎn)，但是由于當(dāng)時(shí)農(nóng)民財(cái)力的限制和成套育秧設(shè)備昂貴等問題未能得到推廣?，F(xiàn)在，中、小苗插秧工藝及其設(shè)備的大量推廣遇到了前所未有的大好機(jī)遇：第一，由于前幾年收獲機(jī)械的發(fā)展，農(nóng)村已經(jīng)形成了農(nóng)機(jī)專業(yè)戶群體，這一群體的形成對(duì)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，它使我國實(shí)現(xiàn)了由集體經(jīng)濟(jì)、國有經(jīng)濟(jì)投資農(nóng)業(yè)機(jī)械化向市場(chǎng)化的個(gè)體經(jīng)濟(jì)投資農(nóng)業(yè)機(jī)械化的轉(zhuǎn)變；第二，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)已經(jīng)形成穩(wěn)定的健康的，經(jīng)濟(jì)上良性循環(huán)的服務(wù)體系和產(chǎn)業(yè)體系；第三，于育秧技術(shù)的發(fā)展，目前已不需要昂貴的溫室育秧設(shè)備，大大減少了秧盤中、小苗插秧的機(jī)械投資；第四，由于從耕作、播種到收獲的農(nóng)

6、業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，手工插秧面朝黃土背朝天的格局與耕作、播種、收獲的機(jī)械化作業(yè)格局明顯地顯得不協(xié)調(diào)，越來越讓國人覺得手工插秧是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的瓶頸。2.2國內(nèi)外開發(fā)的現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)目前能適合中、小苗 秧盤育秧帶上土栽秧工藝的插秧機(jī)以吉林某插秧機(jī)廠生產(chǎn)的2ZT-935型乘騎式為代表，進(jìn)口的以日本洋馬、韓國東洋系列為代表。據(jù)調(diào)查，吉林插秧機(jī)存在如下缺陷：整機(jī)故障率較高，在試用期間基本上二三天就要發(fā)生一次故障。吉林插秧機(jī)為三輪式，前面一輪為驅(qū)動(dòng)輪，附著重量不夠，操縱性能不好，而且整體結(jié)構(gòu)顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感。仿形機(jī)構(gòu)不太靈活，導(dǎo)致插秧深度一致性差，容易產(chǎn)生浮秧現(xiàn)象。東洋、洋馬

7、系列插秧機(jī)有如下特點(diǎn)：在99年、2000年二季度的插秧示范過程中，歷時(shí)工作近30天，無論哪種機(jī)型均未出現(xiàn)過任何機(jī)械故障。發(fā)動(dòng)機(jī)易于發(fā)動(dòng)，由于二輪驅(qū)動(dòng)，整體操縱性好。由于液壓仿形、液壓自動(dòng)控制栽秧深度，栽秧深度一直性好。此外，在調(diào)查中使用者還談到：機(jī)插苗剛剛插好時(shí)，看上去好象太稀和基本苗不夠，但機(jī)插苗發(fā)棵快，分蘗多，插后一個(gè)多月就可看出機(jī)插苗的長勢(shì)好于手插苗；此外，機(jī)插苗行距較大，通風(fēng)透氣性好，抗病力強(qiáng)（紋枯病幾乎沒有），秸稈相對(duì)粗壯、抗倒伏能力強(qiáng)得多。解決上述問題的配套技術(shù)關(guān)鍵為育苗技術(shù)及設(shè)備。近幾年，農(nóng)藝專家在育苗技術(shù)方面作了大量的探索，江蘇省農(nóng)機(jī)局在江寧等地搞了育秧試驗(yàn)示范，對(duì)多種不同的良

8、秧進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，育秧技術(shù)取得了突破，現(xiàn)已成功地研究出一套成本低廉、一次性投資少的雙模保護(hù)地育秧技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本培育秧苗。實(shí)施該技術(shù)的設(shè)備有培養(yǎng)土攪拌機(jī)、少量硬盤（硬模）、大量軟模（軟模）和保護(hù)地薄膜組成。先由營養(yǎng)土攪拌機(jī) 將土、肥、殺菌劑等按一定比例攪拌而成，將軟盤放在硬盤上，均勻地將土撒到軟盤里，再將種子播到土里。將硬盤連同軟盤一起移到保護(hù)地，抽去硬盤，軟盤便連同土壤整齊地排放在保護(hù)地里，秧苗生長2周后，便形成符合插秧機(jī)插秧要求的地毯式秧苗。這種工藝的好處就是一次性育秧投資很低，硬盤雖貴（一般8元/只），但用量很少，軟盤用量雖大但價(jià)格很低（一般0.3元/只左右），而且還可以重復(fù)使用，這種

9、工藝比起以往工廠育苗硬盤周轉(zhuǎn)的工藝來說，一次性投資大大下降，育秧成本大大降低（周轉(zhuǎn)盤投資下降為原來的1/20），這樣農(nóng)民投得起，用得起。2.3研究內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)、目標(biāo)、技術(shù)特征及創(chuàng)新之處2.3.1研究內(nèi)容及開發(fā)關(guān)鍵以目前國內(nèi)外最先進(jìn)手扶機(jī)動(dòng)插秧機(jī)為參照系，結(jié)合我國農(nóng)村實(shí)際水稻種植狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)、同時(shí)制造樣機(jī)、性能實(shí)驗(yàn)、耐久性考核、小部修改直至通過省級(jí)鑒定和批量投放市場(chǎng)，做到除發(fā)動(dòng)機(jī)以外的所有零部件國產(chǎn)化。其技術(shù)關(guān)鍵為能自動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪陷深以保證秧苗栽插深度一致的液壓系統(tǒng)；秧箱橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作的精確性和耐久性。2.3.2主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)²/hc、行駛速度： 1.44m/sd、

10、行數(shù)： 6行e、行距： 220mm（固定）g、整機(jī)重量： 175kgh、配套動(dòng)力： 2.5kwi、育秧方式： 秧盤或雙模 j、燃油消耗率： 1kg/hk、機(jī)油消耗率： 15.42g/hl、漏油率： 5%m、傷秧率： 4%n、相對(duì)均勻合格率： 85%2.3.3技術(shù)特征（1）控制插秧深度采用先進(jìn)的液壓自動(dòng)仿形機(jī)構(gòu)：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧機(jī)采用簡單的滑撬式整體浮板仿形機(jī)構(gòu)，整個(gè)機(jī)器的重量有浮板支撐沒，這使得浮板面積很大和陷入泥漿深度較大，機(jī)組前進(jìn)是造成很大的泥浪，使已經(jīng)插好的秧苗沖壞，栽插深度的控制也難以保證。我們開發(fā)設(shè)計(jì)的機(jī)型采用分置式浮板自動(dòng)仿形機(jī)構(gòu)，整體重量有地輪直接承受，浮板也分成三塊，浮板直接飄在泥

11、漿表面，浮板上不承受機(jī)體重量，不會(huì)產(chǎn)生行走的泥浪，浮板直接飄在泥漿表面，仿形性能極好、浮板與液壓閥、及時(shí)反饋泥漿表面的高低信息、及時(shí)通過液壓缸自動(dòng)調(diào)整插秧深度。這樣可以保證插秧深度一致，同時(shí)和已插好的秧不受下一行泥浪的干擾。（2）整機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊、控制桿件諧和、外觀設(shè)計(jì)精致：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧同結(jié)構(gòu)外觀上以樸素的實(shí)用主義設(shè)計(jì)目標(biāo)，尚未經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化，審美學(xué)意義上的立體造型優(yōu)化，機(jī)組結(jié)構(gòu)散亂，談不上審美意義上的造型，我們引進(jìn)設(shè)計(jì)的機(jī)型充分考慮了結(jié)構(gòu)上的合理和空間位置的緊湊，整個(gè)機(jī)組外觀形狀看上去就像一件工藝品，非常精致。此外，整個(gè)操縱控制手柄和控制連動(dòng)桿件均采用國際先進(jìn)的軟軸結(jié)構(gòu)，既減少了不必要的桿件布置上

12、的麻煩，又大大提高了可靠性系數(shù)。（3）套世界一流水平的發(fā)動(dòng)機(jī)，確保整機(jī)工作可靠性：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧機(jī)故障較高，三天兩頭出故障，往往造成停工待誤工誤時(shí)，使用者怨聲載道，而這些故障90%出在發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的可靠性、化油器的質(zhì)量都直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的故障率。我們引進(jìn)設(shè)計(jì)的機(jī)型，將發(fā)動(dòng)機(jī)的造型放在第一重要位置，經(jīng)過網(wǎng)上查詢、調(diào)研等多種手段最后確定選用世界一流品牌的美國B&S公司生產(chǎn)的四沖程3.5馬力發(fā)動(dòng)機(jī)，這一發(fā)動(dòng)機(jī)的選型將會(huì)使我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)型的故障率比同類機(jī)型大大降低。第三章 總體設(shè)計(jì)3.1工作條件及工作過程3.1.1工作條件a) 秧苗條件： 秧塊：長/寬/厚 58/21.5/2cm 苗高：最

13、佳高度為1215cm，適應(yīng)高度為1020cm； 秧齡：最佳秧齡為1821天，適應(yīng)秧齡為1522天； 密度：每平方厘米成苗23株。b) 整地條件： 耕深：1218cm； 水深：0.52.0cm； 整地次數(shù)：12次。c) 育秧方式： 軟盤育秧或雙膜育秧。3.1.2工作過程 工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)分別將動(dòng)力傳遞給曲柄連桿式插秧機(jī)構(gòu)和送秧機(jī)構(gòu)，在兩機(jī)構(gòu)的配合下，插秧機(jī)構(gòu)的秧針插入秧塊抓取秧苗，將其取出下移，當(dāng)移到設(shè)定的插秧深度時(shí)，由插秧機(jī)構(gòu)中的插植臂將秧苗從秧針上壓下，完成一個(gè)插秧過程。同時(shí)，通過浮板和液壓系統(tǒng)，控制行走輪與機(jī)梁的相對(duì)位置和浮板與插針的相對(duì)位置，從而，能在秧田不平時(shí)使得插秧深度基本一致。 插秧時(shí)

14、，要在池田埂周圍留有4-8行寬的余地，行走路線圖如下3.2機(jī)型的確定水稻是我國三大水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約為我國糧食作物總面積的三分之一， 因此，水稻在我國國民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位。然而， 水稻種植機(jī)械化越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的瓶頸， 成為制約我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要障礙，第十個(gè)五年計(jì)劃，水稻機(jī)械化問題將成為我國及我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。機(jī)械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗(yàn)示范階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機(jī)械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插秧工藝屬于成熟工藝?，F(xiàn)在，中，小苗插秧工藝及其設(shè)備均得到政府的大力推廣，所以，發(fā)

15、展機(jī)動(dòng)插秧機(jī)遇到了前所未有的大好機(jī)遇。目前起步階段以手扶機(jī)動(dòng)插秧機(jī)起步定位機(jī)型較合適，其理由如下：目前中國農(nóng)村已形成農(nóng)機(jī)專業(yè)戶階層，但這一階層還不夠富裕，拿不出太多的錢來投資新的設(shè)備。手扶四行機(jī)投資回報(bào)最快，一年可以收回成本，風(fēng)險(xiǎn)極小，一般用戶容易接受。雖然乘騎式可以大大減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但中國農(nóng)民一般不怕吃苦，他們首先考慮的是經(jīng)濟(jì)問題，而不是辛苦程度。乘騎式雖然工效高，但需要運(yùn)秧、裝秧輔助工也相應(yīng)增加，一般需要田間轉(zhuǎn)移或遇到特殊事故情況，那么多的輔助工也相應(yīng)停工，造成浪費(fèi)，這不太符合中國人的組織習(xí)慣，也不太符合中國小地塊多轉(zhuǎn)移的作業(yè)特征。3.3總體布置（總裝圖）通過前期工作分析，我們確定

16、了初步方案機(jī)樣主要組成部分： 發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓仿形、插深控制系統(tǒng)和插秧系統(tǒng)。具體的結(jié)構(gòu)布置見總裝圖。發(fā)動(dòng)機(jī)為四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，它為各系統(tǒng)提供所需動(dòng)力。傳動(dòng)系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給各運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)（如圖1）。行走系統(tǒng)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱及插秧機(jī)各部件，驅(qū)動(dòng)整機(jī)前進(jìn)后退。液壓仿形及插秧控制系統(tǒng)，其作用是對(duì)不平的秧田進(jìn)行仿形，保證插秧深度一致。插秧系統(tǒng)由變速箱、插秧機(jī)構(gòu)支撐裝置、曲柄連桿式插秧機(jī)構(gòu)、取苗量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及秧箱等組成。插秧爪組件又由插植臂及固定其上的壓出凸輪、壓出臂、壓出臂銷、插植叉、秧針等組成。在插秧過程中，先由秧針取秧，下移到預(yù)定深度時(shí)，壓出凸輪作用，壓出臂將插植叉下壓，

17、使得秧苗從秧針中脫出，完成一個(gè)插秧動(dòng)作。取苗量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是用來調(diào)節(jié)每穴取秧株數(shù)的裝置，通過秧箱橫向移距和秧針在秧門中的縱向深度調(diào)節(jié)動(dòng)作。3.4技術(shù)方案3.4.1總體方案該機(jī)采用手扶式、步行跟機(jī)操縱、6行，液壓升降仿形，考慮到以往國產(chǎn)小型動(dòng)力機(jī)具90%的故障出在小型動(dòng)力上，所以本設(shè)計(jì)配套國際名牌產(chǎn)品美國B&S公司生產(chǎn)的PLUS牌3.5馬力汽油機(jī)。3.4.2傳動(dòng)方案該機(jī)采用傳動(dòng)方案圖如株距調(diào)節(jié)往復(fù)凸輪（絲桿）縱向送秧液壓缸植插機(jī)構(gòu)液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)植插箱齒輪箱帶式張緊輪離合器行走輪牙嵌離合器 3.4.3結(jié)構(gòu)方案a.從液壓泵到齒輪箱的動(dòng)力切斷裝置采用簡單可靠的張緊輪式離合器。b.移箱動(dòng)作采用后置式移

18、箱機(jī)構(gòu)。c.間歇式的縱送苗機(jī)構(gòu)利用液壓油缸提供動(dòng)力。d.植插機(jī)構(gòu)采用傳統(tǒng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和凸輪式推秧塊機(jī)構(gòu)。e.采用整體式、八字形取秧叉口、帶推桿導(dǎo)向槽秧爪及秧垠防塞推秧塊。f.液壓泵采用泵閥一體、無平面密封墊、無油管連接液壓油泵。g.液壓仿形機(jī)構(gòu)采用中浮板與泵閥桿連動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。h.利用換向閥控制苗箱的縱向移動(dòng)方向。3.4.4外觀方案汽油機(jī)與齒輪箱體部采用流線形罩殼罩住植插箱體上采用整體平蓋板裝飾，地輪采用涂覆橡膠鐵芯輪，整個(gè)結(jié)構(gòu)顯得緊湊、美觀、大方，可以稱得上造型精美。3.4.5用材方案為了減輕整機(jī)重量，所有箱體采用壓鑄鋁ADC12，罩殼及蓋板采用塑料，苗箱板亦采用塑料，罩殼采用ABS，蓋板和

19、苗箱板采用低壓聚乙烯十高壓聚乙烯，齒輪類一般采用20CrMnTi,軸類采用45#或20CrMnTi,鏈輪采用35CrMO,彈簧采用65Si2Mn。3.4.6技術(shù)要點(diǎn)a.為使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，本機(jī)液壓系統(tǒng)油路均采用在箱體內(nèi)通過的方案，不設(shè)計(jì)任何油管及油管接頭。此外，油泵和油泵控制閥設(shè)計(jì)成一體，泵采用齒輪泵，其端部密封均靠密封研磨配套，不采用紙墊；b.密封問題是該機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一，插秧機(jī)的工作條件是各型機(jī)具中最為惡劣的，它外部幾乎全部浸在泥漿中工作，內(nèi)部又經(jīng)受著一天十多小時(shí)的不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，所以它必須可靠封油，一旦造成外滲內(nèi)漏（漏油或漏水）那將導(dǎo)致工作部件磨損加劇，甚至損壞。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)特別注意各

20、部密封的雙保險(xiǎn)密封問題，很多地方采用高質(zhì)量的組合密封圈，保證杜絕外滲內(nèi)漏。此外，地輪傳動(dòng)的箱體是最易漏水的部件，我們采用國際先進(jìn)的整體非拆卸焊接工藝，保證該部件的密封可靠性。c.由于插秧機(jī)的結(jié)構(gòu)需要緊湊，質(zhì)量不能過重，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中盡量減小齒輪箱的尺寸，我們采用了國際最為先進(jìn)的齒輪與軸的免裝配法，即通過焊接的方法將齒輪與軸固接，這樣可以大大減小齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，從而減小整個(gè)箱體的尺寸。d.齒輪箱采用兩半結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了減少結(jié)構(gòu)尺寸和我們盡量減少箱體壁厚，為了使箱體充分散熱，我們?cè)谙潴w上設(shè)計(jì)一些筋類結(jié)構(gòu)。e.為解決針式插植爪和側(cè)邊導(dǎo)向的推秧塊在插秧過程中，針尖易于傷秧，推桿由于無側(cè)邊導(dǎo)向軌加之秧針

21、的剛性不足，而使得秧針與推秧塊之間間隙加大，秧根易于卡入其間，造成插植不良的問題，插植秧爪設(shè)計(jì)成整體式，八字形取秧叉口，帶推桿側(cè)邊導(dǎo)向槽秧爪及秧根防塞推秧塊。第四章 各部分具體設(shè)計(jì)4.1發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇該機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)選型問題是頭等重要的事情，因?yàn)閲a(chǎn)小型動(dòng)力機(jī)械所配套的小型動(dòng)力（汽油機(jī)）故障率高的問題已經(jīng)影響到這些小型動(dòng)力機(jī)械的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，所以小型動(dòng)力是否配套合理，直接關(guān)系到該產(chǎn)品能否大量推廣應(yīng)用的致命問題。由此，我們進(jìn)行了廣泛的對(duì)比調(diào)研，最后確定選用世界名牌產(chǎn)品美國B&S公司生產(chǎn)的PLUS牌3.5馬力單缸四沖程汽油機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)雖然價(jià)格較高，但汽油機(jī)質(zhì)量上乘，完全達(dá)到預(yù)期要求。 發(fā)

22、動(dòng)機(jī)功率 P=2.5 kw 轉(zhuǎn)速 n=3900 r/min 確定傳動(dòng)裝置的效率由表2-1查得三角帶傳動(dòng)的效率 1 =0.96一級(jí)閉式圓柱齒輪傳動(dòng)的效率 2 =0.97兩對(duì)滾動(dòng)軸承的效率 3 =0.99故傳動(dòng)裝置的總效率 =1233=0.96*0.97*0.99*0.99=0.914.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1傳動(dòng)系概要設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)主要由齒輪、軸、箱體構(gòu)成。a材料的選擇箱體類(包括端蓋)選用壓鑄鋁ADC12支架類選用無逢鋼管可保證焊接性能.軸類選取20CrMnTi或45#齒輪是用20CrMnTi（齒輪泵齒輪除外）b.箱體1）形位公差：同軸度、位置度、垂直度2）尺寸公差：法蘭與箱體孔的配合，一般采用

23、基孔制H8/h7間隙定位配合，要求零件間可以自由裝拆，而正常時(shí)相對(duì)靜止不動(dòng)，H8/h7為緊的間隙定位配合，最大實(shí)體條件時(shí)間隙為零，最小實(shí)體條件下由公差等級(jí)決定有較小的配合。該配合適用于經(jīng)常裝卸之場(chǎng)合。軸承與法蘭孔（端蓋）配合，一般采用基軸制h7，油封與軸的配合f8。3）粗糙度箱體孔精鏜至Ra 1.6端蓋：軸精車至Ra 1.6箱體端面（端蓋端面）Ra 3.2 放油孔、通氣孔的布置箱體厚度適中，保證重量不太重4）具體尺寸見（附件圖）c.齒輪的選用齒輪選用具有生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量廠家的滅茬機(jī)標(biāo)準(zhǔn)齒輪。d.傳動(dòng)軸此傳動(dòng)齒輪箱共有三根傳動(dòng)軸，主要擔(dān)負(fù)將拖拉機(jī)動(dòng)力輸入到齒輪箱，改變傳動(dòng)后，傳給噴霧機(jī)。在

24、一般情況下，軸的工作能力決定于它的強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速較高的軸還決定于振動(dòng)穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)過程中，除按工作能力推測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或校核計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)上還須滿足其它一些要求：軸上零件不允許在軸上作軸向移動(dòng)，需要用軸向固定的方法使它們?cè)谳S上有確定的位置；為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)作周向固定；對(duì)軸與其它零件間的相對(duì)滑動(dòng)的表面應(yīng)有耐磨性的要求；軸的加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)、維修等都有良好的工藝性，e.軸承軸承主要選用滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承具有許多優(yōu)點(diǎn)：1)在一般工作條件下，摩擦阻力大體和液體動(dòng)力潤滑軸承相當(dāng)，比混合潤滑軸承要少很多倍；2）徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預(yù)緊方法，消除游隙，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；3）大多數(shù)滾

25、動(dòng)軸承能同時(shí)受經(jīng)向和軸向載荷，故軸承組合結(jié)構(gòu)較簡單；4)消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護(hù)。4.2.2總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比的分配a.總傳動(dòng)比的計(jì)算總傳動(dòng)比 b.傳動(dòng)比的分配為使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較緊湊，大帶輪直徑不至于過大，參考表2-6，去一級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為ic = 1.15, 則一級(jí)三角帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為id= 4.2.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算5） a.各軸功率的計(jì)算取發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為設(shè)計(jì)功率，則三角帶傳遞的功率為 P = 2.5 kw高速軸輸入功率為 P1 = P1 = kw低速軸輸入功率為 P2 = P1233 = kw6） b.各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算高速軸轉(zhuǎn)速 n1 = r/min 低速軸轉(zhuǎn)速

26、n2 = r/min7） c.各軸輸入扭矩的計(jì)算高速軸輸入扭矩 T1 = nm高速軸輸入扭矩 T2 = nmd.各軸功率、轉(zhuǎn)速、扭矩列于下表軸名功率(kw)轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩(n.mm)高速軸2.4150015280低速軸2.281300167504.2.4齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)8） a.選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力參考表4-4，大、小齒輪都選用20CrMnTi由圖4-1c查得 Hlim 1 =650 N/mm2Hlim 2 =600 N/mm2由圖4-2c查得 Flim 1 =260 N/mm2Flim 2 =200 N/mm2由表4-5取 SH =1.1SF =1.4則 H1 =Hlim 1 /

27、 SH =650/1.1=590.90 N/mm2H2 =Hlim 2 / SH =600/1.1=545.45 N/mm2F1 =Flim 1 / SF =260/1.4=185.71 N/mm2F2 =Flim 2 / SF =200/1.4=142.86 N/mm29） b.按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算1)初選載荷系數(shù)K因載荷不大，轉(zhuǎn)速不高，初取 K=1.2a) 2)確定實(shí)際載荷系數(shù)K據(jù)表4-6，因選折電動(dòng)機(jī)時(shí)已計(jì)入過載系數(shù)，取K1=1齒輪圓周速度v =d1n1/（60×1000）=mZ1n1/(60×1000) =×2×20×1500/(60

28、×1000)=3.14m/svZ1/100 =3.14×20/100=0.628 m/s由圖4-3a），按8級(jí)精度查得 K2=1.05齒寬系數(shù) d =0.5(i+1)a=0.5×(1.15+1)×0.4=1.29由表4-7查得 K3 =1.061所以 K= K1 K2 K3=1.114由于K< K且二者接近,合適。c.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由圖4-4查得 yF1=3.02 yF2=2.23F1=2K T1 yF1/(bm2Z1)=46.564N/mm2 <F1F2=F1 y F1/y F1=34.383N/mm2<F2彎曲強(qiáng)度足夠 齒輪傳

29、動(dòng)幾何尺寸計(jì)算根據(jù)表4-16,計(jì)算結(jié)果列于下表序號(hào)名稱代號(hào)計(jì)算公式或查表依據(jù)結(jié)果1模數(shù)M22齒數(shù)Z120Z2483壓力角20 04分度圓直徑d1d1 =mz2=40d2d2 =mz1=965齒頂高h(yuǎn)aha=h*am=26齒根高h(yuǎn)fhf=h*fm=2.57全齒高h(yuǎn)h= ha+hf=2+2.54.58齒頂圓直徑da1da1= d1+ 2ha44da2da2= d2+ 2ha1009齒根圓直徑df1df1= d1- 2hf35df1df2= d2- 2hf9110齒頂間隙cc=c0m=0.511中心距aa=(Z1+Z2)6812齒寬b1b1 =ø0a+1037.2b2b2 =ø0

30、a27.213跨齒數(shù)表4-192表4-1964.2.5低速軸的校核a.軸的材料選擇 根據(jù)低速軸工作的環(huán)境,需要強(qiáng)度高,并且容易焊接的材料,綜合選擇,確定軸的材料為20CrMnTi 圓周力： 徑向力： b.支點(diǎn)反力水平平面： 垂直平面： c.彎矩水平平面：垂直平面：合成彎矩： d.扭矩查表6-18得：=0.59e.當(dāng)量彎矩f.校核軸的強(qiáng)度查表得 -1=110N/mm2低速軸彎曲強(qiáng)度足夠。 4.3軸承的校核高速軸軸承的校核略低速軸軸承的校核a.軸承所受載荷b.當(dāng)量動(dòng)載荷c.軸承型號(hào)的確定取小時(shí)，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表20-8得 查表20-10得 根據(jù)，查表20-9得正常工作溫度低于1000 ，查表2

31、0-7得由表查得6202型軸承C=1100kg.f11000N,滿足的要求。強(qiáng)度足夠，經(jīng)校核，該軸承壽命滿足要求。4.4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)a) a.選擇三角帶型號(hào) 1)由表3-1查得 Ks=1.3計(jì)算功率Pc=KsP=1.3×2.5=3.25kW據(jù)圖3-1，選用A型三角帶。2)確定帶輪節(jié)圓直徑D1、D2由表3-3查得Dmin=100(90)，選擇D1=100mm取滑動(dòng)率=0.02由式（3-2） D2=idD1(1-)=2.6339×100×(1-0.02) =258.122mm參考表3-4，取D2=250mm則帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為 id=D2/D1(1-)=250/100

32、(1-0.02)=2.551運(yùn)輸機(jī)主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速為 n”=n/(idic)=3900/(2.551×轉(zhuǎn)速誤差為(n”-n)/n=(1679-1300)/120)%=3.158%<5%滿足要求。3)驗(yàn)算帶速v=D1n1/(60×1000)=×100×3900/(60×1000)=20.41m/sv=20.41m/s<v=5-25m/s 合適。4)確定帶的長度Lp和中心距aii. 初定中心距a0 根據(jù)0.7×（D1+D2）a0<2×(D1+D2) 即0.7×(100+250)<a0<2

33、15;(100+250) 245<a0<650初取a0=400mmiii. 計(jì)算所需帶長L0L02a0+/2(D1+D2)+(D2-D1)2/4a0 =2×400+/2×(100+250)+(250-100)2/(4×400) =1363.5625mmiv. 確定帶的節(jié)線長度Lp和內(nèi)周長度Li據(jù)表3-5取 Lp=1433mm,Li=1400mmv. 確定實(shí)際中心距aaa0+(Lp-L0)/2=400+(1433-1363.5625)/2435mm5)驗(yàn)算小帶輪包角111800-(D2-D1)/a×57.301800-(250-100)/520

34、×57.30=163.4710>1200滿足要求。6)確定三角帶根數(shù)z z=Pe/(P0+P0)KqKKL)由表3-6查得 P0=2.32kW （內(nèi)插法）由表3-9查得Kb=1.03×10-3由表3-10查得Ki=1.12P0=Kbn(1-1/Ki)=1.03×10-3×3900×(1-1/1.12) =0.430kW采用化學(xué)纖維結(jié)構(gòu)膠帶，取Kq=0.9由表3-7查得 K=0.96（內(nèi)插法）由表3-8查得 KL=0.96故 Z=3.25/(2.32+0.430)×0.9×0.96×0.96=3.927取 Z=

35、4根b.計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力Q1)計(jì)算單根三角帶的張緊力F0由表3-11查得 q=0.10kg/mF0=1000Pc/(2zu)(2.5/K-1)+qv2 =1000×3.25/(2×4×20.41)×(2.5/0.96-1)+0.10×20.412 =33.971N2)計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力QQ=2ZF0sin(1/2)=2×4×33.971×sin(163.4710/2) =268.941Nc.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從略。從動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)尺寸確定如下： 由表3-13查得 f=3.5mm m=12mm

36、e=20±0.4mm g=10mm =6mm b=13.4mm=380輪寬 B=(Z-1)e+2g=(4-1)×15+2×10=65mm 頂圓直徑 De=D2+2f=250+2×3.5=257mm采用孔板輪結(jié)構(gòu)，ZG45鑄造。參考表3-14，取孔徑d=32mm，幅板孔數(shù)n=6，幅板厚度s=18mm參考表3-12，從動(dòng)帶輪其余結(jié)構(gòu)尺寸確定如下： d1=2d=2×32=64mm L=2d=2×32=64mm取L=B=65mm D0=De-2(m+)=257-2×(12+6)=221mm Dh=(D0+d1)/2=(221+64)/2=142.5mmS11.5S=1.5×18=30mm 取S1=27mmS20.5s=0.5×18=10mm 取S2=9mm4.5油泵及油缸的計(jì)算和校核4.5.1油泵 油泵理論