《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)（全套圖紙）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)（全套圖紙）（26頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 8031210133 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 農(nóng)機(jī)16-2 指導(dǎo)老師 日

2、 期 2016 .05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 大蔥在我國已成為區(qū)域規(guī)模種植的蔬菜作物之一，由于大蔥栽植農(nóng)藝要求的特殊性，即株距小、直立性要求高，用于其它作物移栽的移栽機(jī)基本不能用于大蔥移栽。對(duì)于大蔥移栽機(jī)，國內(nèi)外雖有研究或產(chǎn)品問世，但都存在移栽后蔥苗直立性差的不足。分析原因，是由于栽植器都采用圓盤式栽植器，蔥苗相對(duì)地面速度為零只是在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，是瞬間的，時(shí)間短，造成蔥苗在相對(duì)地面零速的情況下覆土不充分，移栽后蔥苗傾斜，甚至倒伏。 為了解決上述零速栽植的問題，作者分析了各種移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定采用鏈夾式投苗機(jī)構(gòu)

3、。將苗夾和苗槽分別安裝在投苗輸送鏈和喂苗輸送帶上，通過傳動(dòng)系統(tǒng)使苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)同步，保證苗夾能準(zhǔn)確的從對(duì)應(yīng)苗槽中夾取蔥苗；然后蔥苗在被夾持的狀態(tài)下隨輸送鏈轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng)，其水平運(yùn)動(dòng)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反，從而實(shí)現(xiàn)在一段距離內(nèi)的零速投苗，能夠?qū)崿F(xiàn)先覆土鎮(zhèn)壓再釋放蔥苗，從而保證了蔥苗移栽后的直立性。 關(guān)鍵詞： 大蔥；鏈夾式；移栽機(jī)；零速投苗 全套圖紙，加153893706 目 錄 1 引言 1 1.1課題來源及研究的目的和意義 1 1.2農(nóng)藝要求 1 1.3移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.

4、4研究內(nèi)容 3 2 鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)方案 4 2.1移栽機(jī)總體方案設(shè)計(jì)思路 4 2.2移栽機(jī)工作原理 5 3 鏈夾式大蔥移栽機(jī)具體設(shè)計(jì) 6 3.1移栽機(jī)牽引力、牽引功率、懸掛力矩 6 3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.3主要零部件的設(shè)計(jì) 9 4 投苗機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析 15 4.1投苗輸送鏈的運(yùn)動(dòng)特性分析 15 4.2投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈張力 15 4.3苗夾動(dòng)力學(xué)分析 18 5 軸的校核 20 5.1地輪傳動(dòng)軸的校核 20 5.2錐齒輪傳動(dòng)軸的校核 21 總 結(jié) 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1引言

5、 1.1課題來源及研究的目的和意義 大蔥在我國已有多年的栽植歷史，大蔥富含多種微量元素，有特殊的辛辣味道，具有良好的調(diào)味和醫(yī)療功效。大蔥在我國不僅栽植歷史悠久，而且栽植面積大，尤其是在我國北方，形成了許多具有地方特色、全國知名的大蔥品種，其中較為著名的有天津的高腳白、陜西的赤水孤蔥以及山東章丘的大梧桐等。隨著國家對(duì)“三農(nóng)”問題的關(guān)注度越來越大，以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，許多地方將大蔥種植作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使得大蔥的種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大，如山東章丘、天津?qū)氎婧桶不张R泉等地區(qū)的大蔥種植面積甚至超過萬畝。而且大蔥的種植是在月份，天氣炎熱，人工作業(yè)環(huán)境差，效率低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來越

6、迫切，同時(shí)對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來越高，因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義?？梢蕴岣叽笫[栽植過程中人力和物力資源的利用率，降低成本，同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。 1.2農(nóng)藝要求 1.2.1 蔥苗特性 為了后期的管理以及產(chǎn)量，蔥苗在移栽前要進(jìn)行篩選，壯苗的標(biāo)準(zhǔn)是苗高左右、苗重 左右、蔥白左右、直徑左右。 1.2.2 移栽要求 大蔥的移栽株距左右、行距左右，栽植深度要求左右，要求保證蔥苗移栽后的高直立度，株距均勻。 1.2.3 栽植特點(diǎn) 與其他移栽作物相比，大蔥移栽的主要特點(diǎn)：第一，株距小。一般作物的移栽株距是，而大蔥的株距僅為左

7、右。第二，直立性高、不能窩根。章丘大蔥與其他作物的移栽有較大的差異，栽植深度較深，一般為左右，而且后期需要培土，來加長蔥白的長度。由于大蔥產(chǎn)品質(zhì)量決定于蔥白的質(zhì)量，因此移栽后蔥苗不能有窩根現(xiàn)象?。 1.3移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 對(duì)于移栽機(jī)的研究無論是國外還是國內(nèi)都取得了一定的研究成果。目前，市面上流行的移栽機(jī)有吊杯式、導(dǎo)苗管式、撓性圓盤式以及鏈夾式。任何一種移栽機(jī)都有其自身的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)某種或某些作物的移栽，但是都不具有普遍使用性。目前國內(nèi)現(xiàn)有的移栽機(jī)主要適用于玉米、棉花、煙苗等大株距、小株高作物移栽。對(duì)于大蔥移栽機(jī)，國內(nèi)研究較少，國外研究主要在日本，日本的大蔥移栽機(jī)產(chǎn)品需要與相應(yīng)的農(nóng)藝相配合

8、，不適應(yīng)我國大田育苗的現(xiàn)狀。 1.3.1 吊杯式移栽機(jī) 吊杯式移栽機(jī)如圖1-1所示，主要由栽植圓盤、偏心圓盤、導(dǎo)軌、吊杯等組成。作業(yè)時(shí)，吊杯始終垂直地面，并隨著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)醣D(zhuǎn)動(dòng)到上部時(shí)，人工將秧苗放入吊杯中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，吊杯底部的鴨嘴在導(dǎo)軌的作用下被壓開，秧苗落入穴內(nèi),隨后覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。吊杯脫離導(dǎo)軌后，在彈簧的作用下重新閉合，以此循環(huán)。吊杯式移栽機(jī)在栽植過程中使秧苗不受沖擊，但喂苗速度低，適合適合于株距較大的缽苗移栽。 圖1-1 吊杯式移栽機(jī)

9、 1.3.2 導(dǎo)苗管式移栽機(jī) 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)，如圖1-2所示，主要由喂入器、導(dǎo)苗管、扶苗器、開溝器、覆土鎮(zhèn)壓輪和苗架等組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗投入到喂入器的喂苗筒內(nèi)，當(dāng)喂苗筒轉(zhuǎn)到導(dǎo)苗管的上方時(shí)，活門打開，秧苗依靠自身重力作用，落入導(dǎo)苗管內(nèi)，由導(dǎo)苗管將秧苗引入苗溝內(nèi)，通過扶苗器的作用，秧苗保持直立狀態(tài)，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。導(dǎo)苗管式移栽機(jī)不傷苗、較好保持秧苗移栽后的直立性，栽植頻率在 。 圖1-2 導(dǎo)苗管式移栽機(jī) 圖1-3 撓性圓盤式式移栽機(jī) 1.3.3 撓性圓盤式移栽機(jī) 撓盤式移栽機(jī)，如圖1-3所示，主要由供

10、苗輸送帶、撓性盤、鎮(zhèn)壓輪、以及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗放入供苗輸送帶上，供苗輸送帶上等距安裝橡膠塊。輸送帶將秧苗味入撓盤內(nèi)，秧苗隨撓盤旋轉(zhuǎn)到合適位置，撓盤打開，秧苗進(jìn)去開好的溝內(nèi)，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。撓盤式移栽機(jī)對(duì)秧苗株距的適應(yīng)性較好，但栽植深度不穩(wěn)定，無法保證秧苗的高直立性。 1.3.4 鏈夾式移栽機(jī) 鏈夾式移栽機(jī)，如圖1-4所示，主要由機(jī)架、導(dǎo)軌、苗夾、鎮(zhèn)壓輪等組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗放到苗夾上，秧苗被苗夾夾持，在鏈條帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)秧苗轉(zhuǎn)至苗溝時(shí)，苗夾在導(dǎo)軌作用下被打開，秧苗落入苗溝中，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植?，F(xiàn)有的鏈夾式移栽機(jī)栽植株距準(zhǔn)確，栽植后秧苗的直立度較好，喂苗送苗

11、穩(wěn)定可靠。但零速投苗效果不好，易傷苗，容易造成秧苗的漏栽。 圖1-4 鏈夾式移栽機(jī) 1.4研究內(nèi)容 （1）移栽機(jī)的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括四部分：喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗，根據(jù)工作原理設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行理論計(jì)算。 （2）移栽機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)，如苗夾、開溝器、投苗鏈條限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌。 （3）對(duì)于移栽機(jī)的投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，如投苗輸送鏈、苗夾等，保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。 2 鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)方案 2.1移栽機(jī)總體方案設(shè)計(jì)思路 本課題研究的重點(diǎn)是投苗機(jī)構(gòu)：主要問題是“零速投苗”。對(duì)于大

12、蔥特殊的要求：高直立性、小株距、覆土深等，設(shè)計(jì)了鏈夾式大蔥移栽機(jī)，包括四部分：喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。 （1）喂苗機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)主要部分是輸送帶和苗槽，輸送帶根據(jù)移栽作業(yè)要求設(shè)計(jì)合理，苗槽安裝在輸送帶上，大蔥移栽的株距等于苗槽之間的距離。該裝置主要起到一個(gè)銜接作用，操作人員將盛放在苗箱中的裸蔥苗一棵一棵放入每個(gè)苗槽之中，蔥苗隨著苗槽由水平轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)，到達(dá)合適位置后，被安裝在投苗機(jī)構(gòu)的苗夾夾取。 （2） 投苗機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)主要包括限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌、苗夾和輸送鏈。苗夾安裝在輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上，其間距等于苗槽的間距即大蔥株距，限位導(dǎo)軌主要對(duì)鏈條擺動(dòng)起到限制作用。夾緊導(dǎo)軌主要控制苗夾的

13、開閉，通過兩導(dǎo)軌之間的距離來實(shí)現(xiàn)苗夾進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌后逐漸閉合，夾緊蔥苗，然后在合適的位置逐漸打開完成投苗。夾緊導(dǎo)軌使苗夾逐漸閉合，是為了避免蔥苗被夾取時(shí)造成的損傷，同時(shí)也減小了由于突變引起的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖擊。 通過對(duì)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安裝，實(shí)現(xiàn)苗夾在豎直方向與對(duì)應(yīng)的苗槽高度一致，保證準(zhǔn)確夾取苗槽中的蔥苗；在喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)之間通過合理的傳動(dòng)方案，實(shí)現(xiàn)苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)的同步，以及苗夾在作水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反，實(shí)現(xiàn)零速投苗。操作人員向苗槽放苗是在苗槽的水平運(yùn)動(dòng)段，隨即苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)，當(dāng)蔥苗隨著苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)后，相應(yīng)的苗夾也進(jìn)入豎直軌道

14、，在適當(dāng)位置，苗夾逐漸夾緊，夾住對(duì)應(yīng)苗槽中的蔥苗。喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)苗槽的運(yùn)動(dòng)方向偏離豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)，蔥苗和苗槽分離。苗夾隨投苗輸送鏈繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)苗夾轉(zhuǎn)過后，轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng)，其速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反，實(shí)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)的蔥苗相對(duì)于地面速度為零，在這期間完成對(duì)蔥苗的覆土和鎮(zhèn)壓，之后苗夾在夾緊導(dǎo)軌的控制下，逐漸打開放開蔥苗。由于苗夾作水平運(yùn)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間段，覆土鎮(zhèn)壓裝置有充分時(shí)間在蔥苗相對(duì)地面速度為零的情況下對(duì)蔥苗覆土壓實(shí)，因此移栽后的蔥苗直立性好、株距均勻等。 1.機(jī)架Ⅰ 2.開溝器 3.覆土鎮(zhèn)壓輪 4.地輪 5.軸承UCP211 6.第一傳動(dòng)鏈輪 7.第一傳動(dòng)鏈 8

15、.第二傳動(dòng)鏈輪 9.第一投苗機(jī)構(gòu)鏈輪 10.投苗輸送鏈 11.第三傳動(dòng)鏈輪 12.苗夾 13.機(jī)架Ⅱ 14.第二投苗機(jī)構(gòu)鏈輪 15.限位導(dǎo)軌 16.夾緊導(dǎo)軌 17.放置苗箱板 18.苗槽 19.機(jī)架Ⅲ 20.軸承UCP208 21.中間懸掛支架 22.左懸掛支架 23.錐齒輪 24.第二傳動(dòng)鏈 25.喂苗輸送帶 26.張緊裝置 圖2-1 移栽機(jī)示意圖 2.2移栽機(jī)工作原理 移栽機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，通過三點(diǎn)懸掛，懸掛在拖拉機(jī)上，由地輪提供動(dòng)力，地輪帶動(dòng)同軸的第一傳動(dòng)鏈輪，然后經(jīng)過第一傳動(dòng)鏈和第二傳動(dòng)鏈輪傳遞給投苗輸送裝置；再由投苗機(jī)構(gòu)鏈輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)鏈輪，由第二傳動(dòng)鏈和一對(duì)錐齒

16、輪將動(dòng)力傳遞給喂苗輸送裝置。苗夾和苗槽分別安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈和喂苗機(jī)構(gòu)輸送帶上，兩裝置之間通過選擇合適的傳動(dòng)比保證苗夾和苗槽在豎直方向的運(yùn)動(dòng)同步，以及苗夾運(yùn)動(dòng)到水平方向后，所夾持的蔥苗速度能夠與移栽機(jī)的速度大小相等、方向相反，即蔥苗實(shí)現(xiàn)零速投苗。在合適的位置覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，之后苗夾再打開，放開蔥苗，以此保證蔥苗的零速投放是一個(gè)時(shí)間段，而不是一個(gè)點(diǎn)。同時(shí)為了保證蔥苗在沒進(jìn)行覆土之前防止開溝后的土回流，影響蔥苗的栽植深度，安裝帶有護(hù)板的芯鏵式開溝器。 3 鏈夾式大蔥移栽機(jī)具體設(shè)計(jì) 3.1移栽機(jī)牽引力、牽引功率、懸掛力矩 大蔥移栽機(jī)在作業(yè)時(shí)，總的牽引力包括兩個(gè)芯

17、鏵式開溝器的阻力、覆土鎮(zhèn)壓輪以及地輪的阻力。當(dāng)芯鏵式開溝器的開溝深度為 時(shí)，阻力為。地輪和覆土輪受到的阻力采用簡化公式進(jìn)行計(jì)算： （3-1） 式中 k—表示輪子的滾動(dòng)阻力系數(shù)，充氣輪在不同的土壤，充氣量的大小不同的情況，滾動(dòng)阻力系數(shù)不同，為了保證機(jī)器的正常運(yùn)行，選取較大的值 ； 為輪子承載的重力，粗略估計(jì)為。 移栽機(jī)作業(yè)時(shí)所需的平均牽引力 （3-2） 移栽

18、作業(yè)時(shí)，根據(jù)分苗的速率和蔥苗的株距要求，可得出拖拉機(jī)的前進(jìn)速度為，考慮到地況等原因，安全系數(shù) 取。 移栽機(jī)作業(yè)時(shí)所需的牽引功率 （3-3） 選用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有拖拉機(jī)東方紅進(jìn)行試驗(yàn)，軸距，最小使用質(zhì)量 ，前輪分配的質(zhì)量 左右。移栽機(jī)在懸掛時(shí)，一拖拉機(jī)的后輪為支撐點(diǎn)，整個(gè)移栽機(jī)機(jī)組的重心到支點(diǎn)的距離為。 移栽機(jī)作業(yè)時(shí)的懸掛力矩 （3-4） 平衡力矩

19、 （3-5） 由以上數(shù)據(jù)可知，拖拉機(jī)的工作參數(shù)都能滿足實(shí)驗(yàn)要求。 3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖3-1所示，移栽機(jī)由地輪提供動(dòng)力，地輪帶動(dòng)同軸的第一傳動(dòng)鏈輪，然后經(jīng)過第一傳動(dòng)鏈和第二傳動(dòng)鏈輪傳遞給投苗輸送裝置；再由投苗機(jī)構(gòu)鏈輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)鏈輪，由第二傳動(dòng)鏈和一對(duì)錐齒輪將動(dòng)力傳遞給喂苗輸送裝置。 1.第一傳動(dòng)鏈輪 2.地輪 3.第一傳動(dòng)鏈 4.投苗輸送裝置 5.喂苗輸送裝置 6.錐齒輪 7. 第二傳動(dòng)鏈 8.第三傳動(dòng)鏈輪 圖3-1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 3.2.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的理論計(jì)算 喂苗機(jī)構(gòu)采取人工喂苗，人工分苗速率=。根據(jù)

20、大蔥農(nóng)藝栽植要求，其移栽株距是 左右，為了方便計(jì)算，下文中選取株距=。為了保證蔥苗投放時(shí)速度相對(duì)地面為零，大蔥水平運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度與地輪的前進(jìn)的速度大小相等，方向相反。將地輪的速度計(jì)為。 由上述可知，喂苗速率、移栽株距 、地輪的速度的關(guān)系： （3-6） 同時(shí)，地輪速度也可表示為： （3-7） 移栽機(jī)在行進(jìn)的過程中，地輪走過的路程應(yīng)該等于投苗輸送裝置鏈輪轉(zhuǎn)過的距離?？紤]到地輪在行進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，其打滑率計(jì)為（根據(jù)各個(gè)地方存在差異，此

21、處取值為），則： （3-8） 由上述公式可以求得地輪和投苗機(jī)構(gòu)鏈輪之間的傳動(dòng)比，由于第一傳動(dòng)鏈的主動(dòng)輪與地輪同軸，被動(dòng)輪與投苗輸送鏈輪同軸，因此可以得出以下關(guān)系。 （3-9） （3-10） 根據(jù)傳動(dòng)比=，取第一、第二傳動(dòng)鏈輪齒數(shù)分別為和，投苗機(jī)構(gòu)和喂苗機(jī)構(gòu)上要分別安裝苗夾和苗槽，為了保證每個(gè)苗夾在運(yùn)動(dòng)過

22、程中都有相對(duì)應(yīng)的苗槽，因此投苗機(jī)構(gòu)和喂苗機(jī)構(gòu)選用完全相同的輸送機(jī)構(gòu)。由鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的特性可知，兩者平均傳動(dòng)比穩(wěn)定、傳動(dòng)效率高。故采用第二鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比和錐齒輪的傳動(dòng)比都等于。即： 式中: —地輪前進(jìn)的速度； —喂苗速率； —大蔥移栽株距； —地輪及第一傳動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速； —地輪半徑； —投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈輪的齒數(shù)； —投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈輪節(jié)距； —投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈輪轉(zhuǎn)速； —地輪和投苗機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)比； —第一鏈傳動(dòng)的傳

23、動(dòng)比； —第二鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比； —錐齒輪傳動(dòng)比； —第一傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速； —第二傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速； —第一傳動(dòng)鏈輪齒數(shù)； —第二傳動(dòng)鏈輪齒數(shù)。 3.2.2錐齒輪的選擇 錐齒輪傳動(dòng)用于傳遞相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。無特殊要求時(shí)，取軸交角 。按齒線的形狀可分為直齒、斜齒和曲線齒。斜齒和曲線齒重合度略大，傳動(dòng)較穩(wěn)定，但是加工復(fù)雜。在能夠滿足工作要求的前提下，首先選擇直齒。 圖3-2 錐齒輪裝配圖 基本參數(shù)的確定： 對(duì)于直齒錐齒輪的幾何設(shè)計(jì)，要依據(jù)傳

24、動(dòng)比、主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速、傳遞的功率來選擇齒輪的參數(shù)。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》上錐齒輪的設(shè)計(jì)步驟來完成，主要參數(shù)如下： 表3-1 錐齒輪主要參數(shù) 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 齒數(shù) 傳動(dòng)比 大端分度圓直徑 齒頂圓直徑 錐距 節(jié)錐角 齒頂角 齒根角 頂錐角 根錐角 齒頂高 齒根高 3.3主要零部件的設(shè)計(jì) 3.3.1苗夾設(shè)計(jì) 苗夾在大蔥移栽過程中起到最終執(zhí)行的功能，苗夾通過苗夾座安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上，苗夾從對(duì)應(yīng)安裝在喂苗機(jī)構(gòu)輸送帶上的苗槽中夾取蔥苗，苗夾的夾苗

25、點(diǎn)的準(zhǔn)確性，關(guān)系到蔥苗最終的栽植效果，因此苗夾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理。苗夾主要由苗夾板、彈簧、牛眼萬向輪、銷子、苗夾座和滾輪等組成，如圖3-3所示。 1.苗夾板 2.彈簧 3.萬向滾輪 4.苗夾座 5.銷子 6.滾輪 圖3-3 苗夾 為了減輕整個(gè)苗夾的重量，同時(shí)又要保證苗夾在運(yùn)行過程中，不發(fā)生變形，苗夾板選取型不銹鋼，苗夾座采用普通鋼。 圖3-4 苗夾尺寸圖 點(diǎn)為苗夾夾苗點(diǎn)，點(diǎn)為苗夾旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，當(dāng)苗夾繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一定角度后點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到點(diǎn)。已知,,,,。 又有∥，兩條直線轉(zhuǎn)過的角度相等，即。 由以上計(jì)算可以得到，彈簧的形變量為：

26、 （3-11） 通過計(jì)算彈簧的變形量可以得出苗夾打開和關(guān)閉時(shí)兩苗夾板之間的間距，從而為夾緊導(dǎo)軌的合理安裝提供理論基礎(chǔ)。彈簧采用壓縮彈簧，其作用是苗夾在沒有約束的情況下，將苗夾打開，使苗夾張開一定角度，兩苗夾板的夾苗點(diǎn)之間的距離為時(shí)，再與苗夾座相配合使得苗夾受到約束。由于蔥苗的株距為，為了保證苗夾在夾取蔥苗過程中，不會(huì)因蔥苗本身的輕微彎曲而造成夾苗點(diǎn)不準(zhǔn)確，甚至漏夾的現(xiàn)象發(fā)生，將橡膠塊的寬度設(shè)計(jì)為，這樣兩苗夾之間的間距為，小于蔥苗直徑，不會(huì)出現(xiàn)蔥苗漏夾，同時(shí)兩苗夾之間有一段間隙，不會(huì)出現(xiàn)苗夾打架現(xiàn)象。 3.3.2芯鏵式開溝器設(shè)計(jì)

27、 芯鏵式開溝器的設(shè)計(jì)要考慮以下影響因素： （1）芯鏵式開溝器的主要作用是保證蔥苗移栽的直立性。犁鏵式開溝器在開溝過程中會(huì)有部分土壤回流，蔥苗被苗夾夾持在由豎直轉(zhuǎn)向水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)被回流的土壤阻礙，以至于蔥苗會(huì)出現(xiàn)窩根，蔥苗被碰傾斜。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，安裝芯鏵式開溝器，需要使翼板加長。 （2）苗夾的運(yùn)行軌跡，蔥苗的夾持點(diǎn)位置，需要將芯鏵式開溝器設(shè)計(jì)成高度可以調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)來選取最合適的安裝高度。由于芯鏵式開溝器和覆土鎮(zhèn)壓輪配合使用來完成蔥苗的覆土鎮(zhèn)壓。 綜合以上因素，芯鏵式開溝器的設(shè)計(jì)如圖3-5所示。開溝器的寬度，兩翼板之間的距離 ，翼板夾角。 圖3-5 芯鏵式開溝器

28、 3.3.3投苗鏈條限位導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 圖3-6 限位導(dǎo)軌 投苗鏈條限位導(dǎo)的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，其作用：苗夾通過苗夾座安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈上，鏈條在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，因此會(huì)帶動(dòng)苗夾波動(dòng)，這樣會(huì)造成苗夾的夾苗點(diǎn)位置的不確定，同時(shí)由于波動(dòng)，相臨苗夾會(huì)產(chǎn)生干涉，以至于無法完成移栽。在這種情況下安裝限位導(dǎo)軌，根據(jù)苗夾的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)出限位導(dǎo)軌的形狀，在限位導(dǎo)軌上銑出凹槽，使得苗夾在豎直和水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，苗夾座兩端的限位板在凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，限制苗夾的抖動(dòng)；為了減小苗夾座與限位導(dǎo)軌凹槽之間的摩擦力，采用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，在

29、每個(gè)苗夾座的四個(gè)角安裝滾輪。苗夾在限位導(dǎo)軌中的運(yùn)動(dòng)情況如圖3-7所示。 圖3-7 苗夾在限位導(dǎo)軌中運(yùn)動(dòng)示意圖 3.3.4夾緊導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 夾緊導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，其作用是控制苗夾的開閉：根據(jù)苗夾的運(yùn)動(dòng)軌跡，在豎直到水平方向上，苗夾需要完成蔥苗的夾取和投放。在此過程中夾緊導(dǎo)軌控制苗夾的打開和夾緊，為了減小苗夾運(yùn)行過程受到的摩擦力，在苗夾上安裝牛眼萬向輪。具體完成過程是，苗夾在進(jìn)入豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬向輪開始進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌之間的距離會(huì)逐漸減小，然后保持該距離，從而使苗夾逐漸夾緊，然后在夾緊的狀態(tài)下豎直運(yùn)動(dòng)一段距離。接著苗夾隨輸送鏈轉(zhuǎn)入

30、水平運(yùn)動(dòng)，苗夾仍處于夾緊狀態(tài)下，在距苗夾張開點(diǎn)5cm覆土鎮(zhèn)壓輪開始覆土鎮(zhèn)壓，使蔥苗的零速投放在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，提高蔥苗移栽后的直立度。之后兩夾緊導(dǎo)軌之間的距離逐漸增大，苗夾逐漸打開與蔥苗脫離，完成蔥苗的投放。 圖3-8 夾緊導(dǎo)軌 4 投苗機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析 4.1投苗輸送鏈的運(yùn)動(dòng)特性分析 在整個(gè)移栽機(jī)中，喂苗機(jī)構(gòu)輸送鏈上安裝苗槽，苗槽固定連接，在運(yùn)行過程中不受其他力，對(duì)于蔥苗的夾取影響較??；投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上都安裝苗夾，苗夾呈懸臂結(jié)構(gòu)，輸送鏈的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性會(huì)對(duì)苗夾的運(yùn)動(dòng)造成影響，可能會(huì)使苗夾發(fā)生上

31、下擺動(dòng)，以至于苗夾的夾苗點(diǎn)不確定，從而會(huì)造成蔥苗的漏夾，影響大蔥移栽的質(zhì)量。本節(jié)將結(jié)合輸送鏈的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性，對(duì)影響輸送鏈 穩(wěn)定性傳輸?shù)闹匾蛩剡M(jìn)行分析，在輸送鏈的設(shè)計(jì)方案中盡量改善影響因子。 （1）由于當(dāng)主動(dòng)輪做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鏈條線速度也是不均勻的，從而造成從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速不恒定，因此瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定。 （2）由于鏈條線速度的變化而產(chǎn)生加速度，因此鏈節(jié)嚙合時(shí)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，增大鏈條緊邊張力，產(chǎn)生嚙合沖擊。 （3）鏈條線速度的變化與鏈輪齒數(shù)和鏈節(jié)距的關(guān)系： 鏈輪齒數(shù)越多則鏈條的速度變化越小，多邊形效應(yīng)越弱。一般情況下，當(dāng) 時(shí)，鏈輪齒數(shù)對(duì)速度變化的影響可以忽略。 （4）鏈條線速度的變化與鏈節(jié)

32、距的關(guān)系：鏈節(jié)距越大，速度變化越大；鏈節(jié)距越小，速度變化越小。 結(jié)合大蔥移栽的農(nóng)藝要求，本移栽機(jī)的自身特性。由于蔥苗移栽的株距是，而本移栽機(jī)采用鏈夾式投苗機(jī)構(gòu)，在每個(gè)輸送鏈節(jié)上安裝苗夾。因此，苗夾之間的距離要符合蔥苗的株距要求，即所選用的輸送鏈的節(jié)距為。所以，在接下來的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)鏈輪的齒數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在滿足要求的情況下使鏈輪齒數(shù)越大越好。 4.2投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈張力 苗夾安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上，對(duì)于鏈條牽引機(jī)構(gòu)來說，輸送鏈?zhǔn)瞧渲兄匾牟糠郑淇蛊茐牡哪芰κ潜ＷC機(jī)器能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。輸送鏈帶動(dòng)苗夾運(yùn)動(dòng)，在豎直和水平階段為了避免鏈條的擺動(dòng)，添加了鏈條限位導(dǎo)軌，進(jìn)而加大了鏈

33、條運(yùn)行過程中受的阻力。因此，輸送鏈必須有足夠的強(qiáng)度，以滿足鏈條所需的拉力。 圖4-1鏈條簡圖 如圖4-1所示，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間的距離，被動(dòng)輪和被動(dòng)輪之間的距，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間的距，段與水平方向之間的夾角°，鏈條每米的質(zhì)量 ，每個(gè)苗夾及其附件的重量苗夾水平速度 ，三個(gè)鏈輪軸直徑。 如圖4-1所示，鏈條的張力主要由以下幾點(diǎn)引起： （1）鏈條自身的垂度而引起的張力； （2）鏈條、苗夾及其附件在上升和下降過程中自身重力引起的張力； （3）鏈條與限位導(dǎo)軌之間的摩擦力； （4）各個(gè)鏈輪與鏈輪軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。 由圖4-1中可知，鏈輪為主動(dòng)輪，在鏈條繞入輪時(shí)的張力最大設(shè)為，當(dāng)鏈條

34、逐步脫離鏈輪后，在段鏈條只受到由自身重力引起的張力，根據(jù)懸索機(jī)構(gòu)可知： 式中 —鏈條和苗夾每米的重量之和； —鏈條的弧垂度（），一般選取 ； — 段鏈條張力最大點(diǎn)到鏈輪 之間的距離； ―段鏈條與水平方向的夾角。 鏈輪輸出側(cè)的張力 ，要克服鏈條段的張力和鏈輪的軸與軸承之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。 （4-1） 式中表示鏈輪輸入側(cè)和輸出側(cè)的合力，對(duì)于鏈輪輸入側(cè)張力即是，輸出側(cè)張力是，兩張力之間的夾角為。 由上式可知 和之間相差不大，為

35、了便于計(jì)算暫時(shí)假定，求得： （4-2） 則 式中 —鏈輪軸與軸承之間的摩擦系數(shù)； —鏈輪軸的直徑； —鏈輪直徑。 鏈輪輸出側(cè)的張力，要克服鏈條段的張力，夾緊導(dǎo)軌對(duì)苗夾的阻力，鏈輪軸和軸承座之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力，同時(shí)減去段鏈條和苗夾及其附件的自身重力。 由第二章可知彈簧最大變化量是，彈簧的剛度系數(shù)選用為，夾緊導(dǎo)軌對(duì)苗夾的夾緊力：

36、 （4-3） 通過減小夾緊導(dǎo)軌之間的距離，對(duì)牛眼萬向輪施加壓力。在理想狀態(tài)下，苗夾在運(yùn)行過程中，牛眼萬向輪和夾緊導(dǎo)軌之間是純滾動(dòng)摩擦。但實(shí)際情況，萬向輪在有的時(shí)間段滾動(dòng)，有的時(shí)間段滑動(dòng)。這就造成了萬向輪與導(dǎo)軌之間的摩擦力在滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦之間變化。為了確保提供足夠的牽引力，在整個(gè)階段都滑動(dòng)摩擦。限位板上裝有滾輪，在限位導(dǎo)軌中做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，通過潤滑該部分的摩擦可忽略不計(jì)。 對(duì)于鏈輪輸入側(cè)張力和輸出側(cè)張力的合力，同樣采用 的計(jì)算方法： （4-4） 由上述關(guān)系可知 鏈輪輸出側(cè)的張力，要克服段的鏈條張力，夾緊導(dǎo)軌對(duì)

37、苗夾的摩擦力，由于自重滾輪與限位導(dǎo)軌之間的摩擦力，鏈輪軸與軸承座之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。側(cè)的輸出張力即為鏈條的最大張力。 （4-5） （4-6） （4-7） 式中：是鏈輪的輸入側(cè)張力，帶入數(shù)據(jù)求得： 結(jié)合鏈條的使用環(huán)境及運(yùn)行情況，先用使用系數(shù)為，則最大牽引力設(shè)計(jì)為：

38、 （4-8） 實(shí)際選取的輸送鏈抗拉力為 ，則鏈條的安全系數(shù)： 完全滿足要求。 4.3苗夾動(dòng)力學(xué)分析 苗夾安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈上，隨著鏈條做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，由于在豎直方向上苗夾的運(yùn)動(dòng)和受力會(huì)關(guān)聯(lián)到夾苗點(diǎn)的準(zhǔn)確性，下面將對(duì)在豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)的苗夾進(jìn)行受力分析。以求得夾緊導(dǎo)軌的安裝位置，如何使苗夾對(duì)鏈條的影響最小，從而減小鏈條的擺動(dòng)。在此過程中苗夾受到鏈條的作用力、限位導(dǎo)軌和夾緊導(dǎo)軌的摩擦力以及自身的重力。具體受力分析如圖4-2所示。 圖4-2 苗夾受力示意圖 由上圖可知，鏈條對(duì)苗夾的在和方向的力分別是和，同時(shí)有作用力矩，限位導(dǎo)軌對(duì)苗夾的彈力為，

39、摩擦力為，由于 為滾動(dòng)摩擦，大小可以忽略；夾緊導(dǎo)軌對(duì)苗夾的摩擦力為 ，苗夾的自身重力為 每個(gè)苗夾質(zhì)量實(shí)測(cè)約為）。作用點(diǎn) 、、、 之間的距離分別為 、、，且已測(cè)得、，求 。 苗夾在 平面內(nèi)力矩和方向受力分析： （4-9） 整合上式可得： （4-10） 鏈條對(duì)苗夾的力矩的大小表明了苗夾運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)鏈條運(yùn)行的影響。在上式中苗夾的自身重力以及受到的摩擦力是由客觀因素決定的，要想使苗夾對(duì)鏈條的影響最小，調(diào)整夾緊的導(dǎo)軌

40、的位置即的大小。理想情況下。 則 （4-11） 根據(jù)上式計(jì)算可知，合理的選擇夾緊導(dǎo)軌的安裝位置，能夠減小鏈條的波動(dòng)，進(jìn)而改善苗夾夾取蔥苗的準(zhǔn)確性。 5 軸的校核 5.1地輪傳動(dòng)軸的校核 （1）求作用在鏈輪上的力 （5-1） （5-2） （2）求軸承上的支反力 垂直面內(nèi)： 水平面內(nèi)：

41、 根據(jù)第四強(qiáng)度理論且忽略鍵槽影響 (5-3) （3）求彎矩 垂直面內(nèi)： （5-4） 水平面內(nèi)： （5-5） 總彎矩： （5-6） (5-7) 扭矩 （5-8） 所以軸的強(qiáng)度合格 22