麥冬播種機設(shè)計

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XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 麥冬播種機的設(shè)計 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 11 指導(dǎo)教師 職稱 講師 2015年5月6日 麥冬播種機的設(shè)計 專 業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 摘要：當(dāng)今社會，農(nóng)業(yè)機械在機械工業(yè)中占據(jù)的比例越來越大，隨著農(nóng)耕的生產(chǎn)自動化，各種各樣的農(nóng)業(yè)機械將會出現(xiàn)并使用，本課題來源于當(dāng)今社會機械工業(yè)麥冬播種設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計出麥冬播種機，從而來滿足當(dāng)今社會麥冬播種設(shè)備不足的缺陷。 國內(nèi)麥冬播種機設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、播種質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對機械行業(yè)中麥冬播種機的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，傳統(tǒng)的麥冬種子在沒有麥冬播種機而需要人工播種的情況下，效率低下，勞動強度大，所以設(shè)計一個專用的麥冬播種機勢在必行。 本文運用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了麥冬播種機的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了麥冬播種機總的指導(dǎo)思想，從而得出了該麥冬播種機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟(jì)，并且播種質(zhì)量高，運行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞： 麥冬播種機；質(zhì)量；設(shè)計；經(jīng)濟(jì)；結(jié)論 The design of Ophiopogon japonicus seeder Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient, reliable, energy saving, Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient, economical, and high safety, stable operation. The overall plan . the relative position of two axle sleeve on the plane, the motor reducer to provide power through belt drives the screw rod to rotate, and drives the head movement, a nut, a rotary motion of the linear motion of press. Block type safety clutch overload protection with teeth, pressure distribution in the corresponding position of the pipe after drilling through the drilling template. Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture; 目 錄 緒論 1 1. 課題的來源與研究的目的和意義 1 2. 播種機的發(fā)展現(xiàn)狀 3 3. 播種機的類型 6 4. 播種機的主要結(jié)構(gòu)及其功能 8 5. 麥冬播種機總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計 10 5.1 麥冬播種機的總體方案圖 12 5.2 麥冬播種機的工作原理 14 6. 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 14 6.1 電機的選型計算 15 6.2 鏈輪傳動的設(shè)計計算 16 6.3 彈簧的設(shè)計計算 17 7. 開溝器及其起落機構(gòu) 18 7.1 開溝器的要求 21 7.2 開溝器的結(jié)構(gòu)類型 21 7.2.1 芯鏵式開溝器 22 8. 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)類型 23 9. 三維軟件設(shè)計總結(jié) 24 結(jié)論 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 緒論 1 課題的來源與研究的目的和意義 機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問題。機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設(shè)計、機械制造、機械運用和維修等。機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學(xué)與機械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。19世紀(jì)時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 機械工程通過不斷擴(kuò)大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術(shù)。機械工程是促成18～19世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。 動力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。17世紀(jì)后期，隨著各種機械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個新的階段。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動工作機械。但當(dāng)時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下，18世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅(qū)動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。 1765年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動力的蒸汽機，擴(kuò)大了蒸汽機的應(yīng)用范圍。蒸汽機的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運都得以機械動力化。蒸汽機幾乎是19世紀(jì)唯一的動力源，但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。 19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動機開始發(fā)展和推廣。20世紀(jì)初，電動機已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機，成為驅(qū)動各種工作機械的基本動力。生產(chǎn)的機械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。 發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機為原動力。20世紀(jì)初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水利資源的水輪機，促進(jìn)了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。 19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機經(jīng)過逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機。它先被用以驅(qū)動沒有電力供應(yīng)的陸上工作機械，以后又用于汽車、移動機械和輪船，到20世紀(jì)中期開始用于鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內(nèi)燃機的排擠下，已不再是重要的動力機械。內(nèi)燃機和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C、噴氣發(fā)動機的發(fā)展，是飛機、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。 工業(yè)革命以前，機械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。 機械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機械裝備的供應(yīng)。 社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。 簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。 20世紀(jì)初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過去無法想象的高度。 20世紀(jì)中、后期，機械加工的主要特點是：不斷提高機床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機械化和自動化程度；利用數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。 18世紀(jì)以前，機械匠師全憑經(jīng)驗、直覺和手藝進(jìn)行機械制作，與科學(xué)幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到18～19世紀(jì)，在新興的資本主義經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下，掌握科學(xué)知識的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進(jìn)行生產(chǎn)的匠師則開始學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎(chǔ)理論。 動力機械最先與當(dāng)時的先進(jìn)科學(xué)相結(jié)合。蒸汽機的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應(yīng)用了物理學(xué)家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機實踐的基礎(chǔ)上，物理學(xué)家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學(xué)——熱力學(xué)。內(nèi)燃機的理論基礎(chǔ)是法國的羅沙在1862年創(chuàng)立的；1876年奧托應(yīng)用羅沙的理論，徹底改進(jìn)了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機而奠定了內(nèi)燃機的地位。其他如汽輪機、燃?xì)廨啓C、水輪機等都在理論指導(dǎo)下得到發(fā)展，而理論也在實踐中得到改進(jìn)和提高。 早在公元前，中國已在指南車上應(yīng)用復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關(guān)于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關(guān)系和齒形曲線的選擇，直到17世紀(jì)之后方有理論闡述。 手搖把和踏板機構(gòu)是曲柄連桿機構(gòu)的先驅(qū)，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構(gòu)的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機構(gòu)學(xué)的成就。機構(gòu)學(xué)作為一個專門學(xué)科，遲至19世紀(jì)初才首次列入高等工程學(xué)院(巴黎的工藝學(xué)院)的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構(gòu)，包括復(fù)雜的空間連桿機構(gòu)的運動，并進(jìn)而能按需要綜合出新的機構(gòu)。 機械工程的工作對象是動態(tài)的機械，它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變化有時是隨機而不可預(yù)見；實際應(yīng)用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。 與以靜態(tài)結(jié)構(gòu)為工作對象的土木工程相比，機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結(jié)合實踐經(jīng)驗進(jìn)行工作。設(shè)計計算多依靠經(jīng)驗公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。從18世紀(jì)起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，使設(shè)計計算的精確度不斷的提高。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)各種實驗應(yīng)力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應(yīng)力。20世紀(jì)后半葉，有限元法和電子計算機的廣泛應(yīng)用，使得對復(fù)雜的機械及其零。構(gòu)件進(jìn)行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計算成為可能。對于掌握有充分的實踐或?qū)嶒炠Y料的機械或其元件，已經(jīng)可以運用統(tǒng)計技術(shù)，按照要求的可靠度，科學(xué)地進(jìn)行機械設(shè)計。 當(dāng)今社會，隨著機械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，麥冬播種機同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的麥冬播種是采用臨時的人工播種，勞動效率低，不適合大量生產(chǎn)的場合?，F(xiàn)代麥冬播種機是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的對麥冬進(jìn)行播種的一種設(shè)備。隨著機械行業(yè)的大發(fā)展，社會的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機械將會越來越普遍地得到應(yīng)用。 2 播種機的發(fā)展現(xiàn)狀 播種機是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農(nóng)時內(nèi)，根據(jù)農(nóng) 業(yè)技術(shù)要求，將種子播到田地里去，使作物獲得良好的發(fā)育生長條件。播種 質(zhì)量的好壞，將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯，因而對產(chǎn)量的影響很 大。 由于精密播種可以保證種子在田間最合理分布， 播種量精確， 株距均勻， 播深一致，為種子的生長發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，可以大量節(jié)省種子，減少田間 間苗用工，保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對精密播種機械的要求越來 越迫切。 我國從 80 年代末便開始研制精密播種機械。由于種子質(zhì)量、整地條件、 機械制造水平及機器價格等因素制約， 我國 80 年代主要是推廣半精量播種。 為適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制的要求，大量推廣了小型單體播種機。90 年代以來， 我國逐步推廣精密播種機， 有10多個企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號的精密播種機。 精密播種機以作物種類分為玉米及大豆精密播種機、谷物（小麥）精密播種 機、甜菜精密播種機；以配套動力分為小型（5.8～13.2kw）、中型（16.2～ 36.8kw）和大型播種機（40.4kw 以上）精密播種機；以排種器形式分為機 械式和氣力式兩大類精密播種機；機械式中又可分為垂直圓盤式、垂直窩眼 式、錐盤式、紋盤式、水平圓盤式、帶夾式等形式精密播種機。 3 播種機的類型 播種機的類型很多，有多種分類方法。按播種方法可分為撒播機、條播 機、點（穴）播機；按聯(lián)合作業(yè)可分為施肥播種機、播種中耕通用機、旋耕 播種機、鋪地膜播種機；按牽引動力可分為畜力播種機和機引播種機，而機 引播種機中，根據(jù)和拖拉機不同的連接方式，可分為牽引式、懸掛式和半懸 掛式；安排中原理可分為氣力式播種機和離心式播種機。 4 播種機的主要結(jié)構(gòu)及其功能 目前國內(nèi)外播種玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播種機多數(shù)采用 精密播種，即單粒點播和穴播。一般中耕作物精密播種機的結(jié)構(gòu)如圖 2-1。 其組成分為以下幾部分： (1)機架 多數(shù)為單梁式。各工作部件都安裝其上，并支承整機。 (2)排種部件 種子相和能達(dá)到精密播種的機械式或氣力式排種器，包 括可調(diào)節(jié)的刮種器和推種器。 (3)排肥部件 包括排肥箱、排肥器、輸肥管和施肥開溝器。 (4)土壤工作部件及其仿形機構(gòu) 包括開溝器、覆土器、仿形輪、鎮(zhèn)壓 輪、壓種輪及其連桿機構(gòu)等。 有的精密播種機還配備施撒農(nóng)藥和除草劑的裝置。 5 麥冬播種機總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計 5.1 麥冬播種機的總體方案圖 本次設(shè)計的麥冬播種機采取的方案是：拖拉機的動力經(jīng)過地輪直接傳遞給麥冬播種機，鎮(zhèn)壓輪靠彈簧彈力與地面的摩擦轉(zhuǎn)動，經(jīng)過鏈傳動機構(gòu)帶動排種機構(gòu)實施排種，帶動開溝器機構(gòu)實現(xiàn)對土壤的開溝，輸肥管進(jìn)入開溝器，依次進(jìn)入溝槽中，鎮(zhèn)壓輪隨后將溝槽中松土壓實，完成麥冬的播種的作業(yè)。該麥冬播種機其具體方案布局圖如下： 5.2 麥冬播種機的工作原理 本次設(shè)計的麥冬播種機的工作原理為：拖拉機的動力經(jīng)過地輪直接傳遞給麥冬播種機，鎮(zhèn)壓輪靠彈簧彈力與地面的摩擦轉(zhuǎn)動，經(jīng)過鏈傳動機構(gòu)帶動排種機構(gòu)實施排種，帶動開溝器機構(gòu)實現(xiàn)對土壤的開溝，輸肥管進(jìn)入開溝器，依次進(jìn)入溝槽中，鎮(zhèn)壓輪隨后將溝槽中松土壓實，完成麥冬的播種的作業(yè)。 6 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 6.1 電機的選型計算 已知整個麥冬播種機中零件重量與其他零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，電機額定轉(zhuǎn)速為1440r/m。即： 具體的電機設(shè)計計算如下: N=＝0.75(KW) G－電機的負(fù)載 －傳動效率，取0.75 所以根據(jù)N＝0.75kw，n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機的結(jié)構(gòu)。 6.2 鏈輪傳動的設(shè)計計算 已知p=0.75KW，小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1=720r/min，傳動比i=2.8，載荷平穩(wěn)，兩班工作制，兩鏈輪中心距a=500~600mm范圍，中心距可調(diào)，兩輪中心連線與水平面夾角近于35o，小鏈輪孔徑。 計算： （1）小鏈輪齒數(shù)z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整數(shù)z1=23 i 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6 z1 31~27 27~25 25~23 23~21 21~17 17~15 優(yōu)先選用齒數(shù)：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114 z1、z2取奇數(shù)，則鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻。在高速或有沖擊載荷的情況下，小鏈輪齒最小應(yīng)有25齒。 （2）大鏈輪齒數(shù)z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整z2=65 （3）實際傳動比i= （4）設(shè)計功率工況系數(shù)，查表5.4-3， （5）單排鏈條傳遞功率，查表5.4-4和5.4-5，齒數(shù)系數(shù)，排數(shù)系數(shù)=1 =8.13kw （6）鏈節(jié)距p 根據(jù)，n1=720r/min，查圖5.4-1功率曲線和n1確定的點，應(yīng)在所選型號鏈的功率曲線下方附近（不超過直線）。結(jié)果為10A，節(jié)距p=15.875mm， （7）驗算小鏈輪軸直徑 查5.4-7鏈輪中心孔最大許用直徑 （8）初定中心距 為優(yōu)，無張緊輪時取 i <4 ≥4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)p （9）確定鏈條節(jié)數(shù) =115.3 取 （10）鏈條長度 （11）計算（理論）中心距 當(dāng)時， 當(dāng)時， 根據(jù)，查表5.4-9，若有必要可使用插值。 (12)實際中心距a ，一般 (13)鏈速 (14)有效圓周率 (15)作用在軸上的力F 水平或傾斜的傳動 接近垂直的傳動 工況系數(shù)，見表5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N (16)潤滑方式。 (17)鏈條標(biāo)記：10A-1-116 GB 1243-1997 1表示排數(shù)，116表示節(jié)數(shù) (18)鏈輪的幾何尺寸 滾子直徑 p=15.875mm 1）分度圓直徑 小鏈輪，大鏈輪 2）齒頂圓 ， 對于三圓弧-直線齒形 小鏈輪齒頂圓=124.072mm，取整124mm 大鏈輪齒頂圓=336.773mm，取整337mm 3）齒根圓直徑 小鏈輪齒根圓直徑= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm 大鏈輪齒根圓直徑= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm 4)節(jié)距多變形以上的齒高=0.2715.875=4.286mm（對于三圓弧-直線齒形） 5)最大齒根距 奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 小鏈輪=106.153mm 大鏈輪=318.328mm 6)軸凸緣直徑 小鏈輪=99.045mm 大鏈輪=311.746mm 7)輪轂厚度h ，——孔的直徑 d <50 50~100 100~150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 小鏈輪=14.232，取整14mm 大鏈輪=22.7858，取整數(shù)22mm 8)輪轂長度l l=3.3h 小鏈輪l=3.314=46.2mm，取整46mm 大鏈輪l=3.322=72.6mm，取整72mm 9)輪轂直徑， 小鏈輪=68mm 大鏈輪=104mm 10)齒寬 單排 單排=0.959.4=8.93mm 11)齒側(cè)半徑 12)倒角寬 ，取2.1mm 13)倒角深h=0.5p=0.515.875=7.9375mm 14)齒側(cè)凸緣圓角半徑=0.635mm (19)鏈輪公差 1)齒根圓直徑和量柱測量距極限偏差 項 目 極限偏差 孔徑 H8 齒頂圓 h11 齒根圓直徑極限偏差 h11 齒寬 h14 量柱測量距極限偏差 h11 小鏈輪齒根圓直徑= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm 大鏈輪齒根圓直徑= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm ， 小鏈輪量柱測量距 大鏈輪量柱測量距 2)徑向圓跳動 小鏈輪徑向圓跳動=min{0.0008df+0.008,0.76}=0.0008106.43+0.008=0.093144 端面跳動=min{0.0009df+0.008,1.14} 6.3 彈簧的設(shè)計計算 為了便于制造和避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)，通常建議彈簧的長徑比b=H0/D2按下列情況取為：彈簧兩端均為回轉(zhuǎn)端時，b≤2.； 彈簧兩端均為固定端時，b≤5.3；彈簧兩端一端固定而另一端回轉(zhuǎn)時，b≤3.7。 如果b大于上述數(shù)值時，則必須進(jìn)行穩(wěn)定性計算，并限制彈簧載荷； F小于失穩(wěn)時的臨界載荷Fcr。一般取F=Fcr/(2～2.5)，其中臨界載荷可按下式計算： Fcr=CB*kH 式中，CB為不穩(wěn)定系數(shù)，查表可得。 如果F>Fcr，應(yīng)重新選擇有關(guān)參數(shù)，改變b值，提高；Fcr的大小，使其大于F m； 一般受變應(yīng)力作用的彈簧，其應(yīng)力變化規(guī)律有τmax =常數(shù)和τmin =常數(shù)兩種。因此，可根據(jù)力學(xué)疲勞強度理論與相應(yīng)計算公式，進(jìn)行應(yīng)力幅安全系數(shù)、最大應(yīng)力安全系數(shù)的計算。對于彈簧鋼絲也可按簡化公式進(jìn)行驗算： Fcr=0.3x1000xK=300X0.65=1950N,符合設(shè)計要求。 7 開溝器及其起落機構(gòu) 7.1 開溝器的要求 一個良好的開溝器必須符合下列要求： (1)開出的種溝要深淺一致，溝型整齊、平直，開溝深度能在一定范圍 內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同作物的播深要求。 (2)開溝時不亂土層，不應(yīng)將下層濕土翻至地面，也不可使干土落入溝 底，應(yīng)將種子和肥料導(dǎo)至濕土上。 (3)行內(nèi)麥冬苗分布均勻，種子不飛散而應(yīng)都落到溝底。 (4)應(yīng)有一定的回土作用，使細(xì)濕土將麥冬苗全部覆蓋，以利于其成長。 (5)要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被雜草、殘茬和 土塊堵塞。 (6)結(jié)構(gòu)簡單，工作阻力小，調(diào)整、維護(hù)方便。 7.2 開溝器的結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)所播作物的播種要求，地區(qū)氣候和土壤條件的不同，播種機應(yīng)采用 相應(yīng)的開溝器。開溝器結(jié)構(gòu)類型按其入土角不同，可分為銳角開溝器和鈍角 開溝器兩大類。銳角開溝器的開溝工作面與地面平的夾角，即入土角α＜ 90，它通常有鋤鏟式、翼鏟式、船形鏟式和芯鏵式等多種。鈍角開溝器的 入土角α＞90，它包括有靴鞋式、滑刀式、單圓盤式和雙圓盤式等多種。 開溝器的結(jié)構(gòu)類型、工作原理和特點： 1.鋤鏟式（銳角錨式）它依靠自重、附加重量和播種機前進(jìn)時的牽引 力有自行入土的趨勢，直至與土壤阻力相平衡時為止。工作時，將部分土 壤升起，使底層土壤翻到上層，對前端及兩邊土壤有擠壓作用，開溝過后便 形成土丘和溝痕。 由于下層較濕的土壤翻到上層， 容易損失水分，不利保墑， 并使干濕土相混合，因此，不宜在干旱地區(qū)使用。此外，播前整地要求較 嚴(yán)。在土塊大，殘茬、草根很多的田地上作業(yè)時，容易發(fā)生纏草、擁土、堵 塞現(xiàn)象，工作不穩(wěn)定。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、輕便、容易制造和保養(yǎng)金屬 量較少。目前仍用于谷物播種機上。 2.寬幅翼鏟式有翼鏟、筒身和反射板組成。種子經(jīng)輸種管落到反射板 上，經(jīng)反射立即向四處撒開，均勻地撒在翼鏟所開的溝底里，達(dá)到寬幅 80～120mm。工作時有拋土現(xiàn)象，阻力較大、易粘土，遇殘茬根莖易堵塞和 擁土，影響作業(yè)質(zhì)量。因此，要求整地質(zhì)量好。該開溝器限用于要求寬苗幅 的通用播種機上。 3.芯鏵式工作時，它的前棱和兩側(cè)對稱的曲面使土壤沿曲面上升，并 將殘差、表層干土塊、雜草向兩側(cè)拋出翻倒，使下層濕土上翻，不利保墑。 開溝阻力較大，不適于高速播種。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，入土性能較好，對前 整地要求不高，而且溝底較平，開出溝寬為 120～180mm。主要用于東北壟 作地區(qū)寬苗幅播種的中耕作物播種中耕通用機上。 7.2.1 芯鏵式開溝器 芯鏵式開溝器主要由芯鏵、鏵柄、翼板、輸種管和護(hù)種罩等組成。芯鏵 一般用 3～4mm厚的 65Mn鋼板制成， 鏵尖及刃部進(jìn)行熱處理， 硬度為 HRC37～ 42，以增加其耐磨性。芯鏵的主要參數(shù)有： 圖 5-1 芯鏵式開溝器 圖 5-2 芯鏵結(jié)構(gòu) 1—鏵柄 2—芯鏵 3—翼板 4—輸種管 5—護(hù)種罩1)入土角α 入土角過大，入土性能差，且阻力增加。入土角小， 會使芯鏵尖而長，強度減弱。一般芯鏵入土角以 15～25為宜。 (2)隙角ε 芯鏵底部有一隙角ε，它有利于入土，一般為ε５，過 大則使溝底不平，過小使入土性能差。 (3)斜切角γ 芯鏵尖的斜切角不能過大，此角必須保證土粒、殘茬、雜 草沿刃口向后滑移，而不致纏掛、擁堵。斜切角γ一般為 60～75。 (4) 鏵高 H 在不影響種子散落的情況下，鏵高不宜過高，過高易發(fā)生 擁土，且增加阻力。鏵高一般為 80～140mm。 (5)幅寬 B 芯鏵開溝器主要用于壟作寬幅，芯鏵幅寬大小取決于播種 的苗幅寬度，一般為 120～180mm。 (6)芯鏵工作曲面 芯鏵工作曲面的形成見圖 5-3。ad 是平面 M 上一條 曲率半徑為 R 的曲線（芯鏵脊線），平面 N 是通過 oa（o 為曲率中心）而與 M 垂直的平面，ab，ac 是平面 N 上的線段，二者與 M 平面的夾角對稱。當(dāng)平 面 N 繞 o 軸（通過 o 點與 M 平面垂直的軸線）旋轉(zhuǎn)時，線段 ab，ac 即掃描 出脊線兩側(cè)的工作曲面。 8 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)類型 它是整體形空心柱鐵輪， 靠本身重量或在其空腔 內(nèi)灌入適量的沙土產(chǎn)生鎮(zhèn)壓力。 凹面輪對種子上層土壤不如兩側(cè)的土壤被壓 得緊實，有利于種子幼芽出土，適于棉花、豆類及其它雙子葉作物的播種鎮(zhèn)壓。 圓錐復(fù)合鎮(zhèn)壓輪由兩個鋼板沖制成的錐形輪組合成。 可根據(jù)需要來 改變兩錐形輪間距，成為寬窄不同的圓錐復(fù)合輪，起鎮(zhèn)壓力可由附加彈簧調(diào) 節(jié)。 膠圈鎮(zhèn)壓輪由于膠圈具有彈性，在鎮(zhèn)壓輪與土壤壓緊壓時，膠圈變 形；而當(dāng)它滾動道上方，無外力時，膠圈復(fù)原。因此，鎮(zhèn)壓輪膠圈在滾動過 程中變形與復(fù)原交替作用，使?jié)裢岭y以粘結(jié)在膠圈表面上，由于濕土于膠圈 的附著力較小，稍有振動，粘土很容易脫落。該鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鎮(zhèn)壓效 果較好，大多用于壟作播種機上。 9 三維軟件設(shè)計總結(jié) 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所設(shè)計的是20噸啤酒瓶麥冬播種機的優(yōu)化設(shè)計，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 通過此次設(shè)計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗，總結(jié)為一下幾點。 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應(yīng)變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 規(guī)則的零件，要學(xué)會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設(shè)定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設(shè)定。因為一旦設(shè)定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出 零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。進(jìn)行零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關(guān)系，然后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序進(jìn)行建模。一個復(fù)雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構(gòu)造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應(yīng)用。 尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關(guān)鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應(yīng)該選擇第二種方法為好了。 由于此設(shè)計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉(zhuǎn)命令，而且很多零件都是擁有對稱關(guān)系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應(yīng)具備以下4方面的內(nèi)容。 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達(dá)零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗是應(yīng)達(dá)到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標(biāo)等。 標(biāo)題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內(nèi)容。 單擊【新建文件】圖標(biāo)，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進(jìn)入裝配體工作模式。 調(diào)入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。調(diào)入一個與第一個零件模型有裝配關(guān)系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項進(jìn)行零件操作。 結(jié) 論 通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所設(shè)計的是麥冬播種機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.麥冬播種機技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.麥冬播種機的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]張利平著. 播種機實用技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 麥冬播種機速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。 [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國）有限公司. 麥冬播種機實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10 [8]徐文燦著. 麥冬播種機系統(tǒng)設(shè)計. 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. [19]Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators. 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。 四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 XXIV