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南 昌 航 空 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 制育秧缽機(jī)設(shè)計(jì)
II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：
設(shè)計(jì)一制育秧缽機(jī)，要求：
（1）按規(guī)定的尺寸制出育秧缽；
（2）每小時(shí)生產(chǎn)3000個(gè)左右；
（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，拖動(dòng)功率小，維修方便，造價(jià)低。
III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：
1. 收集資料、外文資料翻譯、開(kāi)題報(bào)告 （2周）2月23日-3月8日
2. 傳動(dòng)方案的確定 （1周）3月9日-3月15日
3. 參數(shù)確定及設(shè)計(jì)計(jì)算 （3周）3月16日-4月5日
4. 制育秧缽機(jī)裝配圖設(shè)計(jì)及零部件圖設(shè)計(jì) （7周）4月6日-5月24日
5. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （4周）5月25日-6月19日
Ⅳ 、主 要參考資料：
[1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001
[2]孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2002
[3] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[4] 趙學(xué)田主編.機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門(mén).北京：冶金工業(yè)出版社，1982
[5] Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7
機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造自動(dòng)化 專業(yè)類 050313 班
學(xué)生： 馮杰
日期： 自 2009 年2月23日 至2009年6 月 19日
指導(dǎo)教師：
助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：
教研室主任：
附注:任務(wù)書(shū)應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)首頁(yè)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目： 制育秧缽機(jī)設(shè)計(jì)
專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化
班級(jí)學(xué)號(hào)
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
填表日期
一、 題依據(jù)及意義?
本次設(shè)計(jì)的目的是為了能綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)知識(shí)，融會(huì)貫通。鞏固大學(xué)四年來(lái)所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí),并運(yùn)用所學(xué)的冷沖機(jī)械設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)知識(shí),解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題,提高分析問(wèn)題,解決實(shí)際問(wèn)題的能力.?
目前，建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村是我國(guó)的一項(xiàng)政策。在建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的過(guò)程當(dāng)中，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)效率、降低農(nóng)業(yè)機(jī)械的成本是不容忽略的。從這一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，本課題制育秧缽機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)響應(yīng)國(guó)家政策，是有利于農(nóng)村發(fā)展的，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。
另一方面，通過(guò)本次設(shè)計(jì)提高外語(yǔ)、專業(yè)、計(jì)算機(jī)的綜合能力，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)研究能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，提高實(shí)際工作能力。著重是培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)、解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題和其它一些綜合能力，特別是工作能力，養(yǎng)成良好的工作態(tài)度、工作作風(fēng)。另外，還可進(jìn)一步熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能夠熟練使用有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和熟悉編寫(xiě)技術(shù)文件和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)一步提高科技寫(xiě)作的能力，加強(qiáng)對(duì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的了解。
本次設(shè)計(jì)，根據(jù)給定的舊式育秧缽機(jī)機(jī)構(gòu)，分析其工藝性及經(jīng)濟(jì)性，創(chuàng)新設(shè)計(jì)新的更合理的育秧缽機(jī)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，先進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研，全面了解育秧缽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要技術(shù)參數(shù)，從而使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中具有較強(qiáng)的針對(duì)性，才能在設(shè)計(jì)正確合理的基礎(chǔ)上敢于創(chuàng)新。
二、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)張趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、
中國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中培育良好的秧苗是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。育苗技術(shù)是農(nóng)業(yè)科技一直關(guān)注的。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，良好的育苗器械是培育好育苗的關(guān)鍵。因此育秧缽機(jī)的研究與發(fā)展在近些年取得了顯著的成就。下面是對(duì)育秧缽機(jī)相關(guān)資料的整理。?
1）浙江理工大學(xué)機(jī)械工程系博士研究生楊文珍對(duì)圓盤(pán)式精密播種制缽機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)圓盤(pán)式精密播種制缽機(jī)缽體的定位精確、沖壓機(jī)構(gòu)和缽盤(pán)機(jī)構(gòu)之間運(yùn)動(dòng)配合緊湊，易發(fā)生干涉等問(wèn)題，在分析圓盤(pán)式精密播種制缽機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合新的精密播種制缽工序，對(duì)制缽機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)和缽盤(pán)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；研究?jī)烧叩呐浜弦?guī)律，推導(dǎo)出相應(yīng)的位移方程，并在VB6.0平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模擬，得到了避免機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉條件和滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了圓盤(pán)式精密播種制缽機(jī)的精密播種和營(yíng)養(yǎng)缽體制造功能。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真表明：沖壓制缽的時(shí)間在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)所占的比例應(yīng)少于58.4%，制缽機(jī)可以避免干涉，實(shí)現(xiàn)精密播種和制造營(yíng)養(yǎng)缽。
2）上海市農(nóng)機(jī)局的下屬農(nóng)機(jī)研究所研制的ZB810型棉花育苗制缽機(jī)，機(jī)構(gòu)緊湊、性能良好、適應(yīng)田間作業(yè)。制成的缽體表面光滑、外緊內(nèi)松、符合農(nóng)業(yè)要求。育苗移栽后的棉花可全苗早發(fā)，增加伏前桃和伏桃，比其他移苗增產(chǎn)20%以上，勞動(dòng)效率提高1-2倍。
3）我國(guó)制育秧缽機(jī)的發(fā)展歷程和美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的距離。我國(guó)在70年代才開(kāi)始研制水稻傳統(tǒng)育秧的半機(jī)械化及機(jī)械化插秧機(jī)和拔秧機(jī)。80年代后，引進(jìn)日本技術(shù)，研制了帶土苗育秧和插秧機(jī)械，而對(duì)播種機(jī)械研究較少。
4）隨著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展及加工技術(shù)與工藝的現(xiàn)代化，出現(xiàn)了輕便，可在不同時(shí)制育各種秧苗的制缽機(jī)。ＥＢ－４２型制缽機(jī)邊是其代表，這中制缽機(jī)是棉花、玉米、烤煙和蔬菜等農(nóng)作物實(shí)施營(yíng)?養(yǎng)缽育苗移栽機(jī)械化技術(shù)的先進(jìn)適用機(jī)具，屬于種植業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械。該機(jī)由?減速機(jī)構(gòu)、攪土機(jī)構(gòu)、間歇定位機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊沖壓等機(jī)構(gòu)組成。
三、 研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
明確了設(shè)計(jì)要求，就可以進(jìn)行育秧缽的工藝設(shè)計(jì)，也就是育秧缽到底采用什么方法制造，因此需要了解舊式制缽的方法。
1. 最早的育秧缽
??????育秧缽最在是用手工制造的，其步驟如下：
（1） 將肥料和土壤攪拌均勻，用篩子篩細(xì)；
（2） 將上述土壤放入一個(gè)模子中；
（3） 用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一凸頭；
（4） 再將模子托起，育秧缽被沖出；
2. 老式制缽機(jī)
這種制作方法很像制作蜂窩煤。它的動(dòng)作過(guò)程是這樣的：電動(dòng)機(jī)1?經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給齒輪7。齒輪7一方面通過(guò)偏心銷使運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿8傳動(dòng)滑動(dòng)支架作上下移動(dòng)，另方面齒輪7又由一對(duì)錐齒輪將運(yùn)動(dòng)傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導(dǎo)向鍵聯(lián)接，不僅能隨陬轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在軸上移動(dòng)）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動(dòng)滾子10的強(qiáng)制下，向上抬起并壓縮彈簧，離合器11就處在脫開(kāi)狀態(tài)，在其下面的齒輪9（和軸空套）就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到凸輪凹面與從動(dòng)滾子10接觸時(shí)，端面凸輪就會(huì)在彈簧力的作用下向下推移。是離合器嚙合，運(yùn)動(dòng)就經(jīng)過(guò)齒輪9帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，凸輪會(huì)再次轉(zhuǎn)到凸輪面與滑輪接觸，此時(shí)凸輪又會(huì)在滑輪的強(qiáng)制下使離合器再次脫開(kāi)，齒輪9就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過(guò)程恰好轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)60°，而被定位銷20銷住，也就是在轉(zhuǎn)盤(pán)停頓的時(shí)間里，滑動(dòng)支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在?？字凶饕淮紊舷峦鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過(guò)程。
???這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：
（1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多；
（2） 容易損壞、不易維修；
（3） 造價(jià)較高。
3.新方案的形成???
在設(shè)計(jì)新的制缽機(jī)時(shí)有下面幾點(diǎn)值得改進(jìn)：
（1） 育秧缽機(jī)的壓制壓力較小，用手制造時(shí)估計(jì)沖擊壓力約為100公斤左右，故壓緊機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單一些；
（2） 老式制缽機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)是間歇運(yùn)動(dòng)，是靠端面凸輪離合器實(shí)現(xiàn)的。凸輪每轉(zhuǎn)動(dòng)60°就停頓一次，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價(jià)也高。如果有辦法在轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行壓緊和沖出動(dòng)作，就可以取消定位裝置和端面凸輪離合器專職，這樣，動(dòng)作和機(jī)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單、也不容易失效；
（3） 攪拌叉19可以直接裝在齒輪9的軸上、省掉一對(duì)錐齒輪；
（4） 用轉(zhuǎn)盤(pán)的方法將模孔轉(zhuǎn)位，此方法比較見(jiàn)大，應(yīng)該保留；
（5） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如有可能當(dāng)然還可以設(shè)計(jì)得更簡(jiǎn)單一些。
???這樣，在參考老式制缽機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，就形成了一個(gè)年?的設(shè)計(jì)方法。
四、 目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
目標(biāo)：為了使秧苗在育秧期有足夠的養(yǎng)料及秧苗成長(zhǎng)后能方便的移植到田間栽種，就許一種培育秧苗用的育秧缽，育秧缽由陪有各種肥料的土壤做成圓柱形狀，并在上端挖一凹孔使之呈缽狀。使用時(shí)將種子播在凹孔中，用土覆蓋，待秧苗成長(zhǎng)后將秧苗連育秧缽機(jī)一起移到田間。該缽的含水率為、18%-22%。它是憑經(jīng)驗(yàn)鑒別的，能用手握成團(tuán)，落地就散即可。
對(duì)制缽機(jī)的要求，尺寸制出育秧缽?fù)?，還要求，1）每小時(shí)能生產(chǎn)3000個(gè)左右；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功率小、維修方便、造價(jià)低。
主要特色：
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、較好的制造工藝，性能穩(wěn)定。
工作進(jìn)度：
1、 收集資料、外文資料翻譯、開(kāi)題報(bào)告 (2周)2月23日～3月8日
2、 傳動(dòng)方案的確定 (1周)3月9日～3月15日
3、 參數(shù)確定及設(shè)計(jì)計(jì)算 (3周)3月16日～4月5日
4、 制育秧缽機(jī)裝配圖設(shè)計(jì)及零部件圖設(shè)計(jì) (7周)4月6日～5月24日
5、 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 (4周)5月25日～6月19日
五、 參考文獻(xiàn)
[1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001
[2]孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2002
[3] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[4] 趙學(xué)田主編.機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門(mén).北京：冶金工業(yè)出版社，1982
[5] Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7
目 錄
1 緒論
1.1 選題的目的和意義························································…………………····3
1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況···············································…………………3
1.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法································………………4
2 育秧缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求
2.1 用途···············································································………………..5
2.2 設(shè)計(jì)要求·········································································………………..5
3 方案確定
3.1 工藝分析·········································································…………………7
3.1.1最早的手工制秧缽的方法· ·············································……………….7
3.1.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) ·····························································………………..9
3.1.3對(duì)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求 ·····················································……………..10
3.2 擬定機(jī)器的工作原理圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ······························ ………………..11
3.3 方案確定 ····························································………………..12
3.3.1模孔轉(zhuǎn)盤(pán)方案的討論 ···················································…………………13
4 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇·······························································…………………..15
4.1.1電動(dòng)機(jī)的功率確定 ······················································………………….15
4.1.2選擇電動(dòng)機(jī) ·······························································…………………..16
4.2 確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比···············································…………………….16
4.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率···················································…………………..17
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 ?？邹D(zhuǎn)盤(pán)齒輪結(jié)構(gòu) ···················································…………………..19
5.2 轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 ············································………………19
5.3 曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ·························……………..20
5.4 錐齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)···············································…………………..23
5.5 直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu) ················································……………………26
5.6 帶輪的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ·············································…………………27
5.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ·························································……………….29
5.8 繪制總裝配圖 ······························································………………30
6 主要零件的強(qiáng)度效核
6.1 轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪核對(duì)·…… ……·····················································…………………32
總結(jié) ……………………………………………………… ……….33
畢業(yè)心得 …………………………………………………………… 34
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………..35
致謝 ……………………………………………………………36
1 緒 論
1.1 選題的目的和意義
育秧缽機(jī)是一種自動(dòng)生產(chǎn)秧苗缽體的機(jī)械設(shè)備?？捎糜谥谱鲌A柱形帶種籽孔的棉花、玉米、瓜果、 花卉以及中草藥等多種蔬菜農(nóng)作物育苗用營(yíng)養(yǎng)缽。秧苗用缽體培育后移栽，能保證秧苗質(zhì)量，達(dá)到早育、早熟、早上市、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的，還可節(jié)省勞力、種子肥料、農(nóng)藥。同時(shí)，該設(shè)備生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)固可靠，容易操作。是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的工具。中國(guó)是世界最大的蔬菜生產(chǎn)國(guó)，蔬菜產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%左右。我國(guó)蔬菜栽植機(jī)械的發(fā)展較慢，秧苗栽植幾乎全部由人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高。顯而易見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)蔬菜農(nóng)作物栽植機(jī)械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。
選育秧缽機(jī)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，一方面，可全面的總結(jié)大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并將本專業(yè)各方面的知識(shí)的運(yùn)用結(jié)合起來(lái)，鍛煉了自己的機(jī)械綜合運(yùn)用專業(yè)素質(zhì)；另一方面，初步嘗試了從事系統(tǒng)的科學(xué)研究，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，深入認(rèn)識(shí)了一般成型機(jī)的設(shè)計(jì)方法和思路，對(duì)畢業(yè)以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。此外，育秧缽機(jī)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、工作量適合，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完全符合要求的。
1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況
1.國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況
我國(guó)對(duì)機(jī)械制缽機(jī)研究始于 20世紀(jì) 70年代，至今已研制了多種型號(hào)的制缽機(jī)。在“七五”期間，北京引進(jìn)國(guó)外機(jī)械化育苗生產(chǎn)線，主要以生產(chǎn)蔬菜苗缽為主，可以實(shí)現(xiàn)缽?fù)林苽洹⒗忬w成形、打坑、精密播種及覆土等工藝的機(jī)械化。在“八五”期間，經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)，進(jìn)行了“盤(pán)苗設(shè)備及配套技術(shù)研究”，研制出“精密播種生、產(chǎn)線設(shè)備 ”，主要用來(lái)制造以蔬菜、甜菜為主的苗缽?！皺C(jī)械化制缽機(jī)的研制”課題被國(guó)家科委列入“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，已研制出2ZBJ-50型機(jī)械化制缽機(jī)，能實(shí)現(xiàn)制缽過(guò)程機(jī)械化操作，制造出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經(jīng)濟(jì)作物的移栽要求?？傮w來(lái)講，我國(guó)制缽機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)有了較大發(fā)展。目前，我國(guó)在這方面的研究也很多，并且有越來(lái)越多的適應(yīng)性更廣的機(jī)型正在研究中或已研制出來(lái)，將能更好的為國(guó)民生產(chǎn)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
2.國(guó)外發(fā)展概況
20世紀(jì)初期，歐洲一些國(guó)家開(kāi)始大量種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機(jī)具。這些機(jī)具仍為手動(dòng)栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動(dòng)；到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機(jī)構(gòu)或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過(guò)程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，歐洲國(guó)家開(kāi)展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術(shù)研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動(dòng)移栽機(jī)和制缽機(jī)；至20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機(jī)械化水平為58%，國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)已達(dá)67%；到20世紀(jì)80年代，半自動(dòng)移栽機(jī)已在西方國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽；育苗和移栽已形成完整的機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)見(jiàn)配套使用。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應(yīng)的自動(dòng)化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達(dá)到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。歐洲的幾個(gè)主要國(guó)家(如法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。
1.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法
本課題是對(duì)育秧缽機(jī)的成型機(jī)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)展開(kāi)。為了達(dá)到要求的運(yùn)動(dòng)精度和生產(chǎn)率，必須要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有一定的傳動(dòng)精度并且各傳動(dòng)元件之間應(yīng)滿足一定的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)各零部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作。該設(shè)計(jì)均采用新國(guó)標(biāo)，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括動(dòng)力源的選擇設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及設(shè)備零部件等的設(shè)計(jì)。
2 育秧缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求
2.1 用途
育秧缽機(jī)是一種制作培育秧苗缽體土胚的機(jī)器，該機(jī)可替代人工自動(dòng)制作秧缽，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)固可靠，容易操作等特點(diǎn)。
育秧缽是一種培育秧苗用的土胚，它能使秧苗在育秧期有足夠的養(yǎng)料及秧苗成長(zhǎng)后能方便的移植到田間栽種。育秧缽由配有各種肥料的土壤做成圓柱形狀并在上端挖一個(gè)凹孔使之成缽狀。使用時(shí)將種子播在凹孔中，用土覆蓋，待秧苗成長(zhǎng)后連育秧缽一起移到田間栽種即可。
2.2 設(shè)計(jì)要求
1.秧缽的結(jié)構(gòu)尺寸（見(jiàn)圖2.1）
圖2.1 育秧缽
2.生產(chǎn)率 3000個(gè)/小時(shí)。
3.設(shè)備名稱 ZB60型育秧缽機(jī)。
4.特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，維護(hù)方便，成本低。
5.使用期限 8~10年，6~7個(gè)月檢修一次。
圖2.2育秧缽制缽機(jī)
3 方案確定
3.1 工藝分析
3.1.1最早的手工制秧缽的方法
步驟：（1）將肥料和土壤拌均勻，用篩子篩細(xì)。
（2）將上述土壤放入一個(gè)模子，見(jiàn)圖3.1 a 。
（3）用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一凸頭，見(jiàn)圖3.1 b 。
（4）再將模子托起，育秧缽被沖出，見(jiàn)圖3.1 c 。
a) b) c)
圖3.1 手工制作育秧缽
由手工制造方法可知，制造缽體需要三個(gè)工藝流程，即填料→沖壓成型→沖出成品→進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
2. 老式制缽機(jī)
這種制作方法很像制作蜂窩煤，如圖3.2所示。它的動(dòng)作過(guò)程是這樣的：電動(dòng)機(jī) 經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給齒輪7。齒輪7一方面通過(guò)偏心銷使運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿8傳動(dòng)滑動(dòng)支架作上下移動(dòng)，另方面齒輪7又由一對(duì)錐齒輪將運(yùn)動(dòng)傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導(dǎo)向鍵聯(lián)接，不僅能隨陬轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在軸上移動(dòng)）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動(dòng)滾子10的強(qiáng)制下，向上抬起并壓縮彈簧，離合器11就處在脫開(kāi)狀態(tài)，在其下面的齒輪9（和軸空套）就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到凸輪凹面與從動(dòng)滾子10接觸時(shí)，端面凸輪就會(huì)在彈簧力的作用下向下推移。是離合器嚙合，運(yùn)動(dòng)就經(jīng)過(guò)齒輪9帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，凸輪會(huì)再次轉(zhuǎn)到凸輪面與滑輪接觸，此時(shí)凸輪又會(huì)在滑輪的強(qiáng)制下使離合器再次脫開(kāi)，齒輪9就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過(guò)程恰好轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)60°，而被定位銷20銷住，也就是在轉(zhuǎn)盤(pán)停頓的時(shí)間里，滑動(dòng)支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在?？字凶饕淮紊舷峦鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過(guò)程。
這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：
（1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多；
（2） 容易損壞、不易維修；
（3） 造價(jià)較高。
3.新方案的形成???
在設(shè)計(jì)新的制缽機(jī)時(shí)有下面幾點(diǎn)值得改進(jìn)：
（1） 育秧缽機(jī)的壓制壓力較小，用手制造時(shí)估計(jì)沖擊壓力約為100公斤左右，故壓緊機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單一些；
（2） 老式制缽機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)是間歇運(yùn)動(dòng)，是靠端面凸輪離合器實(shí)現(xiàn)的。凸輪沒(méi)轉(zhuǎn)動(dòng)60°就停頓一次，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價(jià)也高。如果有辦法在轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行壓緊和沖出動(dòng)作，就可以取消定位裝置和端面凸輪離合器專職，這樣，動(dòng)作和機(jī)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單、也不容易失效；
（3） 攪拌叉19可以直接裝在齒輪9的軸上、省掉一對(duì)錐齒輪；
（4） 用轉(zhuǎn)盤(pán)的方法將?？邹D(zhuǎn)位，此方法比較見(jiàn)大，應(yīng)該保留；
（5） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如有可能當(dāng)然還可以設(shè)計(jì)得更簡(jiǎn)單一些。
這樣，在參考老式制缽機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，就形成了一個(gè)新的設(shè)計(jì)方法，見(jiàn)圖3.3所示。
圖3.2老式育秧機(jī)
3.1.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
在確定上述方案之后就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)機(jī)器由以下機(jī)構(gòu)組成：
?1.工作機(jī)構(gòu)
工作機(jī)構(gòu)要求完成：
（1） 將沒(méi)有攪拌均勻的配有肥料的土壤再次攪拌均勻，然后撥入?？字敝脸錆M再次將多余的土壤刮掉；
（2） ?？字兴缮⒌耐寥澜?jīng)第一道工位壓緊后，再經(jīng)第二道工位壓緊成型的育秧缽從?？字袥_出；
（3） 將沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓緊和沖出過(guò)程的?？滓频綁壕o和沖出沖頭下面，進(jìn)行壓緊個(gè)沖出。
針對(duì)工作機(jī)構(gòu)的要求，并參考老式制缽機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，改進(jìn)后的新方案有如下的一些特點(diǎn)：
1) 攪拌的結(jié)構(gòu)不變；
2) ?？邹D(zhuǎn)盤(pán)的結(jié)構(gòu)不變，只是將間歇轉(zhuǎn)動(dòng)改變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，取消了端面凸輪離合器，簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)；
3) 因?yàn)檗D(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)是連續(xù)的，無(wú)停頓時(shí)間，所以要求沖頭在壓緊和沖出過(guò)程中，也要跟隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而在回程中當(dāng)脫離轉(zhuǎn)盤(pán)后，又要回到原來(lái)的位置，進(jìn)行下一次壓緊和沖出動(dòng)作。為此，就設(shè)想出圖3.3的機(jī)構(gòu)。圖中兩個(gè)沖頭固定在沖頭座上，而沖頭座空套在軸上，由偏心輪經(jīng)過(guò)來(lái)年感帶動(dòng)來(lái)年感個(gè)沖頭一起上下運(yùn)動(dòng)，完成壓緊和沖出動(dòng)作。當(dāng)沖頭進(jìn)入模孔后，就隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)沖頭腿粗原來(lái)的位置和準(zhǔn)確的進(jìn)入?？讜r(shí)，由于扭力彈簧的作用，沖頭就回到原來(lái)的位置。為了使沖頭準(zhǔn)確地回到原來(lái)的位置和準(zhǔn)確地進(jìn)入?？?，必須設(shè)計(jì)定位了調(diào)整裝置。調(diào)整螺釘固定在軸上，用調(diào)整螺釘調(diào)整沖頭的平面位置，以使沖頭準(zhǔn)確地進(jìn)入?？?。
圖3.3轉(zhuǎn)盤(pán)沖頭機(jī)構(gòu)
3.1.3對(duì)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求
1.攪拌原料、填料、刮除余料
為了能更好的使各種原料混合均勻，土壤原料可在送入攪拌器前人工進(jìn)行加工均勻混合，將土壤在攪拌箱內(nèi)充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后靠攪拌器推?dòng)及自身的重力和流動(dòng)性填入模孔后刮平。攪拌器以旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。
2.物料的輸送和各工藝的轉(zhuǎn)接
為了實(shí)現(xiàn)指定的生產(chǎn)，要求轉(zhuǎn)盤(pán)上的模數(shù)孔不得少于4個(gè)，即待料模孔、填料?？住⒊尚湍？?、沖出?？?。?？字谱髟谵D(zhuǎn)盤(pán)上，一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在各個(gè)傳動(dòng)件的協(xié)調(diào)動(dòng)作下，使其具有一定的速度和位移，完成缽體的制作工藝。
圖3.4 制作育秧缽的工藝流程圖
3.成型和沖出的實(shí)現(xiàn)
為了提高生產(chǎn)率和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，將成型和沖出分兩個(gè)沖頭同時(shí)實(shí)現(xiàn)，沖頭作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于成型和沖出要求的行程不同，故兩沖頭的長(zhǎng)度有差別，其尺寸長(zhǎng)度與缽體和轉(zhuǎn)盤(pán)的尺寸有關(guān)。由于兩沖頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，可用同一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)，因行程較長(zhǎng)，這里選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)兩沖頭動(dòng)作。
4.各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系
為了使該機(jī)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，要求各機(jī)構(gòu)（包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其它輔助機(jī)構(gòu)）必須滿足一定的關(guān)系，不能發(fā)生干涉。因該機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，所以要求沖頭在沖壓和沖出過(guò)程中能與轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而在沖壓或沖出完成后，能立即回到初始位置，繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)動(dòng)作。同時(shí)，沖頭在沖壓前（即空行程結(jié)束時(shí)）要能與轉(zhuǎn)盤(pán)的?？缀芎玫呐浜仙希@就要求帶動(dòng)沖頭的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的速比一定和滿足一定的傳動(dòng)精度。
5.各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度控制和實(shí)現(xiàn)
為了實(shí)現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率，考慮到原動(dòng)機(jī)（這里用電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)速過(guò)高的問(wèn)題，需用減速裝置將原動(dòng)機(jī)的速度降到所需的速度。在各種的傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪傳動(dòng)以其傳動(dòng)效率精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。
3.2擬定機(jī)器的工作原理圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖
1.工作原理圖
該機(jī)的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置減速后，分兩條傳動(dòng)路線傳動(dòng)到執(zhí)行機(jī)
圖3.5 育秧缽工作原理圖
構(gòu)，一路經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳到滑桿，滑桿帶動(dòng)沖頭作上下的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；另一路通過(guò)其它齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力提供給轉(zhuǎn)盤(pán)和攪拌器，使其實(shí)現(xiàn)物料的攪拌和?？邹D(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)位動(dòng)作。
2.繪制兩沖頭工作循環(huán)圖
由于沖頭每作一次循環(huán)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)60°，這里按轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)60°（偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)360°）為一周期進(jìn)行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式（以沖頭運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)為位置零點(diǎn)）為：
（3-1）
其中 —為偏心輪的半徑；
—為偏心輪的轉(zhuǎn)角；
—連桿長(zhǎng)度；
—導(dǎo)桿的長(zhǎng)度。
畫(huà)出沖頭的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：
圖3.6 育秧缽機(jī)直線型運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖
3.3方案確定
本次設(shè)計(jì)由老式制缽機(jī)改進(jìn)得來(lái)，通過(guò)對(duì)老式制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)功能分析，并針對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行討論，得出新的制缽機(jī)方案。其老式制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：
圖3.7 老式制缽機(jī)的工作原理圖
3.3.1?？邹D(zhuǎn)盤(pán)方案的討論
1.連續(xù)式
特點(diǎn)：直接用齒輪傳遞功率和動(dòng)力，轉(zhuǎn)盤(pán)工作過(guò)程中不停歇。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠，沒(méi)有沖擊、振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。但對(duì)沖頭工作中的定位和運(yùn)動(dòng)精度的要求相對(duì)較高。
2.停歇式（間歇式）
對(duì)本機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沖擊不是很大，精度要求一般，因此可選用比較常用的槽輪機(jī)構(gòu)做本機(jī)的間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
特點(diǎn)：轉(zhuǎn)位迅速，效率高，對(duì)沖頭的控制相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)零部件較多，加工制造有一定的困難，調(diào)節(jié)性能差，在撥銷進(jìn)入和脫出槽輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生有限的二次沖擊。
鑒于以上兩種方案各有其特點(diǎn)，并針對(duì)，本次設(shè)計(jì)要求，該機(jī)采用連續(xù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)。
4 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
4.1.1電動(dòng)機(jī)的功率確定
電動(dòng)機(jī)的功率由該設(shè)備所消耗的功率決定。該設(shè)備消耗的功率主要有：
1.壓緊和沖出時(shí)作功
沖頭工作時(shí)平均所受的壓力取100kg（按經(jīng)驗(yàn)選?。?，沖頭總行程為160mm ，上下一次總位移為320mm ，每小時(shí)往復(fù)4000次，所消耗功率按下式計(jì)算
== （4-1）
式中 F—沖頭在行程中所受的平均壓力，單位N；
S—沖頭每次行程的位移量，單位m ；
n—沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)，單位 次/小時(shí)。
因此
===9.8×100×≈0.348kw
2.轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功
轉(zhuǎn)盤(pán)克服的摩擦力有：（1）底板（土缽擋板）與轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦；
（2）攪拌箱的攪拌器與轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦；
（3）土壤與轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦。
其消耗的功率大約為：=0.2kw （類比法，參考文獻(xiàn)[5]）
3.攪拌器消耗功率
由于攪拌器的轉(zhuǎn)速不高，估計(jì)推動(dòng)1立方米的土料需要1噸的力。
攪拌器的體積為：
==3.14××0.25=0.02512
推動(dòng)的土料需要的平均力：
==246.176
消耗功率：
===246.176×6.908×0.2=≈0.34kw
取 =0.34kw
總的工作功率：
=++=0.348+0.2+0.34=0.888kw
總的機(jī)械效率選： =0.75
則電動(dòng)機(jī)的功率為：
===1.184kw
4.1.2選擇電動(dòng)機(jī)
由于該機(jī)為農(nóng)用機(jī)械，主要是針對(duì)農(nóng)村和農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)的，一般的農(nóng)村用電電壓為220V，又異步電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)使用方便，價(jià)格低廉，因此該機(jī)采用單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力源。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YC100L4，其特性參數(shù)見(jiàn)下表。
表4-1 電動(dòng)機(jī)的特性參數(shù)
電壓
/ V
功率/kW
轉(zhuǎn)速/r·min
效率（%）
功率因數(shù)
堵轉(zhuǎn)電流 /A
220
1.5
1500
73
0.75
2.5
1.8
37
采用B3型安裝，其安裝尺寸見(jiàn)下表。
表4-2 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸
系列
機(jī)座號(hào)
安裝尺寸
A
B
C
D
E
F
G
H
K
YC系列
100L
160
140
63
28
60
8
24
100
12
外型尺寸見(jiàn)下表
表4-3 電動(dòng)機(jī)的外型尺寸
外型尺寸（不大于）
AB
AC
AE
DH
L
205
220
130
260
430
4.2 確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比
該機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)路線組成：電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)帶輪傳給單級(jí)開(kāi)式齒輪減速器，然后分兩路傳動(dòng)，一路由錐齒輪傳給轉(zhuǎn)盤(pán)和攪拌器，另一路由偏心輪帶動(dòng)滑桿和沖頭作上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
考慮到生產(chǎn)率的要求和工作機(jī)構(gòu)的配合，各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)滿足下列關(guān)系：
1.轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速
= （4-2）
==11.11轉(zhuǎn)/分
2.偏心輪的轉(zhuǎn)速
根據(jù)設(shè)計(jì)工藝，轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈，要求沖頭作6次上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則偏心輪的轉(zhuǎn)速為：
=×6=11.11×6=66.66轉(zhuǎn)/分
3.總的傳動(dòng)比
主傳動(dòng)路線要求將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動(dòng)，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)降到偏心輪的轉(zhuǎn)速，其總的傳動(dòng)比為：
=×===22.5
由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，一般≤5[10]，故可分配傳動(dòng)比=4，=5.6。
4.內(nèi)傳動(dòng)路線傳動(dòng)比
要求偏心輪轉(zhuǎn)6圈時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)一圈，因此就要求兩錐齒輪的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪的傳動(dòng)比乘積等于6，即：
==·=6
5.其它齒輪的傳動(dòng)比
為了保證轉(zhuǎn)盤(pán)和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度，并簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，選兩直齒錐齒輪的傳動(dòng)比=1，則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比=6。所以小齒輪5的轉(zhuǎn)速、攪拌器的轉(zhuǎn)速和偏心輪的轉(zhuǎn)速三者相同。
4.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率
根據(jù)傳動(dòng)比及功率計(jì)算方法，可按公式=和=計(jì)算。
已知電動(dòng)機(jī)YC100L4，其=1.5KW =1500r/mir，又=4，=5.6，=1，=6，選
=0.95 參考文獻(xiàn)[11]（第四卷）表33.1—4
=0.98 參考文獻(xiàn)[11]（第四卷）表33.1—1
=0.99 參考文獻(xiàn)[11]
=0.9 類比法，參考文獻(xiàn)[5]
1.各軸轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸 ===375 r/min
Ⅱ軸 ===66.96 r/min
Ⅲ軸 ===66.96 r/min
2.各軸功率
由前面的計(jì)算可知，轉(zhuǎn)盤(pán)所需功率=0.2 kw。所以有
Ⅲ軸 =+=+=0.549≈0.55 kw
Ⅱ軸 =+=+=0.955 kw
Ⅰ軸 ===0.99 kw
5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1?？邹D(zhuǎn)盤(pán)的結(jié)構(gòu)和尺寸
轉(zhuǎn)盤(pán)上有六個(gè)均勻分布的模孔，根據(jù)育秧機(jī)的規(guī)格，現(xiàn)確定?？椎母叨菻=120毫米，孔徑d=60毫米，轉(zhuǎn)盤(pán)的材料為鑄鐵HT15-33。由于強(qiáng)度較低，孔與外圓之間的壁厚不宜太薄，取為10毫米，孔與孔之間的壁厚為15毫米，從而可以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤(pán)的結(jié)構(gòu)尺寸。如圖5-1，經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)盤(pán)外圓直徑應(yīng)為230毫米。
5.2轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
齒輪與轉(zhuǎn)盤(pán)可做成一體，材料都是HT15-33。由于強(qiáng)度較容易磨損，故模數(shù)可選擇大一些，現(xiàn)定為m=4毫米，這樣就可以保持一定的壽命。與其配合的小齒輪，故可以用35號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。
根據(jù),若取小齒輪數(shù)，從而可以算出它們的幾何尺寸（見(jiàn)圖7）
小齒輪分度圓直徑
大齒輪分度圓直徑
小齒輪齒頂圓直徑
大齒輪齒頂圓直徑
小齒輪齒根圓直徑
小齒輪齒根圓直徑
由于齒輪是鑄造齒輪，又是開(kāi)式傳動(dòng)方式，取齒寬系數(shù)，則齒寬，取B=30毫米；
中心距
小齒輪，應(yīng)做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，其孔徑由與其相配的軸的結(jié)構(gòu)尺寸決定；大齒輪，應(yīng)做成輻板式結(jié)構(gòu)。由于它和轉(zhuǎn)盤(pán)做成一體，六個(gè)?？渍每勺鳛辇X輪輻板上的孔，中間的孔徑由滑桿的直徑?jīng)Q定。
在決定齒輪尺寸時(shí)，還要考慮攪拌箱的結(jié)構(gòu)。由圖可以看大哦，如果兩齒輪中心距a太小，勢(shì)必就會(huì)縮小攪拌箱的直徑。上面決定的a=252毫米對(duì)攪拌箱來(lái)說(shuō)上合適的。結(jié)構(gòu)尺寸如圖：
圖5.1轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪
5.3曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸
見(jiàn)圖5.1，此處偏心輪的偏心距即相當(dāng)于曲柄長(zhǎng)度a，滑桿即相當(dāng)于滑塊，畫(huà)成簡(jiǎn)圖，如圖5.2。它是屬于對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
（1） 偏心距的確定
見(jiàn)圖3.7可見(jiàn)，滑桿上下往復(fù)移動(dòng)的行程S，要等于?？椎母叨群蜎_頭在模孔外的一段距離之和，即S=100+60=160毫米。參考平面連桿機(jī)構(gòu)部分，S=2a，見(jiàn)圖5.2，得到：
（2） 具體結(jié)構(gòu) （見(jiàn)圖5.3）
圖5.2曲柄連桿示意圖
圖5.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖
偏心輪用平鍵，止退墊圈，圓螺母固定在軸上，凡是用此種方法固定的，都要求軸頸長(zhǎng)度比輪轂孔長(zhǎng)度短。為了使螺母不與連桿相碰，將偏心輪設(shè)計(jì)成凹坑，將螺母置于凹坑中，凹坑直徑可比止退墊圈直徑大。偏心輪不宜做的太厚，可在之間。為了增加與軸的配合部分長(zhǎng)度，還必須設(shè)計(jì)一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚考慮為15毫米左右，因此可以算出偏心輪的外圓直徑為210毫米。偏心輪的結(jié)構(gòu)與尺寸見(jiàn)圖5.4。
圖5.4偏心輪的結(jié)構(gòu)
圖5.5 曲柄連桿機(jī)構(gòu)
（3）決定連桿的長(zhǎng)度和尺寸
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)存在的條件是：曲柄的長(zhǎng)度a要小于或等于連桿的長(zhǎng)度b,見(jiàn)圖5.5，即。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般取最小的傳動(dòng)角適當(dāng)?shù)倪x的偏大一些，為此，將選為70度。則連桿的長(zhǎng)度為：
（4）偏心銷的裝配
連桿與偏心銷的裝配其摩擦部分用銅套。銅套的厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取，銅套的長(zhǎng)度，d為銅套的內(nèi)徑25毫米，則
??；
取L=30毫米。
在決定銅套內(nèi)徑的公差時(shí)，要特別注意當(dāng)銅套壓入連桿孔時(shí)銅套內(nèi)徑的縮量約為銅套外徑過(guò)盈量的0.8~0.9（這里指的是薄壁銅套），因此在確定銅套尺寸時(shí)，要適當(dāng)加大銅套的內(nèi)徑與軸配合的間隙，其加大量由計(jì)算得到，見(jiàn)圖5.6。
圖5.6薄壁銅套壓入前后的間隙變化
5．4錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸
在決定錐齒輪的尺寸之前，先要確定以下一些條件：
（1） 該齒輪速比故二齒輪的齒數(shù)相等，，初步選定為20，即=20；
（2） 該齒輪的受力較大，故材料選用鑄鋼ZG35；
（3） 該齒輪的傳動(dòng)功率是第Ⅲ軸的功率，。
根據(jù)上列一些條件就可以求錐齒輪的模數(shù)，其求法如下：
1） 求錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)
式中 Z------錐齒輪齒數(shù)； Z=20
-----分度圓錐角。
則
2） 代入上式得
3） 根據(jù)求齒形系數(shù)Y
4） 查表可得齒形系數(shù)Y=0.282；
5） 根據(jù)齒輪材料求
6） 查表查的鑄鋼單向工作時(shí)的=16.5公斤/毫米，因?yàn)槭情_(kāi)式傳動(dòng)，所以將降低20使用，得
7） 求Y值
8） 得Y
9） 求齒寬系數(shù)
一般選取
求錐齒輪平均模數(shù)
由上述一些條件查得=4.5；
求錐齒輪大端模數(shù)m
由于5.4不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，故實(shí)際選用m=6。
確定了錐齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，，就可以根據(jù)計(jì)算幾何尺寸，計(jì)算方法如下；
分度圓錐角
齒頂高
齒根高 =1.2m=1.2 6=7.2毫米
齒高 h=+=6+7.2=13.2毫米
分度圓直徑 d=mz=620=120毫米
齒頂直徑
齒根圓直徑
錐距
齒寬
齒頂角
齒根角
齒頂圓錐角
齒根圓錐角
圖 5.7錐齒輪的各部分尺寸
錐齒孔的直徑由與其配合的軸徑?jīng)Q定，現(xiàn)取為=40毫米，則孔徑也是40毫米；
輪轂直徑
輪轂寬度
圖 5.8一對(duì)相嚙合的錐齒輪
5.5直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩就小，模數(shù)也就可以小一些。齒輪5，齒輪6轉(zhuǎn)速低，并已選定模數(shù)m=4，這里的齒輪1，齒輪2轉(zhuǎn)速較高，模數(shù)相應(yīng)的就該小一些，現(xiàn)在確定為m=3.又根據(jù)i2=7,確定齒數(shù)z1=17,則z2=17x7=119.至于他們的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和計(jì)算方法和轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪一樣，這里不在重復(fù)。大齒輪2的結(jié)構(gòu)如圖5.9所示。
圖5.9大齒輪結(jié)構(gòu)圖
5.6帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
已知帶所傳遞的名義功率N電=1.1千瓦，根據(jù)“七，帶傳動(dòng)”部分表7-4計(jì)算如下：
由表7-5，選取工作情況系數(shù)KI=1，則計(jì)算功率N計(jì)=KIxN電=1.1千瓦
根據(jù)N計(jì)=1.1千瓦和N電=1410轉(zhuǎn)/分，由圖7-9查的為O型膠帶，但考慮到農(nóng)村使用情況，工作條件較差，日曬雨淋，膠帶容易失效，故選用A型膠帶。
參考表7-3和7-6，選取小帶輪直d1=100毫米：大帶輪直徑d2=ixd1=4x100毫米；驗(yàn)算 <25米/秒，故合用；
初定中心距a0(見(jiàn)公式7-2)，
0.7（d1+d2）
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