一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】
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浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書王鵬同學(xué)( 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) /班級(jí):09(4) )現(xiàn)下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)書,望能保質(zhì)保量地認(rèn)真按時(shí)完成。課題名稱主要任務(wù)與目標(biāo)主要內(nèi)容與基本要求主要參考資料及文獻(xiàn)閱讀任務(wù)一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱是其高速水稻插秧的底盤的一個(gè)重要裝置 ,作用是調(diào)整插秧機(jī)插秧時(shí)的株距,以滿足農(nóng)藝的要求,該高速插秧機(jī)株距有 6 種,要求設(shè)計(jì)的調(diào)速裝置重量輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本課題是設(shè)計(jì)插秧機(jī)機(jī)械有級(jí)變速器 ,用于高速水稻插秧機(jī)的作業(yè) 。該同學(xué)在本課題中主要任務(wù)是:1) 研究插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的技術(shù)方案;2) 設(shè)計(jì)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱 ,設(shè)計(jì) 7 個(gè)株距 25,21,18,17,14,12,11(mm);目標(biāo):提出的設(shè)計(jì)方案可行,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,完成的二維、三維圖紙滿足生產(chǎn)要求。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有:1)水稻機(jī)械化插秧的意義及發(fā)展2)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱方案設(shè)計(jì);3)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ;4)完成二維、三維圖紙;基本要求:按照課題內(nèi)容,完成總體方案設(shè)計(jì),完成三維、二維裝配圖和零件圖,二維中 1 號(hào)圖紙 1 張,其他圖紙 12 張。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的各種文檔,包括文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文等。嚴(yán)格按照進(jìn)度安排,保質(zhì)保量完成所承擔(dān)的任務(wù);遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)定。查閱與課題有關(guān)的文獻(xiàn)(論文、書籍或手冊(cè)等 )不少于 10 篇(部),寫出符合要求的文獻(xiàn)綜述報(bào)告。主要參考文獻(xiàn)如下:1 陳建能,趙勻 .水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2003,19(2):23-272 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)(上冊(cè)).北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué):高等教育出版社,19813 金梅,夏春華等. 水稻直播機(jī)排種器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2010,5:40-434 俞高紅,趙鳳芹,武傳宇,趙勻.正齒行星輪分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析 J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2004,35(6):55-57、51.5 中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒編委會(huì) .中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒 .北京 :中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 1997:6-7,21226 張桐.世界農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料世界農(nóng)業(yè) .1997,6:627 黃鵬.變速器齒輪參數(shù)的選擇 .機(jī)械工程師,2006,1:147-1488 王衛(wèi)榮、孫金升、汪國(guó)海 .參數(shù)化設(shè)計(jì)方法及其在齒輪設(shè)計(jì)上的應(yīng)用 .機(jī)械1外文翻譯任務(wù)計(jì)劃進(jìn)度:工程師制造業(yè)信息化 ,2006,3:112-1139 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) .,北京.高等教育出版社,1996.10 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室,高等教育出版社,2001.11 王知行、劉廷榮.機(jī)械原理,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理教研室 :高等教育出版社、2002.12 Ales Belsak , Joze Flasker . Detecting cracks in the tooth root of gears .ScienceDirect Engineering Failure Analysis.2007,1:130-13613Tezcan Sekercioglu , Volkan Kovan . Pitting failure of truck spiral bevelgear .Science Direct Engineering Failure Analysis. 2007,14:614619Development of a mechanism for transplanting rice seedlingsDetecting cracks in the tooth root of gears起止時(shí)間2012.11.152012.12.102012.12.102012.12.312013.01.01 2013.01.052013.01.212013.03.012013.03.022013.03.282013.03.292013.04.112013.05.032013.05.102013.05.112013.05.242013.05.252013.05.29內(nèi)容調(diào)研、信息匯總,文獻(xiàn)查閱分析外文翻譯、文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告,并熟悉理論力學(xué)、機(jī)械原理等相關(guān)知識(shí)提交開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述及外文翻譯,開(kāi)題答辯整體方案設(shè)計(jì)移箱箱體等零部件的設(shè)計(jì)三維 CAD 建模完成并提交畢業(yè)論文整理材料準(zhǔn)備答辯論文答辯指導(dǎo)教師實(shí)習(xí)地點(diǎn)浙江理工大學(xué) 15 號(hào)樓 246 室系主任簽名:簽名主管院長(zhǎng)簽名:年月日系 意 見(jiàn)年月日2學(xué)院蓋章年月日外 文 翻 譯畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì) 原文1: Development of a mechanism for transplanting rice seedlings 譯文1:水稻幼苗移植裝置的發(fā)展 原文2: Detecting cracks in the tooth root of gears 譯文2: 齒輪齒根的裂縫檢測(cè) 水稻幼苗移植裝置的發(fā)展作者:Edathiparambil Vareed Thomas出處:Mechanism and Machine Theory 37 (2002) 395410摘要:幼苗移植是水稻種植中的一種勞動(dòng)密集型操作。它是一種需要技能的工作,涉及彎腰工作。人們有將這種操作機(jī)械化的需要。正是基于此目的,一種機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)分析合成方法已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施。一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)與耦合器擴(kuò)展被選為基本的設(shè)計(jì)。由機(jī)械裝置產(chǎn)生的路徑被繪制在電腦屏幕上。通過(guò)改變機(jī)械裝置中各個(gè)桿的尺寸規(guī)格來(lái)獲得各耦合點(diǎn)的輸出運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。依據(jù)拾取路徑(輸送和種植幼苗以及返回運(yùn)動(dòng)的軌跡)的適度性確定連桿的尺寸規(guī)格。一個(gè)使用以上機(jī)械裝置和優(yōu)化種植曲線的四列自行式插秧機(jī)就被制造出來(lái)并加以測(cè)試。該機(jī)械裝置的移植系統(tǒng)在技術(shù)上是可行的。1 介紹印度主要是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),水稻是主要的糧食作物。它每年生產(chǎn)大約8000萬(wàn)噸大米,這是世界上大約22%的稻米生產(chǎn)。從文化方面來(lái)講,將生長(zhǎng)20至35天的幼苗移植到水田中比直接種植要好。由于更好的作物管理實(shí)踐前者能帶來(lái)更高的產(chǎn)量。水稻移植需要大量的人手,而且這是一項(xiàng)非常艱辛的工作,它需要?jiǎng)趧?dòng)者彎腰工作,并且在泥濘的水田里移動(dòng)。因此,這是一項(xiàng)需要機(jī)械化的活動(dòng)。機(jī)械化移栽有利于水稻生產(chǎn)的后續(xù)活動(dòng)也得以機(jī)械化。這種早已在日本和韓國(guó)時(shí)間成功的機(jī)器可能不會(huì)被印度采用,主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)條件約束以及這個(gè)國(guó)家主流文化的影響。命名法 曲柄AB長(zhǎng)度 耦合器長(zhǎng)度 隨動(dòng)桿長(zhǎng)度 固定桿長(zhǎng)度 耦合器的擴(kuò)展連桿長(zhǎng)度 F點(diǎn)的X軸坐標(biāo) F點(diǎn)的Y軸坐標(biāo) 固定桿的傾斜角度 耦合器和從動(dòng)桿之間的夾角 耦合器夾角 從動(dòng)桿夾角 數(shù)學(xué)常數(shù),3.14 曲柄夾角 耦合器和耦合器擴(kuò)展之間的夾角操作機(jī)械移植系統(tǒng)可能被可視化為如下(圖1)。l 幼苗被堆放在一個(gè)托盤。l 一個(gè)被合適機(jī)構(gòu)操作的機(jī)械手從托盤中拾取秧苗。 圖1 一個(gè)機(jī)械水稻插秧機(jī)的示意圖l 秧苗被帶到土壤然后以直立的姿勢(shì)被插入恰當(dāng)?shù)纳疃取 機(jī)械手回到它的原始位置以便重復(fù)剛才的進(jìn)程。l 機(jī)器向前移動(dòng)到另外一個(gè)位置繼續(xù)種植。在目前的研究中,一種機(jī)械裝置被設(shè)計(jì)完成水稻幼苗移植。該機(jī)械裝置被大約40轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。插秧機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)也是應(yīng)用同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。插秧機(jī)輪子和種植機(jī)構(gòu)曲柄之間的速度比例取決于秧苗間的距離。1.1 動(dòng)力操作插秧機(jī)中種植機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有匿名者的文章1指出大多數(shù)動(dòng)力操作插秧機(jī)的種植裝置可以被劃分為四連桿機(jī)構(gòu)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。作為裝置中連接桿的一部分的種植手指,會(huì)將幼苗從幼苗托盤中分離出來(lái)然后種植在土壤中。種植手指所走過(guò)的曲線可能會(huì)對(duì)幼苗種植的穩(wěn)定性有一定的影響。種植裝置的運(yùn)動(dòng)分析對(duì)于理解它的操作及進(jìn)一步提高其性能是必不可少的。1.2 裝置設(shè)計(jì)Erdman和Sandor2指出大多數(shù)機(jī)械裝置任務(wù)要求單一的輸入被轉(zhuǎn)換為單一的輸出。因此,單自由度的機(jī)械裝置是被應(yīng)用最頻繁的形式。Shigley6指出Grubler的標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)心機(jī)械裝置中連桿的數(shù)量以及運(yùn)動(dòng)對(duì)的數(shù)量和種類。它可以用來(lái)決定機(jī)械裝置的自由度。Erdman和Sandor2指出分析技術(shù)可以在測(cè)試和錯(cuò)誤設(shè)計(jì)中用來(lái)取代昂貴和耗時(shí)的物理樣機(jī)的構(gòu)建和測(cè)試。分析技術(shù)一般形成合成方法的基礎(chǔ)部分。Norton4指出四連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)該是解決被探討的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題的首要考慮的方法之一。能夠完成工作的部件越少,通常是最廉價(jià),最可靠的解決方案。Norton4指出格拉曉夫條件可以作為一個(gè)非常簡(jiǎn)單的關(guān)系,它可以基于連桿長(zhǎng)度預(yù)測(cè)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。Zimmerman7指出如果在四連桿機(jī)構(gòu)中有一根桿的長(zhǎng)度比其它三根桿的長(zhǎng)度之和都要長(zhǎng),那這個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)是不能運(yùn)動(dòng)的。Hirschhorn3指出在四連桿機(jī)構(gòu)中,截然不同類型的機(jī)構(gòu)可以通過(guò)反演而得到。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以通過(guò)固定與最短鏈路成對(duì)的兩個(gè)鏈接之一而得到。Paul3建議可以使用的Newton-Raphson方法可以用于解決非線性方程組,這種方程組被用來(lái)解決四連桿機(jī)構(gòu)的位置問(wèn)題。Zimmerman7認(rèn)為四連桿鏈可以為一個(gè)基本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題提供的解決方案是找到四連桿機(jī)構(gòu)的耦合點(diǎn),它可以近似地描述所需要尋找的軌跡。 2 方法在機(jī)械插秧機(jī)中,機(jī)械手指按照所需路徑運(yùn)動(dòng)。選用轉(zhuǎn)動(dòng)副平面四連桿機(jī)構(gòu),因?yàn)槠浜?jiǎn)單,所以由其構(gòu)成的機(jī)械裝置容易維護(hù)且制造成本最少。輸入運(yùn)動(dòng)施加到曲柄從而使運(yùn)動(dòng)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。輸出運(yùn)動(dòng)遵循一個(gè)合適的路徑從而滿足下面指出的插秧機(jī)要求。該機(jī)械裝置應(yīng)該有一個(gè)自由度和一個(gè)能夠不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)地耦合點(diǎn)。種植手指將被裝在耦合點(diǎn)處。2.1擬議的種植機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)要求(1)幼苗能從被放置的托盤中取出。托盤上設(shè)有槽以便取苗器不間斷地運(yùn)動(dòng)。在向下行進(jìn)期間,取苗器能夠?qū)⒀砻缛〕霾У酵寥?。?)秧苗能夠被種植到期望的深度。(3)秧苗能夠被近似之力的種植。允許有30度的偏差。(4)種植完成后取苗器能夠回到初始位置。在返回運(yùn)動(dòng)中,取苗器不能影響已經(jīng)被種植的秧苗。在種植結(jié)束時(shí)取苗器運(yùn)動(dòng)速度的逆向回轉(zhuǎn)有助于實(shí)現(xiàn)這一要求。(5)在返回運(yùn)動(dòng)中,取苗器經(jīng)過(guò)的路徑必須不能干涉托盤。這是為了防止任何可能的干擾在托盤中布置好的幼苗。因此,前行運(yùn)動(dòng)和返回運(yùn)動(dòng)必須是不同的路徑。(6)取苗器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必須不能與機(jī)械的其它裝置發(fā)生干涉。(7)機(jī)械裝置的部件必須與田地之間有恰當(dāng)?shù)拈g隙以使在這些部件上的土壤積累量最少。拾取點(diǎn)離土壤必須有恰當(dāng)?shù)母叨纫员阌酌缤斜P與水田之間有恰當(dāng)?shù)拈g隙。(8)在機(jī)器以恒定的速度向前移動(dòng)的過(guò)程中,種植循環(huán)必須是連續(xù)的。齒輪齒根的裂縫檢測(cè)作者:Ales Belsak , Joze Flasker出處:Engineering Failure Analysis 14 (2007) 14661475摘要:齒輪齒根的裂縫對(duì)齒輪單元是最不希望的破壞形式,它經(jīng)常導(dǎo)致齒輪單元運(yùn)作的失敗。齒輪單元的一種可能破壞形式可以通過(guò)檢測(cè)振動(dòng)來(lái)加以鑒別。與此相關(guān),不同的時(shí)間信號(hào)分析方法就產(chǎn)生了。信號(hào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。輪齒剛度的顯著變化是由于齒根的疲勞裂紋的產(chǎn)生。隨之而產(chǎn)生的,破損齒輪的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與未損齒輪是不同的。通過(guò)頻率分析,時(shí)間信號(hào)的振幅隨時(shí)間頻率分析以頻譜的頻率函數(shù)形式呈現(xiàn)。1 介紹將技術(shù)系統(tǒng)(齒輪單元)維持在最合適的工作環(huán)境是保養(yǎng)的目標(biāo);它的目的是發(fā)現(xiàn),診斷,預(yù)測(cè),阻止,預(yù)測(cè)以及消除破壞。然而,現(xiàn)代保養(yǎng)的目的,不僅僅是為了消除破壞,也是為了定義系統(tǒng)操作突然發(fā)生故障的潛在危險(xiǎn)的階段。診斷在于判斷系統(tǒng)當(dāng)前的環(huán)境以及位置,破壞的形狀及原因。下面的診斷評(píng)價(jià)方法常用于確定不正確的操作方法,破壞的可能性及位置以及消除這些破壞的可能性:不同的信號(hào),條件參數(shù)以及其它間接的信號(hào)。損害的形式從完好的齒輪系統(tǒng)的偏差形式的基礎(chǔ)上確定。2 模擬和裂紋構(gòu)成齒輪直接嚙合區(qū)域的激發(fā)來(lái)產(chǎn)生于以下內(nèi)部來(lái)源:齒輪開(kāi)始嚙合時(shí)的影響,齒剛度,參數(shù)激勵(lì),齒和軸承及軸變形的幾何偏差1。齒根的疲勞裂紋會(huì)導(dǎo)致輪齒剛度的顯著變化;其動(dòng)態(tài)響應(yīng)與未損齒輪的是不同的。動(dòng)態(tài)測(cè)試的機(jī)器的機(jī)械元件用于形成兩個(gè)不同齒輪中小齒輪齒根的裂紋。兩條裂紋的長(zhǎng)度是4.5毫米(圖1)和1.1毫米。動(dòng)態(tài)測(cè)試(形成預(yù)期裂紋長(zhǎng)度所需要的恰當(dāng)?shù)脑诤鸵约凹虞d周期的數(shù)量)的參數(shù)由采用的有限元方法(FEM)決定。有限元分析的目的在于與真實(shí)疲勞裂紋的實(shí)際產(chǎn)生掛鉤。由Glodez2提出的模型是有用的。這一模型使監(jiān)測(cè)齒輪單元關(guān)于裂紋尺寸的壽命成為可能。通過(guò)有限元方法獲得的結(jié)果使得確定對(duì)于裂紋長(zhǎng)度非常重要的循環(huán)次數(shù)成為可能。對(duì)于真正的直齒圓柱齒輪的使用壽命的計(jì)算測(cè)定,表1中給出了完整的數(shù)據(jù)集。齒輪采用高強(qiáng)度合金鋼16MnCr5(含有0.16%的碳,1.15%的錳,1.15%的鉻,0.25%的硅)制成,楊氏模量E=2.1*105MPa,泊松比v=0.3。齒輪材料熱處理如下:加熱到810攝氏度,維持2分鐘;在油中淬硬3分鐘;保持180攝氏度2小時(shí)。在疲勞裂紋萌生過(guò)程中, MSC/FATIGUE有限元程序代碼框架下的應(yīng)變壽命方法被運(yùn)用,其目的是為了確定裂紋萌生所需要的應(yīng)力循環(huán)數(shù)?;邶X輪數(shù)據(jù)和材料性能的有限元模型被構(gòu)建為在平面應(yīng)變條件下的齒輪齒根應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算。輪齒被施加正常的嚙合力,它作用于單齒接觸的外點(diǎn)。計(jì)算分析齒根產(chǎn)生最大主應(yīng)力的點(diǎn)。FRANC2D有限元程序包被用來(lái)進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬。初始裂紋垂直于表面,并放置在齒輪輪齒拉伸區(qū)的最大主應(yīng)力的點(diǎn)處。在數(shù)值計(jì)算中,假設(shè)初始裂紋對(duì)應(yīng)于閾值裂紋長(zhǎng)度。輪齒負(fù)荷等于數(shù)值分析得到的疲勞裂紋萌生時(shí)的負(fù)載。在圖2中展示了由數(shù)值方法確定的齒輪根部的裂紋擴(kuò)展路徑。根據(jù)裂紋的萌生(Ni)和裂紋擴(kuò)展(Np)計(jì)算結(jié)果,有可能獲得齒輪齒根完整的壽命Nc。對(duì)于臨界裂紋長(zhǎng)度為7.9毫米,載荷為700牛頓/毫米時(shí),總的循環(huán)次數(shù)為3.87*107,而臨界裂紋長(zhǎng)度為6.1毫米,載荷為900牛頓/毫米時(shí),總的循環(huán)次數(shù)為4.62*106。當(dāng)比較圖1和圖2時(shí),可以清楚的看到,測(cè)試齒輪的裂紋擴(kuò)展方向與數(shù)值模擬中的結(jié)果是一樣的。依據(jù)為了獲得恰當(dāng)裂紋長(zhǎng)度而由數(shù)值確定的載荷循環(huán)次數(shù),為了獲得相應(yīng)結(jié)果所需要的時(shí)間成功建立起來(lái)。圖1. 具有真實(shí)齒根疲勞裂紋的齒表1處理后直齒圓柱齒輪數(shù)據(jù)輪廓漸開(kāi)線法向模數(shù)Mn=4mm齒數(shù)Z=19節(jié)圓壓力角輪廓位移系數(shù)X=0.228齒寬B=23mm圖2.齒輪齒根的預(yù)測(cè)裂紋擴(kuò)展在小齒輪的一個(gè)齒根部,真正的疲勞裂紋形成后(使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備對(duì)機(jī)械元件進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試),然后齒輪被安裝在測(cè)試平臺(tái)上。因此,一個(gè)類似于嚙合時(shí)齒輪受力的疲勞載荷被加載上。在特定載荷F=700牛頓/毫米下,為了獲得4.5毫米的裂紋長(zhǎng)度,載荷總共的循環(huán)次數(shù)為Nc=3.7*107,為了獲得1.1毫米的裂紋長(zhǎng)度,載荷總共的循環(huán)次數(shù)為Nc=3.2*107。3 測(cè)試裝置下面是兩對(duì)直齒圓柱齒輪的振動(dòng)測(cè)量方法。一對(duì)齒輪中有一個(gè)有疲勞裂紋而另一個(gè)沒(méi)有。測(cè)試在恒定載荷和振動(dòng)下由加速度計(jì)直接測(cè)得,它被固定在外殼上。測(cè)試在功率測(cè)試裝置上進(jìn)行。每一個(gè)齒輪單元包含了輪滲碳厚度為4毫米的直齒圓柱齒。小齒輪有19 個(gè)輪轂,34個(gè)齒。在3中齒輪進(jìn)一步的數(shù)據(jù)可以利用。呈現(xiàn)的結(jié)果與一個(gè)名義上的小齒輪20Nm的轉(zhuǎn)矩和名義上的齒輪1200 rpm(20Hz)的轉(zhuǎn)速是相關(guān)的。在工業(yè)應(yīng)用中,對(duì)這種類型的齒輪單元,這是十分典型的載荷條件。實(shí)驗(yàn)裝置方案如圖3.輸入軸的旋轉(zhuǎn)頻率和轉(zhuǎn)矩由Mohile Steiger測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量。固定在齒輪單元上的溫度傳感器用來(lái)測(cè)量齒輪重要部分的溫度。這些參數(shù)啟用齒輪單元的負(fù)載控制。在小齒輪軸承座上(在法蘭的中部),在徑向方向上進(jìn)行測(cè)量加速度振動(dòng)信號(hào),以65.5的采樣頻率進(jìn)行采樣。兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)從齒輪單元的殼體進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。用于此目的的兩個(gè)壓電加速度計(jì)以及ICP電源被用到。預(yù)制的螺紋鉆孔可以使兩個(gè)加速度計(jì)固定在齒輪單元的殼體上。信號(hào)由ICP供應(yīng)單元控制。除此之外,一個(gè)精度等級(jí)為6度的指示軸的角位置的測(cè)速信號(hào)被采用。國(guó)家儀器采集卡圖3.實(shí)驗(yàn)裝置方案用于獲取這些信號(hào),然后保存在個(gè)人電腦硬盤中。分析頻率上限為9KHz。雖然如此,它仍然包含最重要的嚙合諧波。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)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 09 級(jí)(4)班課題名稱一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)姓名王鵬開(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)類不少于3000 字)目錄1選題的背景與意義1.1水稻插秧機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱研究意義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研究方案、可行性分析及預(yù)期研究成果3.1研究方案3.1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法3.1.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法3.2可行性分析3.3預(yù)期研究成果4研究工作計(jì)劃(進(jìn)度安排)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:年月日一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)王鵬(機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 09 級(jí)(4)班 I09690128 )1選題的背景與意義水稻是我國(guó)最主要的糧食作物 ,因其種植面積大 、單位面積產(chǎn)量與總產(chǎn)量高 ,在糧食生產(chǎn)中地位舉足輕重,而水稻種植的機(jī)械化是水稻生產(chǎn)的必然趨勢(shì)1。大力發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化 ,可以有效爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí) 、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2。1.1水稻插秧機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)水稻機(jī)械化插秧技術(shù)是繼品種和栽培技術(shù)更新之后進(jìn)一步提高水稻勞動(dòng)生產(chǎn)率的又一次技術(shù)革命 。目前,世界上水稻機(jī)插秧技術(shù)已成熟 ,日本、韓國(guó)等國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的水稻生產(chǎn)全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化插秧。國(guó)內(nèi)外較為成熟并普遍使用的插秧機(jī) ,其工作原理大體相同 。發(fā)動(dòng)機(jī)分別將動(dòng)力傳遞給插秧機(jī)構(gòu)和送秧機(jī)構(gòu) ,在兩大機(jī)構(gòu)的相互配合下 ,插秧機(jī)構(gòu)的秧針插入秧塊抓取秧苗 ,并將其取出下移 ,當(dāng)移到設(shè)定的插秧深度時(shí) ,由插秧機(jī)構(gòu)中的插植叉將秧苗從秧針上壓下,完成一個(gè)插秧過(guò)程。同時(shí),通過(guò)浮板和液壓系統(tǒng) ,控制行走輪與機(jī)體相對(duì)位置和浮板與秧針的相對(duì)位置,使插秧深度基本一致3。水稻插秧種植方式主要集中在亞洲 ,目前國(guó)外生產(chǎn)插秧機(jī)的國(guó)家也全部在亞洲,主要是日本和韓國(guó) 。日本是世界上水稻插秧機(jī)械化水平最高的國(guó)家 ,也是插秧機(jī)械研究和制造水平最高的國(guó)家,插秧機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品均處于領(lǐng)先地位。日本插秧機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和多樣化的格局。乘坐式有3 至10 行,步行式有 1、2、4、6 行,每種產(chǎn)品各具特色 ,適應(yīng)于不同的環(huán)境條件和生產(chǎn)規(guī)模,滿足不同用戶的需要 。日本種植單季水稻 ,普遍采用中、小苗旱育稀植技術(shù)。插秧機(jī)行距為 300 和 330mm4。韓國(guó)生產(chǎn)的插秧機(jī)也有步進(jìn)式和乘坐式兩類,但型號(hào)比較單一,沒(méi)有形成系列。日本插秧機(jī)主要有下述五方面的特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)型式有乘坐式和步進(jìn)式 2 大類。(2)乘坐式插秧機(jī)有高速型和普通型 2 個(gè)品種。(3)高速插秧機(jī)又細(xì)分為側(cè)重點(diǎn)不同的多個(gè)機(jī)型。(4)耕整地與插秧聯(lián)合作業(yè)。(5)多用途插秧機(jī)。隨著國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求的啟動(dòng) ,未來(lái)發(fā)展前景廣闊 。我國(guó)很多企業(yè)都介入插秧機(jī)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn) ,國(guó)外的插秧機(jī)企業(yè)也改變過(guò)去單一的產(chǎn)品出口方式 ,紛紛在我國(guó)建立獨(dú)資或合資企業(yè)進(jìn)行插秧機(jī)生產(chǎn) ,國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)形成國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)局面。近年來(lái), 在國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求下 ,引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品發(fā)展很快 ,已初步克服了品種單一的缺陷。國(guó)內(nèi)插秧機(jī)行距為 240 和 300mm。主要有步行式 、乘坐式和獨(dú)輪乘坐式 3 種類型。步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)主要是合資企業(yè)的產(chǎn)品 ,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主要是獨(dú)輪乘坐式插秧機(jī) , 自主開(kāi)發(fā)的步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)也進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段 。目前插秧機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要來(lái)自國(guó)外產(chǎn)品 ,韓國(guó)的技術(shù)來(lái)自日本其產(chǎn)品價(jià)格比較低 ,而且進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的方式更為靈活 ,因此對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的沖擊很大5。根據(jù)國(guó)外插秧機(jī)技術(shù)發(fā)展情況,插秧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式不會(huì)有大的變化 ,將來(lái)主要向著降低生產(chǎn)成本、提高作業(yè)效率的方向發(fā)展6。(1)高速插秧機(jī)將是主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。從機(jī)型結(jié)構(gòu)來(lái)看,高速插秧機(jī)具有高效率、高性能等優(yōu)勢(shì) ,是未來(lái)的主要發(fā)展方向與主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品 ;步進(jìn)式插秧機(jī)由于作業(yè)效率低、使用勞動(dòng)強(qiáng)度大。市場(chǎng)占有率將逐步下降。(2)少免耕作業(yè)和復(fù)合作業(yè)。插秧機(jī)從單一插秧作業(yè)向插秧的同時(shí)施肥、鋪膜和少耕或免耕插秧等復(fù)式作業(yè)方向發(fā)展。(3)發(fā)展多功能插秧機(jī)底盤。插秧機(jī)底盤將向水田多功能通用底盤方向發(fā)展, 以提高機(jī)器利用率,降低生產(chǎn)成本。從國(guó)內(nèi)目前水稻生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展情況看 ,水稻機(jī)插秧仍然是水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的最薄弱環(huán)節(jié) ,插秧機(jī)還處于發(fā)展初期 ,未來(lái)幾年市場(chǎng)需求量將會(huì)保持快速上升態(tài)勢(shì)。插秧機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平將進(jìn)一步提高 。發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)下述幾個(gè)方面的特點(diǎn):(1)手扶步進(jìn)式插秧機(jī)將是持續(xù)發(fā)展的機(jī)型。(2)插秧機(jī)產(chǎn)品向系列化和多樣化發(fā)展。(3)水稻種植機(jī)械向高速、精準(zhǔn)、創(chuàng)新的方向發(fā)展。(4)向降低成本,提高可靠性的方向發(fā)展。1.2插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱研究意義雖然機(jī)插水稻實(shí)現(xiàn)了定行 、定深、定穴和定苗栽插 ,滿足高產(chǎn)群體質(zhì)量栽培中寬行淺栽稀植的要求 。但只有使插秧機(jī)獲得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的插秧質(zhì)量 ,才能確保水稻的增產(chǎn)增收 。為了達(dá)到滿意的插秧質(zhì)量 ,在插秧前必須對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整到位,并保證大田有基本的苗數(shù)。因水稻品種不同 ,對(duì)大田基本苗數(shù)的要求也是不同的 ,基本苗數(shù)過(guò)大過(guò)小對(duì)水稻的生長(zhǎng)都不利 ,也必然影響到水稻的產(chǎn)量 。而大田的基本苗數(shù)是由秧苗栽插時(shí)的行距、株距和每穴株數(shù)決定的。插秧機(jī)的行距為 30cm 固定不變,可調(diào)的只有株距和每穴株數(shù)7。所以,通過(guò)調(diào)整株距調(diào)整大田基本苗數(shù)來(lái)合理實(shí)現(xiàn)水稻栽植密度,從而獲得最高的產(chǎn)量 ,對(duì)于水稻種植具有重要的意義 。通過(guò)設(shè)計(jì)合理而高效的株距調(diào)整變速器 ,對(duì)于適應(yīng)多品種水稻種植 ,不同栽植密度要求 ,充分利用機(jī)械具有重要意義。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)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要完成的內(nèi)容包括:1)水稻機(jī)械化插秧的意義及發(fā)展2)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱方案設(shè)計(jì)研究插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的技術(shù)方案 ,按照課題內(nèi)容 ,完成總體方案設(shè)計(jì) ,實(shí)現(xiàn) 7 個(gè)株距 25,21,18,17,14,12,11(cm)調(diào)整。3)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單,裝置重量輕。4)完成二維、三維圖紙完成三維、二維裝配圖和零件圖。2.2擬解決的主要問(wèn)題在整個(gè)株距調(diào)整變速器設(shè)計(jì)中,首先要考慮的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)其25,21,18,17,14,12,11 (cm)七個(gè)株距的調(diào)整 。要達(dá)到此目標(biāo)要求 ,必須根據(jù)插秧機(jī)工作行走速度進(jìn)行插植臂插植速度的設(shè)計(jì)(株距調(diào)整變速器轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì) )。在確定株距調(diào)整變速箱的轉(zhuǎn)速后 ,要合理確定齒輪組的變速組數(shù) ,傳動(dòng)比以及齒輪參數(shù)。在此基礎(chǔ)上要保證變速器結(jié)構(gòu)合理 、簡(jiǎn)單輕便,以減輕整機(jī)的重量 ,便于插秧機(jī)在水田中的作業(yè) 。所以在滿足七個(gè)株距調(diào)整的前提下 ,應(yīng)盡可能使得變速箱整體結(jié)構(gòu)小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。3研究方案、可行性分析及預(yù)期研究成果3.1研究方案3.1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速或速度需要在一定范圍內(nèi)變化 ,而又允許有一定的轉(zhuǎn)速損失時(shí) ,基于經(jīng)濟(jì)性考慮 ,采用有級(jí)變速系統(tǒng) ,而有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、原則比較系統(tǒng)而成熟。一般設(shè)計(jì)方法如下所述:1)根據(jù)插秧機(jī)的工作速度確定株距調(diào)整的檔位數(shù)與各檔的傳動(dòng)比;2)根據(jù)擋位數(shù)和各檔傳動(dòng)比,草擬變速箱的傳動(dòng)方案;3)確定變速箱的主要參數(shù),包括中心距 A 、齒輪模數(shù) m,齒寬 b 等;4)根據(jù)變速箱的傳動(dòng)比選配齒輪,確定各檔齒輪的齒數(shù);5)進(jìn)行變速箱主要零部件的強(qiáng)度和壽命計(jì)算,包括齒輪、軸、軸承、嚙合套、換擋離合器的計(jì)算;6)進(jìn)行變速箱整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制總裝配圖;7)進(jìn)行變速箱各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) , 繪制零件圖8;3.1.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法插秧機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí),為減小插秧時(shí)的滾動(dòng)阻力,整車全部采用輕量化設(shè)計(jì) 。而變速器作為高速插秧機(jī)的重要部分 ,在滿足強(qiáng)度和傳動(dòng)的平穩(wěn)性條件下 ,應(yīng)盡量減小體積、減輕質(zhì)量。因此,在高速插秧機(jī)變速器的設(shè)計(jì)過(guò)程中 ,采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難得到理想的設(shè)計(jì)效果 。而優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在汽車變速器設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。借鑒此方法對(duì)高速插秧機(jī)的主變速器進(jìn)行設(shè)計(jì) ,使變速器在滿足一定的性能條件下,減輕質(zhì)量、增加傳動(dòng)的平穩(wěn)性。影響主變速器設(shè)計(jì)的因素很多 ,為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化 ,設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮各檔嚙合齒輪的模數(shù)、齒數(shù)和齒寬,以此作為設(shè)計(jì)變量。變速器在達(dá)到動(dòng)力性和使用性要求情況下,應(yīng)該盡量減小體積以減輕質(zhì)量 、節(jié)省成本。由于變速器的整體尺寸主要取決于齒輪系 ,故以變速器齒輪體積之和最小作為第一目標(biāo)函數(shù)。高速插秧機(jī)變速器優(yōu)化的約束條件可以分為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則約束和性能條件約束 。前者用以滿足設(shè)計(jì)變量的基本要求,后者用于限制變速器的強(qiáng)度性能9。3.2可行性分析傳統(tǒng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 、原則比較系統(tǒng)而成熟 。在本科學(xué)習(xí)期間已經(jīng)對(duì)涉及其中的各種原理有了直接的接觸學(xué)習(xí) ,掌握了其基本規(guī)律 ,且有課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐基礎(chǔ),運(yùn)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行變速器的設(shè)計(jì)問(wèn)題不大。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展 ,有限元分析方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)等先進(jìn)設(shè)計(jì)方法都得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用,這些軟件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)都是過(guò)去的力學(xué)分析和計(jì)算方法 ,很多新開(kāi)發(fā)的軟件價(jià)格昂貴 ,但其中仍然存在很多的不足 ,通過(guò)對(duì)國(guó)外的很多齒輪計(jì)算資料的研究和分析,同時(shí)結(jié)合我們自身變速器設(shè)計(jì)的實(shí)際條件和學(xué)習(xí)情況,使MATLAB 編程可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸和變速齒輪的輔助設(shè)計(jì)以及計(jì)算,節(jié)省了時(shí)間,并用簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程 ,且在降低成本的同時(shí) ,應(yīng)用起來(lái)比較方便 。并且程序的計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確,在變速器傳動(dòng)軸和齒輪的設(shè)計(jì)上應(yīng)用值得信賴。3.3預(yù)期研究成果在完成株距調(diào)整變速箱七個(gè)株距調(diào)整的設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上 ,實(shí)現(xiàn)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單,裝置重量輕的優(yōu)化設(shè)計(jì),完成二維圖紙,三維建模。4研究工作計(jì)劃(進(jìn)度安排)起止時(shí)間2012.11.15 至 2012.12.10內(nèi)容調(diào)研、信息匯總,文獻(xiàn)查閱分析2012.12.10 至 2012.12.312013.01.01 至 2013.01.052013.01.21 至 2013.03.012013.03.02 至 2013.03.282013.03.29 至 2013.04.112013.05.03 至 2013.05.102013.05.11 至 2013.05.242013.05.25 至 2013.05.291高速水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)研究 :1外文翻譯、文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告,并熟悉理論力學(xué) 、機(jī)械原理等相關(guān)知識(shí)提交開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述及外文翻譯,開(kāi)題答辯整體方案設(shè)計(jì)變速箱箱體等零部件的設(shè)計(jì)三維 CAD 建模完成并提交畢業(yè)論文整理材料準(zhǔn)備答辯論文答辯參考文獻(xiàn)2謝舒,藍(lán)峰,等.水稻插秧機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .南方農(nóng)機(jī),2009,6: 1.3曹志宇,王冬沐,等.水稻插秧機(jī)的工作原理及機(jī)插技術(shù)的應(yīng)用 .科技縱橫,2009,7: 1.4沈亮,韓休海,耿志杰.我國(guó)水稻插秧機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 .農(nóng)機(jī)使用與維修, 2011,1: 1.5趙亮,高希文,顏華,等 .國(guó)內(nèi)外水稻插秧機(jī)及發(fā)展 .中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 : 2.6劉文華.水稻插秧機(jī)現(xiàn)狀分析及發(fā)展預(yù)測(cè) .湖南農(nóng)機(jī),36,4:6.7黃永.保證機(jī)插秧質(zhì)量的措施.農(nóng)技服務(wù),2011: 1.8尹占順,齊吉福,劉毅.定軸式動(dòng)力換擋變速箱的設(shè)計(jì) .農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備,2008,7:1.9胡曉明,朱為國(guó).高速插秧機(jī)主變速器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) .機(jī)械傳動(dòng),2012:48-49.浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述報(bào)告班級(jí)09 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化( 4)班課題名稱一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)姓名王鵬文獻(xiàn)綜述報(bào)告 (包括國(guó)內(nèi)外本課題及相關(guān)研究的現(xiàn)狀、分析及參考文獻(xiàn)目錄,理工類要求不少于2000 字)1前言目錄2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)2.1國(guó)外水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品現(xiàn)狀2.2國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品現(xiàn)狀3國(guó)內(nèi)外水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)3.1國(guó)外水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)3.2國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)4總結(jié)參考文獻(xiàn)(報(bào)告全文附后)指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)簽名:年月日1前言一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)王鵬(機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 09 級(jí)(4)班 I09690128 )水稻是我國(guó)最主要的糧食作物 ,因其種植面積大 、單位面積產(chǎn)量與總產(chǎn)量高 ,在糧食生產(chǎn)中地位舉足輕重 。水稻移植需要大量的人手 ,而且這是一項(xiàng)非常艱辛的工作,它需要?jiǎng)趧?dòng)者彎腰工作 ,并且在泥濘的水田里移動(dòng)1。所以水稻種植的機(jī)械化是水稻生產(chǎn)的必然趨勢(shì),近年來(lái)我國(guó)水稻種植的機(jī)械化水平逐年增高 ,尤其是自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來(lái),我國(guó)水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平明顯提高2。目前,我國(guó)水稻種植機(jī)械化程度還相當(dāng)?shù)?,特別是插秧環(huán)節(jié), 2006 年機(jī)械化種植水平只有 9%3。農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平 ,農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志 ,而水稻作為我國(guó)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。大力發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化,可以有效爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí) 、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4。2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)水稻機(jī)械化插秧技術(shù)是繼品種和栽培技術(shù)更新之后進(jìn)一步提高水稻勞動(dòng)生產(chǎn)率的又一次技術(shù)革命 。目前,世界上水稻機(jī)插秧技術(shù)已成熟 ,日本、韓國(guó)等國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的水稻生產(chǎn)全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化插秧。國(guó)內(nèi)外較為成熟并普遍使用的插秧機(jī) ,其工作原理大體相同 。發(fā)動(dòng)機(jī)分別將動(dòng)力傳遞給插秧機(jī)構(gòu)和送秧機(jī)構(gòu) ,在兩大機(jī)構(gòu)的相互配合下 ,插秧機(jī)構(gòu)的秧針插入秧塊抓取秧苗 ,并將其取出下移 ,當(dāng)移到設(shè)定的插秧深度時(shí) ,由插秧機(jī)構(gòu)中的插植叉將秧苗從秧針上壓下,完成一個(gè)插秧過(guò)程。同時(shí),通過(guò)浮板和液壓系統(tǒng) ,控制行走輪與機(jī)體相對(duì)位置和浮板與秧針的相對(duì)位置,使插秧深度基本一致5。2.1國(guó)外水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品現(xiàn)狀水稻插秧種植方式主要集中在亞洲 ,目前國(guó)外生產(chǎn)插秧機(jī)的國(guó)家也全部在亞洲,主要是日本和韓國(guó) 。日本是世界上水稻插秧機(jī)械化水平最高的國(guó)家 ,也是插秧機(jī)械研究和制造水平最高的國(guó)家,插秧機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品均處于領(lǐng)先地位。日本生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有久保田 、井關(guān)、洋馬、三菱和日立等 。久保田是日本最大的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商。與井關(guān)和洋馬并稱為日本 3 大農(nóng)機(jī)制造企業(yè) 。韓國(guó)生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有大同、東洋、國(guó)際、 LG 和亞細(xì)亞等。由于日本和韓國(guó)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)水稻插秧機(jī)械化 ,其國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)飽和 。產(chǎn)品生產(chǎn)主要用于更新?lián)Q代和出口 。因此日本和韓國(guó)的插秧機(jī)企業(yè)都在積極拓展國(guó)外市場(chǎng),增加出口或直接海外投資。日本插秧機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和多樣化的格局。乘坐式有3 至10 行,步行式有 1、2、4、6 行,每種產(chǎn)品各具特色 ,適應(yīng)于不同的環(huán)境條件和生產(chǎn)規(guī)模,滿足不同用戶的需要 。日本種植單季水稻 ,普遍采用中、小苗旱育稀植技術(shù)。插秧機(jī)行距為 300 和 330mm6。韓國(guó)生產(chǎn)的插秧機(jī)也有步進(jìn)式和乘坐式兩類,但型號(hào)比較單一,沒(méi)有形成系列。日本插秧機(jī)主要有下述五方面的特點(diǎn)。(1)結(jié)構(gòu)型式有乘坐式和步進(jìn)式 2 大類。(2)乘坐式插秧機(jī)有高速型和普通型 2 個(gè)品種。(3)高速插秧機(jī)又細(xì)分為側(cè)重點(diǎn)不同的多個(gè)機(jī)型。(4)耕整地與插秧聯(lián)合作業(yè)。(5)多用途插秧機(jī)。2.2國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品現(xiàn)狀隨著國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求的啟動(dòng) ,未來(lái)發(fā)展前景廣闊 。我國(guó)很多企業(yè)都介入插秧機(jī)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn) ,國(guó)外的插秧機(jī)企業(yè)也改變過(guò)去單一的產(chǎn)品出口方式 ,紛紛在我國(guó)建立獨(dú)資或合資企業(yè)進(jìn)行插秧機(jī)生產(chǎn) ,國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)形成國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)局面。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有延吉插秧機(jī)制造有限公司 、現(xiàn)代農(nóng)裝湖州聯(lián)合收割機(jī)有限公司和南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司等 。在我國(guó)投資生產(chǎn)插秧機(jī)的外資企業(yè)有韓國(guó)東洋、日本久保田、洋馬和井關(guān)等公司。國(guó)外資本和技術(shù)的引進(jìn) ,加速了我國(guó)插秧機(jī)市場(chǎng)發(fā)展,產(chǎn)銷量增長(zhǎng)很快。20 世紀(jì) 50 年代我國(guó)就曾研制出為插大苗的插秧機(jī) ,由于大苗育秧生產(chǎn)機(jī)械化沒(méi)有解決,因此也影響了插秧機(jī)的發(fā)展; 70 年代初步完成了轉(zhuǎn)臂滑道滾動(dòng)插秧機(jī)型的系列設(shè)計(jì); 80 年代生產(chǎn)了曲柄搖桿插秧機(jī); 90 年代在引進(jìn)、改造日、韓、臺(tái)灣等技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,轉(zhuǎn)向生產(chǎn)插帶土秧苗的高速插秧機(jī) ,水稻生產(chǎn)過(guò)程中的耕整地、育秧、栽植與收獲機(jī)械化有了較大的進(jìn)展,送秧和運(yùn)秧機(jī) (手扶式、自走式、人力 )基本成熟,在分插機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上有所突破,高速插秧機(jī)性能得到提高7。近年來(lái), 在國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求下 ,引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品發(fā)展很快 ,已初步克服了品種單一的缺陷。國(guó)內(nèi)插秧機(jī)行距為 240 和 300mm。主要有步行式 、乘坐式和獨(dú)輪乘坐式 3 種類型。步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)主要是合資企業(yè)的產(chǎn)品 ,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主要是獨(dú)輪乘坐式插秧機(jī) , 自主開(kāi)發(fā)的步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)也進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段 。目前插秧機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要來(lái)自國(guó)外產(chǎn)品 ,韓國(guó)的技術(shù)來(lái)自日本其產(chǎn)品價(jià)格比較低 ,而且進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的方式更為靈活 ,因此對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的沖擊很大8。3國(guó)內(nèi)外水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)3.1國(guó)外水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)根據(jù)國(guó)外插秧機(jī)技術(shù)發(fā)展情況,插秧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式不會(huì)有大的變化 ,將來(lái)主要向著降低生產(chǎn)成本、提高作業(yè)效率的方向發(fā)展9。(1)高速插秧機(jī)將是主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。從機(jī)型結(jié)構(gòu)來(lái)看,高速插秧機(jī)具有高效率、高性能等優(yōu)勢(shì) ,是未來(lái)的主要發(fā)展方向與主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品 ;步進(jìn)式插秧機(jī)由于作業(yè)效率低、使用勞動(dòng)強(qiáng)度大。市場(chǎng)占有率將逐步下降。(2)少免耕作業(yè)和復(fù)合作業(yè)。插秧機(jī)從單一插秧作業(yè)向插秧的同時(shí)施肥、鋪膜和少耕或免耕插秧等復(fù)式作業(yè)方向發(fā)展。(3)發(fā)展多功能插秧機(jī)底盤 。插秧機(jī)底盤將向水田多功能通用底盤方向發(fā)展 ,以提高機(jī)器利用率,降低生產(chǎn)成本。3.2國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)發(fā)展預(yù)測(cè)從國(guó)內(nèi)目前水稻生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展情況看 ,水稻機(jī)插秧仍然是水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的最薄弱環(huán)節(jié) ,插秧機(jī)還處于發(fā)展初期 ,未來(lái)幾年市場(chǎng)需求量將會(huì)保持快速上升態(tài)勢(shì)。插秧機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平將進(jìn)一步提高 。發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)下述幾個(gè)方面的特點(diǎn)。(1)手扶步進(jìn)式插秧機(jī)將是持續(xù)發(fā)展的機(jī)型。(2)插秧機(jī)產(chǎn)品向系列化和多樣化發(fā)展。(3)水稻種植機(jī)械向高速、精準(zhǔn)、創(chuàng)新的方向發(fā)展。(4)向降低成本,提高可靠性的方向發(fā)展。4總結(jié)在農(nóng)機(jī)市場(chǎng)快速發(fā)展的今天 ,我們應(yīng)該看到 ,用戶在購(gòu)買農(nóng)機(jī)時(shí) ,對(duì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的造型越來(lái)越重視 ,因此企業(yè)應(yīng)確立對(duì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念 ,這不僅是為了滿足更多的用戶 ,也是增強(qiáng)我國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng) ,也是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的需要。由于形式設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)存在著內(nèi)在的聯(lián)系 ,由于設(shè)計(jì)的成果還將被納入機(jī)械化大批量方式的生產(chǎn) ,所以決定產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的各項(xiàng)基本條件不僅與審美因素,并且更主要的與功能 、技術(shù)緊密關(guān)聯(lián) 。而設(shè)計(jì)的這些基本條件又與人類工程學(xué)、產(chǎn)品的功能、構(gòu)造、所使用的材料與生產(chǎn)工藝等深刻相關(guān)。所以 ,作為設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō) ,應(yīng)考慮運(yùn)用新的設(shè)計(jì)理念 ,應(yīng)用現(xiàn)代的工業(yè)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì),才能使原有的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品得以創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)1Edathiparambil Vareed Thomas. Development of a mechanism for transplantingrice seedlings. Mechanism and Machine Theory ,2002,37: 1.2高速水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)研究 :13曹建東.制約水稻插秧機(jī)推廣應(yīng)用因素探析 .農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2009,20(8):1.4謝舒,藍(lán)峰,黎子明,等.水稻插秧機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .南方農(nóng)機(jī),2009,6: 1.5曹志宇,王冬沐,等.水稻插秧機(jī)的工作原理及機(jī)插技術(shù)的應(yīng)用 .科技縱橫,2009,7: 1.6沈亮,韓休海,耿志杰.我國(guó)水稻插秧機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 .農(nóng)機(jī)使用與維修, 2011,1: 1.7汪令國(guó).插秧機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .湖南農(nóng)機(jī),2011:1.8趙亮,高希文,顏華,等 .國(guó)內(nèi)外水稻插秧機(jī)及發(fā)展 .中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 : 2.9劉文華.水稻插秧機(jī)現(xiàn)狀分析及發(fā)展預(yù)測(cè) .湖南農(nóng)機(jī),2008,36(4):6.題學(xué)目院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一種插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院專業(yè)班級(jí)09 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化4姓名王鵬學(xué)號(hào)I09690128指導(dǎo)教師系 主 任李革教授學(xué)院院長(zhǎng)二 O年月日浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明我謹(jǐn)在此保證:本人所做的畢業(yè)設(shè)計(jì),凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。設(shè)計(jì)說(shuō)明書與圖紙均由本人獨(dú)立完成,沒(méi)有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況,本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。聲明人(簽名):年月日浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱水稻是我國(guó)最主要的糧食作物 ,因其種植面積大 、單位面積產(chǎn)量與總產(chǎn)量高 ,在糧食生產(chǎn)中地位舉足輕重 。水稻種植的機(jī)械化是水稻生產(chǎn)的必然趨勢(shì) ,大力發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化 ,可以有效爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí) 、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。為了達(dá)到滿意的插秧質(zhì)量,在插秧前必須對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整到位 ,以保證大田有基本的苗數(shù) 。而大田的基本苗數(shù)是由秧苗栽插時(shí)的行距 、株距和每穴株數(shù)決定的。插秧機(jī)的行距為30cm 固定不變,可調(diào)的只有株距和每穴株數(shù) 。所以,通過(guò)調(diào)整株距調(diào)整大田基本苗數(shù)來(lái)合理實(shí)現(xiàn)水稻栽植密度 ,從而獲得最高的產(chǎn)量,對(duì)于水稻種植具有重要的意義。通過(guò)設(shè)計(jì)合理而高效的株距調(diào)整變速器 ,對(duì)于適應(yīng)多品種水稻種植,不同栽植密度要求,充分利用機(jī)械具有重要意義。本設(shè)計(jì)針對(duì)水稻插植過(guò)程中經(jīng)常采用的七個(gè)株距進(jìn)行了插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的設(shè)計(jì),主要進(jìn)行了以下內(nèi)容:(1)調(diào)查分析了國(guó)內(nèi)外水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),闡述了株距調(diào)整變速箱在插秧機(jī)工作中起到的重要作用,明確了課題研究的意義 。(2)根據(jù)插秧機(jī)要實(shí)現(xiàn)七個(gè)株距的設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)了株距調(diào)整變速箱的傳動(dòng)方案,并擬定了其傳動(dòng)路線。(3)根據(jù)株距調(diào)整變速箱要具體實(shí)現(xiàn)的七個(gè)株距距離,并結(jié)合插秧機(jī)工作時(shí)的行走速度 ,計(jì)算出該變速箱的傳動(dòng)比 。并擬定了合理的變速箱傳動(dòng)零件參數(shù) ,計(jì)算出了各個(gè)齒輪齒數(shù)。(4)根據(jù)設(shè)計(jì)完成的傳動(dòng)零件尺寸,并結(jié)合變速箱傳動(dòng)過(guò)程中傳遞功率及傳動(dòng)比,計(jì)算出傳動(dòng)零件的受力,進(jìn)行了傳統(tǒng)力學(xué)分析。(5)簡(jiǎn)單介紹了變速箱操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。關(guān)鍵詞:株距調(diào)整變速箱;傳動(dòng)方案;傳動(dòng)比;力學(xué)分析i浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)Abstract插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱Rice is Chinas most important food crops, because of its large acreage, highyields per unit area and total production, it plays a decisive role in foodproduction .The mechanization of rice cultivation is the inevitable trend of riceproduction. The strong development of the mechanization of rice production caneffectively compete for the farming season, resist the effects of natural disasters,ensure and expand the planting area, increase rice production and reduce productioncosts.In order to achieve satisfactory quality planting, we must make an appropriateadjustment to rice transplanter to ensure that the basic number of seedlings in ricefields before planting. The field planting density depends on the seedlings line spacing,planting distance and number of seedlings per hole. The transplanter line spacing isfixed at 30cm . Only the planting distance and number of seedlings per hole isadjustable. Therefore, by adjusting the planting distance to adjust the basic number ofseedlings to achieve reasonable rice planting density, it is of great significance toobtain the highest yield for rice cultivation. Designing reasonable and efficientplanting distance adjustment transmission is of great significance to adapt to the manyvarieties of rice cultivation, planting density requirements and make full use of themachinery.According to the seven planting distance that is often used in the planting, thisdesign is designed for planting distance adjustment transmission. The main contentsare as follows:(1) Investigating and analyzing the domestic and international rice transplanterindustry, product development status and trends, elaborating planting distanceadjustment transmission played an important role in the transplanter work, clearingthe significance of the research.(2) According to seven planting distance that is achieved, designing the plantingdistance adjustment transmission scheme, and developing a transmission line.(3) According to seven planting distance that planting distance adjustmenttransmission will achieve and binding the traveling speed when the transplanter works,calculating the transmission ratio of the gearbox. At the same time, developing areasonable gearbox transmission parts parameters and calculating the number of teethof each gear.ii浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱(4) According to the transmission parts size that have been designed, combinedwith the transmission power and transmission ratio in gearbox transmission,calculating the force of the transmission parts, conducting a traditional mechanicalanalysis.(5) A brief introduction to the design principles of the transmission controlmechanism.Keyword: planting distance adjustment transmission; transmission scheme;transmission ratio; traditional mechanical analysis.iii浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目 錄插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱摘要.i目錄.iv第一章 緒論.11.1 前言.11.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) .11.2.1 國(guó)外水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) .11.2.2 國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) .21.3 插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱研究意義 .41.4 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題 .41.4.1 基本內(nèi)容.41.4.2 擬解決的主要問(wèn)題.4第二章 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)方案確定 .62.1 變速器的設(shè)計(jì)要求及選擇 .62.1.1 變速器的設(shè)計(jì)要求.62.1.2 變速器的選擇.62.2 傳動(dòng)方案的確定.72.3 傳動(dòng)路線描述.8第三章 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 .93.1 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)比的確定 .93.1.1 已知條件.93.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算.93.2 中心距的確定.103.3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì).113.3.1 齒輪模數(shù)的選擇.113.3.2 齒輪材料的選取.113.3.3 齒輪壓力角的選取.123.3.4 齒輪齒寬的選取.123.4 齒輪齒數(shù)的確定.13iv浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱3.4.1 各傳動(dòng)線路傳動(dòng)比的確定.133.4.2 齒輪齒數(shù)的確定.143.5 齒輪變位系數(shù)的選擇.16第四章 株距調(diào)整變速箱的傳統(tǒng)力學(xué)分析 .184.1 齒輪的力學(xué)分析.184.1.1 齒輪的損壞原因及形式 .184.1.2 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 .194.2 軸承的選擇.224.2.1 軸承類型的選擇.224.2.2 深溝球軸承型號(hào)的選擇 .244.3 軸的力學(xué)分析.254.3.1 軸的受力分析.254.3.2 軸的強(qiáng)度校核.264.3.3 軸的剛度校核.28第五章 變速器的操縱機(jī)構(gòu) .32第六章 總結(jié)與展望.336.1 總結(jié).336.2 展望.33參考文獻(xiàn).35致 謝.36v浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章 緒論1.1前言插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱水稻是我國(guó)最主要的糧食作物 ,因其種植面積大 、單位面積產(chǎn)量與總產(chǎn)量高 ,在糧食生產(chǎn)中地位舉足輕重 。而水稻種植的機(jī)械化是水稻生產(chǎn)的必然趨勢(shì) ,近年來(lái)我國(guó)水稻種植的機(jī)械化水平逐年增高 ,尤其是自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來(lái) ,我國(guó)水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平明顯提高 1。目前,我國(guó)水稻種植機(jī)械化程度還相當(dāng)?shù)?,特別是插秧環(huán)節(jié), 2006年機(jī)械化種植水平只有 9%2。農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平 ,農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志 ,而水稻作為我國(guó)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。大力發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化,可以有效爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí) 、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3。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)水稻機(jī)械化插秧技術(shù)是繼品種和栽培技術(shù)更新之后進(jìn)一步提高水稻勞動(dòng)生產(chǎn)率的又一次技術(shù)革命 。目前,世界上水稻機(jī)插秧技術(shù)已成熟 ,日本、韓國(guó)等國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的水稻生產(chǎn)全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化插秧。國(guó)內(nèi)外較為成熟并普遍使用的插秧機(jī) ,其工作原理大體相同 。發(fā)動(dòng)機(jī)分別將動(dòng)力傳遞給插秧機(jī)構(gòu)和送秧機(jī)構(gòu) ,在兩大機(jī)構(gòu)的相互配合下 ,插秧機(jī)構(gòu)的秧針插入秧塊抓取秧苗 ,并將其取出下移 ,當(dāng)移到設(shè)定的插秧深度時(shí) ,由插秧機(jī)構(gòu)中的插植叉將秧苗從秧針上壓下,完成一個(gè)插秧過(guò)程。同時(shí),通過(guò)浮板和液壓系統(tǒng) ,控制行走輪與機(jī)體相對(duì)位置和浮板與秧針相對(duì)位置,使得插秧深度基本一致4。1.2.1國(guó)外水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)水稻插秧種植方式主要集中在亞洲 ,目前國(guó)外生產(chǎn)插秧機(jī)的國(guó)家也全部在亞洲,主要是日本和韓國(guó) 。日本是世界上水稻插秧機(jī)械化水平最高的國(guó)家 ,也是插秧機(jī)械研究和制造水平最高的國(guó)家,插秧機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品均處于領(lǐng)先地位。1浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱日本生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有久保田 、井關(guān)、洋馬、三菱和日立等 。久保田是日本最大的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商。與井關(guān)和洋馬并稱為日本3 大農(nóng)機(jī)制造企業(yè) 。韓國(guó)生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有大同、東洋、國(guó)際、LG 和亞細(xì)亞等。由于日本和韓國(guó)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)水稻插秧機(jī)械化 ,其國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)飽和 。產(chǎn)品生產(chǎn)主要用于更新?lián)Q代和出口 。因此日本和韓國(guó)的插秧機(jī)企業(yè)都在積極拓展國(guó)外市場(chǎng),增加出口或直接海外投資。日本插秧機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和多樣化的格局。乘坐式有3 至10 行,步行式有 1、2、4、6 行,每種產(chǎn)品各具特色 ,適應(yīng)于不同的環(huán)境條件和生產(chǎn)規(guī)模,滿足不同用戶的需要 。日本種植單季水稻 ,普遍采用中、小苗旱育稀植技術(shù)。插秧機(jī)行距為 300 和 330mm5。韓國(guó)生產(chǎn)的插秧機(jī)也有步進(jìn)式和乘坐式兩類,但型號(hào)比較單一,沒(méi)有形成系列。日本插秧機(jī)主要有下述五方面的特點(diǎn)。(1)結(jié)構(gòu)型式有乘坐式和步進(jìn)式2 大類。(2)乘坐式插秧機(jī)有高速型和普通型2 個(gè)品種。(3)高速插秧機(jī)又細(xì)分為側(cè)重點(diǎn)不同的多個(gè)機(jī)型。(4)耕整地與插秧聯(lián)合作業(yè)。(5)多用途插秧機(jī)。根據(jù)國(guó)外插秧機(jī)技術(shù)發(fā)展情況,插秧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式不會(huì)有大的變化 ,將來(lái)主要向著降低生產(chǎn)成本、提高作業(yè)效率的方向發(fā)展6。(1)高速插秧機(jī)將是主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。從機(jī)型結(jié)構(gòu)來(lái)看,高速插秧機(jī)具有高效率、高性能等優(yōu)勢(shì) ,是未來(lái)的主要發(fā)展方向與主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品 ;步進(jìn)式插秧機(jī)由于作業(yè)效率低、使用勞動(dòng)強(qiáng)度大。市場(chǎng)占有率將逐步下降。(2)少免耕作業(yè)和復(fù)合作業(yè)。插秧機(jī)從單一插秧作業(yè)向插秧的同時(shí)施肥、鋪膜和少耕或免耕插秧等復(fù)式作業(yè)方向發(fā)展。(3)發(fā)展多功能插秧機(jī)底盤 。插秧機(jī)底盤將向水田多功能通用底盤方向發(fā)展 ,以提高機(jī)器利用率,降低生產(chǎn)成本。1.2.2國(guó)內(nèi)水稻插秧機(jī)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)隨著國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求的啟動(dòng) ,未來(lái)發(fā)展前景廣闊 。我國(guó)很多企業(yè)都介入插秧機(jī)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn) ,國(guó)外的插秧機(jī)企業(yè)也改變過(guò)去單一的產(chǎn)品出口方式 ,紛紛在我國(guó)建立獨(dú)資或合資企業(yè)進(jìn)行插秧機(jī)生產(chǎn) ,國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)形成國(guó)際化的2浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)競(jìng)爭(zhēng)局面。插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱國(guó)內(nèi)生產(chǎn)插秧機(jī)的企業(yè)主要有延吉插秧機(jī)制造有限公司 、現(xiàn)代農(nóng)裝湖州聯(lián)合收割機(jī)有限公司和南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司等 。在我國(guó)投資生產(chǎn)插秧機(jī)的外資企業(yè)有韓國(guó)東洋、日本久保田、洋馬和井關(guān)等公司。國(guó)外資本和技術(shù)的引進(jìn) ,加速了我國(guó)插秧機(jī)市場(chǎng)發(fā)展,產(chǎn)銷量增長(zhǎng)很快。20 世紀(jì) 50 年代我國(guó)就曾研制出為插大苗的插秧機(jī) ,由于大苗育秧生產(chǎn)機(jī)械化沒(méi)有解決,因此也影響了插秧機(jī)的發(fā)展;70 年代初步完成了轉(zhuǎn)臂滑道滾動(dòng)插秧機(jī)型的系列設(shè)計(jì); 80 年代生產(chǎn)了曲柄搖桿插秧機(jī); 90 年代在引進(jìn)、改造日、韓、臺(tái)灣等技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,轉(zhuǎn)向生產(chǎn)插帶土秧苗的高速插秧機(jī) ,水稻生產(chǎn)過(guò)程中的耕整地、育秧、栽植與收獲機(jī)械化有了較大的進(jìn)展,送秧和運(yùn)秧機(jī)(手扶式、自走式、人力 )基本成熟,在分插機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上有所突破,高速插秧機(jī)性能得到提高7。近年來(lái),在國(guó)內(nèi)插秧機(jī)市場(chǎng)需求下 ,引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品發(fā)展很快 ,已初步克服了品種單一的缺陷。國(guó)內(nèi)插秧機(jī)行距為240 和 300mm。主要有步行式、乘坐式和獨(dú)輪乘坐式 3 種類型。步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)主要是合資企業(yè)的產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主要是獨(dú)輪乘坐式插秧機(jī),自主開(kāi)發(fā)的步行式插秧機(jī)和高速插秧機(jī)也進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段 。目前插秧機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要來(lái)自國(guó)外產(chǎn)品 ,韓國(guó)的技術(shù)來(lái)自日本其產(chǎn)品價(jià)格比較低 ,而且進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的方式更為靈活 ,因此對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的沖擊很大 8。從國(guó)內(nèi)目前水稻生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展情況看 ,水稻機(jī)插秧仍然是水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的最薄弱環(huán)節(jié) ,插秧機(jī)還處于發(fā)展初期 ,未來(lái)幾年市場(chǎng)需求量將會(huì)保持快速上升態(tài)勢(shì)。插秧機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平將進(jìn)一步提高 。發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)下述幾個(gè)方面的特點(diǎn)。(1)手扶步進(jìn)式插秧機(jī)將是持續(xù)發(fā)展的機(jī)型。(2)插秧機(jī)產(chǎn)品向系列化和多樣化發(fā)展。(3)水稻種植機(jī)械向高速、精準(zhǔn)、創(chuàng)新的方向發(fā)展。(4)向降低成本,提高可靠性的方向發(fā)展。3浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.3插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱研究意義插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱雖然機(jī)插水稻實(shí)現(xiàn)了定行 、定深、定穴和定苗栽插 ,滿足高產(chǎn)群體質(zhì)量栽培中寬行淺栽稀植的要求 。但只有使插秧機(jī)獲得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的插秧質(zhì)量 ,才能確保水稻的增產(chǎn)增收 。為了達(dá)到滿意的插秧質(zhì)量 ,在插秧前必須對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整到位,并保證大田有基本的苗數(shù)。因水稻品種不同 ,對(duì)大田基本苗數(shù)的要求也是不同的 ,基本苗數(shù)過(guò)大過(guò)小對(duì)水稻的生長(zhǎng)都不利 ,也必然影響到水稻的產(chǎn)量 。而大田的基本苗數(shù)是由秧苗栽插時(shí)的行距、株距和每穴株數(shù)決定的 。插秧機(jī)的行距為30cm 固定不變,可調(diào)的只有株距和每穴株數(shù) 9。所以,通過(guò)調(diào)整株距調(diào)整大田基本苗數(shù)來(lái)合理實(shí)現(xiàn)水稻栽植密度,從而獲得最高的產(chǎn)量 ,對(duì)于水稻種植具有重要的意義 。通過(guò)設(shè)計(jì)合理而高效的株距調(diào)整變速器 ,對(duì)于適應(yīng)多品種水稻種植 ,不同栽植密度要求 ,充分利用機(jī)械具有重要意義。1.4研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題1.4.1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)水稻機(jī)械化插秧的意義及發(fā)展(2)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱方案設(shè)計(jì)研究插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的技術(shù)方案 ,按照課題內(nèi)容 ,完成總體方案設(shè)計(jì) ,實(shí)現(xiàn) 7 個(gè)株距 25,21,18,17,14,12,11(cm)調(diào)整。(3)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單,裝置重量輕。(4)完成二維、三維圖紙完成三維、二維裝配圖和零件圖。1.4.2擬解決的主要問(wèn)題在整個(gè)株距調(diào)整變速器設(shè)計(jì)中,首先要考慮的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)其25,21,18,17,14,12,11 (cm)七個(gè)株距的調(diào)整 。要達(dá)到此目標(biāo)要求 ,必須根據(jù)插秧4浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱機(jī)工作行走速度進(jìn)行插植臂插植速度的設(shè)計(jì)(株距調(diào)整變速器轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì) )。在確定株距調(diào)整變速箱的轉(zhuǎn)速后 ,要合理確定齒輪組的變速組數(shù) ,傳動(dòng)比以及齒輪參數(shù)。在此基礎(chǔ)上要保證變速器結(jié)構(gòu)合理 、簡(jiǎn)單輕便,以減輕整機(jī)的重量 ,便于插秧機(jī)在水田中的作業(yè) 。所以在滿足七個(gè)株距調(diào)整的前提下 ,應(yīng)盡可能使得變速箱整體結(jié)構(gòu)小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。5浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第二章 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)方案確定2.1 變速器的設(shè)計(jì)要求及選擇2.1.1變速器的設(shè)計(jì)要求插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱該株距調(diào)整變速器的主要功用是實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)工作時(shí)株距的調(diào)整要求 ,即在改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的主要前提下 ,傳遞一定的扭矩 ,使插秧機(jī)插植臂具有適合的牽引力和速度。對(duì)變速器的主要要求是:應(yīng)保證插秧機(jī)具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 。在插秧機(jī)整體設(shè)計(jì)時(shí) ,根據(jù)插秧機(jī)載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及使用要求 ,選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比 ,來(lái)滿足這一要求。工作可靠,操縱輕便。插秧機(jī)在行駛過(guò)程中,變速器內(nèi)不應(yīng)有自動(dòng)跳檔 、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生 。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度 ,提高行駛安全性 ,操縱輕便的要求日益顯得重要。重量輕、體積小。影響這一指標(biāo)的主要參數(shù)是變速器的中心距 。選用優(yōu)質(zhì)鋼材,采用合理的熱處理 ,設(shè)計(jì)合適的齒形 ,提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。傳動(dòng)效率高。為減小齒輪的嚙合損失 ,應(yīng)有直接檔。提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量,采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油都可以提高傳動(dòng)效率。噪聲小。選擇合理的變位系數(shù) ,提高制造精度和安裝剛性可減小齒輪的噪聲 。2.1.2變速器的選擇有級(jí)變速器與無(wú)級(jí)變速器相比 ,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造低廉,具有高的傳動(dòng)效率(=0.96-0.98 ),因此在各類機(jī)械設(shè)備上均得到廣泛的應(yīng)用。本文亦根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇有級(jí)變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前,各種機(jī)械設(shè)備上采用的變速器結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的 ,這是由于各國(guó)機(jī)械設(shè)備的使用 、制造及修理等條件不同 ,也是由各種類型設(shè)備的使用條件不同所決定的。變速器按前進(jìn)檔不同 ,有三、四、五和多檔變速器 。根據(jù)軸的形式不6浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱同,又分為:固定軸式、旋轉(zhuǎn)軸式和綜合式三類 。究竟采用何種方式 ,除了機(jī)械設(shè)備總布置要求外,主要考慮一下三方面:(1)變速器的徑向尺寸(兩軸式尺寸大,三軸式尺寸小 );(2)變速器的使用壽命(兩軸式齒輪壽命短,三軸式壽命長(zhǎng) );(3)變速器的效率。其中固定軸式變速器應(yīng)用廣泛,又可分為兩軸式變速器、中間軸式變速器 、雙中間軸式變速器及多中間軸式變速器 。固定軸式變速器應(yīng)用廣泛 ,旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、布置方便 、中間擋位傳動(dòng)效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn),適用于插秧機(jī)對(duì)變速箱的要求10。2.2傳動(dòng)方案的確定高速插秧機(jī)的變速箱是底盤中最關(guān)鍵 、也是制造難度最大的裝置 ,要求重量輕、強(qiáng)度高、適應(yīng)機(jī)器在泥濘的稻田中行走 。該株距調(diào)整變速箱設(shè)計(jì)是在高速插秧機(jī)總體傳動(dòng)方案確定的基礎(chǔ)上展開(kāi)的 ,本章主要對(duì)高速插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。為滿足七個(gè)株距調(diào)整,設(shè)計(jì)株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖(如圖2-1)。圖 2-1 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖在該株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)方案中 ,除齒輪組Z13Z14為滑移齒輪組外 ,其它齒輪皆為空套齒輪 ,它們可通過(guò)離合器相互間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳遞或帶動(dòng)軸運(yùn)動(dòng) 。該株距調(diào)整變速箱可實(shí)現(xiàn)八條傳動(dòng)路徑,其傳動(dòng)路線講解如下。7浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.3傳動(dòng)路線描述插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱在圖 2-1 傳動(dòng)方案中,其可實(shí)現(xiàn)的八條傳動(dòng)路線如下: Z(1)軸 1(輸入) Z13 23 軸 2(換擋離合器左移 ) 軸 3(輸出) Z24(2)軸 1(輸入) Z14 Z24 軸 2(換擋離合器左移) 軸 3(輸出)(3)軸 1(輸入) Z15( Z14, Z15嚙合) Z25 軸 2(換擋離合器左移 )軸 3(輸出)(4)軸 1(輸入) Z13 Z23 Z22 Z12 Z11 Z21軸 2(換擋離 Z24合器右移) 軸 3(輸出)(5)軸 1(輸入) Z14 Z24 Z22 Z12 Z11 Z21 軸 2(換擋離合器右移) 軸 3(輸出)(6)軸 1 Z15(Z14,Z15嚙合) Z25 Z22 Z12 Z11 Z21 軸 2(換擋離合器右移) 軸 3(輸出)8浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第三章 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算3.1株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)比的確定3.1.1 已知條件(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為rn0= 3600;( 2 )發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸到株距調(diào)整變速箱輸入軸之間的總傳動(dòng)比為;i0= 4.152778插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱(3)株距調(diào)整變速箱輸出軸與插植臂輸入軸之間的傳動(dòng)比為in= 2 ;(4)插秧機(jī)工作時(shí)的行走速度為msv0= 1.9587(5)有兩個(gè)插植臂同時(shí)參與工作;3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算插秧機(jī)株距計(jì)算公式為 11=tv ,滑動(dòng)率為 = 0.9 ;式中,l插秧機(jī)株距;ln(3-1)v插秧機(jī)實(shí)際前進(jìn)速度;t插秧機(jī)行駛時(shí)間;n插植傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(單臂 );在插秧機(jī)工作過(guò)程中 ,由于有兩個(gè)插植臂同時(shí)參與工作 ,且從株距調(diào)整變速箱輸出軸到插植臂輸入軸之間的傳動(dòng)比為in= 2,所以可以將株距調(diào)整變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速視為一個(gè)插植臂工作時(shí)的轉(zhuǎn)速。由公式(3-1)可推得vl =nr式中,nr 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速則由公式(3-2)得9(3-2)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)n=v插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱(3-3)rl又已知插秧機(jī)工作時(shí)的理想行走速度為則由msv0= 1.9587,滑動(dòng)率為 = 0.9 ,得 v=1.76283 。v v =0由已知所需設(shè)計(jì)的七個(gè)株距25,21,18,17,14,12,11 (cm)及公示( 3-3)可求得株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 (如表 3-1)。表 3-13-株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速l(cm)17211825111412nr(r/min)622.175503.666587.61423.079961.544755.499881.415已知發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為rn0= 3600,發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸到株距調(diào)整變速箱輸入軸之間的總傳動(dòng)比為 in= 2 ,則株距調(diào)整變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速為0i0nn1=r得 n1= 866.89則由。n n i =1r可得七個(gè)株距對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比(如表3-2)。表 3-23-株距調(diào)整變速器傳動(dòng)比l(cm)17211825111412i1.3931.7211.4752.0490.9021.1470.9843.2中心距的確定中心距是變速器的一個(gè)基本參數(shù),對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小 、輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小,輪齒的接觸應(yīng)力越大,齒輪壽命越短 。因此,最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定 。中心距的選擇也不應(yīng)該過(guò)大,否則會(huì)使得變速器外形尺寸過(guò)大 ,體積和質(zhì)量增大 ,影響整機(jī)重量 ,不利于插秧機(jī)田間工作 12。初選中心距A 時(shí),可根據(jù)已有插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱的中心距初選51mm。10為浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)3.3.1 齒輪模數(shù)的選擇齒輪模數(shù)選擇的一般原則:插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱(1)為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù),同時(shí)增加齒寬;(2)為使質(zhì)量小些,應(yīng)該增加模數(shù),同時(shí)減少齒寬;(3)從工藝方面考慮,各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù);(4)從強(qiáng)度方面考慮,各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。對(duì)于插秧機(jī)而言 ,工作環(huán)境較差 ,對(duì)噪聲的要求較小 ,且插秧機(jī)由于在水田中工作,對(duì)整機(jī)的質(zhì)量要求較高 ,應(yīng)盡量減小機(jī)器重量 ,同時(shí)為保證齒輪的強(qiáng)度 ,所以齒輪的模數(shù)應(yīng)選的大一些。類比以往插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取 ,對(duì)常嚙合齒輪模數(shù)選取較小值,對(duì)滑移齒輪模數(shù)去較大值,則各齒輪進(jìn)行模數(shù)選取如表3-3。表 3-33-株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取齒輪模數(shù)齒輪模數(shù)Z112.5Z212.5Z122.5Z222.5Z133Z233Z143Z243Z153Z253同步器和嚙合套的接合大都采用漸開(kāi)線齒形 。由于制造工藝上的原因 ,同一變速器中的結(jié)合套模數(shù)都取相同,本設(shè)計(jì)中漸開(kāi)線模數(shù)取為0.75。3.3.2齒輪材料的選取齒輪是機(jī)械中一個(gè)是最重要的零件之一 。其種類很多,形狀各異,大的直徑幾十米,小的只有幾毫米 ;從傳遞的功率來(lái)看 ,大的可傳遞上百千瓦 ,小的也只有幾毫瓦。因此齒輪要滿足不同情況的需要 ,其材料的選擇是很關(guān)鍵的 。齒輪材料的選擇主要根據(jù)以下幾個(gè)方面 :(1)根據(jù)齒輪的失效形式來(lái)選擇由齒輪的失效分析可知,對(duì)齒輪材料的基本要求為:1)齒面要有足夠的硬度,以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等;2)齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和韌性,以抵抗齒根折斷和沖擊載荷;3)應(yīng)有良好的加工工藝性及熱處理性能,使之便于加工且便于提高力學(xué)性11浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)能。(2)根據(jù)齒輪的承載能力來(lái)選擇插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱承載能力取決于載荷的大小 ,載荷的大小直接影響齒輪的使用壽命 ,載荷越大,要求齒輪的強(qiáng)度就越高 ,對(duì)所選材料要求就高 ,載荷越小,對(duì)材料要求就越低。(3)根據(jù)齒輪的工作條件來(lái)選擇對(duì)于一般比較簡(jiǎn)單的小模數(shù)滲碳齒輪 ,芯部只要保證有足夠的韌性 ,采用低碳鋼就可以了,但對(duì)受力較大的變速箱齒輪,芯部除了要求有足夠的韌性外 ,還要求有足夠的強(qiáng)度 ,若采用低碳素鋼 ,淬透性必低,就達(dá)不到要求 ,幾種滲碳鋼熱處理后滲碳性能的比較可知,20CrMnTi。20Cr 、 20CrMn 等低合金等滲碳性能不如根據(jù)以上齒輪材料的選擇原則以及該株距調(diào)整變速箱的實(shí)際工作情況和20CrMnTi 鋼具有較高的力學(xué)性能,熱處理工藝性較好,有較好的淬透性,可制造截面在 30mm 以下,承受高等中速載荷以及沖擊、摩擦的重要零件。因此 ,本設(shè)計(jì)采用 20CrMnTi 材料作為齒輪材料。3.3.3 齒輪壓力角的選取由機(jī)械原理可知,增大壓力角 ,齒輪的齒厚及節(jié)點(diǎn)處的齒廓曲率半徑亦皆隨之增加 ,有利于提高齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度及接觸強(qiáng)度 。我國(guó)對(duì)一般用途的齒輪傳動(dòng)規(guī)定的壓力角為 = 20 。 為增強(qiáng)航空用齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度及接觸強(qiáng)度,我國(guó)航空齒輪傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了 = 25 的標(biāo)準(zhǔn)壓力角。但增大壓力角并不一定都對(duì)傳動(dòng)有利。對(duì)重合度接近 2 的高速齒輪傳動(dòng) ,推薦采用齒頂高系數(shù)為 1 1.2,壓力角為 16 18 的齒輪,這樣做既可增加齒輪的柔性,又能降低噪聲和動(dòng)載荷。壓力角較小時(shí),重合度大,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲低 。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 取=20u65292X嚙合套壓力角 取=30u12290X3.3.4齒輪齒寬的選取齒寬的選取應(yīng)滿足既能減輕變速器的質(zhì)量 ,同時(shí)又能保證齒輪工作平穩(wěn)的要12浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)插秧機(jī)株距調(diào)整變速箱求。齒輪寬度 b 的大小直接影響著齒輪的承載能力 ,b 加大,齒的承載能力增高 。但試驗(yàn)表明,在齒寬增大到一定數(shù)值后 ,由于載荷分配不均勻 ,反而使齒輪的承載能力降低。所以,在保證齒輪的強(qiáng)度條件下 ,盡量選取較小的齒寬 ,以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。3.4齒輪齒數(shù)的確定在初選了中心距 、齒輪的模數(shù)后 ,可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù) 、傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)方案來(lái)分配各檔齒輪的齒數(shù)。下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明分配各檔齒數(shù)的方法 。3.4.1各傳動(dòng)線路傳動(dòng)比的確定現(xiàn)假設(shè)各傳動(dòng)路線檔位設(shè)置如下:I檔:軸 1 Z15(Z14、Z15 嚙合) Z25 軸 2(換擋離合器左移) 軸 3(輸出);軸 1 Z15(Z14、Z15 嚙合) Z25 Z22 Z12 Z11 Z21 軸 2(換擋離合器右移) 軸 3(輸出);II 檔:軸 1 Z13 Z24 軸 2(換擋離合器左移) 軸 3(輸出);軸 1 Z13 Z24 Z22Z12 Z11 Z21軸 2(換擋離合器右移 ) 軸 3(輸出);III 檔:軸 1 Z14 Z24 軸 2(換擋離合器左移) 軸 3(輸出);軸 1 Z14 Z24 Z22 Z12 Z11 Z21 軸 2(換擋離合器右移 ) 軸 3(輸出);IV檔:軸 1 Z13 Z2
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