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本 科畢 業(yè)設(shè) 計(jì)（ 論文 ） 題 目 一 種插 秧機(jī) 株距 調(diào) 整變 速箱 學(xué) 院 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 李 革 教 授 系 主 任 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(shū)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 ） 插秧機(jī)株 距調(diào)整變速箱 i 摘 要 摘 要 摘 要 摘 要 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) 的調(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 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 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 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 i AbstractRiceis Chinas m ost im portant foodcrops, becauseof its largeacreage, high yields per unit area and total production, it plays a decisive role in foodproduction.The m echanization of rice cultivationis the inevitable trendof rice production. The strongdevelopm ent of the m echanization of rice productioncanefectivelycom pet efor the farm ing season, resist the effects of natural disasters, ensureandexpandtheplantingarea, increasericeproductionandreduceproductioncosts. Inorder toachievesatisfactoryqualityplanting, wem ust m ake anappropriateadjustm ent toricetransplanter toensurethat thebasicnum ber of seedlings inrice fieldsbeforeplanting. Thefieldplantingdensitydependsontheseedlingslinespacing,plantingdistanceandnum ber of seedlingsper hole. Thetransplanter linespacingis fixedat 30cm . Onlythe plantingdistance andnum ber of seedlings per hole isadjustable. Therefore, byadjustingtheplantingdistancetoadjust thebasicnum ber of seedlings toachievereasonablericeplantingdensity, it is of great significancetoobtainthe highest yield for rice cultivation. Designing reasonable and eficient plantingdistanceadjustm ent transm ission isofgreat significancetoadapt tothem anyvarieties of ricecultivation, plantingdensityrequirem ents andm ake full useof the m achinery .Accordingtothesevenplantingdistancethat isoftenusedintheplanting, this designisdesignedfor plantingdistanceadjustm ent transm ission . Them ain contentsareasfollows: (1) Investigatingandanalyzingthedom estic andinternational ricetransplanterindustry, product developm ent status and trends, elaborating planting distance adjustm ent transm ission playedanim portant roleinthetransplanter work, clearingthesignificanceoftheresearch. (2)Accordingtosevenplantingdistancethat isachieved, designingtheplantingdistanceadjustm ent transm ission schem e, anddevelopingatransm ission line. (3) According toseven planting distance that planting distance adjustm enttransm ission will achieveandbindingthetravelingspeedwhenthetransplanterworks, calculatingthe transm ission ratioof thegearbox. At thesam e tim e, developingareasonablegearboxtransm ission partsparam eters andcalculatingthenum ber of teeth ofeachgear. 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 i i (4)Accordingtothetransm ission partssizethat havebeendesigned, com binedwith the transm ission power and transm ission ratio in gearbox transm ission, calculatingtheforceof thetransm ission parts, conductingatraditional m echanicalanalysis. (5) Abrief introductiontothe designprinciples of the transm ission controlm echanism . Keyword: plantingdistance adjustm ent transm ission ; transm ission schem e ;transm ission ratio; traditional m echanical analysis. 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 iv 目 目 目 目 錄 錄 錄 錄 摘要.i目錄. iv 第一章緒論. 11.1前言 . 1 1.2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) . 1 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) . 21.3插秧機(jī)株 距調(diào)整變速箱研 究意義 .4 1.4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 .4 1.4.2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. 6 2.1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 . 6 2.1.2變速器的 選擇 .62.2傳動(dòng)方案 的確定 .7 2.3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. 9 3.1株距調(diào)整 變速箱傳動(dòng)比的 確定 . 93.1.1已知條件 .9 3.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.2中心距的 確定 .10 3.3傳動(dòng)零件 的設(shè)計(jì) . 113.3.1齒輪模數(shù) 的選擇 .11 3.3.2齒輪材料 的選取 . 113.3.3齒輪壓力 角的選取 . 12 3.3.4齒輪齒寬 的選取 .123.4齒輪齒數(shù) 的確定 .13 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 v 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 .14 3.5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.18 4.1齒輪的力 學(xué)分析 .184.1.1齒輪的損 壞原因及形式 .18 4.1.2齒輪的強(qiáng) 度計(jì)算與校核 .194.2軸承的選 擇 . 22 4.2.1軸承類型 的選擇 .224.2.2深溝球軸 承型號(hào)的選擇 .24 4.3軸的力學(xué) 分析 .254.3.1軸的受力 分析 .25 4.3.2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.33 6.1總結(jié) .336.2展望 .33 參考文獻(xiàn).35致謝.36 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 1 第 一章 第 一章 第 一章 第 一章 緒 論 緒 論 緒 論 緒 論 1.1前言 前言 前言 前言 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) 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 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 .11 2 11 2 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) 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) 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) 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。 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 2 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 換代和 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 330m m 5。 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(pán) 。 插秧 機(jī)底盤(pán) 將向水 田多功 能通用 底盤(pán)方 向發(fā)展 ， 以提 高機(jī)器 利用率 ，降低 生產(chǎn)成 本。 1 .2 .21 2 21 2 21 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) 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) 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) 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 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 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(xiāo)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 300m m 。 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 。 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 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)整變速箱研究意義 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) 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 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題 1 .4 .11 4 11 4 11 4 1 基本 內(nèi)容 基本 內(nèi)容 基本 內(nèi)容 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 .21 4 21 4 21 4 2 擬解 決的主 要問(wèn)題 擬解 決的主 要問(wèn)題 擬解 決的主 要問(wèn)題 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 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 5 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 。 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 6 第 二章 第 二章 第 二章 第 二章 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)方 案確 定 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)方 案確 定 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)方 案確 定 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 變速器的設(shè)計(jì)要求及選擇 變速器的設(shè)計(jì)要求及選擇 變速器的設(shè)計(jì)要求及選擇 2 .1 .12 1 12 1 12 1 1 變速 器的設(shè) 計(jì)要求 變速 器的設(shè) 計(jì)要求 變速 器的設(shè) 計(jì)要求 變速 器的設(shè) 計(jì)要求 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 .22 1 22 1 22 1 2 變速 器的選 擇 變速 器的選 擇 變速 器的選 擇 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 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 7 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 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)方案的確定 高速 插秧機(jī) 的變速 箱是底 盤(pán)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 13Z 14Z 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。 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 8 2.3傳動(dòng)路線描述 傳動(dòng)路線描述 傳動(dòng)路線描述 傳動(dòng)路線描述 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： （ 1） 軸 1（ 輸入 ） 13Z 2324ZZ 軸 2（ 換擋 離合器 左移 ） 軸 3（ 輸出 ） （ 2）軸 1（輸 入） 14Z 24Z 軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出 ）（ 3） 軸 1（ 輸入 ） 15Z（ 14Z ， 15Z 嚙合 ） 25Z 軸 2（ 換擋 離合器 左移 ）軸 3（輸 出） （ 4） 軸 1（ 輸入 ） 13Z 2324ZZ 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋 離 合器 右移） 軸 3（輸 出）（ 5） 軸 1（ 輸入 ） 14Z 24Z 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋 離合器右 移） 軸 3（輸 出） （ 6） 軸 115Z（ 14Z ， 15Z 嚙合 ） 25Z 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋離 合器右 移） 軸 3（輸 出） 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 9 第 三章 第 三章 第 三章 第 三章 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)機(jī) 構(gòu)的 計(jì)算 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)機(jī) 構(gòu)的 計(jì)算 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動(dòng)機(jī) 構(gòu)的 計(jì)算 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 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)比的確定 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)比的確定 株距調(diào)整變速箱傳動(dòng)比的確定 3 .1 .13 1 13 1 13 1 1 已知 條件 已知 條件 已知 條件 已知 條件 （ 1）發(fā) 動(dòng)機(jī)的 額定轉(zhuǎn) 速為 0 3600 m inn r= ；（ 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 0 4.152778i = ；（ 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 2 ni = ；（ 4）插 秧機(jī)工 作時(shí)的 行走速 度為 0 1.9587v ms= ，滑 動(dòng)率為 0.9= ；（ 5）有 兩個(gè)插 植臂同 時(shí)參與 工作； 3 .1 .23 1 23 1 23 1 2 設(shè)計(jì) 計(jì)算 設(shè)計(jì) 計(jì)算 設(shè)計(jì) 計(jì)算 設(shè)計(jì) 計(jì)算 插秧 機(jī)株距 計(jì)算公 式為 11 v tl n= （ 3-1）式中 ， l 插秧 機(jī)株距 ； 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 2ni = ， 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 r vl n= （ 3-2） 式中 ， nr 株距 調(diào)整變 速器輸 出軸轉(zhuǎn) 速 則由 公式（ 3-2）得 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 10 r vn l= （ 3-3）又已 知插秧 機(jī)工作 時(shí)的理 想行走 速度為 0 1.9587v ms= ，滑 動(dòng)率為 0.9= ，則由 0v v = 得 v=1.76283。 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 表 表 表 3-1株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速l(cm) 17 21 18 25 11 14 12 nr(r/min) 622.175 503.666 587.61 423.079 961.544 755.499 881.415 已知 發(fā)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速 為 0 3600 m inn r= ， 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 2 ni = ，則 株距調(diào) 整變速 箱輸入 軸的轉(zhuǎn) 速為 1 0 0n n i= 得 1 866.89 m inn r= 。則由 1 ri n n= 可得 七個(gè)株 距對(duì)應(yīng) 的傳動(dòng) 比（如 表 3-2） 。 表 表 表 表 3-2株距調(diào)整變速器傳動(dòng)比 株距調(diào)整變速器傳動(dòng)比 株距調(diào)整變速器傳動(dòng)比 株距調(diào)整變速器傳動(dòng)比l(cm) 17 21 18 25 11 14 12 i 1.393 1.721 1.475 2.049 0.902 1.147 0.984 3.2中心距的確定 中心距的確定 中心距的確定 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 為 51m m 。 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 11 3.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 3 .3 .13 3 13 3 13 3 1 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)選 擇的一 般原則 ： （ 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 表 表 表 3-3株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取 株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取 株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取 株距調(diào)整變速箱齒輪模數(shù)的選取齒輪 11Z 12Z 13Z 14Z 15Z模數(shù) 2.5 2.5 3 3 3 齒輪 21Z 22Z 23Z 24Z 25Z模數(shù) 2.5 2.5 3 3 3 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 .23 3 23 3 23 3 2 齒輪 材料的 選取 齒輪 材料的 選取 齒輪 材料的 選取 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 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 12 能。 （ 2）根 據(jù)齒輪 的承載 能力來(lái) 選擇 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 ， 20Cr、 20CrMn等 低 合 金 等 滲 碳 性 能 不 如 20CrMnTi。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 30m m 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 .33 3 33 3 33 3 3 齒輪 壓力角 的選取 齒輪 壓力角 的選取 齒輪 壓力角 的選取 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 11.2， 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 =20 ，嚙 合套 壓力 角 取 =30 。 3 .3 .43 3 43 3 43 3 4 齒輪 齒寬的 選取 齒輪 齒寬的 選取 齒輪 齒寬的 選取 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 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 13 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 齒輪齒數(shù)的確定 齒輪齒數(shù)的確定 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 .13 4 13 4 13 4 1 各傳 動(dòng)線路 傳動(dòng)比 的確定 各傳 動(dòng)線路 傳動(dòng)比 的確定 各傳 動(dòng)線路 傳動(dòng)比 的確定 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 1Z 15（ Z14、 Z15嚙 合 ） Z25軸 2（ 換 擋離 合 器 左 移 ） 軸 3（輸 出 ） ； 軸 1Z15（ Z14、 Z15嚙合 ） Z25Z22Z12Z1 Z21軸 2（ 換擋離合 器右移 ） 軸 3（輸 出 ） ； II檔： 軸 1Z13Z24軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出 ） ；軸 1Z 13Z24Z22Z12Z1 Z21軸 2（換 擋離合 器右移 ） 軸 3（輸 出 ） ； III檔： 軸 1Z14Z24軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出 ） ；軸 1Z 14Z24Z22Z12Z1 Z21軸 2（換 擋離合 器右移 ） 軸 3（輸 出 ） ； IV檔： 軸 1Z13Z23軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出 ） ；軸 1Z 13Z23Z22Z12Z1 Z21軸 2（換 擋離合 器右移 ） 軸 3（輸 出 ） ； 由傳 動(dòng)路線 分析可 知圖 2-1傳動(dòng) 方案共 有 8條傳 動(dòng)路線 ， 設(shè)計(jì) 要求實(shí) 現(xiàn) 7個(gè)株距 調(diào)整 ， 這就 要求其 中有 2條傳 動(dòng)路線 的傳動(dòng) 比一樣 ， 則各 檔位傳 動(dòng)比分 配如 表 3-4。 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 14 表 表 表 表 3-4株距調(diào)整變速箱各檔位分配 株距調(diào)整變速箱各檔位分配 株距調(diào)整變速箱各檔位分配 株距調(diào)整變速箱各檔位分配檔位 I II III IV 換擋離合 器位置 左 右 左 右 左 右 左 右 株距 17 25 12 18 14 21 11 17傳動(dòng)比 1.393 2.049 0.984 1.475 1.147 1.721 0.902 1.393 3 .4 .23 4 23 4 23 4 2 齒輪 齒數(shù)的 確定 齒輪 齒數(shù)的 確定 齒輪 齒數(shù)的 確定 齒輪 齒數(shù)的 確定 在第 三章第 2節(jié)中 已經(jīng)確 定中心 距 A=51m m ， 則可 根據(jù)各 齒輪模 數(shù)及傳 動(dòng)比確定 其齒數(shù) 。計(jì)算 公式如 下 13： 1 2( )2mz zA += （ 3-4） 12 2 1i z z= （ 3-5）式中 ， A 中心 距； Z 齒輪 齒數(shù)；i 傳動(dòng) 比。 1. 滑移 齒輪組 齒輪齒 數(shù)確定 （ 1）齒 數(shù) Z13、 Z24的確 定在 II檔軸 1Z 13Z24軸 2（ 換擋 離合器 左移 ） 軸 3（ 輸出 ） 的傳 動(dòng)路線中 ，已知 兩齒輪 模數(shù) m =3, 要實(shí) 現(xiàn)的傳 動(dòng)比為 0.984，近 似為 1。 則由 公式（ 3-4）與 （ 3-5）可得 Z 13=17， Z24=17。（ 2）齒 數(shù) Z 23的確 定在 IV檔軸 1Z 13Z23軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出）的 傳動(dòng)路線 中，已 知 Z 13=16，傳 動(dòng)比為 0.902。則由 公式（ 3-5）可 得 Z23=16。 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 15 （ 3）齒 數(shù) Z14的確 定在 III檔 軸 1Z 14Z24軸 2（ 換 擋離 合 器 左 移 ） 軸 3（ 輸 出） 的 傳 動(dòng)路線 中，已 知 Z 24=17，傳 動(dòng)比為 1.147。則由 公式（ 3-5）可 得 Z14=15。 2. 固定 齒輪組 齒輪齒 數(shù)確定 （ 1）齒 數(shù) Z15、 Z25的確 定在 I檔 軸 1Z 15（ Z14、 Z15嚙 合 ） Z25軸 2（ 換 擋離 合 器 左 移 ） 軸 3（輸 出）的 傳動(dòng)路 線中， 已知兩 齒輪模 數(shù) m =3, 要實(shí) 現(xiàn)的傳 動(dòng)比為 1.393。 則由 （ 3-4）與 （ 3-5）公 式可得Z 15=14， Z25=15。（ 2）齒 數(shù) Z 1、 Z12、 Z21、 Z22的確 定當(dāng) 換擋 離 合器 移 向最 右 端時(shí) ， 齒輪 Z 1、 Z12、 Z21、 Z22參 與嚙 合 ，在 原 有四條 傳動(dòng) 路線 的基 礎(chǔ)上 ，新 增四 條傳 動(dòng)路 線。 齒輪 Z 1、 Z12、 Z21、 Z22在 四個(gè) 檔位中的 傳動(dòng)比 及其平 均值如 表 3-5。 表 表 表 表 3-5齒輪 齒輪 齒輪 齒輪 Z11、 、 、 、 Z12、 、 、 、 Z21、 、 、 、 Z22在四個(gè)檔位中的傳動(dòng)比及其平均值 在四個(gè)檔位中的傳動(dòng)比及其平均值 在四個(gè)檔位中的傳動(dòng)比及其平均值 在四個(gè)檔位中的傳動(dòng)比及其平均值檔位 I II III IV 傳動(dòng)比 1.471 1.499 1.5 1.544平均值 1.504 由傳 動(dòng)簡(jiǎn)圖 可知 Z1、 Z12、 Z21、 Z22四個(gè) 齒輪由 Z22與 Z12， Z21與 Z11兩對(duì) 齒輪傳 動(dòng)組成 。 現(xiàn)將 其傳動(dòng) 比分配 如下 ， 齒輪 Z 22與 Z12的傳 動(dòng)比為 1.756， 則齒 輪Z 21與 Z1 的傳 動(dòng)比為 0.856。則由 公式（ 3-4）與 （ 3-5）可 得 Z22=14， Z12=24。Z 21=18， Z1=21。 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 16 故齒 輪齒數(shù) 如表 3-6。 表 表 表 表 3-6齒輪齒數(shù)分配 齒輪齒數(shù)分配 齒輪齒數(shù)分配 齒輪齒數(shù)分配 齒輪 11Z 12Z 13Z 14Z 15Z齒數(shù) 21 24 17 15 14 齒輪 21Z 22Z 23Z 24Z 25Z齒數(shù) 18 14 16 17 19 3.5齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪 的變位 是齒輪 設(shè)計(jì)中 一個(gè)非 常重要 的環(huán)節(jié) 。 采用 變位齒 輪 ， 除為 了避免齒輪 產(chǎn)生根 切和配 湊中心 距以外 ，它還 影響齒 輪的強(qiáng) 度，使 用平穩(wěn) 性，耐 磨性 、 抗膠 合能力 及齒輪 的嚙合 噪聲。 變位 齒輪主 要有兩 類 ： 高度 變位和 角度變 位 。 高度 變位齒 輪副的 一對(duì)嚙 合齒 輪的 變位系 數(shù)的和 為零 。 高度 變位可 增加小 齒輪的 齒根強(qiáng) 度 ， 使它 達(dá)到和 大齒輪強(qiáng)度 相接近 的程度 。高度 變位齒 輪副的 缺點(diǎn)是 不能同 時(shí)增加 一對(duì)齒 輪的強(qiáng) 度 ， 也 很難 降低噪 聲 。 角度 變位齒 輪副的 變位系 數(shù)之和 不等于 零 。 角度 變位齒 輪既具 有高度 變位齒 輪的優(yōu) 點(diǎn)，又 避免了 其缺點(diǎn) ，故采 用得較 多。 有幾 對(duì)齒輪 組合構(gòu) 成的變 速器 ， 會(huì)因 保證各 檔傳動(dòng) 比的需 要 ， 使各 相互嚙 合齒輪 副的齒 數(shù)和不 同 。 為保 證各對(duì) 齒輪有 相同的 中心距 ， 此時(shí) 應(yīng)對(duì)齒 輪進(jìn)行 變位 。 當(dāng)齒 數(shù)和多 的齒輪 副采用 標(biāo)準(zhǔn)齒 輪傳動(dòng) 或高度 變位時(shí) ， 則對(duì) 齒數(shù)和 少些的 齒輪副應(yīng)采 用正角 度變位 。 由于 角度變 位可獲 得良好 的嚙合 性能及 傳動(dòng)質(zhì) 量指標(biāo) ， 故采 用的 較多。 變速 器齒輪 是在承 受循環(huán) 負(fù)荷的 條件下 工作 ， 有時(shí) 還承受 沖擊負(fù) 荷 。 對(duì)于 高 檔齒 輪 ， 其主 要損壞 形勢(shì)是 齒面疲 勞剝落 ， 因此 應(yīng)按保 證最大 接觸強(qiáng) 度和抗 膠合耐磨 損最有 利的原 則選擇 變位系 數(shù) 。 為提