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1、全日制普通本科生毕业设计油菜钵苗移栽机开孔机构结构设计THE DESIGN OF RAPE SEEDLINGS TRANSPLANT MACHINE HOLE INSTITUTIONS STRUCTURE 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 学生姓名： 学 号： 年级专业及班级：2008级农机一班 指导老师及职称： 学 院：工学院提交日期：2012年5月全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕也设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他
2、个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要1关键词11前言2 1.1选题的根据和意义2 1.2国内外研究情况2 2 总体方案的选用3 2.1选定拖拉机3 2.2合理布置传动装置5 2.3合理分配传动比5 2.4 确定传动比6 3主要的传动参数的确定和计算6 3.1减速机的选择6 3.1.1确定齿轮箱6 3.1.2确定润滑方式6 3.1.3确定冷却方式6 3.1.4记录外形尺寸参数6 3.2各轴的运动参数7 3.1.1各轴的转速7 3.1.2各轴
3、的功率7 3.1.3各轴的转矩7 4关键零件的设计与结构说明7 4.1圆锥齿轮计算7 4.2直齿圆柱齿轮计算9 4.3链轮设计计算10 5轴的设计与校核12 5.1输出轴的功率、转速和转矩12 5.2作用在齿轮上的力12 5.3确定轴的最小直径12 5.4轴的结构设计12 5.5 轴上的载荷13 5.5 校核轴的疲劳强度13 6滚动轴承的选择与校核16 7设计弹簧17 8 其他部分19 8.1去泥部分19 8.2行走部分199 总结19 参考文献20 致谢21油菜钵苗移栽机开孔机构结构设计学 生：指导老师：摘 要：我国油菜大面积生产采用机械移栽是农时、农艺条件的必然选择，是社会发展的必然需求。
4、但我国油菜移栽机械研究处于刚起步阶段，机械技术与配套农艺技术都缺乏成熟的模式。根据我国国情，油菜移栽机械应追求中小型、多功能复式作业，通过机具作业体现高效率.移栽机具能适应裸苗也能适应带土钵苗，提高机具对秧苗形式和作物种类的适应性。为降低机具造价，多行自动化应是今后油菜移栽机械的主要机型。本文主要对油菜钵苗移栽机开孔机构的动力选型，传动方案的设计，以达到所需要求。 关键词：油菜；移栽机；开孔；传动； The Design of Rape Seedlings Transplant Machine Hole Institutions Structure Student:Yin Baiqiao Tu
5、tor:Wu Mingliang(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract : Large area of rape planting by machine is not only the farming, agronomic developing inevitable choice, but also the result of social development requirement. But the rape transplanting machine
6、study in our country just at the beginning , mechanical technology and supporting agricultural technology are lack of mature mode. According to national conditions, rape transplanting machine product should pursue small and medium, multi-function as a goal，through machine work show high efficiency c
7、ompare with handwork. Besides,transplanting machine should adapt to the soilless seedlings but also the taking-soil seedlings. In order to reduce the cost of the machine. The first choice of the rape transplanting machine scheme should be automatic line. In order to meet the requirements, in this pa
8、per, the main is put on the design of rack and the transmission project.Keywords: rape; transplanting machine; hole; transmission; 1 前言1.1 选题的根据和意义油菜是农村种植业的支柱产业，是农民增收的重要组成部分，推进油菜生产机械化，可以极大提高劳动生产率，减轻劳动强度，缓解农村季节性、区域性、结构性劳动力短缺矛盾，有利于实现油菜生产的节本增效和稳产高产，事关粮油安全。其重要意义有三个方面：1.是研究油菜移栽机和稳定油菜生产、保障有聊市场供应的需要。2.研究油菜
9、移栽机是调整农业结构、促进农民增收的客观需要。3.发展油菜钵苗移栽机是提高我国整体机械化水平、促进我国农机化事业全面协调发展的需要。总之，我国油菜大面积生产采用机械移栽是农时、农艺条件的必然选择，是社会发展的必然需求。但我国油菜移栽机械花处于起步极端，机械技术与配套农艺技术都缺乏成熟的模式。根据我国国情，油菜移栽机械应追求中小型、多功能复式作业，通过机具复式作业体现高效率；采用天剑育苗，培育适合机械作业的秧苗，降低生产成本。移栽机具能适应裸苗也能适应带土钵苗，提高机具对秧苗形式和作物种类的适应性，为降低机具造价，多行办自动化应是今后油菜移栽机械的主要机型。因此我国在未来较长一段时间内油菜移栽发
10、展趋势应为：以田间育苗，机械移栽为主要方向。1.2国内外研究现状1.2.1 国外研究现状随着钵体育苗技术的日趋完善，钵苗移栽技术已在国外被广泛地应用。国外发达国家本领域的研究与应用起步较早，显示用于种植蔬菜和经济作物，进而用于玉米等粮食作物，移栽技术和设备的发展都很快。国外钵苗栽植机械的种类较多，主要有4种。一为钳夹式钵苗移栽机，以意大利切克基马格利公司（Checchi Magli）生产的奥特玛（OTMA）栽植机和荷兰米启根公司（Michigan）生产的MT栽植机为多见；二为导苗管式钵苗栽植机，其又可细分为推落苗式、指带落苗式和直播落苗式三种，这三种机型的典型代表依次为：荷兰米启根公司生产的M
11、ode14000型栽植机，芬兰劳尼恩公司生产的RT-2型栽植机和意大利的切可基马格利公司生产的TEX2型栽植机。三是吊篮式钵苗栽植机，一种适合于钵体尺寸较大的钵苗栽植机械，意大利启可基马格利公司生产的沃夫（Wolf）栽植机和艾德沃思农机厂生产的坡杜（PERDU）栽植机，该种机械主要用于白葱的盘育钵苗栽植作业，代表机型是日本1994年研制出的OP290和OP2100型全自动白葱栽植机。1.2.2 国内研究现状国内从上世纪60年代开始研制移栽机。北京、辽宁、吉林、黑龙江、陕西、江苏、河南、内蒙古全国二十多个省、市、自治区都先后研制出移植玉米、棉花、油菜、蔬菜等作物的移栽机。1975年有邢台地区农机
12、研究所、宁晋县研究所、华北农机学院联合研制了机械分秧式小麦移栽机（双橡胶盘式），应用于小麦的裸跟移栽，但没有推广；1978年北京农机所研制了2ZG-2型玉米、高粱移栽机（橡胶-金属盘式）；在九十年代新疆农科院农机研究所和黑龙江省红兴隆农垦管理局仿照日本的CT-4S型天才移栽机分别研制了两种2ZT-2型纸筒甜菜移栽机（双橡胶盘式）。以上所设计的移栽机多为双橡胶盘或橡胶-金属盘式，工作时依靠扇形板控制夹苗位置和夹苗时间，因此可控制释放的时间和位置。早期机型由于人工送秧，效率较低，还会产生较大的株距变异，熟练的栽植手没人只能送秧450株/min。现代移栽机械化的丰富实践表明机械移栽不仅能保证移栽秧苗
13、的株行距和移栽升读均匀一致，而且能按技术要求在一定方位内调整，基本上消除了移栽过程中的伤苗问题，秧苗移栽后的直立度、覆土压密程度等都可以得到良好的控制。江苏正昌集团生产的丰裕2ZY-2型油菜移栽机就具有结构简单、维修使用方便、生产效率高、劳动强度低、不伤苗、秧苗直立度好、成活率高等优点，同时他集开沟、移植、覆土镇压、浇水、施肥于一体的特点，并能与各种中、小型拖拉机配套，是移栽机中的典型代表。南通富来威农业装备有限公司是生产移栽机中技术较先进的，其生产的富来威2ZQ型旱地作物移栽机以2ZB-1自驱式移栽机解决了旱地作物移栽问题，在油菜商成功应用。同时富来威改公司对移栽机进行差异化研发，生产的链夹
14、式移栽机不仅可以同时耕作多行，并且株距可调，具有一定的前瞻性。综上所述，随着我国农业的发展，钵苗栽植技术将大面积推广，尤其是像油菜、玉米、棉花等大面积作物的栽植，迫切需要性能良好且适合我国国情的钵苗栽植机。针对我国栽植机械还没有广泛推广应用的国情，移栽机械起步晚以及发展迫切的情况，我们有必要在发展自身先进技术的同时参考、吸收别国的先进科技。希望本设计能为该领域的研究发展提供一定的参考依据。2 总体方案的选用任务为设计出油菜钵苗移栽机开孔机构，能实现在翻耕地上开孔，地表孔径50-70mm,孔深50mm；工作效率2-3孔/s。因做一个完整的机械装置，根据实际生活经验，确定执行机构为钻头，其工作方式
15、为上下运动与旋转运动的合成，动力来源为拖拉机，采用三点悬挂连接。如下图1。2.1 选定拖拉机图1 三点悬挂装置Fig.1 Three suspension devices一亩（667m2）田上开600010000孔，取6000，每孔+间距面积S= m2,取宽度方向距离为d=450mm,则长度方向距离为L= mm。若打孔装置打孔速率2孔/s,则拖拉机的行走速度为 km/h；若为3孔/s,则拖拉机的行走速度为km/h。依据各拖拉机的速度范围，取打孔速度为3孔/s，此时拖拉机的行走速度为2.668 km/h。依据资料查的用圆锥法测量的最大入土压力为223.4 N，圆锥直径为1/2英寸，折合为0.01
16、27 m，则入土的压强为P= pa。因为钻孔直径为50 mm，故执行机构的钻头直径为50 mm，钻头的入土压力为F1=PxS= N，此为钻头单纯的压土入土力。因设计使钻头在土壤中的运动快速，故取一个倍数10，钻头在土壤中不为加速压土过程，且钻头的旋转运动会使入土更轻薄，故取最大压入力F =10F=8.65x10=86.5 N。垂直运动需要的功率为P1=F V=86.5x0.9=77.85w。再考虑钻头的旋转运动，钻头直径50 mm，入土深度50 mm，在耕土中前进的最大水平阻为F2=PxSmax=4408.8x0.05x0.05= 11.02 N，此亦为土壤作用在钻头上的正压力，钻头在土壤中受
17、到的最大阻扭矩为T=Fd=11.022510-3=0.275 Nm。事实上，钻头在更土中旋转时，切土更容易，原理类类似于收割机切割稻谷的滑切比正切，其旋转运动需功率P2=T=0.03 w。总共需要的功率P总 = P1+ P2=81 w 。开孔机构做成连接在拖拉机后面的，通过三点悬挂连接，单个钻孔的需要功率较小，做成4排（如后cad图），总功率为324w，选取拖拉机最小功率的东方红拖拉机500。其宽为1745 mm，动力输出功率为32.5 Kw，行走速度范围为2.3731.06 Km/h,动力输出轴转速选装1000 r/min，动力输出轴型式为后置半独立式。型号动力输出轴参数：公称直径35 mm
18、，21齿渐开线此处已删除节距： mm；两圈的间隙： mm螺旋升角：展开长度： mm7）验算稳定性：高径比为 5.3满足稳定性要求。 8 其他部分8.1 钻头除泥部分由于钻头钻土过程中，泥土的依附作用，会有泥土或多或少黏在钻头端部，如果泥土不及时清除，会影响钻头工作质量，因此必须有清除装置。除泥方法有二：一是采用高压水，直喷旋转的钻头，高压水的冲击可以冲洗部分泥土，其次由于水的浸润作用，也会使泥土的依附作用减弱，从而达到去泥效果。该种方法需在机械上装水箱和水管，设计麻烦和增加成本。二是利用机械方式去泥，在钻头部分设置一个刷子，毛刷顺螺纹旋转方向，依靠毛刷刮去泥土。该种方法设计简单，但是去泥效果不
19、佳，且毛刷易损坏。8.2 行走部分 作为一个整体，油菜钵苗移栽机开孔机构应有自己的行走部分，因为它通过三点悬挂挂接在拖拉机之后，故除了三点悬挂部分，应该有适合在田间作业的车轮。9 总结通过本次毕业设计是我充分认识到，这次设计其实是综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识的过程。通过设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，培养了我分析和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了全面的机械设计基本技能的训练。另外通过本次设计使我领悟出机械
20、设计的一般进程为：设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这个过程则在设计过程中肯定会多走弯路。在设计过程中我们在独立完成的同时，要时刻跟指导老师沟通和请教，要掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的各个阶段是相互联系的。设计时，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以，设计要边计算、边绘图，反复
21、修改，设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。在课程设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规格，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需圆整为标准尺寸。同时设计中应减少材料的品种和标准件的规格。另外，通过本次设计，使我运用各种机械绘图软件的技能得到了很大的提高，也正是运用了先进绘图软件，才使我整个设计过程大大的简化了，设计速度也得到了很的大的提高。不能说这次设计是非常圆满的完成的，因为还有一些考虑欠妥的地方，希望老师批评指教，但至少可视为一个进步，以后还能因此有更大的进步！经过三个月
22、的努力，我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号。参考文献：1 北京农业工程大学主编.农产品加工机械与设备M.校编教材.1991：12202 濮良贵，纪名刚编.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001：24353 王昆，何小柏，汪信远编机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社.1995：9204 徐灏主编.机械设计手册 M.北京：机械工业出版社，1991：44605 赵韩，黄康，陈科主编机械系统设计M.北京：高等教育出版社，2005：21436 张淑娟，全腊珍主编画法几何与机械制图M.北京：中国农业出版社，2007：34507 无锡轻工业学院编.食品工厂机械与设备M.北
23、京：中国轻工业出版社，1993：23388 罗锡文主编农业机械化生产学M.北京：中国农业出版社，2002：31429 机械工业部编.机械产品目录（第九册）M.机械工业出版社.1986：345010 殷涌光主编.食品机械于设备M.化学工业出版社.2006：516011 李兴国主编.食品机械学M.成都：四川教育出版社.1997：61912 中国国家标准汇编.机械卷M第3分册.北京:中国标准出版社,1993：607613 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，2006：708514 朱冬梅等主编.画化几何及机械制图M.第五版.北京：高等教育出版社,2000：526815
24、刘鸿文主编.材料力学M.第三版.北京：高等教育出版社，2004：324416 孙桓，陈作模主编.机械原理M.北京：高等教育出版社，2001：123017 哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学M.北京：高等教育出版社，2001：354618 温松明主编.互换性与测量技术基础M.长沙:湖南大学出版社,1998：284219 史美堂主编.金属材料及热处理M.上海:上海科学技术出版社,2003：779020 张祖立，程玉来，陶栋材主编.机械设计基础M.北京：中国农业大学出版社，2004：520 21 Wiebe Vander Sluis and Dick Ziggers. New Products
25、 and trends at Eurotier. World Poultry-Elsevier Volume 15,No1. 1999: 566022 Charles Perry. Poultry house equipment shines at IPE annual show. Poultry Digest, April/May 1998: 3247致 谢本文是在导师吴明亮教授的悉心指导和热情关怀下完成的。本文从拟订题目到定稿，历时数月，设计过程中遇到许多问题，在指导老师罗海峰老师的帮助下一一解决。在毕业设计的整个过程中，罗老师给了我许许多多的帮助和关怀。罗老师学识渊博、治学严谨，待人平易近人。在罗老师的悉心指导下，我不仅对以前所学的知识更熟练更扎实，而且更开阔了视野，更深入，也在怎样处人处事上受益匪浅；同时罗老师对工作的热情、一丝不苟、认真负责、有条不紊、实事求是，以实际生产应用为前提的态度，给我留下了深刻的印象，也是我以后参加工作的学习榜样。在此谨向罗老师表示衷心的感谢和深深的敬意。还要感谢学校给我提供了良好的学习环境和丰富的学习资源，一并感谢为我授课的各位老师，是他们的传道、授业、解惑，让我学到了知识，培养了能力。也感谢我的同窗同学，感谢他们的探讨和交流，感谢他们的帮助和支持。 最后，向我的家人和朋友表示深深的谢意。
