旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).docx

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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)XXXX可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘要 隨著我國(guó)人口數(shù)量的繼續(xù)增加和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，社會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)水稻年產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了越來(lái)越高的要求。我國(guó)的水稻種植在總體上看機(jī)械化程度還比較低，質(zhì)量也參差不齊。水稻缽苗移栽是一種利用缽盤育秧的水稻移栽技術(shù)，是一種高效的水稻種植技術(shù)。水稻的缽盤育秧充分保留了秧苗生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)土質(zhì)，根系、因而成活快，從且增加產(chǎn)量。此移栽方法結(jié)合棚育種技術(shù)能充分利用光熱，克服季節(jié)限制，使農(nóng)作物生長(zhǎng)提前，從而提高產(chǎn)量。橫向與發(fā)到國(guó)家對(duì)比時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度較低，水稻種植也不例外。因此，研究水稻缽苗移載機(jī)構(gòu)是農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的一項(xiàng)重要任務(wù)，對(duì)水稻的機(jī)械化種植與建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有重要意義。 關(guān)鍵詞:水稻缽苗移栽；行星系移栽機(jī)構(gòu)；;參數(shù)優(yōu)化；設(shè)計(jì) Abstract Along with our countrys population continues to increase and sustainable economic development, social rice to agriculture output and quality are higher and higher demands are proposed.Chinas rice planting in overall mechanization degree is still relatively low, quality is uneven.Rice pot seedling transplanting is a use of BoPan seedlings of rice transplanting technology, is a highly efficient rice planting technology.BoPan of rice seedlings fully retained the nutritional soil seedlings growth, root system, fast and survival, and increase production.The transplanting method combining tent breeding technology can make full use of sunlight, overcome seasonal restrictions, make crops grow in advance, so as to improve production.Horizontal comparison with sent to countries, our country agricultural mechanization level is low, rice is no exception.So the rice pot seedling transfer mechanism is an important task in the field of agricultural machinery, the mechanization of rice planting and establishing modern agriculture has important significance. Key Words:The rice pot seedling transplanting;Planetary system transplanting mechanism;;Parameter optimization;design 目錄 摘要 3 Abstract 4 第一章 引言 6 第二章 旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 7 2.1旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作原理 7 2.3橢圓齒輪一不完全非圓齒輪傳動(dòng)特性分析 8 2.4橢圓齒輪傳動(dòng)特性分析 12 2.5橢圓——不完全非圓齒輪行星輪系移栽機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立 14 第三章 旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化 17 3. 1參數(shù)優(yōu)化目標(biāo) 17 3.2各參數(shù)變量對(duì)優(yōu)化目標(biāo)的影響 18 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………...22 4.1旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4.2驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì) 23 4.3移栽臂組成零件的設(shè)計(jì) 24 4.4緩沖裝置的設(shè)計(jì)及相關(guān)零件的調(diào)整 26 圖4.5緩沖裝置作用圖 27 第六章 總結(jié) 29 參考資料： 30 第一章 引言 水稻是世界第一大糧食作物，在人類生存安全方面起著非常重要的作用，生產(chǎn)水稻的經(jīng)濟(jì)利益也相當(dāng)可觀。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的水稻生產(chǎn)水平已經(jīng)取得了巨大飛躍，但在橫向和發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比時(shí)，我國(guó)的水稻種植機(jī)械化程度較低，絕大部分還處于基本人工種植的水平上。 水稻缽苗機(jī)械化移栽是一種新型農(nóng)業(yè)水稻移栽技術(shù)。具有壯苗淺栽、緩苗快、分粟早、分粟節(jié)位低、有效分粟多、根系發(fā)達(dá)、提早成熟增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，自推廣以來(lái)，效果顯著，深受農(nóng)業(yè)工作者的喜愛。 本課題通過(guò)對(duì)水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理進(jìn)行分析，依據(jù)現(xiàn)有的資料和成熟樣品，再對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出功能更強(qiáng)大的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)，以促進(jìn)我國(guó)水稻缽苗移栽技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)能在很大程度上提高水稻種植效率與成活率，尤其在超級(jí)稻上面效果明顯，有利于提高我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和糧食增收。因此，本課題的研究是具有農(nóng)業(yè)重大戰(zhàn)略意義的。 第二章旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 本論文確定以橢圓——不完全非圓齒輪行星輪系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為解決方案，是一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)式進(jìn)行移栽的機(jī)構(gòu)，由于采用兩側(cè)對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而提高了穩(wěn)定性。 2.1旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作原理 1, 5.行星橢圓齒輪2, 4.中問(wèn)橢圓齒輪3.不完 全非圓齒輪6.行星架7, 9.凹鎖住弧8.凸鎖住 弧10, 11.移栽臂12一缽苗盤 圖2.1橢圓一不完全非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 本文確定的水稻水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)部分和移栽臂兩部分組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如如圖2.1。該結(jié)構(gòu)包含4個(gè)全等的橢圓齒輪(1, 2, 4, 5)和1個(gè)不完全非圓齒輪(3)凸鎖住弧(8)和2個(gè)凹鎖住弧(7, 9)組成。驅(qū)動(dòng)部分工作時(shí)，即太陽(yáng)輪3保持固定不動(dòng)，行星架轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O點(diǎn)，其余齒輪則圍繞著太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪3齒輪3非圓的，其目的是為了提供非勻速傳動(dòng)，行星橢圓齒輪5(簡(jiǎn)稱行星輪)和中間橢圓齒輪4形成嚙合關(guān)系，也達(dá)到了非勻速傳動(dòng)的目的。齒輪4無(wú)法轉(zhuǎn)到齒輪3的無(wú)齒部分時(shí)，所以由齒輪4上的凹鎖住弧7與齒輪3上的凸鎖住弧8與進(jìn)行配合，在鎖止弧配合期間，行星橢圓齒輪5、中間橢圓齒輪4均相對(duì)于行星架6靜止。 由圖可以看出，當(dāng)行星架轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度不同時(shí)，軌跡也不同，例如：DE段為機(jī)構(gòu)抓取水稻缽苗的運(yùn)動(dòng)軌跡，持苗為EFAB段，在B點(diǎn)開始插秧，回程段為BCDE， 2.2涉及到的相關(guān)變量和常量 為了更為直觀的查閱相關(guān)變量，特地制作了一個(gè)表部分如下： 表2.2相關(guān)力學(xué)符號(hào)說(shuō)明 2.3橢圓齒輪一不完全非圓齒輪傳動(dòng)特性分析 2.3.1不完全非圓齒輪節(jié)曲線模型的建立 不完全非圓齒輪與橢圓齒輪嚙合部分簡(jiǎn)圖如下。齒輪4和齒輪1的節(jié)圓半徑分別為、,凸鎖住弧3的半徑為、圓心角為，不完全非圓齒輪4有齒部分的圓心角為。 圖2.3橢圓齒輪與不完全非圓齒輪節(jié)曲線嚙合 （a）圖是當(dāng)橢圓齒輪開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒輪1圍繞齒輪4順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的的角度不大于時(shí)；等于的情況為( b）圖，此時(shí)齒輪1相對(duì)行星架5轉(zhuǎn)過(guò)的角度=0；（C）圖為行星架5順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于的情況。 設(shè)不完全非圓齒輪4與橢圓齒輪1與的嚙合點(diǎn)J距齒輪1旋轉(zhuǎn)中心的距離為，由幾何知識(shí)可得: （-2π ，0） 2-（1） 當(dāng)行星架5轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，齒輪1則相對(duì)行星架5轉(zhuǎn)過(guò)，可以得到下面式子: 2-（2） 2-（3） （L為不完全非圓齒輪與橢圓齒輪之間的中心距，（-2,-2+)） 把(3)代入(2)，可得到: 2-（4） 橢圓齒輪1的節(jié)圓曲線弧長(zhǎng)和完全非圓齒輪4有齒部分的節(jié)圓曲線弧長(zhǎng)相等，當(dāng)橢圓齒輪1相對(duì)行星架5順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)2時(shí)，齒輪4相對(duì)行星架逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，有如下公式: 求解過(guò)程如下 把式(1)代入式(4)中: 其中， 利用反三角函數(shù)求可得 0 （-2+，0） 2-（5） （在（-2，-2+）之間變化 再將(5)代入(3)中，得出關(guān)于的表達(dá)式: = （-2，-2+） 在圖2.2 ( a)中，在齒輪1與齒輪4的初始位置，可利用幾何關(guān)系求出凹鎖住弧2對(duì)應(yīng)的圓心角: 2-（6） 式中為凸鎖止弧的半徑 長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為: 2.3.2傳動(dòng)分析 不完全非圓齒輪4有齒部分為非圓節(jié)曲線，不完全非圓齒輪4為與橢圓齒輪1共扼的橢圓節(jié)曲線。齒輪4固定，行星架5角位移為相應(yīng)瞬時(shí)角速度為;橢圓齒輪1為從動(dòng)輪，相對(duì)行星架的角位移，其瞬時(shí)角速度為。初始位置時(shí)，=0，=0。為齒輪4與齒輪1的嚙合點(diǎn)。設(shè)其傳動(dòng)比為，可得如下式子: 齒輪4與齒輪1的傳動(dòng)關(guān)系如下: 0 （-2+，0）