制缽機的設計

1、<p><b>　　XXXXX</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目： 制缽機的設計 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　學 號： XXXXX

2、 </p><p>　　姓 名： XXXXX </p><p>　　指導教師： XXXXX（副教授） </p><p>　　完成日期： 2012年5月25日 </p><p><b>　　XXXXX

3、</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）任務書</p><p>　　論文（設計）題目： 制缽機的設計 </p><p>　　學號： XXXXX 姓名： XXXXX 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　指導教師：

4、 XXXXX 系主任： 周友行 </p><p>　　一、主要內容及基本要求 </p><p>　?。?）機械式全自動制缽機用于加工水稻、小麥、豆類作物育苗用的營養(yǎng)土缽（營養(yǎng)土壓成塊，內抱種子）。營養(yǎng)土播規(guī)格為2025mm，播種量為3~5粒/穴，生產

5、率為3000穴/小時。 </p><p>　?。?）分析制缽機工作原理和技術要求及構思方案（含方案比較）。 </p><p>　　（3）完成制缽機傳動系統(tǒng)的設計、機構設計和結構設計。主要零部件的受力分析和強度計算。繪制所設計方案的機

6、構運動簡圖；繪制制缽機的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量2.5張A0圖紙以上（AutoCAD繪圖）。 </p><p>　?。?）設計說明書一份，電子文檔一份。 </p><p>　?。?）英文文獻翻譯（含原文）。要求：原文3000

7、個單詞以上，中文翻譯要求通順。 </p><p><b>　　二、重點研究的問題</b></p><p>　?。?）制缽機總體方案設計（含制缽壓缽、排種、缽盤轉動、送缽、推缽機構等）。 </p><p>　　

8、（2）制缽機傳動系統(tǒng)的設計。 </p><p>　?。?）主執(zhí)行機構設計（機構選型）及其結構設計。 </p><p><b>　　三、進度安排</b></p><p>　　四、應收集的資料及主要

9、參考文獻</p><p>　　主要的收集資料有：機械設計手冊、干粉壓片機相關文獻 </p><p>　　[1]張曉玲主編.機械原理課程設計指導.北京航空航天大學出版社，2008. </p><p>　　[2]孟憲源，姜琪主編.機構構型與應用.機械工業(yè)出版社，2004 . &

10、lt;/p><p>　　[3]侯珍秀主編.機械系統(tǒng)設計.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2000 . </p><p>　　[4]黃繼昌、徐巧魚等編.實用機械機構圖冊.人民郵電出版社，1996. </p><p>　　[5] 張維凱，王曙光. AutoCAD2007中文版標準教程．北京:清華大學出版社，2007

11、. </p><p>　　[6] 濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. </p><p>　　[7] 孫恒,陳作模.機械原理(第七版)。北京：高等教育出版社，2006. </p><p>　　[8] 成大先主編.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004.

12、 </p><p><b>　　XXXXX</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）評閱表</p><p>　　學號 XXXXX 姓名 XXXXX 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 制缽機的設計 </p><p><b&g

13、t;　　XXXXX</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）鑒定意見</p><p>　　學號： XXXXX 姓名 XXXXX 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　畢業(yè)論文（設計說明書） 45 頁 圖 表 6 張</p><p&g

14、t;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘　　要1</b></p><p><b>　　1、引言2</b></p><p>　　1.1研究設計制缽機的意義2</p><p>　　1.2制缽機現狀分析2</p><p>　　1.3

15、制缽機的應用前景3</p><p>　　1.4課題研究的內容及擬采取的技術、方法4</p><p>　　2、制缽機的用途和設計要求4</p><p><b>　　2.1用途4</b></p><p><b>　　2.2設計要求5</b></p><p>　　3、制缽

16、機總體方案的設計5</p><p><b>　　3.1工藝分析5</b></p><p>　　3.2 機構的方案比較及選擇6</p><p>　　3.3拌料、填料10</p><p>　　3.4物料輸送和各工序轉移10</p><p>　　3.5缽體的成型和沖出10</p>

17、<p>　　3.6播種和覆土11</p><p>　　3.7協(xié)調配合關系11</p><p>　　3.8擬定傳動方案11</p><p>　　4、繪制工作循環(huán)圖13</p><p>　　5、減速系統(tǒng)的設計14</p><p>　　5.1電動機的選擇14</p><p>

18、　　5.2傳動比的確定，各軸功率以及帶傳動設計16</p><p>　　5.3齒輪設計和校對19</p><p>　　6、主要結構設計27</p><p>　　6.1模盤的結構和尺寸確定27</p><p>　　6.2曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機構的結構尺寸28</p><p>　　6.3軸Ⅲ的結構設計及其校

19、核35</p><p>　　6.4軸承的校核39</p><p><b>　　6.5鍵較核41</b></p><p>　　6.6機構生產調節(jié)說明41</p><p><b>　　7、總結42</b></p><p><b>　　參考文獻:44</

20、b></p><p><b>　　致謝45</b></p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本文所設計的ZBJ1000型制缽機是用來生產在農業(yè)生產中廣泛使用的育秧缽。育秧缽的缽體由配有各種肥料的土壤做成圓柱狀，上端有一凹孔，用來播種種子。用育秧缽進行育苗和移栽，能夠保證種子有足夠養(yǎng)料以及種

21、子成苗后可以方便的移栽到田間，種子發(fā)芽率、成活率高，苗體強壯且防蟲害。</p><p>　　ZBJ1000型制缽機，吸取了前人研究成果的精華，與手工制缽和過去的制缽機不同的是，ZBJ1000型制缽機具有生產率更高，結構更簡單，操作更方便，基本實現自動化，性價比高等優(yōu)點；提高了生產效率并可實現大規(guī)模生產，可以保證秧苗早育、早熟、早上市，同時還能節(jié)約勞動力、種子、肥料、農藥等。</p><p>

22、;　　本文從ZBJ1000型制缽機的工作原理、運動協(xié)調、總體結構、運動和尺寸等多方面進行了說明和分析。</p><p>　　關鍵詞：制缽機、育秧、運動分析、營養(yǎng)缽。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　ZBJ1000 earthen bowl machine ,which is designed in th

23、is text ,is used to produce the seedling bowl ,which is very popular in the agricultural produce .The seedling bowl is made as a cylinder by the nutritional soil ,which consists of all kinds of fertilizer .And there is a

24、 cave pit in the top of the bowl , which is the very hole we put the seedling in .Growing and transplanting the seeds in this bowl can make sure the seeds have enough time and nutrition to grow with ,high germination rat

25、e ,high</p><p>　　ZBJ1000 earthen bowl machine ,differently from the former machine ,has lots of benefits just like :higher production ,easier structure ,more convenient handling ,automation and economy .Besi

26、des it can realize the earlier growth ,earlier maturity ,earlier on market , and it can economy labor force ,fertilizer and agrochemical at the same time.</p><p>　　This text is going to introduce the ZBJ1000

27、 earthen bowl machine about its structure ,motion ,work principle and size.</p><p>　　Keywords：earthen bowl machine 、nursery 、kinematical analysis 、bowl.</p><p><b>　　1、引言</b></p>

28、;<p>　　1.1研究設計制缽機的意義</p><p>　　育苗制缽機廣泛應用于我國農業(yè)生產中，目前，建設社會主義新農村是我國的一項政策。在建設社會主義新農村的過程中，提高農業(yè)機械的生產效率，降低農業(yè)機械的成本是不容忽視的，從這個方面來說，本課題設計全自動制缽機是響應國家政策，是有利于農村發(fā)展的，具有長遠的發(fā)展前景。</p><p>　　育苗移栽種植技術因使作物生長期提前以

29、及提高復種指數，在農業(yè)生產上具有重要意義。育苗移栽的機械化生產是減輕勞動強度、提高勞動生產率和保證作業(yè)質量的關鍵是在我國，因傳統(tǒng)低水平的育苗方式與迅速發(fā)展的設施栽培不相適應，常因育苗技術不佳導致育苗失敗而貽誤農時，給生產造成難以彌補的損失，因此傳統(tǒng)育苗方式己極大地制約了設施園藝向高產高效方向發(fā)展。隨著我國經濟結構和種植業(yè)結構的調整，工廠化育苗方式由于較傳統(tǒng)育苗方式有許多優(yōu)勢而逐漸得到廣泛應用。然而，機械化育苗移栽在缽土配制、缽塊成型和精

30、密播種等方面還存在著很多巫待解決的問題。因此，提高育苗技術水平、發(fā)展機械化育苗技術已成為發(fā)展設施栽培必須解決的關鍵問題。機械式全自動制缽機用于加工水稻、小麥、豆類作物育苗的營養(yǎng)土缽（營養(yǎng)土壓成塊，內包種子），適用于培養(yǎng)中、小苗作物移栽種植方式，如農場、家庭育苗營養(yǎng)缽的制造，亦可用于燃燒塊（煤塊、固體酒精等）的制造。</p><p>　　選制缽機作為畢業(yè)設計的內容，一方面，可全面的總結大學四年來所學的專業(yè)知識，并將

31、本專業(yè)各方面的知識的運用結合起來，鍛煉了自己的機械綜合運用專業(yè)素質；另一方面，初步嘗試了從事系統(tǒng)的科學研究，通過本次設計，深入認識了一般成型機的設計方法和思路，對畢業(yè)以后的工作學習有很大的幫助。此外，制缽機的設計內容、工作量適合，作為畢業(yè)設計的內容是完全符合要求的。</p><p>　　1.2制缽機現狀分析</p><p><b>　　1.國內發(fā)展概況</b><

32、/p><p>　　我國對農作物機械化育苗移栽技術的研究早在20世紀50年代末至60年代初已經開始，但當時人們只看到育苗移栽的好處和效率，忽視了經濟效益，更沒有科學地分析育苗移栽機械化生產過程中的多種技術難題。近年來，人們對育苗移栽技術有了進一步認識，開始對其重視起來。然而，由于我國地域遼闊，自然條件千差萬別，各地的生產條件和環(huán)境各不相同，加之各地經濟發(fā)展水平不一致，所以到現在為止，總體上基本于一種小規(guī)模手工操作狀態(tài)。

33、如四川、貴州等地由于土地連片面積小，實現大型機械化移栽有一定的困難，因此多采用單家單戶式的土塊育苗、人工栽植方式;而東北等大型農場多采用工廠化營養(yǎng)缽育苗和機械化栽植工藝。目前，“機械化制缽機的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關項目，已研制出2ZBJ-50型機械化制鉢機，能實現制缽過程機械化操作，制造出的營養(yǎng)缽體能夠滿足玉米、棉花等經濟作物的移栽要求?？偟膩碚f我國制缽機的研制與開發(fā)有了較大發(fā)展。目前，我國在這方面的研究也很多，并且有越來

34、越多的適應性和更廣的機型正在研究中心或已研制出來，將能更好的為國民生產發(fā)展作貢獻。</p><p><b>　　2.國外發(fā)展狀況</b></p><p>　　20世紀初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經濟作物，出現了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動；到20世紀30年代后期，出現了栽植機構或栽核器代替人工直接栽秧，使

35、送秧入溝過程實現了機械化；自20世紀50年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產技術研究，研制出多種不同結構型式的半自動移栽機和制缽機；至20世紀70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為58%，國營農場已達67%；到20世紀80年代，半自動移栽機已在西方國家的農業(yè)生產中廣泛使用，制缽育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)系統(tǒng)，實現了各種機械配套使用。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善

36、，亦廣泛應用于實際生產。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產和幾乎全部的大地花卉生產都采用育苗移栽生產工藝。據調查，10年前美國加利福尼亞州的色拉蔬菜一結球葛芭大約99%采用露地直播，現今移栽面積比例已接近20%。農場蔬菜種植戶認為購買商品苗較露地直播生產成本大約增加20%。但采用移栽的蔬菜種植密度有保證、產量</p><p>　　1.3制缽機的應用前景</p>

37、<p>　　(1)機械化育苗的發(fā)展促進了種植制度的改革和進步機械化育苗技術的發(fā)展促使作物移栽種植面積增加，露地直播面積減少。種植者認為:購買商品苗直接定植，雖然較露地直播約增加成本20%左右，但是可實現管理規(guī)范化，而且種植密度有保障，節(jié)省勞力，能增產20%，作物生長整齊一致，便于機械化作業(yè)和采收。</p><p>　　(2)發(fā)展機械化商品苗是設施園藝發(fā)展的必然趨勢“九 五 ” 以來，我國各地都在積極調整

38、種植結構，發(fā)展適度規(guī)模種植，引進先進科技成果，加強科技投入，提高市場競爭力。這種形勢給機械化育苗和秧苗商品化生產帶來新的契機和發(fā)展機遇。目前全國從事輕基質育苗的生產商有近百家，但育苗的經營規(guī)模普遍偏小，商品苗銷量超過千萬株的幾乎空白(王耀林，2000)。在國外，育苗公司承擔著商品苗的培育及運輸，這極大地方便了種植農戶，同時也體現了大農業(yè)生產的專業(yè)化。機械化育苗的誕生，推動了育苗業(yè)的發(fā)展，使蔬菜育苗生產進一步走向了專業(yè)化和商品化，經營規(guī)模

39、越來越大。</p><p>　　(3 )發(fā)展機械化商品育苗是歷史的必然，我國有4000萬個蔬菜種植農戶〔田吉林，2000)。他們所用的菜苗大多數采用自育自用。由于勞動力素質不高，設施簡陋，育苗方法和手段落后，一方面導致種子浪費，另一方面質量不能保證，不利于集約化管理和提高蔬菜質量，而機械化育苗能克服以上不足。我國蔬菜苗的年需求量是4000多億株(田吉林，2000)，發(fā)展商品苗具有巨大的市場潛力。從國外的發(fā)展歷程看

40、，要想使我國的蔬菜育苗形成一個產業(yè)，靠傳統(tǒng)的土法育苗、塑料缽育苗是不行的，因為無法完成遠距離運輸和機械化移栽。另外，隨著蔬菜生產市場化、銷售化體系的建立，季節(jié)差價越來越小，人們對依靠栽長齡大苗、解決早熟、提高效益的觀念逐漸淡化。而機械化育苗根系活力好，緩苗快，能獲得較長的采收期和更高的產量，適應我國設施園藝快速發(fā)展的需要，前景廣闊，是發(fā)展的必然方向。</p><p>　　1.4 課題研究的內容及擬采取的技術、方

41、法</p><p>　　本課題是對制缽機的成型機的設計。設計主要針對執(zhí)行機構的運動展開。為了達到要求的運動精度和生產率，必須要求傳動系統(tǒng)具有一定的傳動精度并且各傳動元件之間應滿足一定的關系，以實現各零部件的協(xié)調動作。該設計均采用新國標，運用模塊化設計，設計內容包括動力源的選擇設計，傳動件的設計，執(zhí)行機構的設計及設備零部件等的設計。</p><p>　　2、制缽機的用途和設計要求</p

42、><p><b>　　2.1用途</b></p><p>　　營養(yǎng)土缽制缽機是一種制作培育苗缽體土胚的機器，該機可替代人工自動制作缽體，具有生產效率高，結構簡單，穩(wěn)固可靠，容易操作等特點。</p><p>　　育苗缽是一種培農作物育苗用的土胚，它能使種子在育苗期有足夠的養(yǎng)料及苗成長后能方便的移植到田間栽種。育苗缽由配有各種肥料的土壤做成圓柱形狀并在

43、上端挖一個凹孔使之成缽狀。使用時將種子播在凹孔中，用土覆蓋，待苗成長后連育苗缽一起移到田間栽種即可。</p><p><b>　　2.2設計要求</b></p><p>　　1.缽的結構尺寸（見圖2.1） </p><p><b>　　圖2.1 營養(yǎng)土缽</b></p><p>　　本設計具體參數有

44、如下幾點要求:</p><p><b>　　生產率；</b></p><p>　　設工作年限10年，每年工作300天，每天工作8小時。</p><p>　　營養(yǎng)土缽規(guī)格2025mm，播種量為。</p><p>　　3、制缽機總體方案的設計</p><p><b>　　3.1 工藝分析&

45、lt;/b></p><p>　　3.1.1最早的手工制秧缽的方法</p><p>　　步驟：（1）將肥料和土壤拌均勻，用篩子篩細。</p><p>　　（2）將上述土壤放入一個模子，見圖3.1 a 。</p><p>　?。?）用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一凸頭，見圖3.1 b 。</p><p>　?。?）

46、再將模子托起，育苗缽被沖出，見圖3.1 c 。</p><p>　　a) b) c)</p><p>　　圖3.1 手工制作營養(yǎng)土缽</p><p>　　由手工制造方法可知，制造缽體需要五個工藝流程，即填料→沖壓成型→播種→覆土→沖出成品→進入下一個循環(huán)</p>&l

47、t;p><b>　　圖3.2</b></p><p>　　3.2 機構的方案比較及選擇</p><p>　　3.2.1制缽壓缽、送缽執(zhí)行機構的方案比較</p><p>　　方案一：曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機構（如圖3.3所示）</p><p><b>　　圖3.3</b></p>

48、<p>　　圖3.3偏心輪的勻速轉動，推動滑塊上下滑動，滑塊帶動壓桿推桿上、下移動實現對模盤孔內土進行沖壓成缽。優(yōu)點：偏心輪適合較高的轉速，在曲柄轉動下，帶動壓桿往復運動，并且采用對心結構，能使壓桿推桿運動平穩(wěn)，而且能夠承受較大的載荷，機械效率較高。缺點：傳動路線較長。</p><p>　　方案二：凸輪機構（如圖3.4所示）</p><p><b>　　圖3.4&l

49、t;/b></p><p>　　圖3.4凸輪機構勻速轉動，推動推桿上下移動，壓桿推桿對營養(yǎng)土缽沖壓成型。優(yōu)點：通過設計不同的輪廓曲線，可以實現預期的各種運動規(guī)律，并能有效沖擊，只要恰當設計好輪廓曲線，能使壓力大小隨運動而變化并且凸輪機構響應快速，機構緊湊。缺點：凸輪不適合較快速的運轉，很容易磨損。</p><p>　　方案三：曲柄滑塊機構（如圖3.5所示）</p>&l

50、t;p><b>　　圖3.5</b></p><p>　　圖3.5曲柄勻速轉動，推動滑塊上下移動，滑塊帶動壓桿推桿上下移動實現對營養(yǎng)土的沖壓。此方案與方案一、二比較，區(qū)別在于驅動構件的不同，在大麻煩是動力部分，無法提供足夠的動力帶動驅動件轉動。</p><p>　　綜上三種方案所述，由于要求機構運動速度較快，傳動平穩(wěn)，機械效率高，機械使用壽命長，綜合考慮選擇方案

51、一。 </p><p>　　3.2.2排種機構的設計與分析</p><p>　　方案一、槽輪機構（如圖3.6所示）</p><p><b>　　圖3.6</b></p><p>　　圖3.6撥盤勻速轉動，撥盤上的圓銷進入槽輪徑向槽時，推動槽輪轉動，從而實現排種，圓銷未進入槽輪，槽輪不動，不排種，槽輪間歇性運動實現定時定

52、地的排種。優(yōu)點：機構簡單，外形尺寸小，機械效率搞，并能較平穩(wěn)的間歇性轉動，適用于速度不太高的場合。缺點：存在柔性沖擊，使構件損壞，而且槽輪機構制造工藝復雜。</p><p>　　方案二：幾輪機構（如圖3.7所示）</p><p><b>　　圖3.7</b></p><p>　　圖3.7當搖桿逆時針轉動時，棘爪推動棘輪順時針轉動一個角度，止動爪

53、阻止棘輪轉動，棘輪靜止不動，搖桿往復擺動以撥動棘輪間歇轉動，棘輪沒轉動一格，就往下排種，搖桿順時針轉動不排種。優(yōu)點：機構簡單，制造方便，運動可靠。缺點：工作時有較大的沖擊和噪聲，運動槽度較差，不適合高速轉動和重載荷場合。</p><p>　　方案三：不完全齒輪機構（如圖3.8所示）</p><p><b>　　圖3.8</b></p><p>

54、　　圖3.8完全齒輪轉動一圈，推動從動輪轉動一格，從而使種子下落到缽孔內，在不嚙合時，種子則不會下落。優(yōu)點：結構簡單，容易制造，工作可靠，制造成本低。缺點：受到沖擊較大，不適合高速的運動場合，齒數較少，會產生根切，對齒輪造成破壞，傳動平穩(wěn)性較差。</p><p>　　綜上三種方案，考慮到傳動平穩(wěn)性，及更好地滿足設計要求，選擇方案一合適。</p><p>　　3.2.3缽盤轉動機構的設計與分

55、析</p><p>　　方案一、槽輪機構（如圖3.6所示）</p><p>　　主動撥盤帶動圓銷轉動，圓銷進入槽輪時，驅動槽輪轉動，帶動缽盤轉動，圓銷未進入槽輪時，槽輪被卡住，缽盤不轉動，從而實現了缽盤每轉過60的間歇運動。優(yōu)點：槽輪機構簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能夠平穩(wěn)地間歇性轉位。</p><p>　　方案二、棘輪機構（如圖3.7所示）</p>

56、<p>　　搖桿往復擺動，使棘輪間歇性轉動，棘輪每轉動一格，缽盤就轉動一格，棘輪靜止時，缽盤不動。優(yōu)點：機構簡單，制造方便，運動可靠，棘輪每轉過角度的大小可以在較大范圍內調節(jié)。缺點：工作時有較大的沖擊和噪聲而且運動精度較差。</p><p>　　方案三、不完全齒輪（如圖3.8所示）</p><p>　　優(yōu)點：結構簡單，容易制造，工作可靠。缺點：不完全齒輪有較大的沖擊。<

57、/p><p>　　綜上所述選擇方案一，方案一機械效率高，傳動平穩(wěn)，能夠間歇的轉位。</p><p><b>　　3.3拌料、填料</b></p><p>　　將已拌好的營養(yǎng)土在攪拌箱內繼續(xù)充分拌勻，并填入?？兹缓蠊纹健嚢柘鋬鹊臄嚢璨婵善鹛盍贤茥U的作用，同時它也起到破壞營養(yǎng)土的“安息狀態(tài)”的作用，它在攪拌箱內作連續(xù)回轉運動。</p>

58、<p>　　3.4物料輸送和各工序轉移 </p><p>　　轉盤上的?？讛抵辽賾辛鶄€，其工藝職能分別為待料，填料，成型，播種，覆土和沖出。轉盤和模孔作間歇的轉動。由控制系統(tǒng)帶動起回轉速度的快慢和各工序之間的轉移。</p><p>　　3.5缽體的成型和沖出 </p><p>　　兩沖頭作直線往復運動，在?？字袑⑼寥罃D壓成型和沖出缽體，成型沖頭比

59、沖出沖頭的工作行程要長，其差值取決于缽體的尺寸、土壤的壓縮比以及所選曲柄滑塊機構的桿長關系等。</p><p><b>　　3.6播種和覆土</b></p><p>　　在缽體的成型和沖出過程之間要有播種和覆土機構，該機構由棉花播種機的播種機構演變而來，是由同步帶帶動機構轉動，同時取一定量的種子和土壤由導管導入缽體，同時完成播種和覆土。其機構采用下圖結構：</p

60、><p><b>　　圖3.9 </b></p><p>　　上面的結構非常簡單。由下端回轉體的回轉，通過其上的凹坑來取種子或營養(yǎng)土。其坑的的大小可以由種子的尺寸和需要覆土量來調節(jié)。</p><p>　　3.7協(xié)調配合關系 </p><p>　　兩沖頭作直線往復運動。當轉盤靜止時，由沖頭沖模而脫離模孔，再回復到

61、沖壓位置，完成一次沖壓，同時播種輪轉一周完成一次播種和覆土；周而復始。</p><p><b>　　3.8擬定傳動方案</b></p><p>　　制缽機主要由兩部分組成：工作機構和傳動機構。主要包括攪拌箱、攪拌叉、槽輪轉盤、沖頭，導管等。主要功能是：</p><p>　　（1）將配有各種肥料的土壤拌勻，然后填入?？字校?lt;/p>

62、<p>　　（2）將?？字兴缮⒌耐寥澜泬壕o、成型并最終將缽體沖出；</p><p>　?。?）在成型和將缽體沖出之間有導管將種子和土壤導入，完成播和覆土。</p><p>　　傳動機構：主要包括電動機、皮帶輪、齒輪副、曲柄連桿機構等，傳動路線有三條：</p><p>　　一條是由電動機—皮帶傳動—直齒輪圓柱齒輪傳動—曲柄連桿機構所組成，主要功能是完成壓緊和

63、沖出動作；</p><p>　　另一條是由直齒圓柱齒輪—圓錐齒輪傳動—直齒圓柱齒輪—轉盤，其主要功能是完成土壤的攪拌和填料動作。并且由轉盤上的槽輪完成間歇運動。</p><p>　　還有一條是由直齒輪圓柱齒輪傳動—直齒圓柱齒輪（曲柄連桿機構）---同步帶-導管，主要功能是完成播種和覆土工作；</p><p><b>　　1）傳動系統(tǒng)的分析</b>

64、;</p><p><b>　　圖3.10</b></p><p>　　如圖3.10所示，制缽機的總體布局的特點為：</p><p>　?。?）攪拌箱處于整機的最高的位置，便于直接將土壤在填料推桿即攪拌叉作用下，通過箱體底部的缺口自動填入下部轉盤的?？字小?lt;/p><p>　?。?）兩沖頭由同一個曲柄滑塊機構帶動，并且?guī)?/p>

65、動兩沖頭的滑軸V軸（即曲柄滑塊機構中的滑塊）與轉盤的回轉軸合二為一，攪拌器的轉軸與小齒輪9的轉軸共用軸IV，結構因此得到簡化，傳動鏈緊湊，提高了傳動精度。</p><p>　　（3）攪拌箱下面的支撐體采用“雙八字”形鑄件，電動機處于機體的最低位置有利于降低重心，穩(wěn)定機身。</p><p>　?。?）帶輪和高速齒輪置于支撐體左側，滑軸，沖頭及轉盤置于支撐體右側，一方面高速傳動部分便于集中安裝

66、防護罩，另一方面有利于整機的平衡，此外也有利于裝配，檢修。</p><p>　?。?）播種和覆土機構采用導管引入，減小了體積，簡化了機構。</p><p><b>　　4、繪制工作循環(huán)圖</b></p><p>　　由于攪拌機構的運動是連續(xù)進行的，故主要考慮沖頭和?？字g的運動關系。為了協(xié)調它們之間的運動，特繪制出工作循環(huán)圖，如圖4.1所示。&

67、lt;/p><p>　　圖4.1 制缽機工作循環(huán)圖</p><p>　　機械的運動循環(huán)是指機械完成其功能所需要的總時間，通常以T表示。機械的運動循環(huán)往往與各執(zhí)行機構的運動循環(huán)相一致，因為執(zhí)行機構的生產節(jié)奏就是整臺機器的運動節(jié)奏。執(zhí)行機構中執(zhí)行構件的運動循環(huán)至少包括一個工作行程和一個空回行程。在我們這個設計里就是這樣，執(zhí)行構件沖頭的運動循環(huán)就是有一個工作行程和一個急速的空回行程。因此，可以沖頭

68、運動循環(huán)T可以表示為： </p><p>　　式中 ---執(zhí)行機構工作行程時間； </p><p>　　---執(zhí)行機構空回行程時間。 </p><p>　　要繪制工作循環(huán)圖，首先要確定執(zhí)行機構的運動循環(huán)時間T。因為制缽機的生產率要求是3000個/小時，即50個/分鐘。同時，偏心輪轉一圈（360°），沖頭完成一次工作循環(huán)。所以，偏心輪的轉速為

69、n=50r/min，其運動循環(huán)時間為T=60/n=1.2s</p><p>　　其次，就是要確定執(zhí)行構件各區(qū)段的運動時間及相應的偏心輪轉角。由于沖頭的工作行程是隨著轉盤一起轉動的，而且轉過的角度是確定的。所以，工作行程的時間可以根據轉盤的轉速和沖頭轉過的角度來確定；而空回行程的時間應該相對較短。與工作行程和空回行程相對應的偏心輪轉角分別為180°。</p><p><b&g

70、t;　　5、減速系統(tǒng)的設計</b></p><p><b>　　5.1電動機的選擇</b></p><p><b>　　選擇電動機的類型</b></p><p>　　按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結構，電壓220V。</p><p><b>　

71、　選擇電動機的功率</b></p><p>　　1）選擇依據：電動機額定功率 </p><p>　　電動機所需工作功率為： </p><p>　　——工作機的有效功率，單位（KW）。</p><p>　　——從動機到工作輸送帶間的總效率。</p><p><b>　　其中帶傳動的效率</b&

72、gt;</p><p><b>　　直齒輪傳動8級；</b></p><p>　　滾子軸承的效率（一對）；</p><p><b>　　錐齒輪的效率</b></p><p><b>　　槽輪的效率</b></p><p><b>　??；<

73、/b></p><p>　　2）電動機的功率由該設備所消耗的功率決定，該設備的消耗的功率主要有：</p><p>　　——壓緊沖出營養(yǎng)缽所做功；</p><p>　　——轉盤轉動過程中克服摩擦力做功；</p><p>　　——攪拌器消耗功率；</p><p>　　1、壓緊和沖出時營養(yǎng)缽作功</p>

74、<p>　　沖頭工作時平均所受的壓力取100kg（按經驗選取），沖頭行程為160mm，上下的總位移為320mm，每小時往返1880次，所消耗的功率按下式計算：</p><p>　　式中 F—沖頭在行程所受的平均壓力，單位 N;</p><p>　　S—沖頭每次行程的位移量，單位 m；</p><p>　　n—沖頭每小時的行程次數，單位 次/小時。</

75、p><p><b>　　因此</b></p><p>　　壓緊和沖出時作功，但主要消耗在第一工位。?？邹D盤上均勻分布著6個模孔，根據每小時生產定額，模孔轉盤的轉速為</p><p>　　轉盤每轉一圈，沖頭上下6次往復運動。則偏心輪的轉速為：</p><p>　　轉盤轉動過程中克服摩擦做功</p><p&g

76、t;　　轉盤克服的摩擦力有：1、底板（土缽擋板）與轉盤的摩擦；</p><p>　　2、攪拌箱的攪拌器與轉盤上的摩擦；</p><p>　　3、土壤與轉盤的摩擦。</p><p>　　其消耗的功率大約為：=0.2kw （類比法，參考文獻[5]）；</p><p><b>　　3、攪拌器消耗功率</b></p>

77、<p>　　由于攪拌器的轉速不高，估計推動1立方米的土料需要1噸的力。</p><p>　　攪拌器的體積為：==3.14××0.25=0.03142</p><p>　　推動的土料需要的平均力： =</p><p><b>　　消耗功率：</b></p><p><b>　　總

78、的工作功率：</b></p><p><b>　　總的機械功率：</b></p><p><b>　　則電動機的功率為：</b></p><p><b>　?。?)選擇電動機</b></p><p>　　由于該機為農用機械，主要是針對農村和農場設計的，一般的農村用電

79、電壓為220V，又異步電動機比直流電動機使用方便，價格低廉，因此該機采用單相電容啟動異步電動機作動力源。電動機型號為Y90S4，其特性參數見下表。</p><p>　　表5.1電動機主要技術數據、外形和安裝尺寸表</p><p>　　5.2傳動比的確定，各軸功率以及帶傳動設計</p><p>　　5.2.1傳動比的確定</p><p>　　由

80、設計要求可知，電動機的給定轉速，而生產率的給定值為1880 穴/小時，即生產率為</p><p>　　所以總傳動比的大小可以確定</p><p>　　根據《機械設計》中關于V型帶傳動比分配原：由于帶傳動的傳動比不宜太大，一般≤5，故可分。</p><p>　　要求偏心輪轉6圈時轉盤旋轉一圈，因此就要求兩錐齒輪的傳動比和轉盤齒輪的傳動比乘積等于6，即：</p&g

81、t;<p><b>　　==·</b></p><p><b>　　其它齒輪的傳動比</b></p><p>　　為了保證轉盤和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度，并簡化機構，選兩直齒錐齒輪的傳動比=1，則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動比=6。所以小齒輪5的轉速、攪拌器的轉速和偏心輪的轉速三者相同。</p><p

82、>　　5.2.2計算各軸的轉速和功率</p><p><b>　?。?）各軸的轉速</b></p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　　Ⅲ軸 </b></p&g

83、t;<p><b>　　（2）各軸功率</b></p><p>　　由《機械設計課程設計指導書》表9.2查得，帶傳動的效率；</p><p>　　直齒輪傳動8級的效率0.97；滾子軸承的效率0.98（一對）；錐齒輪傳動8級的效率0.97；=0.9 類比法，參考文獻[5]，則轉盤所需功率=0.2kw </p><p>　　軸Ⅲ所需功

84、率 </p><p><b>　　軸Ⅱ所需功率 </b></p><p>　　軸Ⅰ所需功 </p><p>　　5.2.3 設計V型帶輪的結構和尺寸和校對</p><p>　　1.確定計算功率 </p><p>　　——計算功率，KW；</p>&

85、lt;p><b>　　——工作情況系數；</b></p><p>　　——所需傳遞的額定功率，KW;</p><p>　　根據《機械設計》表8-7，載荷變動小，空、輕載起動，選取=1.1，</p><p>　　則 =1.1×1.1=1.21KW</p><p>　　選擇V帶型，小帶輪轉速， 由《機械設

86、計》圖8-11選擇Z型V帶。取，由《機械設計》表8-8進行圓整選擇。</p><p><b>　　驗證帶速 </b></p><p><b>　　因為，故V帶合適。</b></p><p>　　確定中心距a和基準長度</p><p>　　根據《機械設計》知：</p><p>

87、;<b>　　所以取=450</b></p><p><b>　　由 </b></p><p>　　根據《機械設計》表8-2選取基帶長度 =1600mm </p><p><b>　　計算實際中心距</b></p><p><b>　　小帶輪上的包角：<

88、;/b></p><p>　　即符合設計驗證條件，所以此設計方案合理。</p><p><b>　　確定帶的根數Z</b></p><p>　　1）計算單根V帶的額定功率</p><p>　　由根據《機械設計》表8-4a得。</p><p>　　根據和Z型帶查表8-4b得。</p>

89、;<p>　　查《機械設計》表8-5得，查表8-2得，于是</p><p>　　2）計算V帶的根數z </p><p><b>　　取4根</b></p><p>　　7計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　由表8-3得Z型帶的單位長度，所以</p><p>　　應使帶的

90、實際初拉力。</p><p><b>　　8計算壓軸力</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值</b></p><p><b>　　9帶輪的結構設計</b></p><p>　　帶輪的材料都采用HT200，由大帶輪的基準直徑，所以大帶輪采用輪輻式；由于小帶輪的安裝直

91、徑d=26mm,查得小帶輪為實心輪。</p><p>　　5.3齒輪設計和校對</p><p>　　5.3.1直齒輪設計和校對</p><p>　　(1) 第一對齒輪設計（類型、材料、精度、齒數）</p><p>　　1）選用直齒圓柱齒輪傳動；</p><p>　　2）由于農業(yè)機械攪拌機械為一般工作機器，速度不高，所以

92、選用8級精度（GB10095-88）.</p><p>　　3)材料由查《機械設計》10-1表，選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度</p><p>　　為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　4)選小齒輪齒數，大齒輪齒數。</p><p>　　(2) 按齒面接觸強度

93、計算</p><p>　　由設計計算公式（《機械設計》10-9a）進行計算，即</p><p>　　1）確定公式內各計算數值</p><p>　　選擇載荷系數 =1.3；</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉矩：</p><p>　　由《機械設計》表10-7可知，選擇齒寬系數</p><p>

94、　　由《機械設計》表10-6查得材料的彈性影響系數</p><p>　　由《機械設計》圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　?。淮簖X輪的接觸疲勞強度極限。</p><p><b>　　計算應力縮環(huán)次數</b></p><p>　　7.由《機械設計》10-19圖，取接觸疲勞壽命系數 &l

95、t;/p><p>　　8.計算接觸疲勞需用應力。</p><p>　　取失效概率為1%,安全系數 </p><p><b>　　2） 計算</b></p><p>　　1試計算小齒輪分度圓直徑 帶入中較小的值</p><p><b>　　2計算圓周速度</b></p>

96、<p><b>　　計算齒寬 </b></p><p><b>　　計算齒寬與齒高之比</b></p><p><b>　　模數 </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p><b>　　所以齒寬與齒高之比

97、</b></p><p><b>　　計算載荷系數</b></p><p>　　根據，7級精度，查《機械設計》圖10-8可得，動載系數=1.05</p><p><b>　　直齒輪</b></p><p>　　由《機械設計》表10-2查得使系數；</p><p>

98、　　由《機械設計》 表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對稱位置時</p><p>　　由,，查《機械設計》圖10-13得；故載荷系數</p><p>　　按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由《機械設計》10-10a得</p><p><b>　　計算模數</b></p><p>　　(3)按齒根彎曲疲勞強度計

99、算</p><p>　　由彎曲強度的設計計算公式：</p><p>　　1）確定公式內的各計算數值</p><p>　　1、由《機械設計》中圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的的彎曲疲勞強度極限。</p><p>　　2、由《機械設計》圖10-18取彎曲壽命系數；</p><p>　　3、計算彎曲疲勞許用

100、應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數，得</p><p><b>　　計算載荷系數</b></p><p><b>　　查取齒形系數</b></p><p>　　由《機械設計》表10-5查得 </p><p>　　6、查取應力校正系數</p>&l

101、t;p>　　由《機械設計》表10-5查得</p><p>　　7、計算大、小齒輪并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數值大。</b></p><p><b>　　2）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由曲面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由

102、于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數1.63并就近圓整為，按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數: </p><p>　　大齒輪齒數 ，取。</p><p><b>　?。?）幾何尺寸計算</b></p><p>

103、;<b>　　1)計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　2）計算中心距</b></p><p><b>　　3)計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　齒輪1和2的幾何尺寸如下：</p>

104、<p>　　(5) 結構設計及繪制齒輪零件圖</p><p><b>　　(6)驗算設計</b></p><p>　　1）由設計過程知 ，即小齒輪齒數大于發(fā)生根切的最小齒數，所以該設計滿足不發(fā)生根切的條件；</p><p><b>　　2)重合度驗算</b></p><p><b

105、>　　由 </b></p><p>　　則 </p><p>　　即該設計滿足重合度條件要求。</p><p>　　5.3.2圓錐齒輪設計和校對</p><p>　　在決定錐齒輪的尺寸之前，先要確定以下一些條件</p><p>　　（1）由于為小型農用機械錐齒輪傳動,初取，因為，

106、?。?lt;/p><p>　　（2）該齒輪的受力較大，故材料選用鑄鋼ZG35；</p><p>　　（3）該齒輪的傳動功率是第Ⅲ軸的功率；</p><p>　　則設計參數可依次得出：</p><p><b>　?。?）計算基本參數</b></p><p><b>　　1)齒數比 <

107、;/b></p><p><b>　　錐距 </b></p><p><b>　　平均分度圓直徑 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　以表示當量直齒圓柱齒輪的模數，則當量齒數為</p><p>　　2)根據

108、求齒形系數Y，查表可得Y=0.282；</p><p><b>　　3)根據齒輪材料求</b></p><p>　　4）查表查得的鑄鋼單向工作時的=16.5，因為是開式傳動，所以將降低20%使用，得=13.2</p><p>　　5）求Y =0.28213.2=3.72;</p><p>　　6)求齒寬系數及齒寬<

109、/p><p><b>　　一般取，則：</b></p><p>　　7）求錐齒輪的評價模數</p><p>　　由上述一些條件查得=4.5，所以求得錐齒輪大端模數</p><p>　　由于m=5.4mm不是標準模數，所以取m=6mm,所以齒頂高。</p><p>　?。?）各尺寸計算數值</p&

110、gt;<p>　　齒根高 齒高</p><p>　　分度圓直徑 </p><p><b>　　齒頂直徑</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p><b>　　錐距</b></p><

111、;p><b>　　齒寬 </b></p><p><b>　　齒頂角 </b></p><p><b>　　齒根角</b></p><p><b>　　齒頂錐角</b></p><p><b>　　齒根圓錐角</b></

112、p><p>　　圖 5.2錐齒輪的各部分尺寸</p><p>　　錐齒孔的直徑與其配合的軸徑決定，現取為；輪轂直徑</p><p><b>　　輪轂寬度 </b></p><p><b>　　6、主要結構設計</b></p><p>　　6.1模盤的結構和尺寸確定 </p&

113、gt;<p>　　模盤上有6個均勻分布的模孔，根據苗缽的規(guī)格和土壤的壓縮比，現確定?？椎母叨菻=96mm,孔徑d=60mm，轉盤的材料為鑄鐵HT250，由于強度低，孔與外圓之間的壁厚不宜太薄，取10mm，孔與孔之間的壁厚為10mm，由于是間歇傳動，故采用了槽輪結構。 槽輪機構的典型機構如下圖所示，他有主動撥盤1，從動槽輪2和機架組成。 </p><p>　　槽輪機構的結構簡單，外形尺寸小，其機械效率

114、高，并能較平穩(wěn)地，間歇的進行轉位。但因傳動時尚存在柔性沖擊，故常用于轉速不太高的場合。</p><p>　　普通的槽輪機構有外槽輪和內槽輪機構之分。它們均用于平行軸間的間歇傳動，但前者槽輪與撥盤的轉向相反，而后者則轉向相同。外槽輪機構應用比較廣泛。在機械中最常用的是徑向槽均勻分布的槽輪機構。對于這種機構，在設計計算時，首先應根據工作要求確定槽輪的槽數Z=6和主動撥盤的圓銷數n=1；再按受力情況和實際機械所允許的安

115、裝空間尺寸，確定中心距L和圓銷半徑r；最后可按圖中機構的幾何關系，由下列各式求出其它尺寸：</p><p>　　撥盤軸的直徑及槽輪的直徑受以下條件限制: </p><p>　　鎖止或弧的半徑大小，根據槽輪輪葉齒頂厚度b來確定，通常取b=3-10mm </p><p><b>　　取L=315mm，</b></p><p&g

116、t;　　計算得： r=10mm b=10mm</p><p>　　R=157.5mm, S=272.8mm</p><p>　　125.3mm 取 h=125.3mm</p><p>　　轉盤的結構和尺寸見下圖</p><p>　　圖6.1 槽輪轉盤結構、尺寸圖</p><p>　　6.2曲柄（偏心輪

117、）滑塊（滑桿）機構的結構尺寸</p><p>　　見圖6.2，此處偏心輪的偏心距即相當于曲柄長度a，滑桿即相當于滑塊，畫成簡圖，如圖6.2。它是屬于對心曲柄滑塊機構。</p><p><b>　　偏心距的確定</b></p><p>　　見圖3.7可見，滑桿上下往復移動的行程S，要等于?？椎母叨群蜎_頭在模孔外的一段距離之和，即S=96+64=1

118、60mm。參考平面連桿機構部分，S=2a，見圖6.2，得到：</p><p>　　圖6.2曲柄連桿示意圖</p><p>　　具體結構 （見圖6.3）</p><p>　　圖6.3曲柄連桿機構結構圖</p><p>　　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，都要求軸頸長度比輪轂孔長度短。為了使螺母不與連桿相碰，將偏

119、心輪設計成凹坑，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度，還必須設計一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚考慮為15mm左右，因此可以算出偏心輪的外圓直徑為210mm。偏心輪的結構與尺寸見圖6.4。</p><p>　　圖6.4偏心輪的結構 </p><p>　　圖6.5 曲柄連桿機構</p><p>　

120、?。?）決定連桿的長度和尺寸</p><p>　　曲柄滑塊機構存在的條件是：曲柄的長度a要小于或等于連桿的長度b,見圖5.5，即。在設計時，一般取最小的傳動角適當的選的偏大一些，為此，將選為70度。則連桿的長度為：</p><p><b>　?。?）偏心銷的裝配</b></p><p>　　圖6.6偏心銷的裝配圖</p><

121、p>　　1-偏心輪 2圓螺母 3-平墊圈 4-連桿 5-軸套 6-軸 7-墊片 8-螺母 9-平鍵 </p><p>　　10-套筒 11-軸</p><p>　　連桿與偏心銷的裝配其摩擦部分用銅套。銅套的厚度根據經驗一般取，銅套的長度，d為銅套的內徑25mm，則</p><p><b>　　?。?lt;/b></p><p

122、><b>　　mm</b></p><p><b>　　取L=30mm。</b></p><p>　　在決定銅套內徑的公差時，要特別注意當銅套壓入連桿孔時銅套內徑的縮小，對薄壁銅套其收縮量約為銅套外徑過盈量的0.8~0.9倍，因此在確定銅套尺寸時，要適當加大銅套的內徑與軸配合的間隙。</p><p>　　3．偏心輪輪

123、齒部分的計算</p><p>　　已知大齒輪傳遞的功率為0.99kW，大齒輪的轉速,傳動比i=0.5，工作條件是連續(xù)單向運轉，工作輕微沖擊，有載啟動，預定壽命H=1000h。</p><p>　　1）． 選擇材料確定初步參數</p><p>　?。?）大齒輪1采用40Cr，調質，取硬度值為263HBS。小齒輪2采用40Cr，調質，齒面硬度取271HBS。兩齒輪工作齒