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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)：楊武 指導(dǎo)老師：
棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
楊武
（山東技師學(xué)院）
摘要:根據(jù)作物育苗移栽的農(nóng)藝要求，在分析了國(guó)內(nèi)外眾多移栽機(jī)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)了適合棉花營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽的的關(guān)鍵部件，并通過(guò)作業(yè)效果調(diào)查，分析研究了機(jī)械栽苗的一般規(guī)律，找出了影響栽苗效果的若干因素，確立了主要的工作部件的參數(shù)選擇
關(guān)鍵詞：移栽機(jī) 營(yíng)養(yǎng)缽 棉花
1、引言
我國(guó)是棉花種植大國(guó)，無(wú)論是種植面積還是單位面積產(chǎn)量，都位于先進(jìn)植棉大國(guó)的前列。但與先進(jìn)植棉大國(guó)相比，我們的棉花生產(chǎn)方式落后、經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本比較高。面對(duì)形勢(shì)，圍繞節(jié)本增效，建立技術(shù)、資金、信息密集的現(xiàn)代化棉花生產(chǎn)體系已成為當(dāng)務(wù)之急。其中包括不失時(shí)機(jī)地推廣適用的棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)。例如棉花移栽機(jī)的推廣。
棉花移栽的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 有利于培育壯苗和實(shí)現(xiàn)全苗密植，為以后棉花早發(fā)早熟奠定了基礎(chǔ)。
(2) 有利于增強(qiáng)棉花抗逆力，鹽堿為害。
(3) 降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率
2、設(shè)計(jì)方案的選擇
通過(guò)調(diào)查研究，得知農(nóng)民在移栽棉花的過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題不是移栽的速度，而是來(lái)回往返的挎苗所消耗的時(shí)間和精力，所以移栽機(jī)研究開(kāi)發(fā)不應(yīng)當(dāng)單純追求自動(dòng)化和高速度。鑒于此，作者本次設(shè)計(jì)的主要目的是降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以這套移栽機(jī)械并不追求高速度，而是以保證移栽質(zhì)量為前
3、機(jī)具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
3.1 整機(jī)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
圖1 移栽機(jī)機(jī)構(gòu)圖
（1）拖拉機(jī)后輪 （2）缽苗架 （3.地輪 （4）座位 （5）鏈輪43 （6）鏈輪17
（7）鏈輪17 （8）鏈輪17 （9）開(kāi)溝器 （10）吊杯 （11）覆土板 （12）鎮(zhèn)壓輪
工作原理：
工作時(shí)，由拖拉機(jī)后輪（1）驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)后面的機(jī)構(gòu)前行，同時(shí)，地輪（3）在驅(qū)動(dòng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)和地輪（3）同軸的鏈輪，然后此鏈輪帶動(dòng)鏈輪43（5）轉(zhuǎn)動(dòng)，同鏈輪43同軸的鏈輪15被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而將力傳給鏈輪17（6），于是放有棉花缽苗的吊杯（10）在鏈輪（6），鏈輪（7）和鏈輪（8）的共同作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖示位置時(shí)，吊杯在強(qiáng)制力的作用下打開(kāi)，將缽苗放入由開(kāi)溝器（9）開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后在覆土器（11）的作用下缽苗被固定，然后在鎮(zhèn)壓輪（12）的作用下，缽苗被牢牢壓實(shí)，完成栽植工作。
為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工作過(guò)程中，由坐在座位（4）上的人將放在缽苗架（2）上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機(jī)的速度和鏈條的長(zhǎng)度，將吊杯設(shè)計(jì)成共六個(gè)均勻分布在鏈條上。
3.2 主要技術(shù)參數(shù)
作業(yè)行數(shù) 1行 、2行
掛接方式 懸掛式
配套動(dòng)力 8.8KW輪式拖拉機(jī)
行距 60——100 cm（可調(diào)）
株距 35cm
送苗方式 人工送苗
3.3 設(shè)計(jì)棉花移栽機(jī)械的原理
3.3.1 零速原理
（1）零速原理
絕大多數(shù)農(nóng)作物的秧苗都要求地上莖桿為直立狀態(tài)（部分特殊作物除外，如番薯），因而對(duì)栽植工序或栽植質(zhì)量的要求也都是直立狀態(tài)。因此欲要保持栽植秧苗的直立狀態(tài)，必須要求定植瞬間秧苗或缽苗相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，也就是說(shuō)，秧苗在絕對(duì)靜止直立狀態(tài)下進(jìn)行覆土壓實(shí)，因而要求在機(jī)器連續(xù)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的情況下，為每一個(gè)栽植秧苗創(chuàng)造瞬間的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，以便完成定植工作。這就栽植機(jī)械的零速原理 。
（2）保持零速
由上面的零速原理知，只有在缽苗保持絕對(duì)零速時(shí)投苗才能保證栽植率，下面便具體分析一下如何實(shí)現(xiàn)零速？
由點(diǎn)的合成原理，知Va=Ve+Vr，其中Va為缽苗的絕對(duì)速度。
設(shè)動(dòng)力輪半徑為R，鏈輪17的半徑為r，角速度分別為w1和w2，欲使缽苗能夠在絕對(duì)靜止的情況下進(jìn)行覆土壓實(shí)，則必須使它的絕對(duì)速度等于零，從力學(xué)的角度來(lái)分析即須使Rw1=rw2（此處的等式只代表數(shù)值，沒(méi)有符號(hào)）。故知道R及r后，就可以找到一適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，使Ve和Vr大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗就可以最大限度的保證缽苗的栽直率。棉花移栽機(jī)械的栽植機(jī)構(gòu)和玉米穴播式栽植機(jī)比較相似，只不過(guò)由于棉花缽苗個(gè)體比較大的原因，相應(yīng)的此機(jī)構(gòu)也較大。
必須注意的是栽直率是每一種移栽機(jī)必須保證的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。
3.3.2栽植機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
秧苗栽制的工藝過(guò)程主要包括開(kāi)溝、送秧入土、扶正、覆土、壓實(shí)、澆水等工序。由于輸送機(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的核心，所以主要闡述這兩個(gè)機(jī)構(gòu)。
1、輸送機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)的輸送機(jī)構(gòu)如圖（1）所示，移栽機(jī)輸送部分主要由；固連在地輪上的鏈輪，張緊輪及固接在鏈輪上的吊籃構(gòu)成。工作時(shí)，由人工將缽苗放入到吊籃中，由移栽機(jī)完成輸送，栽植及覆土工作。
通過(guò)計(jì)算知吊杯的線速度較低，在栽植手的時(shí)間控制范圍之內(nèi)。
2、栽植機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)由一圓柱缽管，一彈性裝置和兩個(gè)擋板組成，當(dāng)缽苗到達(dá)底部時(shí)，栽植機(jī)構(gòu)被強(qiáng)制性的打開(kāi)，將缽苗放入土壤中，完成栽植工作。
吊杯的主要示圖如下：
：
圖二 吊杯示意圖
（1） 缽管 （2） 彈簧 （3）擋板 （4）螺母 （5）打開(kāi)杠桿
工作原理：當(dāng)缽苗在鏈條上面接近投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿開(kāi)始接觸到一弧形滑道并被強(qiáng)制性打開(kāi)，與此同時(shí)，缽苗也開(kāi)始沿著缽管壁從缽管中脫落。當(dāng)?shù)竭_(dá)投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿已經(jīng)全部打開(kāi)，缽苗可以毫無(wú)障礙落入到開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后到來(lái)的覆土板開(kāi)始對(duì)缽苗進(jìn)行覆土，鎮(zhèn)壓輪開(kāi)始鎮(zhèn)壓，完成栽植工作。
在從打開(kāi)杠桿全部打開(kāi)到恢復(fù)到原形的期間，杠桿并不是瞬間完成的，而是和打開(kāi)一樣也有一個(gè)滑道，使其慢慢關(guān)閉，所以對(duì)缽苗沒(méi)有任何影響。
從資料上面查到的吊杯和觀察山東理工大學(xué)的玉米缽苗移栽機(jī)所得的吊杯均為一邊打開(kāi)，作者認(rèn)為一邊打開(kāi)具有以下弊端；
（1） 主動(dòng)擋板和從動(dòng)擋板不能完全保持同步，阻礙缽苗的脫落，進(jìn)而影響到缽苗的栽植率。
（2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易維修。
所以作者設(shè)計(jì)成兩邊均為主動(dòng)打開(kāi)，以克服上面兩個(gè)弊端。
4、結(jié)論和總結(jié)
通過(guò)近四個(gè)月來(lái)對(duì)畢業(yè)課題的深入研究，我們掌握了棉花移栽機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和步驟，同時(shí)也對(duì)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。本著降低農(nóng)民移栽時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和盡量提高工作效率的目的，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一套完整的棉花移栽機(jī)械，通過(guò)理論分析，該機(jī)具基本能夠滿(mǎn)足使用要求。但由于這是作者的第一次設(shè)計(jì)，難免存在不足，這些將在以后的設(shè)計(jì)和研制過(guò)程中得到完善。
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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)：楊武 指導(dǎo)老師：
棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
摘要:根據(jù)作物育苗移栽的農(nóng)藝要求，在分析了國(guó)內(nèi)外眾多移栽機(jī)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)了適合棉花營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽的的關(guān)鍵部件，并通過(guò)作業(yè)效果調(diào)查，分析研究了機(jī)械栽苗的一般規(guī)律，找出了影響栽苗效果的若干因素，確立了主要的工作部件的參數(shù)選擇
關(guān)鍵詞：移栽機(jī) 營(yíng)養(yǎng)缽 棉花
1、引言
我國(guó)是棉花種植大國(guó)，無(wú)論是種植面積還是單位面積產(chǎn)量，都位于先進(jìn)植棉大國(guó)的前列。但與先進(jìn)植棉大國(guó)相比，我們的棉花生產(chǎn)方式落后、經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本比較高。面對(duì)形勢(shì)，圍繞節(jié)本增效，建立技術(shù)、資金、信息密集的現(xiàn)代化棉花生產(chǎn)體系已成為當(dāng)務(wù)之急。其中包括不失時(shí)機(jī)地推廣適用的棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)。例如棉花移栽機(jī)的推廣。
棉花移栽的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 有利于培育壯苗和實(shí)現(xiàn)全苗密植，為以后棉花早發(fā)早熟奠定了基礎(chǔ)。
(2) 有利于增強(qiáng)棉花抗逆力，鹽堿為害。
(3) 降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率
2、設(shè)計(jì)方案的選擇
通過(guò)調(diào)查研究，得知農(nóng)民在移栽棉花的過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題不是移栽的速度，而是來(lái)回往返的挎苗所消耗的時(shí)間和精力，所以移栽機(jī)研究開(kāi)發(fā)不應(yīng)當(dāng)單純追求自動(dòng)化和高速度。鑒于此，作者本次設(shè)計(jì)的主要目的是降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以這套移栽機(jī)械并不追求高速度，而是以保證移栽質(zhì)量為前
3、機(jī)具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
3.1 整機(jī)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
圖1 移栽機(jī)機(jī)構(gòu)圖
（1）拖拉機(jī)后輪 （2）缽苗架 （3.地輪 （4）座位 （5）鏈輪43 （6）鏈輪17
（7）鏈輪17 （8）鏈輪17 （9）開(kāi)溝器 （10）吊杯 （11）覆土板 （12）鎮(zhèn)壓輪
工作原理：
工作時(shí)，由拖拉機(jī)后輪（1）驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)后面的機(jī)構(gòu)前行，同時(shí)，地輪（3）在驅(qū)動(dòng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)和地輪（3）同軸的鏈輪，然后此鏈輪帶動(dòng)鏈輪43（5）轉(zhuǎn)動(dòng)，同鏈輪43同軸的鏈輪15被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而將力傳給鏈輪17（6），于是放有棉花缽苗的吊杯（10）在鏈輪（6），鏈輪（7）和鏈輪（8）的共同作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖示位置時(shí)，吊杯在強(qiáng)制力的作用下打開(kāi)，將缽苗放入由開(kāi)溝器（9）開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后在覆土器（11）的作用下缽苗被固定，然后在鎮(zhèn)壓輪（12）的作用下，缽苗被牢牢壓實(shí)，完成栽植工作。
為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工作過(guò)程中，由坐在座位（4）上的人將放在缽苗架（2）上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機(jī)的速度和鏈條的長(zhǎng)度，將吊杯設(shè)計(jì)成共六個(gè)均勻分布在鏈條上。
3.2 主要技術(shù)參數(shù)
作業(yè)行數(shù) 1行 、2行
掛接方式 懸掛式
配套動(dòng)力 8.8KW輪式拖拉機(jī)
行距 60——100 cm（可調(diào)）
株距 35cm
送苗方式 人工送苗
3.3 設(shè)計(jì)棉花移栽機(jī)械的原理
3.3.1 零速原理
（1）零速原理
絕大多數(shù)農(nóng)作物的秧苗都要求地上莖桿為直立狀態(tài)（部分特殊作物除外，如番薯），因而對(duì)栽植工序或栽植質(zhì)量的要求也都是直立狀態(tài)。因此欲要保持栽植秧苗的直立狀態(tài)，必須要求定植瞬間秧苗或缽苗相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，也就是說(shuō)，秧苗在絕對(duì)靜止直立狀態(tài)下進(jìn)行覆土壓實(shí)，因而要求在機(jī)器連續(xù)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的情況下，為每一個(gè)栽植秧苗創(chuàng)造瞬間的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，以便完成定植工作。這就栽植機(jī)械的零速原理 。
（2）保持零速
由上面的零速原理知，只有在缽苗保持絕對(duì)零速時(shí)投苗才能保證栽植率，下面便具體分析一下如何實(shí)現(xiàn)零速？
由點(diǎn)的合成原理，知Va=Ve+Vr，其中Va為缽苗的絕對(duì)速度。
設(shè)動(dòng)力輪半徑為R，鏈輪17的半徑為r，角速度分別為w1和w2，欲使缽苗能夠在絕對(duì)靜止的情況下進(jìn)行覆土壓實(shí)，則必須使它的絕對(duì)速度等于零，從力學(xué)的角度來(lái)分析即須使Rw1=rw2（此處的等式只代表數(shù)值，沒(méi)有符號(hào)）。故知道R及r后，就可以找到一適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，使Ve和Vr大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗就可以最大限度的保證缽苗的栽直率。棉花移栽機(jī)械的栽植機(jī)構(gòu)和玉米穴播式栽植機(jī)比較相似，只不過(guò)由于棉花缽苗個(gè)體比較大的原因，相應(yīng)的此機(jī)構(gòu)也較大。
必須注意的是栽直率是每一種移栽機(jī)必須保證的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。
3.3.2栽植機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
秧苗栽制的工藝過(guò)程主要包括開(kāi)溝、送秧入土、扶正、覆土、壓實(shí)、澆水等工序。由于輸送機(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的核心，所以主要闡述這兩個(gè)機(jī)構(gòu)。
1、輸送機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)的輸送機(jī)構(gòu)如圖（1）所示，移栽機(jī)輸送部分主要由；固連在地輪上的鏈輪，張緊輪及固接在鏈輪上的吊籃構(gòu)成。工作時(shí)，由人工將缽苗放入到吊籃中，由移栽機(jī)完成輸送，栽植及覆土工作。
通過(guò)計(jì)算知吊杯的線速度較低，在栽植手的時(shí)間控制范圍之內(nèi)。
2、栽植機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)由一圓柱缽管，一彈性裝置和兩個(gè)擋板組成，當(dāng)缽苗到達(dá)底部時(shí)，栽植機(jī)構(gòu)被強(qiáng)制性的打開(kāi)，將缽苗放入土壤中，完成栽植工作。
吊杯的主要示圖如下：
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圖二 吊杯示意圖
（1） 缽管 （2） 彈簧 （3）擋板 （4）螺母 （5）打開(kāi)杠桿
工作原理：當(dāng)缽苗在鏈條上面接近投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿開(kāi)始接觸到一弧形滑道并被強(qiáng)制性打開(kāi)，與此同時(shí)，缽苗也開(kāi)始沿著缽管壁從缽管中脫落。當(dāng)?shù)竭_(dá)投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿已經(jīng)全部打開(kāi)，缽苗可以毫無(wú)障礙落入到開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后到來(lái)的覆土板開(kāi)始對(duì)缽苗進(jìn)行覆土，鎮(zhèn)壓輪開(kāi)始鎮(zhèn)壓，完成栽植工作。
在從打開(kāi)杠桿全部打開(kāi)到恢復(fù)到原形的期間，杠桿并不是瞬間完成的，而是和打開(kāi)一樣也有一個(gè)滑道，使其慢慢關(guān)閉，所以對(duì)缽苗沒(méi)有任何影響。
從資料上面查到的吊杯和觀察山東理工大學(xué)的玉米缽苗移栽機(jī)所得的吊杯均為一邊打開(kāi)，作者認(rèn)為一邊打開(kāi)具有以下弊端；
（1） 主動(dòng)擋板和從動(dòng)擋板不能完全保持同步，阻礙缽苗的脫落，進(jìn)而影響到缽苗的栽植率。
（2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易維修。
所以作者設(shè)計(jì)成兩邊均為主動(dòng)打開(kāi)，以克服上面兩個(gè)弊端。
4、結(jié)論和總結(jié)
通過(guò)近四個(gè)月來(lái)對(duì)畢業(yè)課題的深入研究，我們掌握了棉花移栽機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和步驟，同時(shí)也對(duì)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。本著降低農(nóng)民移栽時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和盡量提高工作效率的目的，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一套完整的棉花移栽機(jī)械，通過(guò)理論分析，該機(jī)具基本能夠滿(mǎn)足使用要求。但由于這是作者的第一次設(shè)計(jì)，難免存在不足，這些將在以后的設(shè)計(jì)和研制過(guò)程中得到完善。
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
山東技師學(xué)院 院（系） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 專(zhuān)業(yè) 棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì) 課題組
學(xué)生姓名 楊武 班級(jí) 技師043 學(xué)號(hào) 200463121
課題名稱(chēng) 棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
Ⅰ、題目的目的和要求：
本課題的主要目的是研制一種棉花移栽機(jī)械，使其能夠大大降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和農(nóng)民種植棉花的積極性，從而使棉花種植得到普及。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一切從農(nóng)民的角度的出發(fā)，力求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，盡量降低制造成本，滿(mǎn)足廣大農(nóng)民的需求。并且在吸收和借鑒國(guó)內(nèi)外移栽機(jī)優(yōu)勢(shì)的前提下，設(shè)計(jì)出一款合理的樣機(jī)。
Ⅱ、設(shè)計(jì)技術(shù)要求與數(shù)據(jù)（或論文主要內(nèi)容）：
要求學(xué)生設(shè)計(jì)一款能夠和泰山12或泰山25拖拉機(jī)相配合的移栽機(jī)，該機(jī)具應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。為提高此種移栽機(jī)的通用性，要求設(shè)計(jì)時(shí)多采用標(biāo)準(zhǔn)件，并且能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)移栽機(jī)的行距和株距進(jìn)行微調(diào)。棉花缽苗的基本形狀為一ф40mm的圓柱體，高約為80mm,行距為60—100mm，株距為35mm左右
Ⅲ、設(shè)計(jì)（論文）工作起始日期：
自二○ O 6 年 二 月 十四 日起，至二○ O 6年 六 月 十五 日止
Ⅳ、進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作：
第一周進(jìn)行資料的收集，并初步完成總共大約5000字符外文資料的翻譯工作；
第二周進(jìn)行相關(guān)機(jī)具的參觀和調(diào)研，以及相關(guān)資料的整理；
第三周至第五周提出相關(guān)的技術(shù)方案并進(jìn)行論證和關(guān)鍵部件的
模擬試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證方案，并確定方案
第六周至第十四周進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且完成3張0#圖紙的繪制;
第十五周至第十六周撰寫(xiě)約15000字符的畢業(yè)論文；
第十七周畢業(yè)答辯
Ⅴ、主要參考文獻(xiàn)、資料：
【1】 李其昀，汪遵元 雙輸送代式栽植器的試驗(yàn)研究 《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》
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中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2002年第1期，36～37
【3】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研究(1) 《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14(1) 103-107頁(yè)
【4】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研（2）《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14（2）73－77頁(yè)
【5】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研究（3）《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14 (3)
【6】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐等 夏玉米免耕覆蓋移栽的試驗(yàn)研究 《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2000 16（3）
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指導(dǎo)教師：
教研室主任
二○○ 6 年 六 月 十五 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)：楊武 指導(dǎo)老師：
棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
摘要:根據(jù)作物育苗移栽的農(nóng)藝要求，在分析了國(guó)內(nèi)外眾多移栽機(jī)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)了適合棉花營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽的的關(guān)鍵部件，并通過(guò)作業(yè)效果調(diào)查，分析研究了機(jī)械栽苗的一般規(guī)律，找出了影響栽苗效果的若干因素，確立了主要的工作部件的參數(shù)選擇
關(guān)鍵詞：移栽機(jī) 營(yíng)養(yǎng)缽 棉花
目 錄
摘要 ………………………………………………………………………………… 1
1 前言 …………………………………………………………………………… 2
2 移栽機(jī)械的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀………………………………………………………… 3
3 設(shè)計(jì)方案的選擇 ……………………………………………………………… 4
3.1 鉗夾式移栽機(jī)………………………………………………………………… 4
3.2 鏈夾式栽植機(jī)………………………………………………………………… 4
3.3 撓性圓盤(pán)移栽機(jī)……………………………………………………………… 4
3.4 吊籃式移栽機(jī)………………………………………………………………… 4
3.5 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)……………………………………………………………… 5
3.6帶式栽植機(jī)………………………………………………………………………5
4 機(jī)具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)………………………………………………………………… 6
4.1整機(jī)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)……………………………………………………………………6
4.2主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………………6
4.3主要工作部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用………………………………………………7
4.3.1 地輪……………………………………………………………………7
4.3.2 開(kāi)溝器…………………………………………………………………7
4.3.3 鎮(zhèn)壓輪…………………………………………………………………7
4.3.4 覆土器…………………………………………………………………7
4.4設(shè)計(jì)棉花移栽機(jī)械的原理………………………………………………………8
4.4.1 零速原理…………………………………………………………………8
4.4.2 栽植機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………8
5 地輪軸的校核………………………………………………………………… 10
6 設(shè)計(jì)時(shí)間的安排……………………………………………………………… 13
7 結(jié)論和總結(jié)…………………………………………………………………… 14
8 謝詞……………………………………………………………………………14
主要參考文獻(xiàn)、資料…………………………………………………………………15
Research and design of the cotton
transplanting machine
Yang Xianwu
(Shan Dong University of Technology)
Abstract: According to the requirement for agronomy transplantation to grow seedlings ,we have found a good method to the ones that are suitable for the cotton nutrition earthen bowl and grow seedlings and transplant in optimization design on the foundation of analyzing numerous transplanting machines both at home and abroad ,and through the investigation of the result of the homework, we have analysed and researchd the universal law of the plant shoots in machinery and found some factors that affect the result of plant shoots,and have established the parameter of the main part of the machine.
Key words : transplantation nutrition bowl cotton
1、引言
我國(guó)是棉花種植大國(guó)，無(wú)論是種植面積還是單位面積產(chǎn)量，都位于先進(jìn)植棉大國(guó)的前列。20世紀(jì)90年代，我國(guó)年平均植棉面積達(dá)550萬(wàn)公頃，居世界第一位；皮棉總產(chǎn)450萬(wàn)噸，單產(chǎn)亦位居世界棉花高產(chǎn)國(guó)家的前列。與先進(jìn)植棉大國(guó)相比，我們的棉花生產(chǎn)方式落后、經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本比較高。我國(guó)平均生產(chǎn)50千克皮棉的用工量為30－40個(gè)工日，而美國(guó)只要0.5個(gè)工日。同樣等級(jí)的皮棉，國(guó)產(chǎn)棉每噸進(jìn)廠價(jià)要比進(jìn)口棉高出2000多元。由于進(jìn)口棉價(jià)格低，造成國(guó)產(chǎn)棉庫(kù)存急增，儲(chǔ)備量過(guò)大，國(guó)家每年為此付出的財(cái)政補(bǔ)貼高達(dá)數(shù)拾億元。加入WTO以后，棉花及其制品還將進(jìn)一步市場(chǎng)化、國(guó)際化。此外，由于我國(guó)面臨著可耕土地逐年遞減、人口迅速增加和糧食需求不斷增長(zhǎng)的形式。同時(shí)，由于生態(tài)平衡不斷遭到破壞、干旱日趨嚴(yán)重，使一些地區(qū)不得不把提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量作為農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中的一個(gè)重要目標(biāo)。面對(duì)形勢(shì)，圍繞節(jié)本增效，建立技術(shù)、資金、信息密集的現(xiàn)代化棉花生產(chǎn)體系已成為當(dāng)務(wù)之急。其中包括不失時(shí)機(jī)地推廣適用的棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)。例如棉花移栽機(jī)的推廣。
棉花移栽的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 有利于培育壯苗和實(shí)現(xiàn)全苗密植。缺苗斷壟和弱苗遲發(fā)是棉花生產(chǎn)上一直存在的重要問(wèn)題，實(shí)行營(yíng)養(yǎng)缽育苗塑膜覆蓋后，由于塑膜的透光性較好，可迅速提高苗床溫度，加之苗床內(nèi)水分適宜，滿(mǎn)足了種子發(fā)芽出土的需求，從而有效地克服了早青低溫干旱或低溫高濕對(duì)播種保苗帶來(lái)的不利影響。苗床內(nèi)水分適宜，滿(mǎn)足了種子發(fā)芽出土的需求，從而有效地春服了早青低溫干旱或低溫高濕對(duì)播種保苗帶來(lái)的不利影響。苗床內(nèi)播期可提早20~30天，不僅實(shí)現(xiàn)了棉苗早、全、齊、勻、壯、還有效地延長(zhǎng)了生育期，為以后棉花早發(fā)早熟奠定了基礎(chǔ)。移栽時(shí)可按計(jì)劃行株距栽苗，實(shí)現(xiàn)了全苗密植，有效地解決了直播棉存在的出苗不易、保苗也難的問(wèn)題。
(2) 有利種植制度改革。作物育苗移栽能提前播種育苗、增加有效面積、延長(zhǎng)生長(zhǎng)期保證按時(shí)成熟，移栽的作物根系發(fā)達(dá)、莖桿粗壯、成熟一致抗倒伏、產(chǎn)量高。黃河流域的兩熟棉區(qū)，大多實(shí)行麥棉套種。由于麥棉共生期長(zhǎng)，爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥、爭(zhēng)光矛盾十分突出，棉花難于實(shí)現(xiàn)全苗早發(fā)，常易造成晚熟晚產(chǎn)。棉花實(shí)現(xiàn)麥行套栽，既縮短了麥棉共生期，又延長(zhǎng)了棉花生育期，因此，棉花產(chǎn)量可比麥行套種增產(chǎn)2~4成。
同樣，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，麥子，油菜均為滿(mǎn)幅種植，不預(yù)留棉行。麥、油收獲后，通過(guò)移栽棉花的方法，實(shí)現(xiàn)了提高復(fù)種指數(shù)，一地兩收，麥棉、油棉雙增產(chǎn)，大大提高了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。
(3) 有利于增強(qiáng)棉花抗逆力，鹽堿為害。是鹽堿地植棉的主要障礙。黃河流域棉區(qū)的次生化鹽堿地和沿海鹽漬土，采用棉花育苗移栽后，克服了直播播種保苗困難和棉苗晚發(fā)晚熟問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了全苗密植和棉苗早發(fā)早熟，棉花的抗逆力提高，產(chǎn)量增加了2~3成。因此，棉花已成為改良利用鹽堿地的先鋒作物。
長(zhǎng)江流域的稻棉輪作區(qū)，由于稻茬土性較冷，土質(zhì)透氣性較差，第一年播種棉花很難出苗，而且遲發(fā)晚熟。采用育苗移栽能夠有效地解決直播棉難于保全苗和棉棵遲發(fā)晚熟帶來(lái)的產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問(wèn)題。
(4)有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，有利于提高土地的復(fù)種指數(shù)，有利于減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，同直播相比，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
（5）避開(kāi)春旱或秋凍，改套種為移栽，解決套種機(jī)械化收獲困難的問(wèn)題等，并且機(jī)械移栽的行距、株距和深度一致，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
（6）在北方，棉花經(jīng)過(guò)育苗移栽之后，生育器增長(zhǎng)，產(chǎn)量增加，經(jīng)濟(jì)效益顯著，這是眾所周知的。但是人工栽苗存在著保苗率低、栽植均度差和成活率低等缺陷，不能完全發(fā)揮出玉米育苗移栽后產(chǎn)生的巨大增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，另外巨大的勞動(dòng)強(qiáng)度也使那些棉花種植戶(hù)難以忍受，為實(shí)現(xiàn)棉花育苗移栽規(guī)?；?，必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。
2、移栽機(jī)械的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
我國(guó)在旱地栽植機(jī)械方面的研究開(kāi)發(fā)工作始于六十年代，七十年代開(kāi)始研制裸根苗移栽機(jī)，最早用于甜菜移栽，八十年代研制成半自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)。近幾年來(lái)，隨著育苗技術(shù)的發(fā)展以及勞動(dòng)力成本的上升，推動(dòng)了栽植機(jī)械的研制開(kāi)發(fā)工作，又出現(xiàn)了新的栽植機(jī)械。但從總體上講，目前我國(guó)研制使用的移栽機(jī)械都是半自動(dòng)式的，全自動(dòng)移栽機(jī)械因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高而處于研究起步階段。
目前國(guó)內(nèi)主要采用人工移栽的方法，根據(jù)使用的移栽工具不同主要有扎孔移栽法、鴨嘴移栽器移栽法、壟上開(kāi)溝法和穴栽法等。無(wú)論何種人工移栽方法，都存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、移栽質(zhì)量不能保證等問(wèn)題。我國(guó)是個(gè)棉花種植大國(guó)，棉花生產(chǎn)在國(guó)民生產(chǎn)總值占著相當(dāng)重要的作用，但由于上述原因使得廣大農(nóng)民朋友失去了種植棉花的積極性，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)造成了一定的損失。國(guó)外已廣泛采用機(jī)械化移栽方法，如鉗夾式移栽機(jī)、吊杯式移栽機(jī)和導(dǎo)苗管式移栽機(jī)。所以雖然國(guó)外農(nóng)民比較少，但是他們卻能夠大量種植棉花，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增值的目的。盡管當(dāng)前我國(guó)對(duì)移栽機(jī)的研究設(shè)計(jì)投入了大量的人力和物力，進(jìn)行了大量的研究，也研制出不少機(jī)型，如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2ZDF型導(dǎo)苗管式移栽機(jī)，黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院研制的2Z-2型玉米移栽機(jī)，山東泰安研制的2ZM-2型和2ZM-2A1型棉花移栽機(jī)，黑龍江農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)院研制的2ZX-2型懸掛式秧苗移栽機(jī)和2YZ-1型煙苗移栽機(jī)及四川研制的2ZYS-4型油菜移栽機(jī)等，但型號(hào)繁多，形式各異，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，“三化”程度低，甚至缽型也各不相同，不便于育苗移栽技術(shù)的發(fā)展。另一方面，目前移栽機(jī)的機(jī)型和技術(shù)都不很成熟，都存在著諸如栽植手勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)速度滿(mǎn)足不了農(nóng)藝要求、機(jī)具可靠性以及育苗、配水等措施不配套等問(wèn)題，從根本上限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。
國(guó)外本世紀(jì)30年代就出現(xiàn)了手工喂苗的移栽機(jī)具，50年代研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動(dòng)移栽機(jī)和簡(jiǎn)易制缽機(jī)，到80年代，半自動(dòng)移栽機(jī)已在生產(chǎn)中廣泛使用，制缽機(jī)已成系列。十多年來(lái)，又研制出多種全自動(dòng)移栽機(jī)，使育苗過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化·工廠化和設(shè)施化。
事實(shí)上，目前國(guó)內(nèi)研制的部分移栽機(jī)在性能方面與國(guó)外目前廣泛采用的移栽機(jī)的性能幾乎機(jī)同，但是，國(guó)外的移栽機(jī)與育苗技術(shù)已成為一體，密不可分，因此應(yīng)用廣泛。移栽機(jī)的研究開(kāi)發(fā)應(yīng)當(dāng)仍以半自動(dòng)為主，半自動(dòng)移栽機(jī)盡管栽植速度不快，還需要一定的輔助工，但是它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、適應(yīng)性好、使用方便，適合我國(guó)國(guó)情。移栽機(jī)研究開(kāi)發(fā)不應(yīng)當(dāng)單純追求自動(dòng)化和高速度。事實(shí)上，目前發(fā)達(dá)國(guó)家的移栽機(jī)也是以半自動(dòng)化機(jī)型為主，全自動(dòng)化仍然處于研究開(kāi)發(fā)階段。國(guó)內(nèi)移栽機(jī)械目前研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，仍應(yīng)放在半自動(dòng)機(jī)型方面，形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和規(guī)格化，以滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不同需要。許多作物的移栽要求比較特殊，需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用移栽機(jī)，國(guó)內(nèi)在這方面存在空白。另一方面，應(yīng)當(dāng)注意移栽機(jī)的通用性，一機(jī)多用，提高移栽機(jī)的利用率。降低移栽機(jī)成價(jià)格，必須充分發(fā)揮現(xiàn)代大工業(yè)的特點(diǎn)，選擇性能優(yōu)異的產(chǎn)品，進(jìn)行批量生產(chǎn)，降低移栽機(jī)成本。
3、設(shè)計(jì)方案的選擇
移栽機(jī)械是育苗技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備。只有移栽技術(shù)過(guò)硬，才能降低制造成本，成本降低了才有可能使移栽機(jī)械得到普及。我國(guó)在70年代中期就研制了第一臺(tái)玉米移栽的機(jī)械之后繼續(xù)投入大量的精力和人力。又開(kāi)發(fā)和引用了多種適用于蔬菜，棉花，玉米，甜菜等經(jīng)濟(jì)作物的栽植機(jī)械，但均因?yàn)橛缂夹g(shù)太落后，配套性能差，綜合效益低等原因，均未得到推廣應(yīng)用。
近幾年來(lái)，隨著育苗技術(shù)的發(fā)展以及勞動(dòng)力成本的上升，推動(dòng)了栽植機(jī)械的研制開(kāi)發(fā)工作，又有多種新型栽植機(jī)的出現(xiàn)。但從總體上講，目前我國(guó)研制使用的移栽機(jī)械都是半自動(dòng)式的。全自動(dòng)的移栽機(jī)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而僅處在研究起步階段。而從國(guó)外進(jìn)口的移栽機(jī)械又由于和中國(guó)的農(nóng)業(yè)大環(huán)境不能夠很好的融合而沒(méi)有得到認(rèn)可。所以為了推廣棉花的種植，提高農(nóng)民種植的積極性，就必須有一種價(jià)格既經(jīng)濟(jì)又能夠大大降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度的移栽機(jī)的出世。為此，我們可以從國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的移栽機(jī)入手，取其精華，優(yōu)化設(shè)計(jì)。
歸納起來(lái)，我國(guó)研制的或使用的半自動(dòng)的移栽機(jī)及國(guó)外的移栽機(jī)不外乎有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：
3.1鉗夾式移栽機(jī)
依靠人工將秧苗喂入到在轉(zhuǎn)動(dòng)輪上的鉗夾，秧苗被夾持著強(qiáng)制性隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)苗溝時(shí)，鉗夾張開(kāi)，將秧苗插入到土層之中。隨著秧夾的轉(zhuǎn)動(dòng)，秧苗和秧夾就會(huì)被分開(kāi)，于是秧苗被栽植到土壤中。這種機(jī)械的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，株距和栽植深度穩(wěn)定，但作業(yè)速度低，一般為30～45株/分，而且容易夾傷秧苗，栽植的秧苗容易傾倒和被土壤埋沒(méi)。這種機(jī)型由于栽植速度慢而沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。
鉗夾式移栽機(jī)典型代表是1979年山西省運(yùn)城地區(qū)農(nóng)機(jī)所研制的2ZMB-2型缽苗移栽機(jī)。
3.2鏈夾式栽植機(jī)
工作原理與鉗夾式移栽機(jī)相似，栽植部件安裝在環(huán)形鏈條上，秧苗由人工喂到鏈夾上，由鏈夾將秧苗栽植到土壤中。由于只改變了傳動(dòng)方式，因此其性能與鉗夾式移栽機(jī)相同。
如黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院2Z-2型玉米缽苗移栽機(jī)。
3.3撓性圓盤(pán)移栽機(jī)
此移栽機(jī)的主要特點(diǎn)是夾持秧苗可以不受鉗夾或鏈夾數(shù)量的限制，因此對(duì)株距的適應(yīng)姓能好。人工將秧苗放置到兩片可以變形的撓性圓盤(pán)內(nèi)，由圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)將秧苗栽植到土壤中，完成栽植過(guò)程。圓盤(pán)一般采用橡膠材料制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，但株距和栽植深度不穩(wěn)定，也容易出現(xiàn)埋苗。同時(shí)，撓性圓盤(pán)的受命較短。如農(nóng)科院農(nóng)機(jī)所的2ZT-2型紙筒甜菜移栽機(jī)。
3.4吊籃式移栽機(jī)
吊籃式移栽機(jī)主要適合缽苗移栽，由人工將缽苗放入到型如吊籃式的栽植爪內(nèi)，栽植爪隨著機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)快要到達(dá)投苗點(diǎn)時(shí)，栽植爪開(kāi)始被強(qiáng)制性打開(kāi)，缽苗開(kāi)始脫落，在拖拉機(jī)的前進(jìn)速度和缽苗的下落速度的合成速度在水平方向等于零時(shí)，缽苗開(kāi)始被定點(diǎn)栽植（當(dāng)然，這種現(xiàn)象只可能在理論上實(shí)現(xiàn)，我們所要做的就是使缽苗的栽植時(shí)刻盡可能的接近這個(gè)點(diǎn)）。隨著撞在偏心圓盤(pán)上的栽植爪進(jìn)入開(kāi)溝器開(kāi)好的溝內(nèi)。此時(shí)。在固定軌道的作用下。栽植爪的下部張開(kāi)落下并立即被覆土定植，而栽植爪在離開(kāi)固定軌道后自動(dòng)關(guān)閉。
3.5導(dǎo)苗管式移栽機(jī)
在前面的幾種移栽機(jī)中秧苗或缽苗的運(yùn)動(dòng)都不是自由的，雞都是被強(qiáng)制性做著運(yùn)動(dòng)，所以很容易傷到苗，而導(dǎo)苗管式移栽機(jī)與上述幾種移栽機(jī)相比較就有所不同了。秧苗在導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的運(yùn)動(dòng)是自由的，不是強(qiáng)制性的，因此不易傷苗。另一方面，喂入器是由多個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的喂入桶或者是較長(zhǎng)的輸送帶構(gòu)成，人工喂苗時(shí)，不必像上述移栽機(jī)一樣逐個(gè)喂入。人只需往喂入器里面不斷的放苗即可保證露苗現(xiàn)象的發(fā)生，所以其喂如速度可以大大提高，作業(yè)速度能達(dá)到每分鐘60－70株，比鉗甘式移栽機(jī)提高30％－50％。這種移栽機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高，但缺點(diǎn)也很明顯，那就是不易控制缽苗的栽直質(zhì)量且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的2ZDF型導(dǎo)苗管式移栽機(jī)。
3.6 帶式栽植機(jī)
帶式栽植機(jī)由水平輸送帶和傾斜輸送帶組成，兩帶的運(yùn)動(dòng)速度不同，缽苗在水平輸送帶上直立前進(jìn)，在水平輸送帶末端翻倒在傾斜輸送帶上，運(yùn)動(dòng)到傾斜輸送帶末端，缽苗翻轉(zhuǎn)直立落到苗溝中。這種栽植機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，栽植頻率高達(dá)240株/分，但是，在工作可靠性方面需要進(jìn)一步改進(jìn)。
如山東工程學(xué)院的2ZG-2型缽苗移栽機(jī)。
目前的移栽機(jī)由于大部分是半自動(dòng)化，且是人工喂缽，栽植速度有限，喂入頻度不能超過(guò)60株/分，否則就會(huì)使人感到緊張，容易出現(xiàn)漏苗現(xiàn)象，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率不高，僅為人工栽植的2~5倍。全自動(dòng)化移栽機(jī)，理論上可以提高喂苗頻率，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，而且對(duì)育苗技術(shù)要求高，因此，仍處于試驗(yàn)階段。移栽質(zhì)量不穩(wěn)定，尤其是沒(méi)有扶苗裝置的移栽機(jī)，秧苗的直立度、株距、深度等都不能完全達(dá)到農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。
通過(guò)調(diào)查研究，得知農(nóng)民在移栽棉花的過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題不是移栽的速度，而是來(lái)回往返的挎苗所消耗的時(shí)間和精力，尤以時(shí)間問(wèn)題更為突出。眾所周知，適合棉花種植的時(shí)間前后也就是十幾天，這還要老天爺?shù)恼疹櫛Ｓ?，萬(wàn)一來(lái)一場(chǎng)狂風(fēng)暴雨，那后果可就不堪設(shè)想了。半自動(dòng)移栽機(jī)盡管栽植速度不快，還需要一定的輔助工，但是它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、適應(yīng)性好、使用方便，適合我國(guó)國(guó)情。所以移栽機(jī)研究開(kāi)發(fā)不應(yīng)當(dāng)單純追求自動(dòng)化和高速度。鑒于此，作者本次設(shè)計(jì)的主要目的是降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以這套移栽機(jī)械并不追求高速度，而是以保證移栽質(zhì)量為前提。
綜合比較以上幾種機(jī)具，作者從最優(yōu)的角度出發(fā)設(shè)計(jì)出了一套集吊籃式移栽機(jī)和鏈夾式移栽機(jī)優(yōu)點(diǎn)的機(jī)械。
4、機(jī)具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
4.1 整機(jī)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
圖1 移栽機(jī)機(jī)構(gòu)圖
（1）拖拉機(jī)后輪 （2）缽苗架 （3.地輪 （4）座位 （5）鏈輪43 （6）鏈輪17
（7）鏈輪17 （8）鏈輪17 （9）開(kāi)溝器 （10）吊杯 （11）覆土板 （12）鎮(zhèn)壓輪
工作原理：
工作時(shí)，由拖拉機(jī)后輪（1）驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)后面的機(jī)構(gòu)前行，同時(shí)，地輪（3）在驅(qū)動(dòng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)和地輪（3）同軸的鏈輪，然后此鏈輪帶動(dòng)鏈輪43（5）轉(zhuǎn)動(dòng)，同鏈輪43同軸的鏈輪15被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而將力傳給鏈輪17（6），于是放有棉花缽苗的吊杯（10）在鏈輪（6），鏈輪（7）和鏈輪（8）的共同作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖示位置時(shí)，吊杯在強(qiáng)制力的作用下打開(kāi)，將缽苗放入由開(kāi)溝器（9）開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后在覆土器（11）的作用下缽苗被固定，然后在鎮(zhèn)壓輪（12）的作用下，缽苗被牢牢壓實(shí)，完成栽植工作。
為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工作過(guò)程中，由坐在座位（4）上的人將放在缽苗架（2）上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機(jī)的速度和鏈條的長(zhǎng)度，將吊杯設(shè)計(jì)成共六個(gè)均勻分布在鏈條上。
4.2 主要技術(shù)參數(shù)
作業(yè)行數(shù) 1行 、2行
掛接方式 懸掛式
配套動(dòng)力 8.8KW輪式拖拉機(jī)
行距 60——100 cm（可調(diào)）
株距 35cm
送苗方式 人工送苗
4.3 主要工作部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用
4.3.1 地輪
地輪在移栽機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程中起著舉足輕重的作用，首先地輪起到驅(qū)動(dòng)力的作用，地輪大多由一些具有凹凸不平花紋的輪胎或者是放有一些爪鋼制品，其目的就是能夠牢牢抓住松軟的土面，將力傳給后面的機(jī)具。由圖1可知拖拉機(jī)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)具前進(jìn)，在此過(guò)程中，地輪被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將轉(zhuǎn)矩經(jīng)過(guò)鏈輪逐次傳給吊杯，使吊杯轉(zhuǎn)動(dòng)，于是坐在座位上人就可以輕松的將缽苗放入吊杯中，繼爾使移栽機(jī)的循環(huán)使用成為可能。其次，地輪還起著仿行的作用，由于受工作環(huán)境的影響，移栽機(jī)主要在凹凸不平的土地面上工作，當(dāng)通過(guò)較陡的坡或者是碰到溝時(shí)，容易出現(xiàn)漏栽和重栽的現(xiàn)象，對(duì)種子的使用是一種浪費(fèi)，而當(dāng)移栽機(jī)的仿行效果好時(shí)，這種現(xiàn)象就不會(huì)出現(xiàn)。所以移栽的效果和仿行的程度有著直接的影響。通過(guò)對(duì)大量資料的整理和實(shí)踐證明，地輪和開(kāi)溝器離的越近，仿行效果越好。為此，將移栽機(jī)的地輪和開(kāi)溝器設(shè)計(jì)的較近。
4.3.2 開(kāi)溝器
開(kāi)溝器是移栽機(jī)的主要工作部件之一。它由切刀、開(kāi)溝器兩側(cè)板、小鏵、鏟柄和支撐桿等組成，其特點(diǎn)是開(kāi)的溝較深，且窄而直。作用是回土快、回土多，開(kāi)溝器一過(guò)，土馬上回到溝里，有利于對(duì)苗進(jìn)行覆土，對(duì)栽苗非常有利，此種開(kāi)溝器在移栽機(jī)械中是較理想的開(kāi)溝器。在開(kāi)溝器前端設(shè)有一個(gè)切刀，作用是切開(kāi)土壤，減少工作阻力。小鏵的表面是推開(kāi)表層干土及雜草，防止干土和雜草進(jìn)入開(kāi)的溝內(nèi)，產(chǎn)生夾干土現(xiàn)象，使缽苗的成活率大大提高，翼板的作用是通過(guò)調(diào)整長(zhǎng)短使缽苗在最佳的時(shí)間段落入開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)。為了擴(kuò)大移栽機(jī)的使用范圍，設(shè)計(jì)整個(gè)開(kāi)溝器在框架上的高低位置、前后位置均可調(diào)。
4.3.3 鎮(zhèn)壓輪
鎮(zhèn)壓輪也是移栽機(jī)的主要部件之一。工作時(shí)通過(guò)地面與鎮(zhèn)壓輪的摩擦從而產(chǎn)生一推動(dòng)鎮(zhèn)壓輪前進(jìn)的力，鎮(zhèn)壓輪呈對(duì)稱(chēng)傾斜分布，設(shè)置在開(kāi)溝器后端，其作用是強(qiáng)制性往中間擠土并且壓實(shí)苗眼土壤。鎮(zhèn)壓輪傾斜越大，往中間擠土的能力也就越強(qiáng)，苗眼周?chē)耐寥酪簿驮浇Y(jié)實(shí)。兩鎮(zhèn)壓輪之間的距離越大，越不容易將苗眼周?chē)耐寥缐簩?shí)，但鎮(zhèn)壓輪之間的距離過(guò)小時(shí)，又有可能傷到缽苗。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定出鎮(zhèn)壓輪與地面之間的夾角為30度時(shí)，間距為80cm時(shí)，鎮(zhèn)壓效果最好，苗眼兩側(cè)的土壤擠壓的越結(jié)實(shí)。
4.3.4 覆土器
覆土器是棉花移栽機(jī)械的主要部件之一。工作時(shí)，覆土器可以將開(kāi)溝器開(kāi)出的土聚攏到一塊，對(duì)缽苗進(jìn)行覆土定植，以便使后面的鎮(zhèn)壓輪可以將缽苗壓實(shí)，保證缽苗的栽植率。雖說(shuō)覆土器只是由兩快板構(gòu)成，但里面有著相當(dāng)?shù)膶W(xué)問(wèn)，首先是覆土板和地面的夾角，覆土板的夾角過(guò)大過(guò)小都不能夠聚攏到足夠多的土對(duì)缽苗進(jìn)行覆土，容易產(chǎn)生裸露缽苗的現(xiàn)象。有這種現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)然不能夠保證栽植率，其次是覆土板后面的寬度，當(dāng)寬度過(guò)大時(shí)，則回發(fā)生同樣的事情，但是當(dāng)寬度較小時(shí)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)前面不能實(shí)現(xiàn)的目的，但是同樣會(huì)有問(wèn)題，那就是覆土板有可能碰倒缽苗，這種現(xiàn)象較以上幾種更為嚴(yán)重。所以只有設(shè)計(jì)了角度和寬度都合適的覆土板，才有能夠保證缽苗的栽植率。
4.4 設(shè)計(jì)棉花移栽機(jī)械的原理
4.4.1 零速原理
（1）零速原理
絕大多數(shù)農(nóng)作物的秧苗都要求地上莖桿為直立狀態(tài)（部分特殊作物除外，如番薯），因而對(duì)栽植工序或栽植質(zhì)量的要求也都是直立狀態(tài)。因此欲要保持栽植秧苗的直立狀態(tài)，必須要求定植瞬間秧苗或缽苗相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，也就是說(shuō)，秧苗在絕對(duì)靜止直立狀態(tài)下進(jìn)行覆土壓實(shí)，因而要求在機(jī)器連續(xù)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的情況下，為每一個(gè)栽植秧苗創(chuàng)造瞬間的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，以便完成定植工作。這就栽植機(jī)械的零速原理 。
（2）保持零速
由上面的零速原理知，只有在缽苗保持絕對(duì)零速時(shí)投苗才能保證栽植率，下面便具體分析一下如何實(shí)現(xiàn)零速？
由點(diǎn)的合成原理，知Va=Ve+Vr，其中Va為缽苗的絕對(duì)速度。
設(shè)動(dòng)力輪半徑為R，鏈輪17的半徑為r，角速度分別為w1和w2，欲使缽苗能夠在絕對(duì)靜止的情況下進(jìn)行覆土壓實(shí)，則必須使它的絕對(duì)速度等于零，從力學(xué)的角度來(lái)分析即須使Rw1=rw2（此處的等式只代表數(shù)值，沒(méi)有符號(hào)）。故知道R及r后，就可以找到一適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，使Ve和Vr大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗就可以最大限度的保證缽苗的栽直率。棉花移栽機(jī)械的栽植機(jī)構(gòu)和玉米穴播式栽植機(jī)比較相似，只不過(guò)由于棉花缽苗個(gè)體比較大的原因，相應(yīng)的此機(jī)構(gòu)也較大。
必須注意的是栽直率是每一種移栽機(jī)必須保證的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。
4.4.2栽植機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
秧苗栽制的工藝過(guò)程主要包括開(kāi)溝、送秧入土、扶正、覆土、壓實(shí)、澆水等工序。由于輸送機(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的核心，所以主要闡述這兩個(gè)機(jī)構(gòu)。
1、輸送機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)的輸送機(jī)構(gòu)如圖（1）所示，移栽機(jī)輸送部分主要由；固連在地輪上的鏈輪，張緊輪及固接在鏈輪上的吊籃構(gòu)成。工作時(shí)，由人工將缽苗放入到吊籃中，由移栽機(jī)完成輸送，栽植及覆土工作。
（1） 傳動(dòng)比的選擇
由圖1知，此移栽機(jī)的傳動(dòng)為二級(jí)傳動(dòng)。
移栽機(jī)的地輪為標(biāo)準(zhǔn)件，直徑為495mm，現(xiàn)選取使吊杯轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪為17個(gè)齒，根據(jù)齒輪分度圓直徑的計(jì)算公式可以得到17個(gè)齒的鏈論的分度圓直徑為69.1mm，
地輪每轉(zhuǎn)一圈走過(guò)的距離為 πd=3.14x495=1555mm
鏈輪每轉(zhuǎn)一圈走過(guò)的距離為 πd=3.14x69.1=217mm
所以可以得到兩者之間的傳動(dòng)比為 i=1555/217=7.2
由此可以取得兩組鏈輪進(jìn)行配合，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比為7.2的目的。
既鏈輪43（1）和鏈輪15一組，鏈輪43（2）和鏈輪17一組，其中鏈輪15和鏈輪43（2）在一根軸上。（鏈輪15表示有15個(gè)齒的鏈輪，下同）
由設(shè)計(jì)要求知道棉花移栽的株距為35mm。
取拖拉機(jī)的前進(jìn)速度為0.40m/s，可以計(jì)算出吊杯的線速度為174x0.4/249=0.28m/s，此速度較低，在栽植手的時(shí)間控制范圍之內(nèi)。
鏈選取08A，內(nèi)鏈節(jié)b1取8mm，滾子鏈直徑d取為7.95mm。
鏈論的具體尺寸列表如下：
齒數(shù)Z
15
17
43
分度圓直徑
61
69
174
輪轂長(zhǎng)度l
25
25
45
齒寬
7.5
7.5
7.5
倒角寬
1.5
1.5
1.5
工作段直線部分長(zhǎng)度
0.624
0.66
0.80
齒頂圓直徑
64.8
73
178.3
齒根圓直徑
56.85
65.05
170.35
單位：mm
2、栽植機(jī)構(gòu)栽植機(jī)構(gòu)由一圓柱缽管，一彈性裝置和兩個(gè)擋板組成，當(dāng)缽苗到達(dá)底部時(shí)，栽植機(jī)構(gòu)被強(qiáng)制性的打開(kāi)，將缽苗放入土壤中，完成栽植工作。
吊杯的主要示圖如下：
：
圖二 吊杯示意圖
（1） 缽管 （2） 彈簧 （3）擋板 （4）螺母 （5）打開(kāi)杠桿
工作原理：當(dāng)缽苗在鏈條上面接近投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿開(kāi)始接觸到一弧形滑道并被強(qiáng)制性打開(kāi)，與此同時(shí)，缽苗也開(kāi)始沿著缽管壁從缽管中脫落。當(dāng)?shù)竭_(dá)投苗點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)杠桿已經(jīng)全部打開(kāi)，缽苗可以毫無(wú)障礙落入到開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后到來(lái)的覆土板開(kāi)始對(duì)缽苗進(jìn)行覆土，鎮(zhèn)壓輪開(kāi)始鎮(zhèn)壓，完成栽植工作。
在從打開(kāi)杠桿全部打開(kāi)到恢復(fù)到原形的期間，杠桿并不是瞬間完成的，而是和打開(kāi)一樣也有一個(gè)滑道，使其慢慢關(guān)閉，所以對(duì)缽苗沒(méi)有任何影響。
從資料上面查到的吊杯和觀察山東理工大學(xué)的玉米缽苗移栽機(jī)所得的吊杯均為一邊打開(kāi)，作者認(rèn)為一邊打開(kāi)具有以下弊端；
（1） 主動(dòng)擋板和從動(dòng)擋板不能完全保持同步，阻礙缽苗的脫落，進(jìn)而影響到缽苗的栽植率。
（2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易維修。
所以作者設(shè)計(jì)成兩邊均為主動(dòng)打開(kāi)，以克服上面兩個(gè)弊端。
5、地輪軸的校核
受力分析：
機(jī)架通過(guò)地輪、開(kāi)溝器、覆土器和鎮(zhèn)壓輪和地面接觸，其中地輪為機(jī)架重力的主要承擔(dān)者，現(xiàn)假設(shè)地輪承受全部的重力，以便對(duì)地輪軸進(jìn)行校核。每根地輪軸承受的重力為5000/2=2500N。
查手冊(cè)可以得到地輪和地面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.16，從而計(jì)算出地輪的摩擦力為0.16x2500=400N。進(jìn)而計(jì)算出地輪給軸的轉(zhuǎn)矩為400x500/2=10000N.mm
此外地輪還受到鏈輪的作用力，由于此力較小，由經(jīng)驗(yàn)值取力為100N
圖（a）
計(jì)算支承反力
水平面反力
垂直面反力
軸受力圖 見(jiàn)圖 b
水平面(xy)受力圖 見(jiàn)圖 c
垂直面(xz)受力圖 見(jiàn)圖 e
畫(huà)軸彎矩圖
水平面彎矩圖 見(jiàn)圖 d
垂直面彎矩圖 見(jiàn)圖 f
合成彎矩圖 見(jiàn)圖 g 合成彎矩
畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖
軸受轉(zhuǎn)矩 100000Nmm
轉(zhuǎn)矩圖 見(jiàn)圖h
許用應(yīng)力
許用應(yīng)力值 用插入法由表16.3查得:
應(yīng)力校正系數(shù)
畫(huà)當(dāng)量彎矩圖
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 100000 見(jiàn)圖 59000Nmm
當(dāng)量彎矩 在危險(xiǎn)截面A—A處
當(dāng)量彎矩圖 見(jiàn)圖i
校核軸徑
軸徑
6、設(shè)計(jì)時(shí)間的安排
第一周 進(jìn)行資料的收集，并初步完成超過(guò)5000字符的外文資料的翻譯工作；
第二周 進(jìn)行相關(guān)機(jī)具的參觀和調(diào)研，以及相關(guān)資料的整理；
第三周至第五周 提出相關(guān)的技術(shù)方案并進(jìn)行論證和關(guān)鍵部件的
模擬試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證方案，并確定方案
第六周至第十四周 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且完成3張0#圖紙的繪制;
第十五周至第十六周 撰寫(xiě)15000字符畢業(yè)論文；
第十七周 畢業(yè)答辯
7、結(jié)論和總結(jié)
在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，通過(guò)近四個(gè)月來(lái)對(duì)畢業(yè)課題的深入研究，我們掌握了棉花移栽機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和步驟，同時(shí)也對(duì)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。本著降低農(nóng)民移栽時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和盡量提高工作效率的目的，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一套完整的棉花移栽機(jī)械，通過(guò)理論分析，該機(jī)具基本能夠滿(mǎn)足使用要求。但由于這是作者的第一次設(shè)計(jì)，難免存在不足，這些將在以后的設(shè)計(jì)和研制過(guò)程中得到完善。
8、謝詞
本文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在論文的選題、論證及完成過(guò)程中，導(dǎo)師都傾注了辛勤勞動(dòng)和大量心血，在此向兩位導(dǎo)師表示最衷心的感謝。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、實(shí)事求是和一絲不茍的優(yōu)良作風(fēng)將使我終生受益。
在機(jī)具的設(shè)計(jì)試驗(yàn)中，得到了山東技師學(xué)院老師們的大力支持和幫助，在此表示誠(chéng)摯的感謝！
同時(shí)也要感謝同組的其他的設(shè)計(jì)同學(xué)，在近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過(guò)和他們互相探討，互相研究，使我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)課程得到了進(jìn)一步的鞏固和加深，從而讓我對(duì)以后的研究充滿(mǎn)了信心和興趣。
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1997 13（3） 124－127頁(yè)
【2】 《我國(guó)棉花營(yíng)養(yǎng)缽移栽機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》，夏俊芳·王樹(shù)才·許綺川，
中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2002年第1期，36～37
【3】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研究(1) 《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14(1) 103-107頁(yè)
【4】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研（2）《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14（2）73－77頁(yè)
【5】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐，劉亞佳，胡鴻烈 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)的試驗(yàn)研究（3）《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》1998 14 (3)
【6】 封俊，顧世康，曾愛(ài)軍，宋衛(wèi)唐等 夏玉米免耕覆蓋移栽的試驗(yàn)研究 《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2000 16（3）
【7】 孫學(xué)振，施培，張紅，周治國(guó) 棉花育苗移栽頁(yè)地膜覆蓋高產(chǎn)栽培技術(shù)研究進(jìn)展 《中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)》 1999 （2）
【8】 北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所 懸掛4行玉米移栽機(jī) 《農(nóng)機(jī)情報(bào)資料》1974 （1）
【9】 宋衛(wèi)唐，2ZDF型半自動(dòng)導(dǎo)苗管式移栽機(jī) 《農(nóng)業(yè)機(jī)械》1999 11 29
【10】 邱宣懷主編 機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版） 高等教育出版社 2001
【11】 王蘭美、劉衍聰主編 現(xiàn)代工程制圖 高等教育出版1999
【12】 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院編 農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1998
【13】 R.L.Norton,Design of Mechinary, McGraw-Hill,New York,1992
【14】 B.Paul,in: Kinematics and Dynamics of Planar Machinery,Prentice-Hall,New, Jersey, 1981
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