機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計PAGEPAGE58目錄摘要 3ABSTRACT 41、本課題的研究和實(shí)用價值 61.1、國內(nèi)水稻種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 71.1.1、機(jī)械插秧 91.1.2、機(jī)械拋秧 91.1.3、機(jī)械直播 101.2、國外水稻種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 111.3、國內(nèi)水稻拋秧機(jī)生產(chǎn)狀況 131.3.1、國內(nèi)企業(yè) 131.3.2、合資或外資企業(yè) 141.3.3、外部市場環(huán)境 162、水稻拋秧機(jī)的方案設(shè)計 172.1、水稻拋秧機(jī)的設(shè)計要求 172.2、水稻拋秧機(jī)的方案設(shè)計 182.3、工作原理及其動作分解 193、水稻拋秧機(jī)的方案論證 193.1、育秧穴盤的設(shè)計論證 203.2、機(jī)械手行拋機(jī)構(gòu)工作原理 203.3、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 213.4、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 223.5、傳動部件的選擇和分析 243.5.1、齒輪傳動裝置 243.5.2、帶傳動 253.5.3、鏈傳動 253.5.4、蝸桿傳動 253.6、導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計 263.7、總體方案的選擇 404、設(shè)計計算 404.1、伺服系統(tǒng)傳動系統(tǒng)的設(shè)計 404.4.1、降速比的計算 404.1.2、慣量計算 414.1.3、電動機(jī)力矩計算： 444.1.4、機(jī)械傳動系統(tǒng)的動態(tài)分析 474.1.5、系統(tǒng)增益的確定 484.1.6、驗算移動部件能達(dá)到的最大加速度 495、結(jié)構(gòu)設(shè)計過程 495.1、方案圖的繪制及各部件間的關(guān)系 495.2、傳動軸的三維實(shí)體設(shè)計 52參考文獻(xiàn)

： 54摘要農(nóng)業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展是提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的必然趨勢。農(nóng)業(yè)機(jī)械是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，是先進(jìn)的生產(chǎn)工具。用產(chǎn)業(yè)化的要求組織發(fā)展農(nóng)業(yè)，離不開農(nóng)業(yè)機(jī)械。本文結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的特點(diǎn)，論述了農(nóng)業(yè)機(jī)械化在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品流通和精深加工轉(zhuǎn)化增值，銜接、引導(dǎo)農(nóng)民逐步走向國內(nèi)外大市場，提高農(nóng)業(yè)整體素質(zhì)和效益等諸多方面推動了農(nóng)業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，才能更加有力地推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。水稻缽秧行拋機(jī)是用于栽植水稻秧苗的機(jī)具。結(jié)構(gòu)簡單、體積小，使用壽命長。它主要包括送秧機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、分插機(jī)構(gòu)、機(jī)架和船體等組成。本論文主要是對拋秧機(jī)進(jìn)行總體方案設(shè)計，對拋秧機(jī)的橫向進(jìn)給、縱向進(jìn)給、變速箱等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算；繪制機(jī)構(gòu)總體布局圖、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)圖、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)圖、步進(jìn)機(jī)構(gòu)圖、變速系統(tǒng)展開圖、對變速系統(tǒng)中的主要部件進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計。關(guān)鍵詞：機(jī)械手、水稻行拋機(jī)、進(jìn)給系統(tǒng)ManipulatortypericebowlseedlinglinemachinefeedingsystemdesignABSTRACTAgriculturetodevelopinthedirectionofindustrializationisaninevitabletrendintheimprovementofeconomicefficiencyofagriculture.Agriculturalmachineryisadvancedscienceandtechnology,advancedproductiontools.Withtherequirementoftheindustrializationofagricultureorganizationdevelopment,cannotleavethefarmmachinery.Inthispaper,combiningwiththecharacteristicsofagriculturalmechanizationdevelopment,discussestheagriculturalmechanizationinexpandingtheproductionscale,improvelaborproductivity,promotingthetransformationofdeepprocessingofagriculturalproductscirculationandvalue-added,cohesion,guidingfarmersgraduallytowardsthebigmarketbothathomeandabroad,toimproveoverallqualitiesandefficiencyofagriculture,andmanyotheraspectstopromotethedevelopmentofagriculturetoindustrializationdirectionandcanmoreeffectivelypromoteagriculturalindustrializationdevelopment.Ricepotseedlinglinethrowingmachineisusedforriceseedlingplantingmachine.Simplestructure,smallvolume,longservicelife.Itmainlyincludestheseedlingmechanism,transmissionmechanism,mechanism,frameandhull,etc.Thisthesismainlyistheoveralldesignwascarriedoutonthethinplantingmachine,forsomemachineinthefeedinlongitudinalandtransversefeedofstructuredesignandcalculation,gearbox,etc;Mappingagencyoveralllayout,verticalfeedmechanismdiagram,traversemechanismdiagram,stepbystepforfigure,variablespeedsystemexpansionplan,thevariablespeedsystemofmainpartsfor3dentitydesign.Keywords:Manipulator,ricelinemachine,thefeedsystem機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計XXXXXXXXXXX1、本課題的研究和實(shí)用價值在經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的今天，中國面臨新的挑戰(zhàn)，特別是中國農(nóng)業(yè)將面臨更大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度,解放農(nóng)村勞動力，加快農(nóng)村富余勞動力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，為農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收的有效途徑。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和社會進(jìn)步的根本體現(xiàn)，是把農(nóng)民從繁重的體力勞動中解脫出來、提高勞動生產(chǎn)率、增加經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，是實(shí)現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的基本條件。建立農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)和主導(dǎo)產(chǎn)品基地，實(shí)施區(qū)域化布局、專業(yè)化生產(chǎn)、集約化經(jīng)營、社會化服務(wù)；實(shí)行種養(yǎng)加、產(chǎn)供銷、農(nóng)工貿(mào)一體化經(jīng)營，都必須以農(nóng)業(yè)機(jī)械化為紐帶。大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，對加快科技興農(nóng)步伐，提高農(nóng)業(yè)科技水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的保障作用。是實(shí)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民生活中的主力軍作用日益突出。我國的主要糧食作物為水稻跟小麥，世界上水稻插秧種植方式主要集中在亞洲，目前國外生產(chǎn)水稻插秧機(jī)的國家也全部在亞洲，主要是日本和韓國，日本是水稻插秧機(jī)械化水平最高的國家，也是水稻插秧機(jī)研究和制造水平最高的國家，插秧機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品處于領(lǐng)先地位。農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展直接關(guān)系到我國農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平，農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，而水稻作為我國三大主要糧食作物之一，水稻生產(chǎn)機(jī)械化是提高農(nóng)機(jī)化水平的重要內(nèi)容。

水稻是我國種植面積最大、單產(chǎn)和總產(chǎn)量最高的糧食作物，抓好水稻生產(chǎn)，對實(shí)現(xiàn)恢復(fù)和發(fā)展糧食生產(chǎn)的目標(biāo)具有舉足輕重的影響。大力發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化，可以有效爭搶農(nóng)時，抵御自然災(zāi)害的影響，確保和擴(kuò)大種植面積，提高水稻產(chǎn)量，節(jié)約生產(chǎn)成本。推進(jìn)水稻主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)機(jī)械化，增強(qiáng)水稻生產(chǎn)的科技應(yīng)用、節(jié)本增效和救災(zāi)減災(zāi)能力，是加強(qiáng)水稻生產(chǎn)能力建設(shè)，恢復(fù)和發(fā)展糧食生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)手段。目前，我國水稻機(jī)收水平僅有20%左右，機(jī)械化栽植水平還不到6%，地區(qū)發(fā)展也很不平衡，與發(fā)展水稻生產(chǎn)的需要差距巨大。加快推進(jìn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化，既是增強(qiáng)水稻生產(chǎn)能力建設(shè)的客觀要求，更是恢復(fù)和發(fā)展糧食生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需要。

近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體水平的提高，水稻生產(chǎn)機(jī)械化得到了長足發(fā)展。到2003年底，水稻機(jī)械化栽植面積達(dá)到了1347.61千公頃，比1995年翻了一番，機(jī)械化種植水平達(dá)到了5.08%，比1995年提高了近3個百分點(diǎn)，但與國際發(fā)達(dá)國家相比，我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平依然很低，尤其是水稻種植機(jī)械化水平更低，因此今后幾年將是我國水稻種植機(jī)械化發(fā)展的關(guān)鍵時期，本文將就我國水稻種植機(jī)械化水平、生產(chǎn)現(xiàn)狀及2005年市場進(jìn)行預(yù)測，為各農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提供參考。

1.1、國內(nèi)水稻種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r在我國，機(jī)械化栽植是水稻機(jī)械化生產(chǎn)過程中最薄弱的環(huán)節(jié)和最大的難點(diǎn)，有的地區(qū)甚至還是空白。目前我國水稻栽植機(jī)械化的現(xiàn)狀是總體水平較低，南方比北方低。在我國水稻機(jī)械化的發(fā)展中，水稻栽植機(jī)械化提出早、行動遲、進(jìn)展慢。這主要是由于農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的配合不協(xié)調(diào)，地域遼闊、農(nóng)情復(fù)雜，農(nóng)村人多地少、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，水稻生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、作業(yè)工時長，現(xiàn)有機(jī)具價格昂貴等。

我國從黑龍江到海南島，從浙江到新疆，都有水稻種植，地域分布十分廣闊。不同區(qū)域間氣候和水土條件差異很大，形成了非常復(fù)雜的耕作制度和品種體系，有一熟制、兩熟制、三熟制和兩年三熟制，有單季稻、雙季稻、麥茬稻，有早稻、中稻、晚稻和粳稻、秈稻、雜交稻等。生態(tài)類型、耕作制度和品種熟制的多樣化，相應(yīng)要求水稻栽培技術(shù)和機(jī)器系統(tǒng)的多樣化，這必然增加了機(jī)械化的難度，但也為各種水稻機(jī)械化栽培技術(shù)與機(jī)具提供了發(fā)展空間。

水稻栽植技術(shù)基本分為直播和移栽兩大類。直播有旱直播和水直播，水直播又分為干谷直播和芽谷直播；移栽分為深栽和淺栽，淺栽又分為有序和無序兩種基本形式，有序淺栽機(jī)有精密拋秧機(jī)、插秧機(jī)、擺秧機(jī)和擺栽機(jī)等；深栽機(jī)有插秧機(jī)和高速插秧機(jī)。直播省去了育秧環(huán)節(jié)，工藝流程大大簡化，省工節(jié)本，西方國家（以美國為代表）多采用這種模式，在我國單季稻區(qū)和太湖流域等稻麥區(qū)也有較大的發(fā)展空間。但由于水稻直播生長期長，秧苗生長速度慢，因此這種種植模式僅適用于一年一熟制的產(chǎn)稻區(qū)。淺栽有利于增產(chǎn)，但風(fēng)險遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于深栽，因此深栽技術(shù)的采用，為插秧機(jī)特別是高速插秧機(jī)提供了更為廣闊的市場前景。1.1.1、機(jī)械插秧這種栽植方式比較普遍，20世紀(jì)80年代，遼寧省就開始從國外引進(jìn)插秧機(jī)進(jìn)行試驗，90年代機(jī)械化插秧有較大進(jìn)展。主要采用吉林省延邊插秧機(jī)廠生產(chǎn)的4行手扶拖拉機(jī)以及從日本引進(jìn)的乘坐式4、6、8行四輪驅(qū)動插秧機(jī)。機(jī)插秧因具有秧苗分蘗早、分蘗多、行距和株距平行、通風(fēng)和透光性好、單位面積增產(chǎn)效果顯著和生產(chǎn)效率高而受到農(nóng)民的歡迎。但我國水稻插秧機(jī)由于存在以下問題，一直沒有得到迅速推廣：

1）稻產(chǎn)區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和機(jī)械化生產(chǎn)方式不適應(yīng)，特別是與機(jī)械插秧配套的相關(guān)技術(shù)不過關(guān)，機(jī)械本身的高效率難以發(fā)揮，造成投入多、成本高和效益差；

2）水稻生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)缺乏有機(jī)結(jié)合，農(nóng)藝規(guī)范、經(jīng)營管理模式與機(jī)械化技術(shù)不相適應(yīng)；

3）農(nóng)民對水稻生產(chǎn)機(jī)械化的認(rèn)識還不夠；

4）機(jī)手不能熟練掌握機(jī)械性能和操作技術(shù)；

5）國產(chǎn)插秧機(jī)可靠性差、生產(chǎn)率低，進(jìn)口插秧機(jī)價格高，農(nóng)民難以接受。

1.1.2、機(jī)械拋秧1998年遼寧省開始引進(jìn)機(jī)械拋秧技術(shù)。當(dāng)年從黑龍江省引進(jìn)水稻缽秧擺栽機(jī)和氣力式水稻拋秧機(jī)，在盤錦、丹東、沈陽和營口等重點(diǎn)水田區(qū)進(jìn)行試驗，生產(chǎn)實(shí)踐表明機(jī)械拋秧在遼寧省具有一定的局限性。該項技術(shù)與人工相比，具有如下特點(diǎn)：一是拋植淺、植傷輕、返青活棵快、分蘗早、蘗位低、爆發(fā)力強(qiáng)、莖蘗增長快；二是發(fā)根力強(qiáng)、根量大，淺層根分布廣，出葉速度快；三是省工節(jié)本，總用工量和成本比水稻直播高，比人工插秧和機(jī)械插秧低。缺點(diǎn)有以下幾方面：一是秧苗無序分布，不能充分利用光照、地力，特別是后期通風(fēng)透光性差，易形成簇狀苗，因而造成株體之間差異較大；二是基本苗難以控制，分蘗控制難，高峰苗易過頭，成穗率低，易感染病蟲害，同時增大倒伏的可能性；三是拋秧時受天氣影響；四是服務(wù)性用工多，實(shí)際應(yīng)用效率和效益不高。

拋秧栽培以拋栽替代了傳統(tǒng)的人工插秧作業(yè)，大大減輕了勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率，而且具有不傷根、返青快、低節(jié)位、有效分蘗多、穗型整齊、成熟一致等優(yōu)點(diǎn)。目前水稻拋秧作業(yè)主要由人工手拋完成，雖比插秧減輕了勞動強(qiáng)度，工效也有所提高，但由于人工操作的不準(zhǔn)確性，拋秧均勻度差，拋秧密度不易控制，作業(yè)質(zhì)量不十分理想等問題影響了水稻拋秧栽培技術(shù)優(yōu)勢的進(jìn)一步發(fā)展，直接影響了水稻的產(chǎn)量。國外水稻拋秧栽培技術(shù)最早始于日本，此后，尼日利亞、印度和韓國都相繼開始了拋秧技術(shù)的試驗研究和應(yīng)用。目前國外水稻拋秧栽培面積不大，即使曾率先研究成功水稻拋秧栽培技術(shù)的日本，也由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高和勞動力少，使得該技術(shù)在日本未能得到推廣，而是注重農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的結(jié)合，研制了可供大、中、小苗配套使用的各種型號的插秧機(jī)，以工廠化育秧和機(jī)械插秧取代了拋秧栽培。

1.1.3、機(jī)械直播在水稻栽培中，機(jī)械直播是最簡單的水稻種植方式，水稻機(jī)直播的特點(diǎn)是水、旱直播省去育秧環(huán)節(jié)，工藝流程大大簡化，節(jié)約泡插用水，降低成本，操作方便，最有利于實(shí)施機(jī)械化作業(yè)。現(xiàn)有的水稻直播技術(shù)在解決了出苗和除草兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)后已基本成熟，但需要解決全苗立苗與化學(xué)除草的矛盾。水稻直播后全苗與扎根立苗需脫水通氣，而化學(xué)除草需適當(dāng)水層，加上水稻直播后秧苗與雜草競爭力遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于移栽秧苗，雜草滋生幾率高；另外上茬作物收割后留茬過高、過多也難以保證水稻直播質(zhì)量。西方國家多采用這種模式，在我國單季稻區(qū)和太湖流域等稻麥區(qū)也有較大的發(fā)展空間。

由于拋秧和直播的方式有其共同點(diǎn)，就是在水稻生產(chǎn)過程中都需要使用農(nóng)藥進(jìn)行治蟲、除草，與現(xiàn)行的環(huán)保農(nóng)業(yè)政策提倡綠色環(huán)保食品不相符合。此外，拋秧和直播的種植方式，不利于水稻機(jī)收作業(yè)環(huán)境，隨著水稻機(jī)收水平的不斷提高，對株距、行距以及地腳有一定要求，因此使機(jī)械插秧方式大有用武之地，提供了更為廣闊的市場前景。

1.2、國外水稻種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r目前世界上水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平較高的國家有日本、韓國、美國、意大利、澳大利亞等國家。日本、韓國以育苗移栽機(jī)械為主，以日本為代表。歐美國家以直播機(jī)械化為主，以美國為代表。這些國家的水稻生產(chǎn)水平代表了世界先進(jìn)水平。

從20世紀(jì)世界農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的歷程看，各國都是從種植生產(chǎn)機(jī)械化起步的。美國于1940年左右率先實(shí)現(xiàn)了糧食種植生產(chǎn)的機(jī)械化，其他一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，如英國、法國、德國、加拿大、澳大利亞、意大利、荷蘭、日本、以色列等也相繼在20世紀(jì)50～70年代初實(shí)現(xiàn)了種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)機(jī)械化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化，使一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能耕種更多的土地，極大地提高了農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和農(nóng)產(chǎn)品商品率，也相應(yīng)地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者的收入，促進(jìn)了發(fā)達(dá)國家向工業(yè)化社會和現(xiàn)代社會的進(jìn)步。

日本農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是隨著工業(yè)化和現(xiàn)代社會的發(fā)展，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員大量流向城市二、三產(chǎn)業(yè)，農(nóng)村主要勞動力呈現(xiàn)老齡化。為保持農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，政府在政策上支持農(nóng)民實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，從而使農(nóng)戶用于種植業(yè)的時間大大縮短，并有更多的時間從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)活動。1985年，日本農(nóng)戶兼業(yè)收入大大超過農(nóng)業(yè)，其家庭平均收入550萬日元，超過了當(dāng)年城市職工家庭平均收入469萬日元的水平。農(nóng)業(yè)機(jī)械化間接而迅速地提高了農(nóng)戶收入水平。

日本是一個人多地少以水稻生產(chǎn)為主的國家，水稻種植方式與我國大體相同，基本上是育秧、插秧。由于水稻機(jī)械插秧較直播難度大，加上第二次世界大戰(zhàn)的影響，直到1970年左右在較好地解決農(nóng)藝與機(jī)械結(jié)合的難題后，才在水稻育秧、插秧、病蟲害防治、收獲、干燥等生產(chǎn)環(huán)節(jié)基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度機(jī)械化。

日本插秧機(jī)主要有乘坐式和步行式兩大類，根據(jù)插秧要求和用戶的使用層次不同，日本的帶土苗插秧機(jī)高、中、低檔規(guī)格俱全，每種機(jī)器各具特色，可滿足不同用戶的需要。日本生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有久保田、洋馬和井關(guān)等。

日本插秧機(jī)的主要特點(diǎn)：

（1）機(jī)型系列化。步行式兩輪驅(qū)動，有2、4、6行，乘坐式三、四輪驅(qū)動，有4、6、8、10行（行距300毫米，株距120～200毫米可調(diào)），乘坐式插秧機(jī)采用四輪驅(qū)動底盤；

（2）作業(yè)效率高。插速高達(dá)300～500次/分，最高作業(yè)速度1.4m/s；

（3）自動化程度高。廣泛使用液壓技術(shù)、自動控制和安全裝置；

（4）具備電子監(jiān)視功能。秧箱底板處裝有傳感器，對缺秧或秧苗快插完時發(fā)出警報；

（5）整機(jī)重量輕。廣泛采用高強(qiáng)度輕金屬，塑料制板和型材等，零件精密、輕巧。

韓國插秧機(jī)主要是從日本引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)，因此機(jī)型和結(jié)構(gòu)與日本插秧機(jī)類似。韓國目前規(guī)模較大的生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)有5家企業(yè)，這5家公司早期都從日本全面引進(jìn)技術(shù)，其中：國際株式會社采用的是日本洋馬公司的技術(shù)，東洋株式會社采用的是日本井關(guān)的技術(shù)，大同工業(yè)株式會社采用的是日本久保田技術(shù)，LG采用的是日本三菱株式會社的技術(shù)。韓國企業(yè)在引進(jìn)日本技術(shù)后，逐步致力于改進(jìn)提高和關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化，努力降低成本和價格，目前產(chǎn)品的質(zhì)量和性能已基本接近日本同類產(chǎn)品水平。但由于受日本技術(shù)母公司的制約，產(chǎn)品一般比日本落后一到兩代，并且在市場分配上也受到日方的控制。為改變這種狀況，韓國企業(yè)在努力開發(fā)自主產(chǎn)品的同時，近年來已成功實(shí)現(xiàn)了部分技術(shù)來源的多樣化。

1.3、國內(nèi)水稻拋秧機(jī)生產(chǎn)狀況1.3.1、國內(nèi)企業(yè)目前國內(nèi)生產(chǎn)插秧機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)不多。據(jù)中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，全國近年插秧機(jī)產(chǎn)銷量一直維持在4000臺以下，1998、1999年的產(chǎn)銷形勢較好，以后由于日本和韓國在中國的獨(dú)資或合資企業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)入，擠占了國內(nèi)的市場份額。

前幾年國產(chǎn)機(jī)動插秧機(jī)主要集中在延吉插秧機(jī)制造廠、齊齊哈爾市富林動力機(jī)械有限公司、瓦房店市精量播種機(jī)制造有限公司三家生產(chǎn)和銷售。延吉廠從1982年開始研制機(jī)動水稻插秧機(jī)，在日本井關(guān)產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)和生產(chǎn)了2ZT-9356、2ZT7358型機(jī)動水稻插秧機(jī)，采用的是獨(dú)輪驅(qū)動、分置式曲柄連桿裝置。以后又相繼生產(chǎn)了2ZTR-94型、2ZT-74型人力水稻插秧機(jī)；由于國產(chǎn)插秧機(jī)只有獨(dú)輪驅(qū)動加拖板仿形結(jié)構(gòu)，存在壅泥、下陷、過梗困難、轉(zhuǎn)彎半徑大等問題，對農(nóng)藝的要求較高，在產(chǎn)品質(zhì)量、性能及可靠性等方面不能滿足用戶的需求，作業(yè)效率不甚理想，農(nóng)民逐步把目光投向進(jìn)口插秧機(jī)或獨(dú)資、合資產(chǎn)品，因此，研制和生產(chǎn)高質(zhì)量、可靠性好、效率高、價格合理的高速插秧機(jī)勢必會得到市場的青睞。

2004年，現(xiàn)代農(nóng)裝湖州有限公司申請了國家發(fā)改委裝備工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和重大裝備本地化國債項目，依托中國農(nóng)機(jī)院的雄厚技術(shù)實(shí)力，投資5480萬元進(jìn)行高速插秧機(jī)的研制和生產(chǎn)，項目完成后將形成1500臺的能力。該項目產(chǎn)品借鑒了國外產(chǎn)品的先進(jìn)性，針對我國的國情和農(nóng)情，兼顧產(chǎn)品的適應(yīng)性、舒適性以及經(jīng)濟(jì)性等因素，提高生產(chǎn)效率（高速插秧機(jī)前進(jìn)速度可達(dá)1米/秒）。不但與國外產(chǎn)品可以平分秋色，填補(bǔ)國內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口，而且也初步改變了國外產(chǎn)品充斥我國水田的局面，滿足國內(nèi)高速插秧機(jī)產(chǎn)品市場的需求。

1.3.2、合資或外資企業(yè)在我國水稻插秧機(jī)產(chǎn)品進(jìn)展緩慢的同時，生產(chǎn)水稻插秧機(jī)的國外企業(yè)已紛紛進(jìn)入我國市場。日本久保田、洋馬和井關(guān)，韓國東洋、大同工業(yè)等企業(yè)的產(chǎn)品已先后登陸中國市場，有的已在我國建立了合資或獨(dú)資企業(yè)，其高速插秧機(jī)產(chǎn)品已在我國水田作業(yè)中占有一席之地。

1）久保田農(nóng)業(yè)機(jī)械（蘇州）有限公司，1998年成立，總投資1000萬美元，是日本最大的農(nóng)機(jī)制造商久保田株式會社與日本丸紅集團(tuán)商社共同出資，在我國蘇州工業(yè)園區(qū)成立的日本獨(dú)資企業(yè)。主要經(jīng)營范圍是研發(fā)和制造聯(lián)合收割機(jī)、插秧機(jī)及其他新型農(nóng)業(yè)機(jī)械及零部件、組件，銷售本公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品并提供相關(guān)服務(wù)。生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)1200臺半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)，銷售日本久保田公司生產(chǎn)的高速插秧機(jī)，隨著插秧機(jī)市場的火爆，2000年開始生產(chǎn)高速插秧機(jī)，2003年產(chǎn)量為1500臺左右。

2）洋馬農(nóng)機(jī)（中國）有限公司于1997年成立，總投資2998萬美元，主要股東日本洋馬農(nóng)機(jī)株式會社55%，江蘇省農(nóng)機(jī)局45%，為中外合資企業(yè)。生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)20000臺半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)，2001年產(chǎn)銷850臺。近年隨著我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化的快速發(fā)展，機(jī)械插秧有著廣闊的市場需求，洋馬公司也開始在中國組裝和銷售高速插秧機(jī)，2003年產(chǎn)銷1600臺左右。

3）在開發(fā)中國市場方面，東洋株式會社是最積極的韓國企業(yè)。東洋株式會社對華出口不受日方限制，從1992年開始積極開發(fā)中國市場，已在中國地區(qū)銷售四行步行式插秧機(jī)130臺（主要銷往江蘇淮陰）。鑒于市場反映良好，1998年又與中國四方集團(tuán)達(dá)成代理銷售的協(xié)議，并于1999年在蘇州開發(fā)區(qū)獨(dú)資建立了生產(chǎn)廠，總投資10000萬元，已完成一期建設(shè)工程。

1.3.3、外部市場環(huán)境（1）作為水稻生產(chǎn)機(jī)械化重要環(huán)節(jié)的高速插秧機(jī)的發(fā)展與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度、農(nóng)民收入、國家政策等密切相關(guān)。

“十五”大以后，中央進(jìn)一步貫徹落實(shí)穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和增加農(nóng)民收入的政策，將成為農(nóng)機(jī)市場穩(wěn)定發(fā)展的主要因素。據(jù)農(nóng)業(yè)部的測算和規(guī)劃，為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，從1996～2000年固定資產(chǎn)累計投資達(dá)到4360億元，年均800多億元，至2010年要達(dá)到17000億元，年均1000多億元。固定資產(chǎn)投資中，大部分將用于添置農(nóng)業(yè)機(jī)械。國務(wù)院辦公廳以國辦發(fā)[2002]65號文轉(zhuǎn)發(fā)國家經(jīng)貿(mào)委、國家計委、財政部、農(nóng)業(yè)部等部門聯(lián)合簽署的《關(guān)于進(jìn)一步扶植農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展若干意見》，強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的戰(zhàn)略地位和作用，又進(jìn)一步加大政策扶植力度。所有這些有利因素，構(gòu)成了“十五”至2015年農(nóng)機(jī)市場發(fā)展的基礎(chǔ)。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十個五年計劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位，明確了全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化及水田生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展目標(biāo)：到“十五”末和2010年，農(nóng)機(jī)化對糧食生產(chǎn)增長和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增長的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到15%和20%，耕種收綜合機(jī)械化水平達(dá)到60%和70%。

2004年以來，國家又連續(xù)出臺了一系列鞏固和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位、增加農(nóng)民收入和扶持糧食生產(chǎn)的政策，特別是“三補(bǔ)一減”政策，對激發(fā)農(nóng)民種糧積極性和增加農(nóng)民收入起到了重要作用。購機(jī)補(bǔ)貼政策作為“三補(bǔ)一減”政策中的一項重要內(nèi)容，得到了社會的普遍關(guān)注，深受農(nóng)民歡迎。這項政策的落實(shí)工作已經(jīng)取得了顯著成效。據(jù)統(tǒng)計，全國地方各級財政共投入購機(jī)補(bǔ)貼資金4.1億元，帶動農(nóng)民投入20億元，共補(bǔ)貼購置各類農(nóng)機(jī)具10萬多臺套。隨著這項支持力度的進(jìn)一步加大，2005年全國農(nóng)機(jī)行業(yè)的購買力將進(jìn)一步增強(qiáng)。

（2）隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，土地經(jīng)營規(guī)?；⒓s化的發(fā)展，農(nóng)民也逐步認(rèn)識到傳統(tǒng)的高強(qiáng)度農(nóng)業(yè)耕作栽培方式已經(jīng)制約了水稻生產(chǎn)的發(fā)展，關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)水稻栽培的“輕型化”和品種結(jié)構(gòu)的“優(yōu)質(zhì)化”。水稻生產(chǎn)實(shí)施機(jī)械化，能提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，提高農(nóng)資利用率，降低生產(chǎn)成本，增加種稻收益，提高稻谷商品率，實(shí)現(xiàn)大米提前上市。由于水稻種植（栽插）的季節(jié)性要求非常強(qiáng)烈，一些地區(qū)的農(nóng)民在水稻插秧季節(jié)，想爭分奪秒趕農(nóng)時，受到小麥、水稻機(jī)收跨區(qū)作業(yè)的啟示，各地農(nóng)民也期盼著實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)械化，一些種田大戶和農(nóng)機(jī)專業(yè)戶的誕生顯示出農(nóng)民對水稻栽插機(jī)械化的渴求。2、水稻拋秧機(jī)的方案設(shè)計水稻拋秧機(jī)的總體設(shè)計構(gòu)想是：水稻通過塑料軟盤工廠化育秧后進(jìn)行機(jī)械手拋秧，水稻拋秧機(jī)主要要解決的問題是有序化栽植和穴盤中秧苗的自動供給。因此本設(shè)計在仿人工拋秧過程研究的基礎(chǔ)上設(shè)計了機(jī)械手式有序拋秧機(jī)，該機(jī)可自動完成從穴盤去除秧苗并按照固定的行距、株距進(jìn)行有序栽植。2.1、水稻拋秧機(jī)的設(shè)計要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的設(shè)計目標(biāo)：采用缽體育水稻秧盤直接撥取作業(yè)，作業(yè)時要求機(jī)械提供秧盤的橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給，橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給的誤差分別為±3mm;生產(chǎn)率為30~50畝/日，8行，株距12mm,行距300mm,育秧盤株距22mm,行距24mm。分析得出：1）水稻插秧機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。2）插秧頻率120次/min。3）插秧深度10~25mm之間。4）發(fā)動機(jī)功率2.42kw，轉(zhuǎn)速2600r/min,傳動機(jī)構(gòu)始末傳動比i=26。5)對移箱機(jī)構(gòu)（送秧機(jī)構(gòu)）的設(shè)計要求：a.每次移箱距離應(yīng)與秧爪每次取秧寬度相配合，要求保證取秧準(zhǔn)確、均勻。b.移箱的時間應(yīng)與秧爪的運(yùn)動相配合。c.傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，必須使用可靠、耐久。2.2、水稻拋秧機(jī)的方案設(shè)計1、發(fā)動機(jī)2、行走動力總成3、萬向節(jié)傳動軸4、拋秧托盤總成5、縱向進(jìn)給系統(tǒng)6、機(jī)架總成7、機(jī)械手滾筒總成8、行走輪9、船板10、工作傳動箱2.3、工作原理及其動作分解機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)其基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，該機(jī)的工作過程是：將整體缽苗育秧盤放在托盤上，并沿托盤斜平面向前推至定位點(diǎn)，由縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)將育秧盤自動定位后，機(jī)械手滾筒總成開始轉(zhuǎn)動，在到達(dá)拔苗位置之前秧鉗受開閉凸輪控制自動打開，當(dāng)秧鉗轉(zhuǎn)至其軸線與盤面垂直位置時鉗口沿單穴秧苗兩側(cè)插入，與此同時擋鐵使開閉凸輪轉(zhuǎn)動，秧鉗迅速閉合夾緊秧苗并縮回，縮回過程中拔出秧苗，待轉(zhuǎn)過180°后鉗口通過擋鐵迫使開閉凸輪轉(zhuǎn)動而打開，將秧苗拋入田間，完成一次單株拋秧過程。在滾筒7的統(tǒng)一截面上沿圓周均布一組秧鉗10個，，沿軸向排列4組，當(dāng)?shù)谝粋€秧鉗取秧后，秧盤隨同托盤橫向移動一個穴距，將第二珠缽苗送至取秧位置，此時第二個秧鉗重復(fù)第一個秧鉗的動作，依次循環(huán)。當(dāng)機(jī)械手滾筒回轉(zhuǎn)一周后，同一截面上10個秧鉗俊完成第一次拔秧和拋秧的動作，此時第一行秧苗別拋完，托盤恰好移至側(cè)向的終點(diǎn)，通過短點(diǎn)的擋鐵使縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)動作，將秧盤沿著托盤向下進(jìn)給一個縱向行距，使第二行秧苗處于被拔秧的位置，依次完成第三第四行直至整盤秧苗全部拋完。為保證連續(xù)拋秧，除了靠機(jī)械手總成之外，主要還靠縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu).3、水稻拋秧機(jī)的方案論證水稻拋秧機(jī)的總體設(shè)計包含了育秧穴盤、縱向進(jìn)給、橫向進(jìn)給、機(jī)械手滾筒、凸輪等部件組成，本論文中將一一闡述，不盡之處，請指導(dǎo)：3.1、育秧穴盤的設(shè)計論證傳統(tǒng)的育秧穴盤是用塑料制作的軟盤，穴孔呈上大下小的倒圓錐臺形，穴孔呈三角形交錯布置，這種布置當(dāng)時的特點(diǎn)是充分節(jié)約秧盤空間，使單個秧盤內(nèi)能更多的布置秧苗，適用于人工作業(yè)；但對于機(jī)械自動從秧盤內(nèi)拔掉秧苗拋植技術(shù)來說，這種布置方式增加了機(jī)械的難度成本；因此本文中根據(jù)機(jī)械化作業(yè)，設(shè)計了矩形的秧盤，這種秧盤的穴孔更適合機(jī)械作業(yè)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖：育秧盤穴孔底部正中開2mm小孔，穴盤上共有400（25*8）個穴孔；這樣秧盤從中間橫向縱向分為四個部分，每個部分有8行秧苗，下面機(jī)械手一次夾持8行秧苗徐與此對應(yīng)；秧盤上兩個秧學(xué)中心距為22，這是因為考慮到機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)的寬度受限。3.2、機(jī)械手行拋機(jī)構(gòu)工作原理裝有秧苗的育秧盤由工人放在送樣機(jī)構(gòu)上，按下控制按鈕機(jī)械手開始工作。首先由送秧機(jī)構(gòu)將育秧盤中的秧苗送到拔秧苗裝置位置，機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)插入育秧盤中的秧苗并拔起，一次夾持9穴位，在轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時育秧盤另一側(cè)的機(jī)械手做同樣的動作夾持，兩個機(jī)械手將先后有序的將各自負(fù)責(zé)部分的秧苗拔起并送至相應(yīng)落秧滑道中，秧夾打開的同時，秧苗沿著滑道落下定植于田間。本機(jī)構(gòu)中所涉及的機(jī)械手機(jī)構(gòu)有兩個方向的活動能力，其包括水平送秧動作和垂直的拔苗動作，采用的夾持機(jī)構(gòu)為夾子型，夾持機(jī)構(gòu)的開啟與閉通過電磁鐵西河一個楔形塊作升降運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)；機(jī)械手的工作原理示意圖如下：秧盤2、機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)3、滑道機(jī)構(gòu)秧苗由送秧機(jī)構(gòu)送到位后機(jī)械手開始動作，夾持機(jī)構(gòu)處于打開狀態(tài)，水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)左移，帶動機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)從一行秧苗側(cè)邊行間距間插入，水平移動到一定位置后電機(jī)停下來，夾持機(jī)構(gòu)電磁鐵通電，楔塊上升，加持機(jī)構(gòu)在彈簧作用下夾住秧苗，垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)上升，拔起秧苗到位后電機(jī)停，水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)移動到滑道一定位置，垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)下行過程中夾持機(jī)構(gòu)電磁鐵斷電，夾持機(jī)構(gòu)打開，秧苗落入滑道中沿著滑道固定位置落入田間。如此反復(fù)一個動作，完成一個周期的拋秧動作.3.3、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用是驅(qū)動秧盤托盤，連同秧盤一起產(chǎn)生左右雙向連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動，從而使每個機(jī)械手能順序且連續(xù)工作，其工作原理見圖3?；瑮U4與秧盤托盤5為剛性聯(lián)接。雙聯(lián)滑套3的一端套在螺旋凸輪軸1上，并由凸輪銷2將二者聯(lián)接在一起，凸輪銷2在凸輪軸槽內(nèi)可以沿槽滑動；雙聯(lián)滑套3的另一端固定在滑桿4上。當(dāng)雙向螺旋凸輪軸1轉(zhuǎn)動時，凸輪銷精槽滑動，并帶動滑桿4移動。凸輪軸1轉(zhuǎn)一周，滑桿4移動一個螺距(22ram)，滑桿再帶動托盤5也移動相同的距離，此距離也正是秧盤中缽苗的株距。由于機(jī)械手滾筒的同一圓周均布10只秧鉗，因此凸輪軸1轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，滾筒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。凸輪軸的兩端各有一個180。的直槽，將雙向螺旋連接并封閉。凸輪銷移至兩端部時，停留一段時間，然后再向反向滑動。在兩端停留時．正是秧盤縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)作縱向進(jìn)給運(yùn)動的過程。當(dāng)凸輪銷反向滑動時，反向進(jìn)給開始，從而實(shí)現(xiàn)了單向轉(zhuǎn)動、雙向且定距連續(xù)進(jìn)給的運(yùn)動.3.4、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的任務(wù)是當(dāng)前一行秧苗被拔完后，即當(dāng)托盤移至左或右端點(diǎn)時，能及時將秧盤向前進(jìn)給一行。其動作是靠兩端擋鐵撞擊杠桿2實(shí)現(xiàn)的(圖4)當(dāng)杠桿2受擋鐵撞擊時，杠桿的另一端向下拉動滑板5及板簧6．使板簧6向下移動+通過其端部推動步進(jìn)輪7轉(zhuǎn)動，步進(jìn)輪輪齒撥動秧盤方L使之向前移動一個行距．將第2行秧苗送至第1行被拔完的位置。當(dāng)托盤回程時，杠桿2離開擋鐵，在彈簧3的作用下自動回位。此時，板簧6也隨之上升卡人第2個齒槽中。為了防止板簧在回位過程時帶動步進(jìn)輪反轉(zhuǎn)．設(shè)置了彈性定位桿9，保證板簧6的正常工作及準(zhǔn)確進(jìn)給。杠桿2、定位桿9、滑板5和板簧6均裝在機(jī)架1上，機(jī)架連同步進(jìn)輪軸固定在秧盤托盤的背面。拋秧部分需完成的動作主要有：①機(jī)械手滾筒相對于凸輪的回轉(zhuǎn)，②凸輪使機(jī)械手伸縮桿勻速直線上升，③開閉凸輪的回轉(zhuǎn)，④機(jī)械手鉗口的啟閉等其中機(jī)械手回轉(zhuǎn)速度與機(jī)車前進(jìn)速度之比可控制拋秧株距；開閉凸輪控制機(jī)械手鉗口的打開拋秧、閉合夾苗動作，該動作的速度和時間可通過改變傳動比及調(diào)整擋鐵位置來分別控制；而凸輪的曲線形狀和機(jī)械手伸縮桿端部形狀及支撐形式等定量參數(shù)，則需要反復(fù)實(shí)驗及精確計算才能確定.3.5、傳動部件的選擇和分析3.5.1、齒輪傳動裝置

齒輪傳動是應(yīng)用非常廣泛的一種機(jī)械傳動，各種機(jī)床的傳動裝置中幾乎都有齒輪傳動。在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動裝置的目的有兩個。一是將高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩的伺服電機(jī)（如步進(jìn)電機(jī)、直流和交流伺服電機(jī)等）的輸出改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸入；另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重。此外，對于開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求的運(yùn)動精度。

為了盡量減小齒側(cè)間隙對數(shù)控機(jī)床加工精度的影響，經(jīng)常在結(jié)構(gòu)上采取措施，以減小或消除齒輪副的空程誤差。如采用雙片齒輪錯齒法、利用偏心套調(diào)整齒輪副中心距或采用軸向墊片調(diào)整法消除齒輪側(cè)隙。

與采用同步齒形帶相比，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動鏈中采用齒輪減速裝置，更易產(chǎn)生低頻振蕩，因此減速機(jī)構(gòu)中常配置阻尼器來改善動態(tài)性能。

3.5.2、帶傳動帶傳動時一種應(yīng)用很廣泛的機(jī)械傳動。帶傳動又主動輪，從動輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)傳動帶組成，它時利用傳動帶作為中間的擾性件，依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動的。3.5.3、鏈傳動鏈傳動是由閉合的撓性環(huán)形兩條和主，從動輪說組成，鏈輪時特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒的鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力，鏈傳動時屬于帶有中間撓性的嚙合傳動。3.5.4、蝸桿傳動蝸桿傳動是用來傳遞空間年交錯軸之間的運(yùn)動與動力，一般兩軸交角為90°。所選傳動方式為齒輪傳動（根據(jù)總體方案選定）。3.5.5、滾珠絲杠螺母副

為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行，必須降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦并減少靜、動摩擦系數(shù)之差。因此，形成不太長的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。

滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá)85%-98%，是普通滑動絲杠副的2-4倍。滾珠絲杠副的摩擦角小于1°，因此不自鎖。如果滾珠絲杠副驅(qū)動升降運(yùn)動（如主軸箱或升降臺的升降），則必須有制動裝置。

滾珠絲杠的靜、動摩擦系數(shù)實(shí)際上幾乎沒有什么差別。它可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。滾珠絲杠由專門工廠制造。

數(shù)控加工時，需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動，故采用絲杠螺母傳動機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床上一般采用滾珠絲杠，它可將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，滿足進(jìn)給系統(tǒng)減少摩擦的基本要求。該傳動副傳動效率高，摩擦力小，并可消除間隙，無反向空行程；但制造成本高，不能自鎖，尺寸亦不能太大，一般用于中小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給。滑動絲杠螺母副用于舊機(jī)床的數(shù)控改造、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等；滾珠絲杠螺母副用于中、高檔數(shù)控機(jī)床；靜壓絲杠螺母副用于高精度數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床。滾珠絲杠螺母副滾珠循環(huán)方式常用有兩種：外循環(huán)與內(nèi)循環(huán)。所以選擇滾珠絲杠傳動部件。3.6、導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計導(dǎo)軌的主要功能是導(dǎo)向和承載。導(dǎo)軌使運(yùn)動部件沿一定的軌跡運(yùn)動，從而保證各部件之間的相對位置精度。導(dǎo)軌主要由機(jī)床上兩個相對運(yùn)動部件的配合而組成一對導(dǎo)軌副，其中，不動的配合面稱為支承導(dǎo)軌，運(yùn)動的配合面稱為運(yùn)動導(dǎo)軌3.6.1、導(dǎo)軌的基本類型導(dǎo)軌按運(yùn)動軌跡可以分為直線運(yùn)動導(dǎo)軌和圓周運(yùn)動導(dǎo)軌；按摩擦性質(zhì)可以分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。其中滾動導(dǎo)軌又有普通滑動導(dǎo)軌、液體動壓導(dǎo)軌、液體靜壓導(dǎo)軌之分。滾動導(dǎo)軌按滾動體的形狀又可以分為滾珠導(dǎo)軌和滾柱導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌在進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌中使用較多。3.6.2、導(dǎo)軌的基本要求（1）導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度主要是指運(yùn)動部件沿導(dǎo)軌運(yùn)動軌跡的直線度（對直線運(yùn)動導(dǎo)軌）或圓度（對圓周運(yùn)動導(dǎo)軌）導(dǎo)軌的幾何精度直接影響導(dǎo)向精度，因此在導(dǎo)軌檢驗標(biāo)準(zhǔn)中對縱向直線度及兩導(dǎo)軌面平行度都有規(guī)定。影響導(dǎo)向精度的主要因素除制造誤差外，還與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式、裝配質(zhì)量、導(dǎo)軌及其支承件的剛度和熱變形等有關(guān)。（2）耐磨性。耐磨性直接影響機(jī)床的精度壽命，是導(dǎo)軌設(shè)計、制造的關(guān)鍵，也是衡量機(jī)床質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志。提高導(dǎo)軌的耐磨性是提高導(dǎo)軌使用壽命的重要途徑。影響導(dǎo)軌耐磨性的主要因素有導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)、材料、熱處理及其加工方法、受力情況、潤滑和保護(hù)等。（3）剛度。導(dǎo)軌受力后變形會影響部件之間的相對位置和導(dǎo)向精度，因此要求導(dǎo)軌有足夠高的剛度。導(dǎo)軌變形包括導(dǎo)軌受力后的接觸變形、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形，以及由于導(dǎo)軌支承件的變形而引起的導(dǎo)軌變形。導(dǎo)軌變形主要取決于導(dǎo)軌的形式、尺寸及與支承件的連接方式與受力情況等。（4）低速運(yùn)動平穩(wěn)性。運(yùn)動部件低速移動時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。進(jìn)給運(yùn)動時出現(xiàn)爬行，會使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動，增大被加工表面的粗糙度；定位運(yùn)動時出現(xiàn)爬行，會降低定位精度，故要求導(dǎo)軌低速運(yùn)動平穩(wěn)。影響導(dǎo)軌低速運(yùn)動平穩(wěn)性的因素有：靜、動摩擦系數(shù)的差值，傳動系統(tǒng)的剛度，運(yùn)動部件的質(zhì)量及導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤滑情況。3.6.3、常用的導(dǎo)軌及其特點(diǎn)1．滑動導(dǎo)軌（1)滑動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀如圖1－1所示。其各個平面所起的作用各不相同。在矩形和三角形導(dǎo)軌中，M面主要起支撐作用，N面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面，J面是防止運(yùn)動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中，M面起導(dǎo)向和壓板作用，J面起支撐作用。圖1－2滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀(a)矩形導(dǎo)軌；(b)三角形導(dǎo)軌；(c)燕尾槽導(dǎo)軌；(d)圓柱形導(dǎo)軌①矩形導(dǎo)軌。圖1－1所示的矩形導(dǎo)軌制造簡單，剛度和承載力大，水平方向和豎直方向上的位移互不影響，因此安裝、調(diào)整都較方便。M面既是保證垂直面內(nèi)直線移動精度的導(dǎo)向面，又是承受載荷的主要支承面；N面是保證水平面內(nèi)直線移動精度的導(dǎo)向面。因N面磨損后不能自動補(bǔ)償間隙，所以需要有間隙調(diào)整裝置。②三角形導(dǎo)軌。圖1－1所示的山形導(dǎo)軌及V形導(dǎo)軌均稱為三角形導(dǎo)軌，當(dāng)其水平布置時，在豎直載荷的作用下，導(dǎo)軌磨損后能自動補(bǔ)償，不會產(chǎn)生間隙，因此導(dǎo)向性好。但壓板面仍需要有間隙調(diào)整裝置。導(dǎo)向性能與頂角有關(guān)，頂角越小，導(dǎo)向性越好；頂角加大，承載能力增加。支承導(dǎo)軌為凸三角形時，不易積存較大切削，也不易積存潤滑油。③燕尾槽導(dǎo)軌。圖1－1所示的燕尾導(dǎo)軌可視為三角形導(dǎo)軌的變形，磨損后不能自動補(bǔ)償間隙，需用鑲條調(diào)整。兩燕尾面起壓板面作用，用一根鑲條就可以調(diào)整水平、豎直方向的間隙。這種導(dǎo)軌制造、檢驗和修理均較復(fù)雜，摩擦阻力大。當(dāng)承受豎直作用力時，它以支承面為主要工作面，其剛度與矩形導(dǎo)軌的相近；當(dāng)承受顛覆力矩時，其斜面為主要工作面，其剛度較低。燕尾形導(dǎo)軌一般用于高度小的多層移動部件。兩個導(dǎo)軌面間的夾角為55°。④圓柱形導(dǎo)軌。圖1－1所示的圓柱形導(dǎo)軌制造簡單，內(nèi)孔可珩磨，外圓經(jīng)過磨削可達(dá)到精密配合，但磨損后調(diào)整間隙困難。為防止轉(zhuǎn)動，可在圓柱表面上開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的轉(zhuǎn)矩。圓柱形導(dǎo)軌主要用于承受軸向載荷的場合，適用于同時作直線運(yùn)動和轉(zhuǎn)動的場合，如拉床、珩磨機(jī)及機(jī)械手等。（2）滑動導(dǎo)軌的組合形式與應(yīng)用滑動導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組成，不同的組合形式是為了滿足不同機(jī)床的工作要求。在數(shù)控機(jī)床上，滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式。只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。雙三角形組合。這種導(dǎo)軌同時起支承、導(dǎo)向作用，磨損后相對位置不變，能自行補(bǔ)償豎直方向及其水平方向的磨損，導(dǎo)向精度高，但要求四個表面刮削或磨削后接觸，工藝性較差。床身與運(yùn)動部件熱變形不一樣時，不易保證四個表面同時接觸。這種導(dǎo)軌常用于龍門刨床與高精度車床。V形-平導(dǎo)軌組合。V形-平導(dǎo)軌組合，不需要用鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)向精度高，加工裝配也較方便，溫度變化不會改變導(dǎo)軌面的接觸情況，但熱變形會使移動部件水平偏移，常用于磨床、精密鏜床上。雙矩形導(dǎo)軌是用側(cè)邊導(dǎo)向，當(dāng)采用一條導(dǎo)軌的兩側(cè)邊導(dǎo)向時稱為窄式導(dǎo)向（圖1－2（a）），若分別采用兩條導(dǎo)軌的兩個側(cè)面邊導(dǎo)向則稱為寬式導(dǎo)向（圖1－2（b））。窄式導(dǎo)向制造容易，受熱變形影響小。圖1－3窄式導(dǎo)向與寬式導(dǎo)向(a)窄式導(dǎo)向；(b)寬式導(dǎo)向④三角形-矩形組合。三角形-矩形組合導(dǎo)軌兼有導(dǎo)向性好、制造方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛，常用于車床、磨床、精密鏜床、滾齒機(jī)等機(jī)床上。三角形導(dǎo)軌作主要導(dǎo)向面，其導(dǎo)向性比雙矩形組合導(dǎo)軌要好。三角形導(dǎo)軌磨損后不能調(diào)整，對位置精度有影響。⑤平-平-三角形組合。當(dāng)龍門銑床工作臺寬度大于3000mm、龍門刨床工作臺寬度大于5000mm時，為了不使工作臺中間撓度過大，可用三根導(dǎo)軌的組合導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌是重型龍門刨床工作臺導(dǎo)軌的一種形式，三角形導(dǎo)軌主要起導(dǎo)向作用，平導(dǎo)軌主要起承載作用，不需要鑲條調(diào)整間隙。（3）圓周運(yùn)動導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌主要用于圓形工作臺、轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)塔等旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件，常用的圓周運(yùn)動導(dǎo)軌有平面圓環(huán)導(dǎo)軌、錐形圓環(huán)導(dǎo)軌、V形圓環(huán)導(dǎo)軌。①平面圓環(huán)導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌容易制造，熱變形后仍能接觸，適用于大直徑的工作臺和轉(zhuǎn)盤，便于鑲裝耐磨材料及采用動壓、靜壓導(dǎo)軌，減少摩擦。當(dāng)它只能承受軸向力，不能單獨(dú)承受徑向力，需與帶徑向滾動軸承的主軸相配合來承受徑向力。此種導(dǎo)軌摩擦損失小，精度高，目前使用較多，如用于滾齒機(jī)、立式車床等。②錐形圓環(huán)導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌能承受軸向力與較大的徑向力，但不能承受較大的顛覆力，熱變形也不影響導(dǎo)軌接觸，其導(dǎo)向性比平面圓環(huán)導(dǎo)軌的好，但要保持錐面和主軸的同軸度較困難，母線傾斜角一般為30°，常用于徑向力較大的機(jī)床。③V形圓環(huán)導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌能承受較大的軸向力、徑向力和顛覆力矩，能保持很好的潤滑，當(dāng)制造較復(fù)雜，需保證兩個V形錐面和主軸同心。V形一般用非對稱形狀。當(dāng)床身熱變形量和工作臺的熱變形量不同時，兩導(dǎo)軌面將不同時接觸。（4）塑料滑動導(dǎo)軌。傳統(tǒng)的鑄鐵—鑄鐵和鑄鐵—淬火鋼的導(dǎo)軌副，靜摩擦系數(shù)大，且動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，摩擦損失大，低速時易出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象，影響運(yùn)動平穩(wěn)性和定位精度，因此在數(shù)控機(jī)床上已很少采用，取而代之的是鑄鐵—塑料滑動導(dǎo)軌或鑲鋼—塑料滑動導(dǎo)軌。目前，塑料導(dǎo)軌的材料可分為兩種：貼塑材料和涂塑材料。目前在國內(nèi)生產(chǎn)使用的貼塑材料主要有塑料導(dǎo)軌板和塑料導(dǎo)軌軟帶兩種，它們是由聚四氟乙烯和多種金屬材料制成的復(fù)合材料。例如，ＦＱ－１塑料導(dǎo)軌板采用的是在渡銅鋼板上燒結(jié)一層多孔青銅，在青銅層間隙中扎入聚四氟乙烯及其他填料，再經(jīng)適當(dāng)處理形成金屬-氟塑料的復(fù)合體導(dǎo)軌板。這種材料的導(dǎo)軌板的摩擦系數(shù)?。s為0.04～0.08），并具有良好的自潤滑作用，特別適用于垂直導(dǎo)軌。塑料導(dǎo)軌軟帶是以聚四氟乙烯PTFE為基體，添加青銅粉二硫化鉬和石墨等多種填料所構(gòu)成的復(fù)合材料。在油潤滑狀態(tài)下，其摩擦系數(shù)約為0.06，使用壽命為普通鑄鐵導(dǎo)軌的8～10倍。塑料導(dǎo)軌軟帶有各種厚度規(guī)格，長與寬由用戶自行裁剪，采用粘貼的方法固定。由于塑料導(dǎo)軌軟帶較軟，容易被硬物刮傷，因此要有良好的密封防護(hù)措施。概括起來，塑料導(dǎo)軌軟帶與其他導(dǎo)軌相比，有以下特點(diǎn)：（1）摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，比鑄鐵導(dǎo)軌副低一個數(shù)量級。（2）動、靜摩擦系數(shù)相近，運(yùn)動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好。（3）吸收振動，具有良好的阻尼特性，優(yōu)于接觸剛度較低的滾動導(dǎo)軌和易漂浮的靜壓導(dǎo)軌。（4）耐磨性好，有自身潤滑作用，無潤滑劑也能工作，灰塵磨粒的嵌入性好。（5）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐低溫，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑及各種有機(jī)溶劑。（6）維護(hù)修理方便，軟帶耐磨，損壞后更換容易。（7）經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，約為滾動導(dǎo)軌成本的1／20。圖1－4鑲粘塑料—金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)塑料滑動導(dǎo)軌可分為兩種：①注塑導(dǎo)軌。導(dǎo)軌注塑的材料或耐磨涂料的材料是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成膏狀為一組分，固化劑為另一組分的雙組分塑料。這種塑料附著力強(qiáng)，具有良好的可加工性，可經(jīng)車削、銑削、刨削、鉆削、磨削和刮削加工，也有良好的摩擦特性和耐磨性，而且其抗壓強(qiáng)度比聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的要高，固化時體積不收縮，尺寸穩(wěn)定。這種導(dǎo)軌的另一特性是可在調(diào)整好固定導(dǎo)軌和運(yùn)動導(dǎo)軌間的相關(guān)位置精度后注入涂料，因此可節(jié)省許多加工工時，特別適用于重型機(jī)床和不能用導(dǎo)軌軟帶的復(fù)雜配合型面。②貼塑導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌滑動面上貼一層耐磨的塑料導(dǎo)軌軟帶，對與之相配的導(dǎo)軌滑動面進(jìn)行淬火和磨削加工。塑料導(dǎo)軌軟帶以聚四氟乙烯為基材，添加合金粉和氧化物制成。塑料導(dǎo)軌軟帶可切成任意大小和形狀，用膠黏劑黏接在導(dǎo)軌基面上。由于這類導(dǎo)軌軟帶用黏接方法加工，故稱為貼塑導(dǎo)軌。軟帶的粘貼工藝工程是：先將導(dǎo)軌粘貼面加工至表面粗糙度Ra為3.2~1.6μm(為了對軟帶起定位作用，導(dǎo)軌粘貼面應(yīng)加工成0.5~1.0mm深的凹槽)，再以丙酮清洗粘貼面，用膠黏劑把軟帶粘貼在凹槽上，加壓初固化1~2小時后，合攏到配對的固定導(dǎo)軌（或?qū)Ｓ脢A具）上，施加一定的壓力，并在室溫下固化24h，然后取下配對的導(dǎo)軌，清除余膠，在軟帶上面開出油槽，進(jìn)行精加工。2．滾動導(dǎo)軌1）滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式（1）滾動導(dǎo)軌塊。這是一種以滾動體作循環(huán)的滾動體。移動部件移動時，滾動體沿封閉軌道作循環(huán)運(yùn)動。滾動體為滾珠或滾柱。數(shù)控機(jī)床上采用的滾柱式滾動導(dǎo)軌塊如圖1－4所示，它多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌塊由專業(yè)廠家生產(chǎn)，有多種規(guī)格、形式供用戶選用。使用時，導(dǎo)軌塊裝在運(yùn)動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。圖1－5滾柱式滾動導(dǎo)軌塊(a)單元滾動塊;(b)在加工中心上的應(yīng)用(2)直線滾動導(dǎo)軌。直線滾動導(dǎo)軌又稱單元直線滾動導(dǎo)軌。它除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩，其制造精度高，可高速運(yùn)行，并能長時間保持精度，通過預(yù)加負(fù)載可提高剛性，具有自調(diào)的能力，安裝基面允許誤差大。直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)如圖1－5所示。導(dǎo)軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運(yùn)動部件上。當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌體移動時，滾珠在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動，并通過端蓋內(nèi)的滾道，從工作負(fù)荷到非工作負(fù)荷區(qū)，然后再滾動回到工作負(fù)載區(qū)，不斷循環(huán)，從而把滾動體和滑塊之間的移動變成了滾珠的滾動。為防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道，滑塊兩端及下部均有塑料密封墊。滑塊上還有潤滑油注油杯，只要定期將鋰基潤滑脂放入潤滑油注油杯即可實(shí)現(xiàn)潤滑。圖1－6直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)2）滾動導(dǎo)軌的類型滾動導(dǎo)軌根據(jù)滾動體的形式不同，可以分為滾珠導(dǎo)軌、滾柱（或滾針）導(dǎo)軌等。（1）滾珠導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為滾珠與導(dǎo)軌之間點(diǎn)接觸，摩擦阻力小，承載能力較差，剛度低，其結(jié)構(gòu)緊湊、制造容易、成本較低。通過合理設(shè)計滾道圓弧可大幅度降低接觸應(yīng)力，提高承載能力。滾珠導(dǎo)軌一般適用于運(yùn)動部件質(zhì)量小于200kg，切削力矩和顛覆力矩都較小的機(jī)床。（2）滾柱導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為滾動體與導(dǎo)軌之間是線接觸，承載能力較同規(guī)格滾珠導(dǎo)軌高一個數(shù)量級，剛度高。滾柱導(dǎo)軌對導(dǎo)軌面的平面度敏感，制造精度要求比滾珠導(dǎo)軌高，適用于載荷較大的機(jī)床。3)滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法有以下兩種：（1）采用過盈配合。預(yù)加載荷大于外載荷，預(yù)緊力產(chǎn)生過盈量2～3μm，過大會使?fàn)恳υ黾?。若運(yùn)動部件較重，其重力可起預(yù)加載荷作用，若剛度滿足要求，可不施預(yù)加載荷。（2）調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。圖1－6為滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法。圖1－7滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法(a)滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐;(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷；(c)交叉式滾柱導(dǎo)軌;(d)循環(huán)式滾動導(dǎo)軌塊3.液壓導(dǎo)軌液壓導(dǎo)軌在機(jī)床上的使用主要是靜壓導(dǎo)軌。在靜壓導(dǎo)軌兩個相對運(yùn)動的導(dǎo)軌面間通入壓力油，可使運(yùn)動件浮起。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié)，以平衡外加負(fù)載，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。所以靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)極?。s0.0005）、功率消耗小、導(dǎo)軌不會磨損，因而導(dǎo)軌的精度保持性好，壽命長。油膜厚度幾乎不受速度的影響，油膜承載能力大、剛性高、吸振性良好，導(dǎo)軌運(yùn)行平穩(wěn)，既無爬行，也不會產(chǎn)生振動。但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并需要一套有良好過濾效果的液壓裝置，因此制造成本較高。目前，靜壓導(dǎo)軌較多應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機(jī)床上。靜壓導(dǎo)軌按導(dǎo)軌形式可分為開式和閉式兩種，數(shù)控機(jī)床用閉式的靜壓導(dǎo)軌。閉式靜壓導(dǎo)軌按供油方式可分為恒壓（即定壓）供油和恒流（即定量）供油兩種。恒壓供油方式中以毛細(xì)管節(jié)流和單面薄膜反饋節(jié)流用得較多，其原理如圖1－7所示。圖1－8閉式靜壓導(dǎo)軌恒壓供油原理3.6.4、導(dǎo)軌間隙的調(diào)整、潤滑與防護(hù)1．導(dǎo)軌的潤滑1)潤滑方法導(dǎo)軌最簡單的潤滑方式是人工定期加油或用油杯供油。這種方法簡單、成本低，但不可靠，一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動速度低、工作不頻繁的滾動導(dǎo)軌。對運(yùn)動速度較高的導(dǎo)軌大都采用潤滑泵，以壓力油強(qiáng)制潤滑。這樣不但可連續(xù)或間歇供油給導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑，而且可利用油的流動沖洗和冷卻導(dǎo)軌表面。為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制潤滑，機(jī)床必須備有專門的供油系統(tǒng)。圖1－8為某加工中心導(dǎo)軌的潤滑系統(tǒng)。圖1－9加工中心導(dǎo)軌的潤滑系統(tǒng)2)對潤滑油的要求在工作溫度變化時，潤滑油粘度變化要小，要有良好的潤滑性能和足夠的油膜剛度，油中雜質(zhì)盡量少且不浸蝕機(jī)件。常用的全損耗系統(tǒng)用油有L—AN10、15、32、42、68，精密機(jī)床導(dǎo)軌油L—HG68，汽輪機(jī)油L—TSA32、46等。2．導(dǎo)軌的防護(hù)為了防止切屑、磨?；蚶鋮s液散落在導(dǎo)軌面上而引起磨損、擦傷和銹蝕，導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置。常用的刮板式、卷簾式和疊層式防護(hù)罩，大多用于長導(dǎo)軌機(jī)床上，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等。另外，還有手風(fēng)琴式的伸縮式防護(hù)罩等。在機(jī)床使用過程中應(yīng)防止損壞防護(hù)罩，對疊層式防護(hù)罩應(yīng)經(jīng)常用刷子蘸機(jī)油清理移動接縫，以避免發(fā)生碰殼現(xiàn)象。3.間隙調(diào)整方法：（1）采用壓板來調(diào)整間隙并承受顛覆力矩。（2）采用鑲條來調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的間隙（3）采用壓條鑲條來調(diào)整間隙。（這種方法已標(biāo)準(zhǔn)化）3.6.5、選擇導(dǎo)軌的種類確定阻尼比進(jìn)給系統(tǒng)中摩擦阻力的大小主要決定于導(dǎo)軌類型。為了盡可能減少摩擦力，廣泛采用各種類型的減摩導(dǎo)軌。其中考慮到進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并為適當(dāng)增加導(dǎo)軌阻尼比，常常采用滾動導(dǎo)軌加預(yù)載的結(jié)構(gòu)以及采用滾動、滑動復(fù)合導(dǎo)軌和靜壓卸荷導(dǎo)軌等等。其中滾動、滑動復(fù)合導(dǎo)軌同時具有滾動和滑動導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)，也就是具有較小的摩擦系數(shù)，很好的剛性和阻力特性，因此近幾年來應(yīng)用日益增多。導(dǎo)軌阻尼比導(dǎo)軌種類等價阻尼比滑動導(dǎo)軌0.02～0.3（一般0.15）靜壓導(dǎo)軌0.02滾動導(dǎo)軌0.02～0.05由于我們設(shè)計是數(shù)控龍門鏜銑床的溜板箱進(jìn)給系統(tǒng)，數(shù)控龍門鏜銑床屬于重型機(jī)床，承載能力大，導(dǎo)向精度要求較好，所以可以選用截面是雙矩形的組合導(dǎo)軌，同時塑料滾動導(dǎo)軌具有良好的定位精度和運(yùn)動平穩(wěn)性，維護(hù)維修方便，經(jīng)濟(jì)性好，可以采用貼塑導(dǎo)軌。數(shù)控龍門鏜銑床承受的顛覆力矩較大，故采用閉式導(dǎo)軌形式。3.7、總體方案的選擇采用半閉環(huán)控制型式；導(dǎo)軌為貼塑導(dǎo)軌；滾珠絲杠螺距：10mm；驅(qū)動元件為FANUC30交流伺服電動機(jī)。（注：初選滾珠絲杠螺距：12mm驅(qū)動元件為FANUC30R交流伺服電動機(jī)。經(jīng)校核不滿足要求，計算過程省略，最后選擇方案計算過程如下）4、設(shè)計計算4.1、伺服系統(tǒng)傳動系統(tǒng)的設(shè)計驅(qū)動元件為FANUC30交流伺服電動機(jī)，這種型號的驅(qū)動電機(jī)參數(shù)如下：輸出功率：3.3kW額定轉(zhuǎn)矩：37.2N·m最大轉(zhuǎn)矩：225N·m轉(zhuǎn)子慣量：0.025機(jī)械時間常數(shù)：5ms最高轉(zhuǎn)速：1200r/min；4.4.1、降速比的計算對于半閉環(huán)，工作原理和閉環(huán)相似，主要是由驅(qū)動馬達(dá)的額定速度或轉(zhuǎn)矩與機(jī)床要求的進(jìn)給速度或負(fù)載轉(zhuǎn)矩所決定。絲杠傳動時降速比公式為：其中：電機(jī)最大轉(zhuǎn)速絲杠螺距最大進(jìn)給速度帶入數(shù)據(jù)則：按最小慣量的要求，該減速器采用1級傳動，傳動比為i=3。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，確定傳動齒輪的齒數(shù)分別為=20、=60，模數(shù)m=4，齒寬=40mm、=35mm，那么小齒輪的直徑大齒輪的直徑兩齒輪嚙合時的中心距小齒輪齒頂圓直徑小齒輪齒根圓直徑大齒輪齒頂圓直徑大齒輪齒根圓直徑4.1.2、慣量計算根據(jù)經(jīng)驗必須對所得降速比進(jìn)行驗算，以滿足折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量不能過大的要求。對于半閉環(huán)，應(yīng)滿足以下的慣量匹配：交流電機(jī)驅(qū)動時：其中：——電機(jī)本身的慣量——折算到電機(jī)軸上的總慣量根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗，值具有一定的范圍。這一比值不能太大，也不能太小。如果比值太小，則機(jī)床動態(tài)特性主要決定于負(fù)載特性，此時不同質(zhì)量和行程的各坐標(biāo)的特性將有很大區(qū)別，并且很容易受切削力、摩擦力等干擾的影響。所以為便于調(diào)整以及為保證穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)規(guī)定的最小值。另外也不能過大。1）計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量一般慣量計算公式為絲杠總轉(zhuǎn)動慣量為：2）工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量其中：W——工作臺重量，W=50000N；——絲杠的螺距，=10mm；g=9.8m/代入數(shù)據(jù)計算得：3）計算各齒輪的轉(zhuǎn)動慣量齒輪的轉(zhuǎn)動慣量計算公式為：其中：質(zhì)量，（1）小齒輪轉(zhuǎn)動慣量為：（2）大齒輪轉(zhuǎn)動慣量為：4）計算折算到電機(jī)軸上的總慣量絲杠傳動時傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量為：其中：——小齒輪及其軸的轉(zhuǎn)動慣量——大齒輪及其軸的轉(zhuǎn)動慣量——絲