育秧钵机成型机的设计毕业设计说明书

1、前言育秧钵机是一种自动生产秧苗钵体的机械设备。可用于制作圆柱形带种籽孔的棉花、玉米、水果、花卉和中草药等多种蔬菜农作物育苗用营养钵。秧苗用钵体培育后移栽，能保证秧苗质量，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,稳固靠得住，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进展较慢，秧苗栽植几乎全数由人工完成，不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量差、生产本钱高。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。我国对机械制钵机研究始于20世纪70年

2、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，要紧以生产蔬菜苗钵为主，能够实现钵土制笛、钵体成形、打坑、周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“盘苗设管及配套技术研究”，研制出“周密播种生、产线设备”，要紧用来制造以蔬菜、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，能实现制钵进程机械化操作，制造出来的营养钵能够知足玉米、棉花等经济作物的移栽要求。整体来讲，我国制钵机的研制与开发有了较大进展。目前，我国在这方面的研究也很多，而且有愈来愈多的适应性更广的机型正在研究中或

3、已研制出来，将能更好的为国民生产进展作奉献。本课题是对育秧钵机的成型机的设计。设计要紧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，必需要求传动系统具有必然的传动精度而且各传动元件之间应知足必然的关系，以实现各零部件的和谐动作。该设计均采纳新国标，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得零部件等的设计。第1章育秧钵机的用途和设计要求第节育秧钵机用途育秧钵机是一种制作培育秧苗钵体土胚的机械,该机可替代人工自动制作秧钵，具有生产效率高，结构简单，稳固靠得住，容易操作等特点。育秧钵是一种培育秧苗用的土胚,它能使秧苗在育秧期有足够的养料及秧苗成长后能方

4、便的移植到田间栽种。育秧钵由配有各类肥料的土壤做成圆柱形状并在上端挖一个凹孔使之成钵状。利历时将种子播在凹孔中，用土覆盖，待秧苗成长后连育秧钵一路移到田间栽种即可。第节设计要求(1)秧钵的结构尺寸(见图)图育秧钵生产率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，保护方便，本钱低，拖动功率小。(5)利用期限870年，67个月检修一次。图育秧体制钵机第2章方案确信第节工艺分析2.1.1最先的手工制秧钵的方式步骤：（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型，见图a。（3）用一冲头将土壤冲紧，冲头下部有一凸头，见图b。（4）再将模型托起，育秧

5、钵被冲出，见图c。a）b）c）图手工制作育秧钵由手工制造方式可知，制造钵体需要三个工艺流程，即填料一冲压成型一冲出成品f进入下一个循环。老式制钵机这种制作方法很像制作蜂窝煤，如图所示。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乂由一对锥齿轮将运动传到端面凸轮聚散器11（它和轴用导向键联接，不仅能随限转动，而且还能在轴上移动）。假设端面凸轮在隔壁固定着的从动滚子10的强制下，向上抬起并紧缩弹簧，聚散器11就处在脱开状态，在其下面的齿轮9（和轴空套）就可不能转动。当端面凸轮继续转到凸轮凹面与从动滚

6、子10接触时，端面凸轮就会在弹簧力的作用下向下推移。是聚散器啮合，运动就通过齿轮9带动转盘转动。当转到必然位置时，凸轮会再次转到凸轮面与滑轮接触，现在凸轮乂会在滑轮的强制下使聚散器再次脱开，齿轮9就会停止转动。这一进程恰好转盘转过60,而被定位销20销住，也确实是在转盘停顿的时刻里，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秧钵的进程。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。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）育秧钵机的压制压力较小，用手制造时估计冲击压力约为100千

7、克左右，故压紧机构能够设计得简单一些；（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。凸轮没转动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。若是有方法在转盘转动的同时进行压紧和冲出动作，就能够够取消定位装置和端面凸轮聚散器专职，如此，动作和机构都比较简单、也不容易失效；（3）搅拌义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。如此，在参考老式制钵机的基础上加以改良，就形成了一个新的设计方式，见图所示。ntii)a（定位侨）列,三桁以常）3UttW

8、1，动向川舱（M切伟轮，2图老式育秧机细因经第季，从助射枇）40代)232. 1.2运动机构在确信上述方案以后就能够够进行机构设计，整个机械由以下机构组成：工作机构：工作机构要求完成：（1）将没有搅拌均匀的配有肥料的土壤再次搅拌均匀，然后拨入模孔直至充满再次将多余的土壤刮掉；（2）模孔中松散的土壤经第一道工位压紧后，再经第二道工位压紧成型的育秧钵从模孔中冲出；（3）将没有经过压紧和冲出过程的模孔移到压紧和冲出冲头下面，进行压紧个冲出。针对工作机构的要求，并参考老式制钵机的工作机构，改良后的新方案有如下的一些特点：1）搅拌的结构不变；2）模孔转盘的结构不变，只是将间歇转动改变为连续转动，取消了端

9、面凸轮离合器，简化了机构；3）因为转盘转动是连续的，无停顿时间，所以要求冲头在压紧和冲出过程中，也要跟随转盘一起转动。而在回程中当脱离转盘后，乂要回到原来的位置，进行下一次压紧和冲出动作。为此，就设想出图的机构。图中两个冲头固定在冲头座上，而冲头座空套在轴上，山偏心轮经过来年感带动来年感个冲头一起上下运动，完成压紧和冲出动作。当冲头进入模孔后，就随转盘一起转动。而当冲头腿粗原来的位置和准确的进入模孔时，由于扭力弹簧的作用，冲头就回到原来的位置。为了使冲头准确地回到原来的位置和准确地进入模孔，必须设计定位了调整装置。调整螺钉固定在轴上，用调整螺钉调整冲头的平面位置，以使冲头准确地进入模孔。图转盘

10、冲头机构对各运动机构的要求(1)搅拌原料、填料、刮除余料为了能更好的使各类原料混合均匀，土壤原料可在送入搅拌器前人工进行加上均匀混合，将土壤在搅拌箱内充分搅拌均匀，然后靠搅拌器推动及自身的重力和流动性填入模孔后刮平。搅拌器以旋转的方式运动，以实现持续循环工作。(2)物料的输送和各工艺的转接为了实现指定的生产，要求转盘上的模数孔不得少于4个，即待料模孔、填料模孔、成型模孔、冲出模孔。模孔制作在转盘上，一路作回转运动，在各个传动件的和谐动作下，使其具有必然的速度和位移，完成钵体的制作工艺。图制作育秧钵的工艺流程图（3）成型和冲出的实现为了提高生产率和简化结构，将成型和冲出分两个冲头同时实现，冲头作

11、上下直线往复运动，由于成型和冲出要求的行程不同，故两冲头的长度有不同，其尺寸长度与钵体和转盘的尺寸有关。由于两冲头的运动规律相同，可用同一个机构来带动，因行程较长，那个地址选用曲柄滑块机构来带动两冲头动作。（4）各机构之间的和谐关系为了使该机实现规定的动作，要求各机构（包括传动机构、执行机构和其它辅助机构）必需知足必然的关系，不能发生干与。因该机的转盘是持续旋转的，因此要求冲头在冲压和冲出进程中能与转盘一路转动，而在冲压或冲出完成后，能当即回到初始位置，继续下一个循环动作。同时:冲头在冲压前（即空行程终止时）要能与转盘的模孔专门好的配合上，这就要求带动冲头的曲柄滑块机构和带动转盘的转位机构的速

12、比必然和知足必然的传动精度。（5）各传动机构的速度操纵和实现为了实现已经拟定的生产率，考虑到原动机（那个地址用电动机）的转速太高的问题，需用减速装置将原动机的速度降到所需的速度。在各类的传动系统中,齿轮传动以其传动效率精度高，结构紧凑，传动平稳，寿命长的优势而取得普遍的应用，因此那个地址要紧选用齿轮作各执行机构的传动装置。第节拟定机械的工作原理图和运动循环图（1）工作原理图图育秧钵工作原理图该机的动力由电动机经减速装置减速后，分两条传动线路传动到执行机构,一路经齿轮机构、曲柄连杆机构传到滑杆,滑杆带动冲头作上下的直线往复运动;另一路通过其它齿轮传动，将动力提供给转盘和搅拌器，使其实现物料的搅拌

13、和模孔转盘的转位动作。（2）绘制两冲头工作循环图由于冲头每作一次循环运动，转盘转动60。，那个地址按转盘每转动60（偏心轮转动360。）为一周期进行绘制循环图。冲头的行程位移公式（以冲头运动到最低点为位置零点）为：加产d四V、，一乂、的3+.与（）其中6一为偏心轮的半径；P一为偏心轮的转角；4一连杆长度；$2一导杆的长度。画出冲头的运动循环图如下:I两;中头向上运动|冲国中头随模孔Tg转动|冲压成型|冲出秧钵|冲出汴头随转盘模孔气转动两;限向下一|韵席角位移C2202C018016010IEr2()2g3(倒L捌354M角位移04,5,515,560,J/冲国中;Lw移曲线、/14n/1120

14、100806040200CVrnoc/、J/J乙一、r%rso09Cre?001S318(r21002偏心轮角位移10027003130,3300360JJ/、0/冲头宓度由展/-VX图育秧钵机直线型运动循环图第节方案确信本次设计由老式制钵机改良得来，通过对老式制钵机的结构功能分析，并针对各个机构别离进行讨论，得出新的制钵机方案。其老式制钵机的结构简图如下：执行机构控制系统传动系统图老式制钵机的工作原理图2. 3.1模孔转盘方案的讨论（1）持续式特点：直接用齿轮传递功率和动力，转盘工作进程中不断歇。实现简单、靠得住，没有冲击、振动，运动平稳。但对冲头工作中的定位和运动精度的要求相对较高。（2）

15、停歇式（间歇式）对本机来讲，由于其结构相对简单，冲击不是专门大，精度要求一样，因此可选用比较经常使用的槽轮机构做本机的间歇式运动机构。特点：转位迅速，效率高，对冲头的操纵相对简单，机构零部件较多，加工制造有必然的困难，调剂性能差，在拨销进入和脱出槽轮时会产生有限的二次冲击。鉴于以上两种方案各有其特点，并针对，本次设计要求，该机采纳持续式运动转盘机构。第3章运动设计与动力计算第节电动机的选择3.1.1电动机的功率确信电动机的功率由该设备所消耗的功率决定。该设备消耗的功率要紧有:（1）压紧和冲出时作功冲头工作时平均所受的压力取100kg（按体会选取），冲头总行程为160mm,上下一次总位移为320

16、mm,每小时往复4000次，所消耗功率按下式计算nl广S71P=FV=F-3600式中F一冲头在行程中所受的平均压力，单位N；S一冲头每次行程的位移量，单位m；a一冲头每小时的行程次数，单位次/小时。因此()S,n、八八八、,0.32x4000二X100X%36003600（2）转盘转动进程中克服摩擦力做功转盘克服的摩擦力有：（1）底板（土钵挡板）与转盘的摩擦;（2）搅拌箱的搅拌器与转盘的摩擦；（3）土壤与转盘的摩擦。其消耗的功率大约为：匕二（类比法，参考文献5）（3）搅拌器消耗功率由于搅拌器的转速不高，估量推动1立方米的土料需要1吨的力。搅拌器的体积为：V-h=X0.22x=m3推动的土料需

17、要的平均力：F=9.8x1000x0.02512=消耗功率：P=Fv=F69-r=XX=%取尸搅二总的工作功率:的/+/+%=+=总的机械效率选：行二那么电动机的功率为：屯二0.888二电总0.753. 1.2选择电动机由于该机为农用机械，主若是针对农村和农场设计的，一样的农村用电电压为220V,乂异步电动机比直流电动机利用方便，价钱低廉，因此该机采纳单相电容启动异步电动机作动力源。电动机型号为YC100L4,其特性参数见下表。表电动机的特性参数电压/V功率/kW转速/rmin-1效率(%)功率因数堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩堵转电流/A22015007337采纳B3型安装，其安装尺寸见下

18、表。表电动机的安装尺寸系列机座号安装尺寸ABCDEFGHKYC系列100L16014063286082410012外型尺寸见下表表电动机的外型尺寸外型尺寸(不大于)ABACAEDHL205220130260430第节确信各传动机构的传动比该机的传动机构传动线路组成：电动机的动力经带轮传给单级开式齿轮减速器，然后分两路传动，一路由锥齿轮传给转盘和搅拌器，另一路由偏心轮带动滑杆和冲头作上下的往复运动。考虑到生产率的要求和工作机构的配合，各传动机构的传动比应知足以下关系:（1）转盘转速每小时生产定额转盆二转盘的模孔数X60二八二转/分（2）偏心轮的转速依照设计工艺，转盘每转一圈，要求冲头作6次上下往

19、复运动，那么偏心轮的转速为：假二转盘X6=X6=转/分（3）总的传动比主传动线路要求将电动机的转速经带传动如，直齿圆柱齿轮传动降到偏心轮的转速，其总的传动比i主为：.电1500I；=心x%.=-=就卜耳,66.66由于带传动的传动比不宜太大，一样W5”叫故可分派传动比%=4,八遭二。（4）内传动线路传动比要求偏心轮转6圈时转盘旋转一圈，因此就要求两锥齿轮的传动比川羽和转盘齿轮的传动比匕中山乘积等于6,即：偏.（rrt=_=惟齿？转盘齿=6转盘（5）其它齿轮的传动比为了保证转盘和搅拌器的尺寸和搅拌器的速度，并简化机构，选两直齿锥齿轮的传动比几飞二1,那么小齿轮5和直齿圆柱齿轮的传动比乙1二6。因

20、此小齿轮5的转速、搅拌器的转速和偏心轮的转速三者相同。第节计算各轴的转速和功率依照传动比及功率计算方式，可按公式2=3和力计算。已知电动机YC100L4,其电=电=1500r/mir,又=4,f2=,/3=1,1O,JO=3x6=18亳米轮毂宽度/=0.5?=0.5x6=3亳米图一对相啮合的锥齿轮第节直齿圆柱齿轮的结构和尺寸一样来讲，转速高，转矩就小，模数也就能够够小一些。齿轮5,齿轮6转速低，并已选定模数m=4,那个地址的齿轮L齿轮2转速较高，模数相应的就该小一些，此刻确信为m=3.又依照i2=7,确信齿数zl=17,那么z2=17x7=U9.至于他们的几何尺寸和结构，设计和计算方式和转盘齿

21、轮一样，那个地址不在重复。大齿轮2的结构如下图。图大齿轮结构图第节带轮的结构和尺寸已知带所传递的名义功率N电二千瓦，依照“七，带传动”部份表7-4计算如下:由表7-5,选取工作情形系数KI=1,那么计算功率N计二KIxN电二千瓦依照N计二千瓦和N电二1410转/分，由图7-9查的为0型胶带，但考虑到农村利用情形，工作条件较差，日晒雨淋，胶带容易失效，应选用A型胶带。参考表7-3和7-6,选取小带轮直dl=100亳米：大带轮直径d2=ixdl=4x100毫7tdn3.14x100x1410,、1/,口v=7.4米/秒米；验算60x100060x100025米/秒，故合用；初定中心距a0（见公式7

22、-2）,(dl+d2)a02(dl+d2)(100+400)a02(100+400)350a0-=20225120故合用；1 a605.25（8）计算三角胶带根数Z。由表7-8查得,当产7.4米/秒、A型胶带小带轮直径dl=100毫米时,单根胶带所能传递的功率N0二1千瓦，当al二时，由表7-9查的K包角；由表7-7查的K带长二从而取得：1,N0K包角K带长1x0.93x1.03取Z=2根。大带轮的材料均选用HT20-40灰口铸铁：结构型式，当d轴小二18毫米，dl=100毫米时，查得小带轮为实心轮；当d轴大工30毫米，d2=400亳米时，大带轮在四椭圆轮辐周围，故采纳四椭圆轮辐结构。带轮的轮

23、槽尺寸。带传动和大带轮的结构尺寸见图和图n=3z=17图减速器机构带传动示意图5cH脚图减速器机构中大带轮结构尺寸图第节轴的结构设计现以该机的II轴为例说明轴的结构设计。由图18能够看出，此轴上装有一个正齿轮、一个圆锥齿轮和一个偏心轮，即承受转矩，乂承受弯矩，属于转轴。设计时除了考虑强度外，还有一定的刚度。从受力的情况判断，安装轴劲部分是危险断面，可以利用第221页所介绍的方法，求出他的最小直径：口厘米式中A系数，轴的材料为45#钢，调质处置，由表13-2得知A=12；NII一一II轴所传递的功率，前面已计算NII二千瓦；nilII轴的转速，前面已经计算nil二转/分。d轴之12；但现=3.0

24、9代入上式那么得V504厘米二亳米。考虑轴的键槽会减弱轴的强度，故轴径适当加大，选用标准直径d=35毫米。有了轴的最小直径，就能够够依照轴上零件的装拆和加工等因素，进行具体的结构设计。如齿轮、偏心轴像定位的轴肩直径不能过小，故加了我套筒，帮忙轴向承压。若是不加轴套而加大轴肩直径，必将引发轴的其他部位直径一路加大，从强度上来讲这是没必要要的。在者齿轮、偏心轮的的轴端固定形式，采纳圆螺母和止退锁圈比较适合。整个轴的装配结构，如图18所示。第节绘制总装配图在绘制好整体结构图、要紧零部件结构图的前提下，就能够够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

25、件装不上去，或是装上去运动不和谐、造成专门大的浪费和没必要要的返工。设计者的一样体会，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，要尽可能的采纳通用件和标准间，这是衡量一台及其是不是优越的重要标准之一。另外，还要结合本单位的实际，立足于自食其力。例如，设计中需要的孔径为娟2毫米，而本厂之有历毫米的绞刀，这时就应该考虑是不是可能将娟2的改成。30,以便于加工。总装配图如下图。至于绘制的方式和步骤，可参考切管机的图例，这就不在重复。图育秧钵机总装配图第5章要紧零件的强度校核第节转盘齿轮对（齿轮五、齿轮6）j=6、z5=18.z6=108.in=4.N、=也=0.21汗瓦、口、

26、=50.4转/分、俏轮093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二30毫米，取截荷系数K二.依照介绍的方式进行验算：比较YsJ乘积，取其中较小值。由表8-7查得大、小齿轮的齿形系数Y6二,Y5二;由表8-6查得大、小齿轮的许用弯曲应力为丫弯6=7.5千克/毫米二、丫卜J二J7.4千克/毫米2。考虑开式传动齿面易磨损，许用弯曲应力值降低20%,那么实际许用弯曲应力值应为：cr巧=7.5(1-20%)=6公斤/呈米2匕=17.4(1-20%)=13.92公斤/亳米2比较乘积值，得：y6b=0.301x6=1.806.=0.258x13.92=3.591取其中较

27、小值，大齿轮的丫6口效=1-806应作为计算强度的依据。求尺宽系数。依照B二七”.根取得本文通过对老式育秧钵机的结构形状进行分析，针对老式育秧钵机的缺点,提出了一种新式的育秧钵机，并对新式的育秧钵机的动力源、传动系统、执行系统进行方案讨论，得出最后的整体方案。按整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别离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，再从头调整整体结构，整理得出最后的设计图纸和说明书。这次设计的制育秧钵机和老式育秧钵机相较，具有生产效率高，结构简单，性能更稳固，更易操作，利用范围更广的特点。通过对育秧钵机的设计，使我对成型机械

28、的设计方式、步骤有了较深的熟悉。熟悉了齿轮、带轮、轴等多种经常使用零件的设计、校核方式；把握了如何选用标准件，如何查阅和利用手册，如何绘制零件图、装配图；和设计非标准零部件的要点、方式。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常在讲义中未学到的或未深切的内容。我相信这次设计对以后的工作学习都会有专门大的帮忙。由于自己所学知识有限，而机械设计乂是一门超级深奥的学科，设计中确信存在许多的不足和需要改良的地址，希望教师指出，在以后的学习工作中去完善它们。参考文献1杨文珍，陆秋君,赵匀.圆盘式周密播种制钵机运动学优化设计.浙江大学学报(农业与生命科学版)31(3)：346350,20052杨文珍，赵匀，陆秋君.周密播种制钵机运算机分析与设计.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，1982L6.Patton.MechanicalPowerTransmission.Ne