0118-制育秧缽機(jī)設(shè)計(jì)【全套6張CAD圖】,全套6張CAD圖,育秧,設(shè)計(jì),全套,cad
目 錄
1 緒 論 1
1.1 選題的目的和意義 1
1.2 本課題在國內(nèi)外的研究狀況 2
1.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法 3
2 育秧缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求 3
2.1 用途 3
2.2 設(shè)計(jì)要求 4
3 方案確定 6
3.1 工藝分析 6
3.1.1最早的手工制秧缽的方法 6
3.1.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 8
3.1.3對(duì)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求 9
3.2擬定機(jī)器的工作原理圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 10
3.3方案確定 12
3.3.1?？邹D(zhuǎn)盤方案的討論 13
4 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算 14
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 14
4.1.1電動(dòng)機(jī)的功率確定 14
4.1.2選擇電動(dòng)機(jī) 15
4.2 確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 15
4.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率 16
5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1?？邹D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸 18
5.2轉(zhuǎn)盤齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 18
5.3曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸 19
5．4錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸 22
5.5直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 26
5.6帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 26
5.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
5.8繪制總裝配圖 29
6主要零件的強(qiáng)度校核 31
6.1轉(zhuǎn)盤齒輪對(duì)（齒輪5、齒輪6） 31
總 結(jié) 32
畢業(yè)心得 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 35
1 前 言
1.1 選題的目的和意義
育秧缽機(jī)是一種自動(dòng)生產(chǎn)秧苗缽體的機(jī)械設(shè)備。可用于制作圓柱形帶種籽孔的棉花、玉米、瓜果、 花卉以及中草藥等多種蔬菜農(nóng)作物育苗用營養(yǎng)缽。秧苗用缽體培育后移栽，能保證秧苗質(zhì)量，達(dá)到早育、早熟、早上市、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的，還可節(jié)省勞力、種子肥料、農(nóng)藥。同時(shí)，該設(shè)備生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固可靠，容易操作。是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的工具。中國是世界最大的蔬菜生產(chǎn)國，蔬菜產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%左右。我國蔬菜栽植機(jī)械的發(fā)展較慢，秧苗栽植幾乎全部由人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高。顯而易見，實(shí)現(xiàn)蔬菜農(nóng)作物栽植機(jī)械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。
選育秧缽機(jī)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，一方面，可全面的總結(jié)大學(xué)四年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并將本專業(yè)各方面的知識(shí)的運(yùn)用結(jié)合起來，鍛煉了自己的機(jī)械綜合運(yùn)用專業(yè)素質(zhì)；另一方面，初步嘗試了從事系統(tǒng)的科學(xué)研究，通過本次設(shè)計(jì)，深入認(rèn)識(shí)了一般成型機(jī)的設(shè)計(jì)方法和思路，對(duì)畢業(yè)以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。此外，育秧缽機(jī)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、工作量適合，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完全符合要求的。
1.2 本課題在國內(nèi)外的研究狀況
1.國內(nèi)的發(fā)展概況
我國對(duì)機(jī)械制缽機(jī)研究始于 20世紀(jì) 70年代，至今已研制了多種型號(hào)的制缽機(jī)。在“七五”期間，北京引進(jìn)國外機(jī)械化育苗生產(chǎn)線，主要以生產(chǎn)蔬菜苗缽為主，可以實(shí)現(xiàn)缽?fù)林苽?、缽體成形、打坑、精密播種及覆土等工藝的機(jī)械化。在“八五”期間，經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)，進(jìn)行了“盤苗設(shè)備及配套技術(shù)研究”，研制出“精密播種生、產(chǎn)線設(shè)備 ”，主要用來制造以蔬菜、甜菜為主的苗缽?！皺C(jī)械化制缽機(jī)的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，已研制出2ZBJ-50型機(jī)械化制缽機(jī)，能實(shí)現(xiàn)制缽過程機(jī)械化操作，制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經(jīng)濟(jì)作物的移栽要求。總體來講，我國制缽機(jī)的研制與開發(fā)有了較大發(fā)展。目前，我國在這方面的研究也很多，并且有越來越多的適應(yīng)性更廣的機(jī)型正在研究中或已研制出來，將能更好的為國民生產(chǎn)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
2.國外發(fā)展概況
20世紀(jì)初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機(jī)具。這些機(jī)具仍為手動(dòng)栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動(dòng)；到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機(jī)構(gòu)或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；自20世紀(jì)50年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術(shù)研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動(dòng)移栽機(jī)和制缽機(jī)；至20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機(jī)械化水平為58%，國營農(nóng)場(chǎng)已達(dá)67%；到20世紀(jì)80年代，半自動(dòng)移栽機(jī)已在西方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽；育苗和移栽已形成完整的機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)見配套使用。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應(yīng)的自動(dòng)化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達(dá)到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。歐洲的幾個(gè)主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。
1.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法
本課題是對(duì)育秧缽機(jī)的成型機(jī)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)展開。為了達(dá)到要求的運(yùn)動(dòng)精度和生產(chǎn)率，必須要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有一定的傳動(dòng)精度并且各傳動(dòng)元件之間應(yīng)滿足一定的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)各零部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作。該設(shè)計(jì)均采用新國標(biāo)，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括動(dòng)力源的選擇設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及設(shè)備零部件等的設(shè)計(jì)。
2 育秧缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求
2.1 用途
育秧缽機(jī)是一種制作培育秧苗缽體土胚的機(jī)器，該機(jī)可替代人工自動(dòng)制作秧缽，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固可靠，容易操作等特點(diǎn)。
育秧缽是一種培育秧苗用的土胚，它能使秧苗在育秧期有足夠的養(yǎng)料及秧苗成長后能方便的移植到田間栽種。育秧缽由配有各種肥料的土壤做成圓柱形狀并在上端挖一個(gè)凹孔使之成缽狀。使用時(shí)將種子播在凹孔中，用土覆蓋，待秧苗成長后連育秧缽一起移到田間栽種即可。
2.2 設(shè)計(jì)要求
1.秧缽的結(jié)構(gòu)尺寸（見圖2.1）
圖2.1 育秧缽
2.生產(chǎn)率 3000個(gè)/小時(shí)。
3.設(shè)備名稱 ZB60型育秧缽機(jī)。
4.特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，維護(hù)方便，成本低，拖動(dòng)功率小。
5.使用期限 8~10年，6~7個(gè)月檢修一次。
圖2.2育秧缽制缽機(jī)
3 方案確定
3.1 工藝分析
3.1.1最早的手工制秧缽的方法
步驟：（1）將肥料和土壤拌均勻，用篩子篩細(xì)。
（2）將上述土壤放入一個(gè)模子，見圖3.1 a 。
（3）用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一凸頭，見圖3.1 b 。
（4）再將模子托起，育秧缽被沖出，見圖3.1 c 。
a) b) c)
圖3.1 手工制作育秧缽
由手工制造方法可知，制造缽體需要三個(gè)工藝流程，即填料→沖壓成型→沖出成品→進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
2. 老式制缽機(jī)
這種制作方法很像制作蜂窩煤，如圖3.2所示。它的動(dòng)作過程是這樣的：電動(dòng)機(jī) 經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給齒輪7。齒輪7一方面通過偏心銷使運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿8傳動(dòng)滑動(dòng)支架作上下移動(dòng)，另方面齒輪7又由一對(duì)錐齒輪將運(yùn)動(dòng)傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導(dǎo)向鍵聯(lián)接，不僅能隨陬轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在軸上移動(dòng)）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動(dòng)滾子10的強(qiáng)制下，向上抬起并壓縮彈簧，離合器11就處在脫開狀態(tài)，在其下面的齒輪9（和軸空套）就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到凸輪凹面與從動(dòng)滾子10接觸時(shí)，端面凸輪就會(huì)在彈簧力的作用下向下推移。是離合器嚙合，運(yùn)動(dòng)就經(jīng)過齒輪9帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，凸輪會(huì)再次轉(zhuǎn)到凸輪面與滑輪接觸，此時(shí)凸輪又會(huì)在滑輪的強(qiáng)制下使離合器再次脫開，齒輪9就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過程恰好轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過60°，而被定位銷20銷住，也就是在轉(zhuǎn)盤停頓的時(shí)間里，滑動(dòng)支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在?？字凶饕淮紊舷峦鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過程。
這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：
（1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多；
（2） 容易損壞、不易維修；
（3） 造價(jià)較高。
3.新方案的形成???
在設(shè)計(jì)新的制缽機(jī)時(shí)有下面幾點(diǎn)值得改進(jìn)：
（1） 育秧缽機(jī)的壓制壓力較小，用手制造時(shí)估計(jì)沖擊壓力約為100公斤左右，故壓緊機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得簡單一些；
（2） 老式制缽機(jī)的轉(zhuǎn)盤是間歇運(yùn)動(dòng)，是靠端面凸輪離合器實(shí)現(xiàn)的。凸輪沒轉(zhuǎn)動(dòng)60°就停頓一次，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價(jià)也高。如果有辦法在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行壓緊和沖出動(dòng)作，就可以取消定位裝置和端面凸輪離合器專職，這樣，動(dòng)作和機(jī)構(gòu)都比較簡單、也不容易失效；
（3） 攪拌叉19可以直接裝在齒輪9的軸上、省掉一對(duì)錐齒輪；
（4） 用轉(zhuǎn)盤的方法將模孔轉(zhuǎn)位，此方法比較見大，應(yīng)該保留；
（5） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡單，如有可能當(dāng)然還可以設(shè)計(jì)得更簡單一些。
這樣，在參考老式制缽機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，就形成了一個(gè)新的設(shè)計(jì)方法，見圖3.3所示。
圖3.2老式育秧機(jī)
3.1.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
在確定上述方案之后就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)機(jī)器由以下機(jī)構(gòu)組成：
?1.工作機(jī)構(gòu)
工作機(jī)構(gòu)要求完成：
（1） 將沒有攪拌均勻的配有肥料的土壤再次攪拌均勻，然后撥入模孔直至充滿再次將多余的土壤刮掉；
（2） ?？字兴缮⒌耐寥澜?jīng)第一道工位壓緊后，再經(jīng)第二道工位壓緊成型的育秧缽從?？字袥_出；
（3） 將沒有經(jīng)過壓緊和沖出過程的模孔移到壓緊和沖出沖頭下面，進(jìn)行壓緊個(gè)沖出。
針對(duì)工作機(jī)構(gòu)的要求，并參考老式制缽機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，改進(jìn)后的新方案有如下的一些特點(diǎn)：
1) 攪拌的結(jié)構(gòu)不變；
2) ?？邹D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)不變，只是將間歇轉(zhuǎn)動(dòng)改變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，取消了端面凸輪離合器，簡化了機(jī)構(gòu)；
3) 因?yàn)檗D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)是連續(xù)的，無停頓時(shí)間，所以要求沖頭在壓緊和沖出過程中，也要跟隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而在回程中當(dāng)脫離轉(zhuǎn)盤后，又要回到原來的位置，進(jìn)行下一次壓緊和沖出動(dòng)作。為此，就設(shè)想出圖3.3的機(jī)構(gòu)。圖中兩個(gè)沖頭固定在沖頭座上，而沖頭座空套在軸上，由偏心輪經(jīng)過來年感帶動(dòng)來年感個(gè)沖頭一起上下運(yùn)動(dòng)，完成壓緊和沖出動(dòng)作。當(dāng)沖頭進(jìn)入?？缀螅碗S轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)沖頭腿粗原來的位置和準(zhǔn)確的進(jìn)入?？讜r(shí)，由于扭力彈簧的作用，沖頭就回到原來的位置。為了使沖頭準(zhǔn)確地回到原來的位置和準(zhǔn)確地進(jìn)入?？祝仨氃O(shè)計(jì)定位了調(diào)整裝置。調(diào)整螺釘固定在軸上，用調(diào)整螺釘調(diào)整沖頭的平面位置，以使沖頭準(zhǔn)確地進(jìn)入模孔。
圖3.3轉(zhuǎn)盤沖頭機(jī)構(gòu)
3.1.3對(duì)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求
1.攪拌原料、填料、刮除余料
為了能更好的使各種原料混合均勻，土壤原料可在送入攪拌器前人工進(jìn)行加工均勻混合，將土壤在攪拌箱內(nèi)充分?jǐn)嚢杈鶆颍缓罂繑嚢杵魍苿?dòng)及自身的重力和流動(dòng)性填入?？缀蠊纹?。攪拌器以旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。
2.物料的輸送和各工藝的轉(zhuǎn)接
為了實(shí)現(xiàn)指定的生產(chǎn)，要求轉(zhuǎn)盤上的模數(shù)孔不得少于4個(gè)，即待料?？住⑻盍夏？住⒊尚湍？住_出?？?。?？字谱髟谵D(zhuǎn)盤上，一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在各個(gè)傳動(dòng)件的協(xié)調(diào)動(dòng)作下，使其具有一定的速度和位移，完成缽體的制作工藝。
圖3.4 制作育秧缽的工藝流程圖
3.成型和沖出的實(shí)現(xiàn)
為了提高生產(chǎn)率和簡化結(jié)構(gòu)，將成型和沖出分兩個(gè)沖頭同時(shí)實(shí)現(xiàn)，沖頭作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于成型和沖出要求的行程不同，故兩沖頭的長度有差別，其尺寸長度與缽體和轉(zhuǎn)盤的尺寸有關(guān)。由于兩沖頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，可用同一個(gè)機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)，因行程較長，這里選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)兩沖頭動(dòng)作。
4.各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系
為了使該機(jī)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，要求各機(jī)構(gòu)（包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其它輔助機(jī)構(gòu)）必須滿足一定的關(guān)系，不能發(fā)生干涉。因該機(jī)的轉(zhuǎn)盤是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，所以要求沖頭在沖壓和沖出過程中能與轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而在沖壓或沖出完成后，能立即回到初始位置，繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)動(dòng)作。同時(shí)，沖頭在沖壓前（即空行程結(jié)束時(shí)）要能與轉(zhuǎn)盤的?？缀芎玫呐浜仙?，這就要求帶動(dòng)沖頭的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的速比一定和滿足一定的傳動(dòng)精度。
5.各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度控制和實(shí)現(xiàn)
為了實(shí)現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率，考慮到原動(dòng)機(jī)（這里用電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)速過高的問題，需用減速裝置將原動(dòng)機(jī)的速度降到所需的速度。在各種的傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪傳動(dòng)以其傳動(dòng)效率精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，壽命長的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。
3.2擬定機(jī)器的工作原理圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖
1.工作原理圖
該機(jī)的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置減速后，分兩條傳動(dòng)路線傳動(dòng)到執(zhí)行機(jī)
圖3.5 育秧缽工作原理圖
構(gòu)，一路經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳到滑桿，滑桿帶動(dòng)沖頭作上下的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；另一路通過其它齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力提供給轉(zhuǎn)盤和攪拌器，使其實(shí)現(xiàn)物料的攪拌和?？邹D(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位動(dòng)作。
2.繪制兩沖頭工作循環(huán)圖
由于沖頭每作一次循環(huán)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)60°，這里按轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動(dòng)60°（偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)360°）為一周期進(jìn)行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式（以沖頭運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)為位置零點(diǎn)）為：
（3-1）
其中 —為偏心輪的半徑；
—為偏心輪的轉(zhuǎn)角；
—連桿長度；
—導(dǎo)桿的長度。
畫出沖頭的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：
圖3.6 育秧缽機(jī)直線型運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖
3.3方案確定
本次設(shè)計(jì)由老式制缽機(jī)改進(jìn)得來，通過對(duì)老式制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)功能分析，并針對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行討論，得出新的制缽機(jī)方案。其老式制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖3.7 老式制缽機(jī)的工作原理圖
3.3.1模孔轉(zhuǎn)盤方案的討論
1.連續(xù)式
特點(diǎn)：直接用齒輪傳遞功率和動(dòng)力，轉(zhuǎn)盤工作過程中不停歇。實(shí)現(xiàn)簡單、可靠，沒有沖擊、振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。但對(duì)沖頭工作中的定位和運(yùn)動(dòng)精度的要求相對(duì)較高。
2.停歇式（間歇式）
對(duì)本機(jī)來說，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，沖擊不是很大，精度要求一般，因此可選用比較常用的槽輪機(jī)構(gòu)做本機(jī)的間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
特點(diǎn)：轉(zhuǎn)位迅速，效率高，對(duì)沖頭的控制相對(duì)簡單，機(jī)構(gòu)零部件較多，加工制造有一定的困難，調(diào)節(jié)性能差，在撥銷進(jìn)入和脫出槽輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生有限的二次沖擊。
鑒于以上兩種方案各有其特點(diǎn)，并針對(duì)，本次設(shè)計(jì)要求，該機(jī)采用連續(xù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)。
4 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
4.1.1電動(dòng)機(jī)的功率確定
電動(dòng)機(jī)的功率由該設(shè)備所消耗的功率決定。該設(shè)備消耗的功率主要有：
1.壓緊和沖出時(shí)作功
沖頭工作時(shí)平均所受的壓力取100kg（按經(jīng)驗(yàn)選?。?，沖頭總行程為160mm ，上下一次總位移為320mm ，每小時(shí)往復(fù)4000次，所消耗功率按下式計(jì)算
== （4-1）
式中 F—沖頭在行程中所受的平均壓力，單位N；
S—沖頭每次行程的位移量，單位m ；
n—沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)，單位 次/小時(shí)。
因此
===9.8×100×≈0.348kw
2.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功
轉(zhuǎn)盤克服的摩擦力有：（1）底板（土缽擋板）與轉(zhuǎn)盤的摩擦；
（2）攪拌箱的攪拌器與轉(zhuǎn)盤的摩擦；
（3）土壤與轉(zhuǎn)盤的摩擦。
其消耗的功率大約為：=0.2kw （類比法，參考文獻(xiàn)[5]）
3.攪拌器消耗功率
由于攪拌器的轉(zhuǎn)速不高，估計(jì)推動(dòng)1立方米的土料需要1噸的力。
攪拌器的體積為：
==3.14××0.25=0.02512
推動(dòng)的土料需要的平均力：
==246.176
消耗功率：
===246.176×6.908×0.2=≈0.34kw
取 =0.34kw
總的工作功率：
=++=0.348+0.2+0.34=0.888kw
總的機(jī)械效率選： =0.75
則電動(dòng)機(jī)的功率為：
===1.184kw
4.1.2選擇電動(dòng)機(jī)
由于該機(jī)為農(nóng)用機(jī)械，主要是針對(duì)農(nóng)村和農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)的，一般的農(nóng)村用電電壓為220V，又異步電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)使用方便，價(jià)格低廉，因此該機(jī)采用單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力源。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YC100L4，其特性參數(shù)見下表。
表4-1 電動(dòng)機(jī)的特性參數(shù)
電壓
/ V
功率/kW
轉(zhuǎn)速/r·min
效率（%）
功率因數(shù)
堵轉(zhuǎn)電流 /A
220
1.5
1500
73
0.75
2.5
1.8
37
采用B3型安裝，其安裝尺寸見下表。
表4-2 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸
系列
機(jī)座號(hào)
安裝尺寸
A
B
C
D
E
F
G
H
K
YC系列
100L
160
140
63
28
60
8
24
100
12
外型尺寸見下表
表4-3 電動(dòng)機(jī)的外型尺寸
外型尺寸（不大于）
AB
AC
AE
DH
L
205
220
130
260
430
4.2 確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比
該機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)路線組成：電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)帶輪傳給單級(jí)開式齒輪減速器，然后分兩路傳動(dòng)，一路由錐齒輪傳給轉(zhuǎn)盤和攪拌器，另一路由偏心輪帶動(dòng)滑桿和沖頭作上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
考慮到生產(chǎn)率的要求和工作機(jī)構(gòu)的配合，各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)滿足下列關(guān)系：
1.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速
= （4-2）
==11.11轉(zhuǎn)/分
2.偏心輪的轉(zhuǎn)速
根據(jù)設(shè)計(jì)工藝，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，要求沖頭作6次上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則偏心輪的轉(zhuǎn)速為：
=×6=11.11×6=66.66轉(zhuǎn)/分
3.總的傳動(dòng)比
主傳動(dòng)路線要求將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動(dòng)，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)降到偏心輪的轉(zhuǎn)速，其總的傳動(dòng)比為：
=×===22.5
由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，一般≤5[10]，故可分配傳動(dòng)比=4，=5.6。
4.內(nèi)傳動(dòng)路線傳動(dòng)比
要求偏心輪轉(zhuǎn)6圈時(shí)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一圈，因此就要求兩錐齒輪的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)盤齒輪的傳動(dòng)比乘積等于6，即：
==·=6
5.其它齒輪的傳動(dòng)比
為了保證轉(zhuǎn)盤和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度，并簡化機(jī)構(gòu)，選兩直齒錐齒輪的傳動(dòng)比=1，則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比=6。所以小齒輪5的轉(zhuǎn)速、攪拌器的轉(zhuǎn)速和偏心輪的轉(zhuǎn)速三者相同。
4.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率
根據(jù)傳動(dòng)比及功率計(jì)算方法，可按公式=和=計(jì)算。
已知電動(dòng)機(jī)YC100L4，其=1.5KW =1500r/mir，又=4，=5.6，=1，=6，選
=0.95 參考文獻(xiàn)[11]（第四卷）表33.1—4
=0.98 參考文獻(xiàn)[11]（第四卷）表33.1—1
=0.99 參考文獻(xiàn)[11]
=0.9 類比法，參考文獻(xiàn)[5]
1.各軸轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸 ===375 r/min
Ⅱ軸 ===66.96 r/min
Ⅲ軸 ===66.96 r/min
2.各軸功率
由前面的計(jì)算可知，轉(zhuǎn)盤所需功率=0.2 kw。所以有
Ⅲ軸 =+=+=0.549≈0.55 kw
Ⅱ軸 =+=+=0.955 kw
Ⅰ軸 ===0.99 kw
5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1?？邹D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸
轉(zhuǎn)盤上有六個(gè)均勻分布的?？?，根據(jù)育秧機(jī)的規(guī)格，現(xiàn)確定?？椎母叨菻=120毫米，孔徑d=60毫米，轉(zhuǎn)盤的材料為鑄鐵HT15-33。由于強(qiáng)度較低，孔與外圓之間的壁厚不宜太薄，取為10毫米，孔與孔之間的壁厚為15毫米，從而可以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)尺寸。如圖5-1，經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)盤外圓直徑應(yīng)為230毫米。
5.2轉(zhuǎn)盤齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
齒輪與轉(zhuǎn)盤可做成一體，材料都是HT15-33。由于強(qiáng)度較容易磨損，故模數(shù)可選擇大一些，現(xiàn)定為m=4毫米，這樣就可以保持一定的壽命。與其配合的小齒輪，故可以用35號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。
根據(jù),若取小齒輪數(shù)，從而可以算出它們的幾何尺寸（見圖7）
小齒輪分度圓直徑
大齒輪分度圓直徑
小齒輪齒頂圓直徑
大齒輪齒頂圓直徑
小齒輪齒根圓直徑
小齒輪齒根圓直徑
由于齒輪是鑄造齒輪，又是開式傳動(dòng)方式，取齒寬系數(shù)，則齒寬，取B=30毫米；
中心距
小齒輪，應(yīng)做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，其孔徑由與其相配的軸的結(jié)構(gòu)尺寸決定；大齒輪，應(yīng)做成輻板式結(jié)構(gòu)。由于它和轉(zhuǎn)盤做成一體，六個(gè)?？渍每勺鳛辇X輪輻板上的孔，中間的孔徑由滑桿的直徑?jīng)Q定。
在決定齒輪尺寸時(shí)，還要考慮攪拌箱的結(jié)構(gòu)。由圖可以看大哦，如果兩齒輪中心距a太小，勢(shì)必就會(huì)縮小攪拌箱的直徑。上面決定的a=252毫米對(duì)攪拌箱來說上合適的。結(jié)構(gòu)尺寸如圖：
圖5.1轉(zhuǎn)盤齒輪
5.3曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸
見圖5.1，此處偏心輪的偏心距即相當(dāng)于曲柄長度a，滑桿即相當(dāng)于滑塊，畫成簡圖，如圖5.2。它是屬于對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
（1） 偏心距的確定
見圖3.7可見，滑桿上下往復(fù)移動(dòng)的行程S，要等于?？椎母叨群蜎_頭在?？淄獾囊欢尉嚯x之和，即S=100+60=160毫米。參考平面連桿機(jī)構(gòu)部分，S=2a，見圖5.2，得到：
（2） 具體結(jié)構(gòu) （見圖5.3）
圖5.2曲柄連桿示意圖
圖5.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖
偏心輪用平鍵，止退墊圈，圓螺母固定在軸上，凡是用此種方法固定的，都要求軸頸長度比輪轂孔長度短。為了使螺母不與連桿相碰，將偏心輪設(shè)計(jì)成凹坑，將螺母置于凹坑中，凹坑直徑可比止退墊圈直徑大。偏心輪不宜做的太厚，可在之間。為了增加與軸的配合部分長度，還必須設(shè)計(jì)一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚考慮為15毫米左右，因此可以算出偏心輪的外圓直徑為210毫米。偏心輪的結(jié)構(gòu)與尺寸見圖5.4。
圖5.4偏心輪的結(jié)構(gòu)
圖5.5 曲柄連桿機(jī)構(gòu)
（3）決定連桿的長度和尺寸
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)存在的條件是：曲柄的長度a要小于或等于連桿的長度b,見圖5.5，即。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般取最小的傳動(dòng)角適當(dāng)?shù)倪x的偏大一些，為此，將選為70度。則連桿的長度為：
（4）偏心銷的裝配
連桿與偏心銷的裝配其摩擦部分用銅套。銅套的厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取，銅套的長度，d為銅套的內(nèi)徑25毫米，則
??；
取L=30毫米。
在決定銅套內(nèi)徑的公差時(shí)，要特別注意當(dāng)銅套壓入連桿孔時(shí)銅套內(nèi)徑的縮量約為銅套外徑過盈量的0.8~0.9（這里指的是薄壁銅套），因此在確定銅套尺寸時(shí)，要適當(dāng)加大銅套的內(nèi)徑與軸配合的間隙，其加大量由計(jì)算得到，見圖5.6。
圖5.6薄壁銅套壓入前后的間隙變化
5．4錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸
在決定錐齒輪的尺寸之前，先要確定以下一些條件：
（1） 該齒輪速比故二齒輪的齒數(shù)相等，，初步選定為20，即=20；
（2） 該齒輪的受力較大，故材料選用鑄鋼ZG35；
（3） 該齒輪的傳動(dòng)功率是第Ⅲ軸的功率，。
根據(jù)上列一些條件就可以求錐齒輪的模數(shù)，其求法如下：
1） 求錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)
式中 Z------錐齒輪齒數(shù)； Z=20
-----分度圓錐角。
則
2） 代入上式得
3） 根據(jù)求齒形系數(shù)Y
4） 查表可得齒形系數(shù)Y=0.282；
5） 根據(jù)齒輪材料求
6） 查表查的鑄鋼單向工作時(shí)的=16.5公斤/毫米，因?yàn)槭情_式傳動(dòng)，所以將降低20使用，得
7） 求Y值
8） 得Y
9） 求齒寬系數(shù)
一般選取
求錐齒輪平均模數(shù)
由上述一些條件查得=4.5；
求錐齒輪大端模數(shù)m
由于5.4不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，故實(shí)際選用m=6。
確定了錐齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，，就可以根據(jù)計(jì)算幾何尺寸，計(jì)算方法如下；
分度圓錐角
齒頂高
齒根高 =1.2m=1.2 6=7.2毫米
齒高 h=+=6+7.2=13.2毫米
分度圓直徑 d=mz=620=120毫米
齒頂直徑
齒根圓直徑
錐距
齒寬
齒頂角
齒根角
齒頂圓錐角
齒根圓錐角
圖 5.7錐齒輪的各部分尺寸
錐齒孔的直徑由與其配合的軸徑?jīng)Q定，現(xiàn)取為=40毫米，則孔徑也是40毫米；
輪轂直徑
輪轂寬度
圖 5.8一對(duì)相嚙合的錐齒輪
5.5直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
一般來說，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩就小，模數(shù)也就可以小一些。齒輪5，齒輪6轉(zhuǎn)速低，并已選定模數(shù)m=4，這里的齒輪1，齒輪2轉(zhuǎn)速較高，模數(shù)相應(yīng)的就該小一些，現(xiàn)在確定為m=3.又根據(jù)i2=7,確定齒數(shù)z1=17,則z2=17x7=119.至于他們的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和計(jì)算方法和轉(zhuǎn)盤齒輪一樣，這里不在重復(fù)。大齒輪2的結(jié)構(gòu)如圖5.9所示。
圖5.9大齒輪結(jié)構(gòu)圖
5.6帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
已知帶所傳遞的名義功率N電=1.1千瓦，根據(jù)“七，帶傳動(dòng)”部分表7-4計(jì)算如下：
由表7-5，選取工作情況系數(shù)KI=1，則計(jì)算功率N計(jì)=KIxN電=1.1千瓦
根據(jù)N計(jì)=1.1千瓦和N電=1410轉(zhuǎn)/分，由圖7-9查的為O型膠帶，但考慮到農(nóng)村使用情況，工作條件較差，日曬雨淋，膠帶容易失效，故選用A型膠帶。
參考表7-3和7-6，選取小帶輪直d1=100毫米：大帶輪直徑d2=ixd1=4x100毫米；驗(yàn)算 <25米/秒，故合用；
初定中心距a0(見公式7-2)，
0.7（d1+d2）
收藏