0118-制育秧缽機設(shè)計【全套6張CAD圖】,全套6張CAD圖,育秧,設(shè)計,全套,cad
制育秧缽機設(shè)計
摘要：老式制育秧缽機由蜂窩煤成型機改進得來，體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，效率低。本設(shè)計從老式制育秧缽機出發(fā)，在傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)上都做了很大的改進。本機每小時能生產(chǎn)3000個缽體，可廣泛應(yīng)用于玉米、蔬菜、瓜果等秧苗的制缽。該機采用單相電動機做動力源，可在廣大的農(nóng)村使用，不用擔(dān)心需要較高的動力電壓的問題。文中較詳細的設(shè)計了制育秧缽機的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，對各個零件做了具體的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，并對受載荷較大的零件進行了精確的校核。包括齒輪、帶輪、軸和軸承等零部件的校核。該機的設(shè)計大量運用標(biāo)準(zhǔn)件，大大縮短了設(shè)計工作量和降低了生產(chǎn)制造周期及成本。主要設(shè)計內(nèi)容有：方案的確定；電機的選擇；各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計算；帶、齒輪、及錐齒輪的設(shè)計與計算；軸的最小直徑；帶、齒輪、及錐齒輪的尺寸計算以及方案圖、裝配圖和零件圖的繪制。
關(guān)鍵詞：制育秧缽機 缽體 傳動系統(tǒng) 執(zhí)行機構(gòu)
Design of the legacy of seedlings
Abstract: The old system of seedlings from the legacy 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, 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 Bowl 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 parts, 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 and 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 agencies
Signature of the Supervisor:
II
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
I、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目： 制育秧缽機設(shè)計
II、畢 業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：
設(shè)計一制育秧缽機，要求：
（1）按規(guī)定的尺寸制出育秧缽；
（2）每小時生產(chǎn)3000個左右；
（3）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，拖動功率小，維修方便，造價低。
III、畢 業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：
1. 收集資料、外文資料翻譯、開題報告 第1周—第2周
2. 傳動方案的確定 第3周—第4周
3. 參數(shù)確定及設(shè)計計算 第5周—第7周
4. 制育秧缽機裝配圖設(shè)計及零部件圖設(shè)計 第8周—第15周
5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文 第16周—第17周
Ⅳ 、主 要參考資料：
[1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計.第七版.北京：高等教育出版社，2001
[2]孫桓，陳作模主編.機械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2002
[3] 成大先主編.機械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[4] 趙學(xué)田主編.機械設(shè)計自學(xué)入門.北京：冶金工業(yè)出版社，1982
[5] Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7
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 育秧缽機的用途和設(shè)計要求 3
2.1 用途 3
2.2 設(shè)計要求 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運動機構(gòu) 8
3.1.3對各運動機構(gòu)的要求 9
3.2擬定機器的工作原理圖和運動循環(huán)圖 10
3.3方案確定 12
3.3.1模孔轉(zhuǎn)盤方案的討論 13
4 運動設(shè)計與動力計算 14
4.1 電動機的選擇 14
4.1.1電動機的功率確定 14
4.1.2選擇電動機 15
4.2 確定各傳動機構(gòu)的傳動比 15
4.3 計算各軸的轉(zhuǎn)速和功率 16
5結(jié)構(gòu)設(shè)計 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 28
5.8繪制總裝配圖 29
6主要零件的強度校核 31
6.1轉(zhuǎn)盤齒輪對（齒輪5、齒輪6） 31
總 結(jié) 32
畢業(yè)心得 33
參考文獻 34
致 謝 35
1 前 言
1.1 選題的目的和意義
育秧缽機是一種自動生產(chǎn)秧苗缽體的機械設(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，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。我國蔬菜栽植機械的發(fā)展較慢，秧苗栽植幾乎全部由人工完成，不僅勞動強度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高。顯而易見，實現(xiàn)蔬菜農(nóng)作物栽植機械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。
選育秧缽機作為畢業(yè)設(shè)計的內(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，并將本專業(yè)各方面的知識的運用結(jié)合起來，鍛煉了自己的機械綜合運用專業(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，深入認識了一般成型機的設(shè)計方法和思路，對畢業(yè)以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。此外，育秧缽機的設(shè)計內(nèi)容、工作量適合，作為畢業(yè)設(shè)計的內(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
我國對機械制缽機研究始于 20世紀(jì) 70年代，至今已研制了多種型號的制缽機。在“七五”期間，北京引進國外機械化育苗生產(chǎn)線，主要以生產(chǎn)蔬菜苗缽為主，可以實現(xiàn)缽?fù)林苽?、缽體成形、打坑、精密播種及覆土等工藝的機械化。在“八五”期間，經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項，進行了“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械化制缽機的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關(guān)項目，已研制出2ZBJ-50型機械化制缽機，能實現(xiàn)制缽過程機械化操作，制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經(jīng)濟作物的移栽要求。總體來講，我國制缽機的研制與開發(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。
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)濟作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動；到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機構(gòu)或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實現(xiàn)了機械化；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)型式的半自動移栽機和制缽機；至20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為58%，國營農(nóng)場已達67%；到20世紀(jì)80年代，半自動移栽機已在西方國家的農(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械作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)了各種機見配套使用。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)的自動化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)。歐洲的幾個主要國家(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
本課題是對育秧缽機的成型機的設(shè)計。設(shè)計主要針對執(zhí)行機構(gòu)的運動展開。為了達到要求的運動精度和生產(chǎn)率，必須要求傳動系統(tǒng)具有一定的傳動精度并且各傳動元件之間應(yīng)滿足一定的關(guān)系，以實現(xiàn)各零部件的協(xié)調(diào)動作。該設(shè)計均采用新國標(biāo)，運用模塊化設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括動力源的選擇設(shè)計，傳動件的設(shè)計，執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計及設(shè)備零部件等的設(shè)計。
2 育秧缽機的用途和設(shè)計要求
2.1 用途
育秧缽機是一種制作培育秧苗缽體土胚的機器，該機可替代人工自動制作秧缽，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。
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凹孔使之成缽狀。使用時將種子播在凹孔中，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/小時。
3.設(shè)備名稱 ZB60型育秧缽機。
4.特點 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，維護方便，成本低，拖動功率小。
5.使用期限 8~10年，6~7個月檢修一次。
圖2.2育秧缽制缽機
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。
（2）將上述土壤放入一個模子，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，制造缽體需要三個工藝流程，即填料→沖壓成型→沖出成品→進入下一個循環(huán)。
2. 老式制缽機
這種制作方法很像制作蜂窩煤，如圖3.2所示。它的動作過程是這樣的：電動機 經(jīng)帶傳動、齒輪傳動將動力和運動傳給齒輪7。齒輪7一方面通過偏心銷使運動經(jīng)由連桿8傳動滑動支架作上下移動，另方面齒輪7又由一對錐齒輪將運動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，而且還能在軸上移動）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動滾子10的強制下，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）就不會轉(zhuǎn)動。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到凸輪凹面與從動滾子10接觸時，端面凸輪就會在彈簧力的作用下向下推移。是離合器嚙合，運動就經(jīng)過齒輪9帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時，凸輪會再次轉(zhuǎn)到凸輪面與滑輪接觸，此時凸輪又會在滑輪的強制下使離合器再次脫開，齒輪9就會停止轉(zhuǎn)動。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)盤停頓的時間里，滑動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)運動，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過程。
這種制缽機有如下的缺點：
（1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多；
（2） 容易損壞、不易維修；
（3） 造價較高。
3.新方案的形成???
在設(shè)計新的制缽機時有下面幾點值得改進：
（1） 育秧缽機的壓制壓力較小，用手制造時估計沖擊壓力約為100公斤左右，故壓緊機構(gòu)可以設(shè)計得簡單一些；
（2） 老式制缽機的轉(zhuǎn)盤是間歇運動，是靠端面凸輪離合器實現(xiàn)的。凸輪沒轉(zhuǎn)動60°就停頓一次，機構(gòu)比較復(fù)雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價也高。如果有辦法在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的同時進行壓緊和沖出動作，就可以取消定位裝置和端面凸輪離合器專職，這樣，動作和機構(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、省掉一對錐齒輪；
（4） 用轉(zhuǎn)盤的方法將?？邹D(zhuǎn)位，此方法比較見大，應(yīng)該保留；
（5） 傳動機構(gòu)比較簡單，如有可能當(dāng)然還可以設(shè)計得更簡單一些。
這樣，在參考老式制缽機的基礎(chǔ)上加以改進，就形成了一個新的設(shè)計方法，見圖3.3所示。
圖3.2老式育秧機
3.1.2運動機構(gòu)
在確定上述方案之后就可以進行機構(gòu)設(shè)計，整個機器由以下機構(gòu)組成：
?1.工作機構(gòu)
工作機構(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?？字敝脸錆M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?？滓频綁壕o和沖出沖頭下面，進行壓緊個沖出。
針對工作機構(gòu)的要求，并參考老式制缽機的工作機構(gòu)，改進后的新方案有如下的一些特點：
1) 攪拌的結(jié)構(gòu)不變；
2) 模孔轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)不變，只是將間歇轉(zhuǎn)動改變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動，取消了端面凸輪離合器，簡化了機構(gòu)；
3) 因為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動是連續(xù)的，無停頓時間，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。而在回程中當(dāng)脫離轉(zhuǎn)盤后，又要回到原來的位置，進行下一次壓緊和沖出動作。為此，就設(shè)想出圖3.3的機構(gòu)。圖中兩個沖頭固定在沖頭座上，而沖頭座空套在軸上，由偏心輪經(jīng)過來年感帶動來年感個沖頭一起上下運動，完成壓緊和沖出動作。當(dāng)沖頭進入?？缀?，就隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動。而當(dāng)沖頭腿粗原來的位置和準(zhǔn)確的進入?？讜r，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)確地進入?？?，必須設(shè)計定位了調(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)確地進入?？住?
圖3.3轉(zhuǎn)盤沖頭機構(gòu)
3.1.3對各運動機構(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蛹白陨淼闹亓土鲃有蕴钊肽？缀蠊纹?。攪拌器以旋轉(zhuǎn)的方式運動，以實現(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，即待料?？?、填料模孔、成型模孔、沖出?？?。?？字谱髟谵D(zhuǎn)盤上，一起作回轉(zhuǎn)運動，在各個傳動件的協(xié)調(diào)動作下，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沖頭同時實現(xiàn)，沖頭作上下直線往復(fù)運動，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)。由于兩沖頭的運動規(guī)律相同，可用同一個機構(gòu)來帶動，因行程較長，這里選用曲柄滑塊機構(gòu)來帶動兩沖頭動作。
4.各機構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系
為了使該機實現(xiàn)規(guī)定的動作，要求各機構(gòu)（包括傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)和其它輔助機構(gòu)）必須滿足一定的關(guān)系，不能發(fā)生干涉。因該機的轉(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，而在沖壓或沖出完成后，能立即回到初始位置，繼續(xù)下一個循環(huán)動作。同時，沖頭在沖壓前（即空行程結(jié)束時）要能與轉(zhuǎn)盤的?？缀芎玫呐浜仙?，這就要求帶動沖頭的曲柄滑塊機構(gòu)和帶動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位機構(gòu)的速比一定和滿足一定的傳動精度。
5.各傳動機構(gòu)的速度控制和實現(xiàn)
為了實現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率，考慮到原動機（這里用電動機）的轉(zhuǎn)速過高的問題，需用減速裝置將原動機的速度降到所需的速度。在各種的傳動系統(tǒng)中，齒輪傳動以其傳動效率精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，壽命長的優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用，所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機構(gòu)的傳動裝置。
3.2擬定機器的工作原理圖和運動循環(huán)圖
1.工作原理圖
該機的動力由電動機經(jīng)減速裝置減速后，分兩條傳動路線傳動到執(zhí)行機
圖3.5 育秧缽工作原理圖
構(gòu)，一路經(jīng)齒輪機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)傳到滑桿，滑桿帶動沖頭作上下的直線往復(fù)運動；另一路通過其它齒輪傳動，將動力提供給轉(zhuǎn)盤和攪拌器，使其實現(xiàn)物料的攪拌和?？邹D(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位動作。
2.繪制兩沖頭工作循環(huán)圖
由于沖頭每作一次循環(huán)運動，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動60°，這里按轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動60°（偏心輪轉(zhuǎn)動360°）為一周期進行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式（以沖頭運動到最低點為位置零點）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。
畫出沖頭的運動循環(huán)圖如下：
圖3.6 育秧缽機直線型運動循環(huán)圖
3.3方案確定
本次設(shè)計由老式制缽機改進得來，通過對老式制缽機的結(jié)構(gòu)功能分析，并針對各個機構(gòu)分別進行討論，得出新的制缽機方案。其老式制缽機的結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖3.7 老式制缽機的工作原理圖
3.3.1?？邹D(zhuǎn)盤方案的討論
1.連續(xù)式
特點：直接用齒輪傳遞功率和動力，轉(zhuǎn)盤工作過程中不停歇。實現(xiàn)簡單、可靠，沒有沖擊、振動，運動平穩(wěn)。但對沖頭工作中的定位和運動精度的要求相對較高。
2.停歇式（間歇式）
對本機來說，由于其結(jié)構(gòu)相對簡單，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構(gòu)做本機的間歇式運動機構(gòu)。
特點：轉(zhuǎn)位迅速，效率高，對沖頭的控制相對簡單，機構(gòu)零部件較多，加工制造有一定的困難，調(diào)節(jié)性能差，在撥銷進入和脫出槽輪時會產(chǎn)生有限的二次沖擊。
鑒于以上兩種方案各有其特點，并針對，本次設(shè)計要求，該機采用連續(xù)式運動轉(zhuǎn)盤機構(gòu)。
4 運動設(shè)計與動力計算
4.1 電動機的選擇
4.1.1電動機的功率確定
電動機的功率由該設(shè)備所消耗的功率決定。該設(shè)備消耗的功率主要有：
1.壓緊和沖出時作功
沖頭工作時平均所受的壓力取100kg（按經(jīng)驗選?。瑳_頭總行程為160mm ，上下一次總位移為320mm ，每小時往復(fù)4000次，所消耗功率按下式計算
== （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—沖頭每小時的行程次數(shù)，單位 次/小時。
因此
===9.8×100×≈0.348kw
2.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動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[5]）
3.攪拌器消耗功率
由于攪拌器的轉(zhuǎn)速不高，估計推動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
總的機械效率選： =0.75
則電動機的功率為：
===1.184kw
4.1.2選擇電動機
由于該機為農(nóng)用機械，主要是針對農(nóng)村和農(nóng)場設(shè)計的，一般的農(nóng)村用電電壓為220V，又異步電動機比直流電動機使用方便，價格低廉，因此該機采用單相電容啟動異步電動機作動力源。電動機型號為YC100L4，其特性參數(shù)見下表。
表4-1 電動機的特性參數(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 電動機的安裝尺寸
系列
機座號
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 電動機的外型尺寸
外型尺寸（不大于）
AB
AC
AE
DH
L
205
220
130
260
430
4.2 確定各傳動機構(gòu)的傳動比
該機的傳動機構(gòu)傳動路線組成：電動機的動力經(jīng)帶輪傳給單級開式齒輪減速器，然后分兩路傳動，一路由錐齒輪傳給轉(zhuǎn)盤和攪拌器，另一路由偏心輪帶動滑桿和沖頭作上下的往復(fù)運動。
考慮到生產(chǎn)率的要求和工作機構(gòu)的配合，各傳動機構(gòu)的傳動比應(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)計工藝，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，要求沖頭作6次上下往復(fù)運動，則偏心輪的轉(zhuǎn)速為：
=×6=11.11×6=66.66轉(zhuǎn)/分
3.總的傳動比
主傳動路線要求將電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動，直齒圓柱齒輪傳動降到偏心輪的轉(zhuǎn)速，其總的傳動比為：
=×===22.5
由于帶傳動的傳動比不宜太大，一般≤5[10]，故可分配傳動比=4，=5.6。
4.內(nèi)傳動路線傳動比
要求偏心輪轉(zhuǎn)6圈時轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一圈，因此就要求兩錐齒輪的傳動比和轉(zhuǎn)盤齒輪的傳動比乘積等于6，即：
==·=6
5.其它齒輪的傳動比
為了保證轉(zhuǎn)盤和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度，并簡化機構(gòu)，選兩直齒錐齒輪的傳動比=1，則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動比=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 計算各軸的轉(zhuǎn)速和功率
根據(jù)傳動比及功率計算方法，可按公式=和=計算。
已知電動機YC100L4，其=1.5KW =1500r/mir，又=4，=5.6，=1，=6，選
=0.95 參考文獻[11]（第四卷）表33.1—4
=0.98 參考文獻[11]（第四卷）表33.1—1
=0.99 參考文獻[11]
=0.9 類比法，參考文獻[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
5.1?？邹D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸
轉(zhuǎn)盤上有六個均勻分布的?？?，根據(jù)育秧機的規(guī)格，現(xiàn)確定模孔的高度H=120毫米，孔徑d=60毫米，轉(zhuǎn)盤的材料為鑄鐵HT15-33。由于強度較低，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)計轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)尺寸。如圖5-1，經(jīng)過計算轉(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?？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，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，勢必就會縮小攪拌箱的直徑。上面決定的a=252毫米對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。它是屬于對心曲柄滑塊機構(gòu)。
（1） 偏心距的確定
見圖3.7可見，滑桿上下往復(fù)移動的行程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 曲柄連桿機構(gòu)
（3）決定連桿的長度和尺寸
曲柄滑塊機構(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)計時，一般取最小的傳動角適當(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，要特別注意當(dāng)銅套壓入連桿孔時銅套內(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，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的=16.5公斤/毫米，因為是開式傳動，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)計算幾何尺寸，計算方法如下；
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)計和計算方法和轉(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”部分表7-4計算如下：
由表7-5，選取工作情況系數(shù)KI=1，則計算功率N計=KIxN電=1.1千瓦
根據(jù)N計=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；驗算 <25米/秒，故合用；
初定中心距a0(見公式7-2)，
0.7（d1+d2）
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