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1、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目 录摘要.1关键词. . .21 前言21.1 选题的目的和意义41.2 本课题在国内外的研究状况41.2.1 国内发展概况.2 1.2.2 国外发展概况. .31.3 课题研究的内容及拟采取的技术、方法52 制钵机的用途和设计要求52.1 用途42.2 设计要求53 方案确定63.1 工艺分析73.1.1 最早的手工制秧钵的方法73.1.2 运动机构93.1.3 对各运动机构的要求103.2 拟定机器的工作原理图和运动循环图123.3 方案确定133.3.1 模孔转盘方案的讨论134 运动设计与动力计算14
2、4.1 电动机的选择144.1.1 电动机的功率确定144.1.2 选择电动机154.2 确定各传动机构的传动比164.3 计算各轴的转速和功率175 结构设计185.1 模孔转盘的结构和尺寸185.2 转盘齿轮的结构和尺寸185.3 轮的结构尺寸195.4 直齿圆柱齿轮的结构和尺寸225.5 带轮的结构和尺寸23 5.6 曲柄（偏心轮）滑块（滑杆）机构的结构尺寸. .275.7 轴的结构设计285.8 轴承的校核336 主要零件的强度校核326.1 转盘齿轮对（齿轮5、齿轮6）327 营养钵土的设计要求.328 主要零件的强度校核328 主要零件的强度校核32结束语34参考文献34致谢. .
3、 . .35附录. . . .35玉米育苗制钵机设计 摘 要：老式育苗制钵机由蜂窝煤成型机改进得来，体积庞大，结构复杂，成本高，效率低。本设计从老式育苗制钵机出发，在传动系统和执行机构上都做了很大的改进。本机每小时能生产3000个钵体，可广泛应用于玉米、蔬菜、瓜果等秧苗的制钵。该机采用单相电动机做动力源，可在广大的农村使用，不用担心需要较高的动力电压的问题。文中较详细的设计了制钵机的传动系统和执行机构，对各个零件做了具体的结构尺寸设计，并对受载荷较大的零件进行了精确的校核。包括齿轮、带轮、轴和轴承等零部件的校核。该机的设计大量运用标准件，大大缩短了设计工作量和降低了生产制造周期及成本。主要设计
4、内容有：方案的确定；电机的选择；各轴的转速、功率和转矩计算；带、齿轮、及锥齿轮的设计与计算；轴的最小直径；带、齿轮、及锥齿轮的尺寸计算以及方案图、装配图和零件图的绘制。关键词：制育苗钵机 钵体 传动系统 执行机构The Design Maize Seedling Bowl Making Machine Design (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: The old system of seedlings from the legacy
5、of improvement in the briquettes machine, the size, structure complex, high cost and low efficiency. The design of the legacy from the old system of starting seedlings in the transmission system and executing agencies have done on a lot of improvement. The machine can produce per hour legacy of 4000
6、, can be widely applied to corn, vegetables, fruits and other seedlings of the legacy system. The aircraft uses a single-phase motors to power source, can be used in the vast rural areas, need not worry about a higher power voltage problem. In a more detailed design of the system for the seedlings B
7、owl drive system and implementing agencies, the various parts to do a specific size of the structure design, and in the larger load of spare parts for the precise calibration. Including gear, pulley, and axle bearings and other parts of the check. The extensive use of the aircraft design standard pa
8、rts, greatly reducing the workload of the design and lower manufacturing costs and manufacturing cycle. Main design elements include: the determination of the project, choice of Motor and the speed of every axial, the calculation of power and torque, the design and calculation of the belt or gear an
9、d the Bevel gear, the smallest diameter of axis, calculation to the size of belt wheel and gears and Bevel gear and protracting the drawing of the project and the assemblage and the part.Key words: the legacy of the legacy of seedlings. Bowl transmission system Implementing agencies1 前言1.1 选题的目的和意义制
10、钵机是可用于制作圆柱形带种籽孔的棉花、玉米、瓜果、 花卉以及中草药等多种蔬菜农作物育苗用营养钵。钵体培育后移栽，能保证幼苗质量，达到早育、早熟、早上市、稳产、高产的目的，还可节省劳力、种子肥料、农药。同时，该设备生产效率高，结构简单，稳固可靠，容易操作。是现代农业生产必不可少的工具。中国是世界最大的蔬菜生产国，蔬菜产量占世界总产量的60%左右。我国蔬菜栽植机械的发展较慢，秧苗栽植几乎全部由人工完成，不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量差、生产成本高。显而易见，实现蔬菜农作物栽植机械化已成为农业生产的迫切需要。选育秧钵机作为毕业设计的内容，一方面，可全面的总结大学四年来所学的专业知识，并将本
11、专业各方面的知识的运用结合起来，锻炼了自己的机械综合运用专业素质；另一方面，初步尝试了从事系统的科学研究，通过本次设计，深入认识了一般成型机的设计方法和思路，对毕业以后的工作学习有很大的帮助。此外，育秧钵机的设计内容、工作量适合，作为毕业设计的内容是完全符合要求的。1.2 本课题在国内外的研究状况1.2.1 国内的发展概况我国对机械制钵机研究始于 20世纪 70年代，至今已研制了多种型号的制钵机。在“七五”期间，北京引进国外机械化育苗生产线，主要以生产蔬菜苗钵为主，可以实现钵土制备、钵体成形、打坑、精密播种及覆土等工艺的机械化。在“八五”期间，经农业部立项，进行了“盘苗设备及配套技术研究”，研
12、制出“精密播种生、产线设备”，主要用来制造以蔬菜、甜菜为主的苗钵。“机械化制钵机的研制”课题被国家科委列入“九五”攻关项目，已研制出2ZBJ-50型机械化制钵机，能实现制钵过程机械化操作，制造出来的营养钵能够满足玉米、棉花等经济作物的移栽要求。总体来讲，我国制钵机的研制与开发有了较大发展。目前，我国在这方面的研究也很多，并且有越来越多的适应性更广的机型正在研究中或已研制出来。1.2.2 国外发展概况20世纪初期，欧洲一些国家开始大量种植蔬菜和经济作物，出现了早期的近代秧苗栽植机具。这些机具仍为手动栽植，只是减轻了栽秧者肢体反复屈伸的繁重劳动；到20世纪30年代后期，出现了栽植机构或栽秧器代替人
13、工直接栽秧，使送秧入沟过程实现了机械化；自20世纪50年代开始，欧洲国家开展作物压缩土钵育苗及移栽的生产技术研究，研制出多种不同结构型式的半自动移栽机和制钵机；至20世纪70年代，前苏联蔬菜栽植机械化水平为58%，国营农场已达67%；到20世纪80年代，半自动移栽机已在西方国家的农业生产中广泛使用，制钵；育苗和移栽已形成完整的机械作业系统，实现了各种机见配套使用。到目前为止，作物压缩土钵成型、钵上单粒精密播种和相应的自动化移栽设备在技术上基本达到了完善，亦广泛应用于实际生产。欧洲的几个主要国家大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都采用育苗移栽生产工艺。1.3 课题研究的内容及拟采取的技术、
14、方法本课题是对制钵机的成型机的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括动力源的选择设计，传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。2 制钵机的用途和设计要求2.1 用途制钵机是一种制作培农作物钵体土胚的机器，该机可替代人工自动制作秧钵，具有生产效率高，结构简单，稳固可靠，容易操作等特点。制钵是一种培育秧苗用的土胚，它能使种子在育苗期有足够的养料及秧苗成长后能方便的移植到田间栽种。育秧钵由配有各种肥料的土壤做成圆柱形
15、状并在上端挖一个凹孔使之成钵状。使用时将种子播在凹孔中，用土覆盖，待秧苗成长后连育秧钵一起移到田间栽种即可。2.2 设计要求1)秧钵的结构尺寸（见图1） 2)生产率3000个/小时。 3)设备名称ZB60型育秧钵机。4)特点结构简单，体积小，维护方便，成本低，拖动功率小。5)使用期限810年，67个月检修一次。3 方案确定3.1 工艺分析3.1.1 最早的手工制钵的方法步骤 1)将肥料和土壤拌均匀，用筛子筛细。 2)将上述土壤放入一个模子，见图3 a 。 3)用一冲头将土壤冲紧，冲头下部有一凸头，见图3 b 。 4)再将模子托起，育秧钵被冲出，见图3c 。图1 育苗钵制钵机Fig.1 Seed
16、lings of bo port machinea) b) c)图2 手工制作育苗钵Fig.2 Handmade seedling port由手工制造方法可知，制造钵体需要三个工艺流程，即填料冲压成型冲出成品进入下一个循环。3.1.2 老式制钵机 这种制作方法很像制作蜂窝煤，如图4所示。它的动作过程是这样的：电动机 经带传动、齿轮传动将动力和运动传给齿轮7。齿轮7一方面通过偏心销使运动经由连杆8传动滑动支架作上下移动，另方面齿轮7又由一对锥齿轮将运动传到端面凸轮离合器11（它和轴用导向键联接，不仅能随陬转动，而且还能在轴上移动）。若端面凸轮在旁边固定着的从动滚子10的强制下，向上抬起并压缩弹簧
17、，离合器11就处在脱开状态，在其下面的齿轮9（和轴空套）就不会转动。当端面凸轮继续转到凸轮凹面与从动滚子10接触时，端面凸轮就会在弹簧力的作用下向下推移。是离合器啮合，运动就经过齿轮9带动转盘转动。当转到一定位置时，凸轮会再次转到凸轮面与滑轮接触，此时凸轮又会在滑轮的强制下使离合器再次脱开，齿轮9就会停止转动。这一过程恰好转盘转过60，而被定位销20销住，也就是在转盘停顿的时间里，滑动支架正好带着固定在它上面的压紧冲头和冲出冲头在模孔中作一次上下往复运动，以完成压紧和冲出一只育苗钵的过程。 这种制钵机有如下的缺点：1)结构复杂、零件较多； 2)容易损坏、不易维修； 3)造价较高。 3.1.3
18、新方案的形成 在设计新的制钵机时有下面几点值得改进： 1)育苗钵机的压制压力较小，用手制造时估计冲击压力约为100公斤左右，故压紧机构可以设计得简单一些； 2) 老式制钵机的转盘是间歇运动，是靠端面凸轮离合器实现的。凸轮每转动60就停顿一次，机构比较复杂，凸轮不易制作，且容易失效，造价也高。如果有办法在转盘转动的同时进行压紧和冲出动作，就可以取消定位装置和端面凸轮离合器专职，这样，动作和机构都比较简单、也不容易失效； 3)搅拌叉19可以直接装在齿轮9的轴上、省掉一对锥齿轮； 4)用转盘的方法将模孔转位，此方法比较见大，应该保留； 5)传动机构比较简单，如有可能当然还可以设计得更简单一些。 这样
19、，在参考老式制钵机的基础上加以改进，就形成了一个新的设计方法，见图5所示。图3 老式育苗机Fig.3 Old seedlings machine3.2 运动机构此处删除部分带传动和大带轮的结构尺寸见图15和图16 图13 减速器机构带传动示意图 Fig.13 Reducer institutions belt transmission schemes5.6 曲柄（偏心轮）滑块（滑杆）机构的结构尺寸见图17,此处偏心轮的偏心距即相当于曲柄长度a，滑杆即相当于滑块，画成简图，如图11。它是属于对心曲柄滑块机构5.6.1 偏心距的确定偏心轮用平键，止退垫圈，圆螺母固定在轴上，凡是用此种方法固定的，都
20、要求轴颈长度比轮毂孔长度短。为了使螺母不与连杆相碰，将偏心轮设计成凹坑，将螺母置于凹坑中，凹坑直径可比止退垫圈直径大。偏心轮不宜做的图14 减速器机构中大带轮结构尺寸图 Fig.14 Reducer institutions with round the structure size figure太厚，可在之间。为了增加与轴的配合部分长度，还必须设计一凸缘。偏心轮外圆与偏心销孔之间的壁厚考虑为15毫米左右，因此可以算出偏心轮的外圆直径为210毫米。偏心轮的结构与尺寸见图19。见图16可见，滑杆上下往复移动的行程S，要等于模孔的高度和冲头在模孔外的一段距离之和，即S=100+60=160毫米。参
21、考平面连杆机构部分，S=2a，见图5.2，得到： (44)5.6.2 决定连杆的长度和尺寸曲柄滑块机构存在的条件是：曲柄的长度a要小于或等于连杆的长度b,见图5.5，即。在设计时，一般取最小的传动角适当的选的偏大一些，为此，将选为70度。则连杆的长度为： 5.6.3 具体结构。如上图17和图18所示根据图式，可以看得到偏心轮的结构，从而确定所需要求的零件。偏心轮机构，包括主轴和套在主轴上的偏心轮，所述偏心轮上设有若干均匀分布的径向螺孔，其数量常可为3个或4个，所述螺孔上分别配有各自的螺钉，所述偏心轮和主轴之间还设有若干柱面形垫片，所述垫片从内侧挡住各螺孔，旋紧各螺钉，螺钉的尾部将垫片压紧，就可
22、以将偏心轮固定住，由于垫片同主轴的接触面积大，因此在保证偏心轮固定的同时，不会在主轴上顶出凹痕，消除了凹痕对偏心轮转角调整的影响，也增大了偏心轮固定的可靠性。偏心轮就结构有两种，一种是固定轴心，一种是活动轴心，所谓偏心，顾名思义，就是他的内心不是居于外圆的正中，当轴转动，带动偏心轮一起转动，这就是一般的凸轮机构，5.6.4 偏心销的装配 连杆与偏心销的装配其摩擦部分用铜套。铜套的厚度根据经验一般取，铜套的长度，d为铜套的内径25毫米，则 (46)取； 图15 偏心轮的结构Fig.15 Eccentric structure 图16 曲柄连杆机构 Fig.16 Crank rod system取
23、L=30毫米。在决定铜套内径的公差时，要特别注意当铜套压入连杆孔时铜套内径的缩量约为铜套外径过盈量的0.80.9（这里指的是薄壁铜套），因此在确定铜套尺寸时，要适当加大铜套的内径与轴配合的间隙，其加大量由计算得到，见图5.6。图17 薄壁铜套压入前后的间隙变化Fig.17 Thin copper set of pressure into the before and after the gap5.7 轴的结构设计以轴II为例说明制钵机各轴的结构设计。轴II上装有一个直齿圆柱齿轮，一个直齿圆锥齿轮和一个偏心轮，既承受弯距，又承受扭距，属转轴类型。5.7.1 选择轴的材料 该轴传动中小功率，且转速
24、较低，故选用45钢，调质处理，其力学性能由表21-1查得， (47) 由表21-23查得A=1145.7.2 初步估计轴的直径由表21-22公式初步估算轴2径 取 (48)5.7.3 轴II的结构设计 圆柱齿轮、偏心轮轴向定位的轴肩直径不能太小，故加用套筒帮助轴向承压，其轴端固定采用小圆螺母和平垫圈。从表3-2-75选择小圆螺母的尺寸参数为：M301.5 ，；由表8-288选择C级平垫圈的尺寸参数：。圆锥齿轮用的轴环定位并承受轴向力，用紧定螺钉加以固定。由表3-2-46，选取开槽圆柱头螺钉M625。圆柱齿轮、圆锥齿轮及偏心轮的周向定位采用普通平键B型，由表9-5得，其尺寸bhL分别为10840
25、、12840、10832。由于锥齿轮的存在，轴上有轴向力，所以两个滚动轴承均采用角接触球轴承，其型号分别为7308C，7307C，其外形尺寸dDB分别为409023、358021。采用脂润滑。其结构见附图5.7.4 按当量弯距法校核做出轴的受力简图，求作用在轴上的力表格5 齿轮受力表Gear stress table水平面垂直面直齿轮锥齿轮偏心轮轴承反力当时，轴为最危险。偏心轮与同它啮合的齿轮，中心线的连线与水平面成45度夹角，则偏心轮作用于轴II的力在水平面的分力为 (49)在垂直面的分力为(50)其中轴承反力分别在水平面内和垂直面内进行计算。在水平面里求支反力：由得， (51)则可求得 则
26、N (52)在垂直面里求支反力：由得， 则可求 。 （53）则N 表格6 弯距表Bend from the table垂直面（）水平面（）I截面 合成力矩 II截面 合成弯距III截面 合成弯距 =42.635.7.5 作出转距图 T=189.07N.m 5.7.6 作出当量弯距图 （54） （55） （55）5.7.8 确定许用应力 由上已知 （56）5.7.9 校核轴径 （57） （58） （59）则按照当量弯距法较核，轴的强度足够。 图18 力矩图Fig.18 Torque figure5.8 轴承的校核。两个轴承均采用角接触球轴承，分别为7308AC型，7307AC型5.8.1 730
27、8AC型轴承的校核：由表6-1-48, (脂润滑) 求当量动载荷 由式 （60） （61）由表22-18可知，角接触轴承的附加轴向力又， （62）由表22-19可知， （63）又由表22-16和表22-17分别查得X=1，Y=0；所以， （64）5.8.2 计算轴承的寿命由公式22-3，所以寿命足够。 （65）5.8.3 极限转速计算由式22-17 其中N是许用转速，No是轴承的极限转速，是载荷系数，是载荷分布系数。已知No= （66）又由图22-9、22-10分别查得， （67）故 （68）所以选用7308AC角接触球轴承能满足要求。5.8.4 7307AC型轴承的较核由表22-42,， (
28、1)求当量动载荷 由式22-6 （69）， （70）又由表22-16和表22-17分别查得X=1，Y=0；所以 （71）(2)计算轴承的寿命由公式22-3，所以寿命足够 （72）(3)极限转速计算由由图22-9、22-10分别查得， （73）同理所以选用7307AC角接触球轴承能满足要求6 主要零件的强度校核6.1 转盘齿轮对（齿轮5、齿轮6）知小齿轮5的材料为35号钢、调质、大齿轮6的材料为铸铁HT20-40、尺宽B=30毫米，取截荷系数K=1.3. 根据介绍的方法进行验算：比较乘积，取其中较小值。由表8-7查得大、小齿轮的齿形系数Y6=0.301,Y5=0.258;由表8-6查得大、小齿轮
29、的许用弯曲应力为6=7.5公斤/毫米2、5=17.4公斤/毫米2。考虑开式传动齿面易磨损，许用弯曲应力值降低20%，则实际许用弯曲应力值应为： 比较乘积值，得: 取其中较小值，大齿轮的 应作为计算强度的依据。求尺宽系数。根据B=得到 （74）7 营养钵土的要求钵土要求养分，营养钵养分的多少和营养成分是否齐全，不仅影响到株苗素质，同时也影响到移栽后的生育进程。要选择无枯，黄萎病和无盐成分的肥沃表层热土，东前床地开始备土，立春后提前结合施肥，这样能使土壤充分熟化细碎。为确保营养钵有丰富的营养，应施足够有机肥和磷钾肥，有机肥以经过充分腐熟的人畜粪类最好。一般每亩苗床施过筛肥230KG到500KG或人
30、畜200KG到400KG，过磷酸钙，氯化钾各15KG到25KG，腐熟饼肥25KG到50KG，有机肥料和化肥与表层熟土混合搅匀，肥，土的配合比例为1:41：5.切实做到有机肥与无机肥，速效肥与迟效肥两个相结合，氮，磷，钾相配合。8 绘制总装配图在绘制好总体结构图、主要零部件结构图的前提下，就可以进行总装配的绘制工作。为了急于求成，有的人不画总转配图和零件图，并急于投产。其结果往往是各部件装不上去，或是装上去运动不协调、造成很大的浪费和不必要的返工。设计者的一般经验，都是先画好总装配图，然后才画部件图和拆绘零件图。 在绘制总装配图时，要尽量的采用通用件和标准间，这是衡量一台及其是否优越的重要标准之
31、一。另外，还要结合本单位的实际，立足于自力更生。例如，设计中需要的孔径为毫米，而本厂之有毫米的绞刀，这时就应该考虑是否可能将的改为，以便于加工。总装配图如图5.12所示。至于绘制的方法和步骤，可参考切管机的图例，这就不在重复。8 结论本文通过对老式育秧钵机的结构形状进行分析，针对老式制钵机的缺点，提出了一种新式的制钵机，并对新式的制钵机的动力源、传动系统、执行系统进行方案讨论，得出最后的总体方案。按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出制秧钵机的整体结构尺寸，然后以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算，得出各零部件的具体尺寸，再重新调整整体结构，整理得出最后的设计图纸和说明书。此次
32、设计的制钵机和老式制钵机相比，具有生产效率高，结构简单，性能更稳固，更容易操作，使用范围更广的特点。通过对制钵机的设计，使我对成型机械的设计方法、步骤有了较深的认识。熟悉了齿轮、带轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法；掌握了如何选用标准件，如何查阅和使用手册，如何绘制零件图、装配图；以及设计非标准零部件的要点、方法。这次设计贯穿了函授所学的专业知识，综合运用了各科专业知识，从中使我学习了很多平时在课本中未学到的或未深入的内容。我相信这次设计对以后的工作学习都会有很大的帮助。由于自己所学知识有限，而机械设计又是一门非常深奥的学科，设计中肯定存在许多的不足和需要改进的地方，希望老师指出，在以后的学
33、习工作中去完善它们。参考文献1杨文珍,陆秋君,赵匀. 圆盘式精密播种制钵机运动学优化设计.2杨文珍,赵 匀,陆秋君. 精密播种制钵机计算机分析与设计.中国农机化2004(1):31343韩豹，马守义，韩许.2Z-2型玉米钵育苗移栽机的研制.现代化农业.1996(11):134杨文珍,赵匀,李革,俞高红.播种制钵机的研究与展望.农机化研究.20031(1):56575赵学田.自动机械自学入门. 北京：冶金工业出版社，19826Patton W.J. Mechanical Power Transmission .New Jersey: Prentice-Hall, 19807濮量贵，纪名刚.机械设
34、计.7版.北京：高等教育出版社，20018Mechanical Drive (Reference Issue).Machine Design. 52(14), 19809庞启淮.小功率电动机应用技术手册.北京：机械工业出版社，199610王世刚，张秀亲，苗淑杰.机械设计实践.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，200311徐灏.机械设计手册.2版. 北京：机械工业出版社，2001 12陆玉,何在洲,佟延伟.机械设计课程设计.3版. 北京：机械工业出版社，200013孙桓，陈作模主编.机械原理.6版. 北京：高等教育出版社，200114机械设计手册编委会.机械设计手册.新版.北京：机械工业出版社，20
35、0415林景凡，王世刚，李世恒.互换性与质量控制基础. 北京：中国科学技术出版社，199916刘鸿文.材料力学.3版. 北京：机械工业出版社,199217郑文纬,吴克坚.东南大学机械学学科组,机械原理M.北京:高等教育出版,1999,6.18机械设计手册编委会.机械设计手册.第2卷.北京：机械工业出版社，2004,819徐灏.机械设计手册.2版.北京：北京工业出版社，2001,920Sunage T,et al.Differental reducers using internal gears with small tooth number difference(The first repor
36、t,fundamentals of design)J.Bulletin of JSME,1994,(108). 致 谢本论文是在翁伟老师的悉心指导和热情关怀下完成的，在此要感谢我的指导老师吴老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，也许设计做的不是太好，但我体会到了成功的喜悦，这过程中也学到了很多的东西，使我终身受益。附录附录1：（装配图A0x1）附录2：（零件图A1x2）附录3：（零件图A2x1）附录4：（零件图A3x2）
