机械手式水稻钵秧行抛机进给系统设计

毕业设计（论文）机械手式水稻钵秧行抛机进给系统设计PAGEPAGE58目录摘要 3ABSTRACT 41、本课题的研究和实用价值 61.1、国内水稻种植业发展状况 71.1.1、机械插秧 91.1.2、机械抛秧 91.1.3、机械直播 101.2、国外水稻种植业发展状况 111.3、国内水稻抛秧机生产状况 131.3.1、国内企业 131.3.2、合资或外资企业 141.3.3、外部市场环境 162、水稻抛秧机的方案设计 172.1、水稻抛秧机的设计要求 172.2、水稻抛秧机的方案设计 182.3、工作原理及其动作分解 193、水稻抛秧机的方案论证 193.1、育秧穴盘的设计论证 203.2、机械手行抛机构工作原理 203.3、横向进给机构 213.4、纵向进给机构 223.5、传动部件的选择和分析 243.5.1、齿轮传动装置 243.5.2、带传动 253.5.3、链传动 253.5.4、蜗杆传动 253.6、导轨的选择与设计 263.7、总体方案的选择 404、设计计算 404.1、伺服系统传动系统的设计 404.4.1、降速比的计算 404.1.2、惯量计算 414.1.3、电动机力矩计算： 444.1.4、机械传动系统的动态分析 474.1.5、系统增益的确定 484.1.6、验算移动部件能达到的最大加速度 495、结构设计过程 495.1、方案图的绘制及各部件间的关系 495.2、传动轴的三维实体设计 52参考文献

： 54摘要农业向产业化方向发展是提高农业经济效益的必然趋势。农业机械是先进的科学技术，是先进的生产工具。用产业化的要求组织发展农业，离不开农业机械。本文结合农业机械化发展的特点，论述了农业机械化在扩大生产规模，提高劳动生产率，促进农产品流通和精深加工转化增值，衔接、引导农民逐步走向国内外大市场，提高农业整体素质和效益等诸多方面推动了农业向产业化方向发展，才能更加有力地推进农业产业化发展。水稻钵秧行抛机是用于栽植水稻秧苗的机具。结构简单、体积小，使用寿命长。它主要包括送秧机构、传动机构、分插机构、机架和船体等组成。本论文主要是对抛秧机进行总体方案设计，对抛秧机的横向进给、纵向进给、变速箱等进行结构设计与计算；绘制机构总体布局图、纵向进给机构图、横向进给机构图、步进机构图、变速系统展开图、对变速系统中的主要部件进行三维实体设计。关键词：机械手、水稻行抛机、进给系统ManipulatortypericebowlseedlinglinemachinefeedingsystemdesignABSTRACTAgriculturetodevelopinthedirectionofindustrializationisaninevitabletrendintheimprovementofeconomicefficiencyofagriculture.Agriculturalmachineryisadvancedscienceandtechnology,advancedproductiontools.Withtherequirementoftheindustrializationofagricultureorganizationdevelopment,cannotleavethefarmmachinery.Inthispaper,combiningwiththecharacteristicsofagriculturalmechanizationdevelopment,discussestheagriculturalmechanizationinexpandingtheproductionscale,improvelaborproductivity,promotingthetransformationofdeepprocessingofagriculturalproductscirculationandvalue-added,cohesion,guidingfarmersgraduallytowardsthebigmarketbothathomeandabroad,toimproveoverallqualitiesandefficiencyofagriculture,andmanyotheraspectstopromotethedevelopmentofagriculturetoindustrializationdirectionandcanmoreeffectivelypromoteagriculturalindustrializationdevelopment.Ricepotseedlinglinethrowingmachineisusedforriceseedlingplantingmachine.Simplestructure,smallvolume,longservicelife.Itmainlyincludestheseedlingmechanism,transmissionmechanism,mechanism,frameandhull,etc.Thisthesismainlyistheoveralldesignwascarriedoutonthethinplantingmachine,forsomemachineinthefeedinlongitudinalandtransversefeedofstructuredesignandcalculation,gearbox,etc;Mappingagencyoveralllayout,verticalfeedmechanismdiagram,traversemechanismdiagram,stepbystepforfigure,variablespeedsystemexpansionplan,thevariablespeedsystemofmainpartsfor3dentitydesign.Keywords:Manipulator,ricelinemachine,thefeedsystem机械手式水稻钵秧行抛机进给系统设计XXXXXXXXXXX1、本课题的研究和实用价值在经济和科技高速发展的今天，中国面临新的挑战，特别是中国农业将面临更大的机遇与挑战。农业机械化是减轻农民劳动强度,解放农村劳动力，加快农村富余劳动力向二、三产业转移，为农业增效，农民增收的有效途径。

农业机械化是农业生产力和社会进步的根本体现，是把农民从繁重的体力劳动中解脱出来、提高劳动生产率、增加经济效益的有效途径，是实现社会化大生产的基本条件。建立农业支柱产业和主导产品基地，实施区域化布局、专业化生产、集约化经营、社会化服务；实行种养加、产供销、农工贸一体化经营，都必须以农业机械化为纽带。大力推进农业机械化，对加快科技兴农步伐，提高农业科技水平，促进农业和农村经济发展具有重要的保障作用。是实施农业产业化的重要手段。农业机械在农业生产、农村经济和农民生活中的主力军作用日益突出。我国的主要粮食作物为水稻跟小麦，世界上水稻插秧种植方式主要集中在亚洲，目前国外生产水稻插秧机的国家也全部在亚洲，主要是日本和韩国，日本是水稻插秧机械化水平最高的国家，也是水稻插秧机研究和制造水平最高的国家，插秧机技术和产品处于领先地位。农业装备的发展直接关系到我国农机化发展水平，农机化发展水平是我国现代农业的重要标志，而水稻作为我国三大主要粮食作物之一，水稻生产机械化是提高农机化水平的重要内容。

水稻是我国种植面积最大、单产和总产量最高的粮食作物，抓好水稻生产，对实现恢复和发展粮食生产的目标具有举足轻重的影响。大力发展水稻生产机械化，可以有效争抢农时，抵御自然灾害的影响，确保和扩大种植面积，提高水稻产量，节约生产成本。推进水稻主产区生产机械化，增强水稻生产的科技应用、节本增效和救灾减灾能力，是加强水稻生产能力建设，恢复和发展粮食生产的重要物质基础和技术手段。目前，我国水稻机收水平仅有20%左右，机械化栽植水平还不到6%，地区发展也很不平衡，与发展水稻生产的需要差距巨大。加快推进水稻生产机械化，既是增强水稻生产能力建设的客观要求，更是恢复和发展粮食生产的现实需要。

近年来，随着我国农业机械化总体水平的提高，水稻生产机械化得到了长足发展。到2003年底，水稻机械化栽植面积达到了1347.61千公顷，比1995年翻了一番，机械化种植水平达到了5.08%，比1995年提高了近3个百分点，但与国际发达国家相比，我国水稻生产机械化水平依然很低，尤其是水稻种植机械化水平更低，因此今后几年将是我国水稻种植机械化发展的关键时期，本文将就我国水稻种植机械化水平、生产现状及2005年市场进行预测，为各农机生产企业提供参考。

1.1、国内水稻种植业发展状况在我国，机械化栽植是水稻机械化生产过程中最薄弱的环节和最大的难点，有的地区甚至还是空白。目前我国水稻栽植机械化的现状是总体水平较低，南方比北方低。在我国水稻机械化的发展中，水稻栽植机械化提出早、行动迟、进展慢。这主要是由于农机与农艺的配合不协调，地域辽阔、农情复杂，农村人多地少、经济基础薄弱，水稻生产环节多、作业工时长，现有机具价格昂贵等。

我国从黑龙江到海南岛，从浙江到新疆，都有水稻种植，地域分布十分广阔。不同区域间气候和水土条件差异很大，形成了非常复杂的耕作制度和品种体系，有一熟制、两熟制、三熟制和两年三熟制，有单季稻、双季稻、麦茬稻，有早稻、中稻、晚稻和粳稻、籼稻、杂交稻等。生态类型、耕作制度和品种熟制的多样化，相应要求水稻栽培技术和机器系统的多样化，这必然增加了机械化的难度，但也为各种水稻机械化栽培技术与机具提供了发展空间。

水稻栽植技术基本分为直播和移栽两大类。直播有旱直播和水直播，水直播又分为干谷直播和芽谷直播；移栽分为深栽和浅栽，浅栽又分为有序和无序两种基本形式，有序浅栽机有精密抛秧机、插秧机、摆秧机和摆栽机等；深栽机有插秧机和高速插秧机。直播省去了育秧环节，工艺流程大大简化，省工节本，西方国家（以美国为代表）多采用这种模式，在我国单季稻区和太湖流域等稻麦区也有较大的发展空间。但由于水稻直播生长期长，秧苗生长速度慢，因此这种种植模式仅适用于一年一熟制的产稻区。浅栽有利于增产，但风险远远大于深栽，因此深栽技术的采用，为插秧机特别是高速插秧机提供了更为广阔的市场前景。1.1.1、机械插秧这种栽植方式比较普遍，20世纪80年代，辽宁省就开始从国外引进插秧机进行试验，90年代机械化插秧有较大进展。主要采用吉林省延边插秧机厂生产的4行手扶拖拉机以及从日本引进的乘坐式4、6、8行四轮驱动插秧机。机插秧因具有秧苗分蘖早、分蘖多、行距和株距平行、通风和透光性好、单位面积增产效果显著和生产效率高而受到农民的欢迎。但我国水稻插秧机由于存在以下问题，一直没有得到迅速推广：

1）稻产区传统农业和机械化生产方式不适应，特别是与机械插秧配套的相关技术不过关，机械本身的高效率难以发挥，造成投入多、成本高和效益差；

2）水稻生产机械化技术与农艺技术缺乏有机结合，农艺规范、经营管理模式与机械化技术不相适应；

3）农民对水稻生产机械化的认识还不够；

4）机手不能熟练掌握机械性能和操作技术；

5）国产插秧机可靠性差、生产率低，进口插秧机价格高，农民难以接受。

1.1.2、机械抛秧1998年辽宁省开始引进机械抛秧技术。当年从黑龙江省引进水稻钵秧摆栽机和气力式水稻抛秧机，在盘锦、丹东、沈阳和营口等重点水田区进行试验，生产实践表明机械抛秧在辽宁省具有一定的局限性。该项技术与人工相比，具有如下特点：一是抛植浅、植伤轻、返青活棵快、分蘖早、蘖位低、爆发力强、茎蘖增长快；二是发根力强、根量大，浅层根分布广，出叶速度快；三是省工节本，总用工量和成本比水稻直播高，比人工插秧和机械插秧低。缺点有以下几方面：一是秧苗无序分布，不能充分利用光照、地力，特别是后期通风透光性差，易形成簇状苗，因而造成株体之间差异较大；二是基本苗难以控制，分蘖控制难，高峰苗易过头，成穗率低，易感染病虫害，同时增大倒伏的可能性；三是抛秧时受天气影响；四是服务性用工多，实际应用效率和效益不高。

抛秧栽培以抛栽替代了传统的人工插秧作业，大大减轻了劳动强度，提高了劳动效率，而且具有不伤根、返青快、低节位、有效分蘖多、穗型整齐、成熟一致等优点。目前水稻抛秧作业主要由人工手抛完成，虽比插秧减轻了劳动强度，工效也有所提高，但由于人工操作的不准确性，抛秧均匀度差，抛秧密度不易控制，作业质量不十分理想等问题影响了水稻抛秧栽培技术优势的进一步发展，直接影响了水稻的产量。国外水稻抛秧栽培技术最早始于日本，此后，尼日利亚、印度和韩国都相继开始了抛秧技术的试验研究和应用。目前国外水稻抛秧栽培面积不大，即使曾率先研究成功水稻抛秧栽培技术的日本，也由于其经济发展水平高和劳动力少，使得该技术在日本未能得到推广，而是注重农机与农艺的结合，研制了可供大、中、小苗配套使用的各种型号的插秧机，以工厂化育秧和机械插秧取代了抛秧栽培。

1.1.3、机械直播在水稻栽培中，机械直播是最简单的水稻种植方式，水稻机直播的特点是水、旱直播省去育秧环节，工艺流程大大简化，节约泡插用水，降低成本，操作方便，最有利于实施机械化作业。现有的水稻直播技术在解决了出苗和除草两大关键环节后已基本成熟，但需要解决全苗立苗与化学除草的矛盾。水稻直播后全苗与扎根立苗需脱水通气，而化学除草需适当水层，加上水稻直播后秧苗与杂草竞争力远远弱于移栽秧苗，杂草滋生几率高；另外上茬作物收割后留茬过高、过多也难以保证水稻直播质量。西方国家多采用这种模式，在我国单季稻区和太湖流域等稻麦区也有较大的发展空间。

由于抛秧和直播的方式有其共同点，就是在水稻生产过程中都需要使用农药进行治虫、除草，与现行的环保农业政策提倡绿色环保食品不相符合。此外，抛秧和直播的种植方式，不利于水稻机收作业环境，随着水稻机收水平的不断提高，对株距、行距以及地脚有一定要求，因此使机械插秧方式大有用武之地，提供了更为广阔的市场前景。

1.2、国外水稻种植业发展状况目前世界上水稻生产机械化水平较高的国家有日本、韩国、美国、意大利、澳大利亚等国家。日本、韩国以育苗移栽机械为主，以日本为代表。欧美国家以直播机械化为主，以美国为代表。这些国家的水稻生产水平代表了世界先进水平。

从20世纪世界农业机械化发展的历程看，各国都是从种植生产机械化起步的。美国于1940年左右率先实现了粮食种植生产的机械化，其他一些经济发达国家，如英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、意大利、荷兰、日本、以色列等也相继在20世纪50～70年代初实现了种植业和养殖业的生产机械化。农业生产的机械化，使一个农业生产者能耕种更多的土地，极大地提高了农业劳动生产率和农产品商品率，也相应地提高了农业生产经营者的收入，促进了发达国家向工业化社会和现代社会的进步。

日本农业的特点是随着工业化和现代社会的发展，农业从业人员大量流向城市二、三产业，农村主要劳动力呈现老龄化。为保持农业的持续发展，政府在政策上支持农民实现农业机械化，从而使农户用于种植业的时间大大缩短，并有更多的时间从事非农产业活动。1985年，日本农户兼业收入大大超过农业，其家庭平均收入550万日元，超过了当年城市职工家庭平均收入469万日元的水平。农业机械化间接而迅速地提高了农户收入水平。

日本是一个人多地少以水稻生产为主的国家，水稻种植方式与我国大体相同，基本上是育秧、插秧。由于水稻机械插秧较直播难度大，加上第二次世界大战的影响，直到1970年左右在较好地解决农艺与机械结合的难题后，才在水稻育秧、插秧、病虫害防治、收获、干燥等生产环节基本上实现了机械化，20世纪80年代实现了农业生产的高度机械化。

日本插秧机主要有乘坐式和步行式两大类，根据插秧要求和用户的使用层次不同，日本的带土苗插秧机高、中、低档规格俱全，每种机器各具特色，可满足不同用户的需要。日本生产插秧机的企业主要有久保田、洋马和井关等。

日本插秧机的主要特点：

（1）机型系列化。步行式两轮驱动，有2、4、6行，乘坐式三、四轮驱动，有4、6、8、10行（行距300毫米，株距120～200毫米可调），乘坐式插秧机采用四轮驱动底盘；

（2）作业效率高。插速高达300～500次/分，最高作业速度1.4m/s；

（3）自动化程度高。广泛使用液压技术、自动控制和安全装置；

（4）具备电子监视功能。秧箱底板处装有传感器，对缺秧或秧苗快插完时发出警报；

（5）整机重量轻。广泛采用高强度轻金属，塑料制板和型材等，零件精密、轻巧。

韩国插秧机主要是从日本引进技术生产，因此机型和结构与日本插秧机类似。韩国目前规模较大的生产插秧机的企业有5家企业，这5家公司早期都从日本全面引进技术，其中：国际株式会社采用的是日本洋马公司的技术，东洋株式会社采用的是日本井关的技术，大同工业株式会社采用的是日本久保田技术，LG采用的是日本三菱株式会社的技术。韩国企业在引进日本技术后，逐步致力于改进提高和关键技术的国产化，努力降低成本和价格，目前产品的质量和性能已基本接近日本同类产品水平。但由于受日本技术母公司的制约，产品一般比日本落后一到两代，并且在市场分配上也受到日方的控制。为改变这种状况，韩国企业在努力开发自主产品的同时，近年来已成功实现了部分技术来源的多样化。

1.3、国内水稻抛秧机生产状况1.3.1、国内企业目前国内生产插秧机的生产企业不多。据中国农机工业协会统计，全国近年插秧机产销量一直维持在4000台以下，1998、1999年的产销形势较好，以后由于日本和韩国在中国的独资或合资企业产品的进入，挤占了国内的市场份额。

前几年国产机动插秧机主要集中在延吉插秧机制造厂、齐齐哈尔市富林动力机械有限公司、瓦房店市精量播种机制造有限公司三家生产和销售。延吉厂从1982年开始研制机动水稻插秧机，在日本井关产品技术基础上，开发和生产了2ZT-9356、2ZT7358型机动水稻插秧机，采用的是独轮驱动、分置式曲柄连杆装置。以后又相继生产了2ZTR-94型、2ZT-74型人力水稻插秧机；由于国产插秧机只有独轮驱动加拖板仿形结构，存在壅泥、下陷、过梗困难、转弯半径大等问题，对农艺的要求较高，在产品质量、性能及可靠性等方面不能满足用户的需求，作业效率不甚理想，农民逐步把目光投向进口插秧机或独资、合资产品，因此，研制和生产高质量、可靠性好、效率高、价格合理的高速插秧机势必会得到市场的青睐。

2004年，现代农装湖州有限公司申请了国家发改委装备工业结构调整和重大装备本地化国债项目，依托中国农机院的雄厚技术实力，投资5480万元进行高速插秧机的研制和生产，项目完成后将形成1500台的能力。该项目产品借鉴了国外产品的先进性，针对我国的国情和农情，兼顾产品的适应性、舒适性以及经济性等因素，提高生产效率（高速插秧机前进速度可达1米/秒）。不但与国外产品可以平分秋色，填补国内空白，实现替代进口，而且也初步改变了国外产品充斥我国水田的局面，满足国内高速插秧机产品市场的需求。

1.3.2、合资或外资企业在我国水稻插秧机产品进展缓慢的同时，生产水稻插秧机的国外企业已纷纷进入我国市场。日本久保田、洋马和井关，韩国东洋、大同工业等企业的产品已先后登陆中国市场，有的已在我国建立了合资或独资企业，其高速插秧机产品已在我国水田作业中占有一席之地。

1）久保田农业机械（苏州）有限公司，1998年成立，总投资1000万美元，是日本最大的农机制造商久保田株式会社与日本丸红集团商社共同出资，在我国苏州工业园区成立的日本独资企业。主要经营范围是研发和制造联合收割机、插秧机及其他新型农业机械及零部件、组件，销售本公司所生产的产品并提供相关服务。生产纲领为年产1200台半喂入水稻联合收割机，销售日本久保田公司生产的高速插秧机，随着插秧机市场的火爆，2000年开始生产高速插秧机，2003年产量为1500台左右。

2）洋马农机（中国）有限公司于1997年成立，总投资2998万美元，主要股东日本洋马农机株式会社55%，江苏省农机局45%，为中外合资企业。生产纲领为年产20000台半喂入水稻联合收割机，2001年产销850台。近年随着我国水稻生产机械化的快速发展，机械插秧有着广阔的市场需求，洋马公司也开始在中国组装和销售高速插秧机，2003年产销1600台左右。

3）在开发中国市场方面，东洋株式会社是最积极的韩国企业。东洋株式会社对华出口不受日方限制，从1992年开始积极开发中国市场，已在中国地区销售四行步行式插秧机130台（主要销往江苏淮阴）。鉴于市场反映良好，1998年又与中国四方集团达成代理销售的协议，并于1999年在苏州开发区独资建立了生产厂，总投资10000万元，已完成一期建设工程。

1.3.3、外部市场环境（1）作为水稻生产机械化重要环节的高速插秧机的发展与农村经济的发展速度、农民收入、国家政策等密切相关。

“十五”大以后，中央进一步贯彻落实稳定农业生产和增加农民收入的政策，将成为农机市场稳定发展的主要因素。据农业部的测算和规划，为了实现农业发展目标，从1996～2000年固定资产累计投资达到4360亿元，年均800多亿元，至2010年要达到17000亿元，年均1000多亿元。固定资产投资中，大部分将用于添置农业机械。国务院办公厅以国办发[2002]65号文转发国家经贸委、国家计委、财政部、农业部等部门联合签署的《关于进一步扶植农业机械工业发展若干意见》，强调农业机械化的战略地位和作用，又进一步加大政策扶植力度。所有这些有利因素，构成了“十五”至2015年农机市场发展的基础。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划和2010年远景目标规划》强调要加强农业的基础地位，明确了全国农业机械化及水田生产机械化的发展目标：到“十五”末和2010年，农机化对粮食生产增长和农业产值增长的贡献率分别达到15%和20%，耕种收综合机械化水平达到60%和70%。

2004年以来，国家又连续出台了一系列巩固和加强农业基础地位、增加农民收入和扶持粮食生产的政策，特别是“三补一减”政策，对激发农民种粮积极性和增加农民收入起到了重要作用。购机补贴政策作为“三补一减”政策中的一项重要内容，得到了社会的普遍关注，深受农民欢迎。这项政策的落实工作已经取得了显著成效。据统计，全国地方各级财政共投入购机补贴资金4.1亿元，带动农民投入20亿元，共补贴购置各类农机具10万多台套。随着这项支持力度的进一步加大，2005年全国农机行业的购买力将进一步增强。

（2）随着农村经济结构的调整，土地经营规模化、集约化的发展，农民也逐步认识到传统的高强度农业耕作栽培方式已经制约了水稻生产的发展，关键要实现水稻栽培的“轻型化”和品种结构的“优质化”。水稻生产实施机械化，能提高劳动生产率，减轻劳动强度，提高农资利用率，降低生产成本，增加种稻收益，提高稻谷商品率，实现大米提前上市。由于水稻种植（栽插）的季节性要求非常强烈，一些地区的农民在水稻插秧季节，想争分夺秒赶农时，受到小麦、水稻机收跨区作业的启示，各地农民也期盼着实现插秧机械化，一些种田大户和农机专业户的诞生显示出农民对水稻栽插机械化的渴求。2、水稻抛秧机的方案设计水稻抛秧机的总体设计构想是：水稻通过塑料软盘工厂化育秧后进行机械手抛秧，水稻抛秧机主要要解决的问题是有序化栽植和穴盘中秧苗的自动供给。因此本设计在仿人工抛秧过程研究的基础上设计了机械手式有序抛秧机，该机可自动完成从穴盘去除秧苗并按照固定的行距、株距进行有序栽植。2.1、水稻抛秧机的设计要求根据设计任务书中的设计目标：采用钵体育水稻秧盘直接拨取作业，作业时要求机械提供秧盘的横向进给和纵向进给，横向进给和纵向进给的误差分别为±3mm;生产率为30~50亩/日，8行，株距12mm,行距300mm,育秧盘株距22mm,行距24mm。分析得出：1）水稻插秧机应包括连杆机构、凸轮机构等常用机构。2）插秧频率120次/min。3）插秧深度10~25mm之间。4）发动机功率2.42kw，转速2600r/min,传动机构始末传动比i=26。5)对移箱机构（送秧机构）的设计要求：a.每次移箱距离应与秧爪每次取秧宽度相配合，要求保证取秧准确、均匀。b.移箱的时间应与秧爪的运动相配合。c.传动平稳，结构简单，加工方便，必须使用可靠、耐久。2.2、水稻抛秧机的方案设计1、发动机2、行走动力总成3、万向节传动轴4、抛秧托盘总成5、纵向进给系统6、机架总成7、机械手滚筒总成8、行走轮9、船板10、工作传动箱2.3、工作原理及其动作分解机械手式水稻钵秧行抛机其基本结构如上图所示，该机的工作过程是：将整体钵苗育秧盘放在托盘上，并沿托盘斜平面向前推至定位点，由纵向进给机构将育秧盘自动定位后，机械手滚筒总成开始转动，在到达拔苗位置之前秧钳受开闭凸轮控制自动打开，当秧钳转至其轴线与盘面垂直位置时钳口沿单穴秧苗两侧插入，与此同时挡铁使开闭凸轮转动，秧钳迅速闭合夹紧秧苗并缩回，缩回过程中拔出秧苗，待转过180°后钳口通过挡铁迫使开闭凸轮转动而打开，将秧苗抛入田间，完成一次单株抛秧过程。在滚筒7的统一截面上沿圆周均布一组秧钳10个，，沿轴向排列4组，当第一个秧钳取秧后，秧盘随同托盘横向移动一个穴距，将第二珠钵苗送至取秧位置，此时第二个秧钳重复第一个秧钳的动作，依次循环。当机械手滚筒回转一周后，同一截面上10个秧钳俊完成第一次拔秧和抛秧的动作，此时第一行秧苗别抛完，托盘恰好移至侧向的终点，通过短点的挡铁使纵向进给机构动作，将秧盘沿着托盘向下进给一个纵向行距，使第二行秧苗处于被拔秧的位置，依次完成第三第四行直至整盘秧苗全部抛完。为保证连续抛秧，除了靠机械手总成之外，主要还靠纵向进给机构和横向进给机构.3、水稻抛秧机的方案论证水稻抛秧机的总体设计包含了育秧穴盘、纵向进给、横向进给、机械手滚筒、凸轮等部件组成，本论文中将一一阐述，不尽之处，请指导：3.1、育秧穴盘的设计论证传统的育秧穴盘是用塑料制作的软盘，穴孔呈上大下小的倒圆锥台形，穴孔呈三角形交错布置，这种布置当时的特点是充分节约秧盘空间，使单个秧盘内能更多的布置秧苗，适用于人工作业；但对于机械自动从秧盘内拔掉秧苗抛植技术来说，这种布置方式增加了机械的难度成本；因此本文中根据机械化作业，设计了矩形的秧盘，这种秧盘的穴孔更适合机械作业，其结构特点如下图：育秧盘穴孔底部正中开2mm小孔，穴盘上共有400（25*8）个穴孔；这样秧盘从中间横向纵向分为四个部分，每个部分有8行秧苗，下面机械手一次夹持8行秧苗徐与此对应；秧盘上两个秧学中心距为22，这是因为考虑到机械手夹持机构的宽度受限。3.2、机械手行抛机构工作原理装有秧苗的育秧盘由工人放在送样机构上，按下控制按钮机械手开始工作。首先由送秧机构将育秧盘中的秧苗送到拔秧苗装置位置，机械手夹持机构插入育秧盘中的秧苗并拔起，一次夹持9穴位，在转轴旋转的同时育秧盘另一侧的机械手做同样的动作夹持，两个机械手将先后有序的将各自负责部分的秧苗拔起并送至相应落秧滑道中，秧夹打开的同时，秧苗沿着滑道落下定植于田间。本机构中所涉及的机械手机构有两个方向的活动能力，其包括水平送秧动作和垂直的拔苗动作，采用的夹持机构为夹子型，夹持机构的开启与闭通过电磁铁西河一个楔形块作升降运动来实现；机械手的工作原理示意图如下：秧盘2、机械手夹持机构3、滑道机构秧苗由送秧机构送到位后机械手开始动作，夹持机构处于打开状态，水平运动机构左移，带动机械手夹持机构从一行秧苗侧边行间距间插入，水平移动到一定位置后电机停下来，夹持机构电磁铁通电，楔块上升，加持机构在弹簧作用下夹住秧苗，垂直运动机构上升，拔起秧苗到位后电机停，水平运动机构移动到滑道一定位置，垂直运动机构下行过程中夹持机构电磁铁断电，夹持机构打开，秧苗落入滑道中沿着滑道固定位置落入田间。如此反复一个动作，完成一个周期的抛秧动作.3.3、横向进给机构横向进给机构的作用是驱动秧盘托盘，连同秧盘一起产生左右双向连续进给运动，从而使每个机械手能顺序且连续工作，其工作原理见图3。滑杆4与秧盘托盘5为刚性联接。双联滑套3的一端套在螺旋凸轮轴1上，并由凸轮销2将二者联接在一起，凸轮销2在凸轮轴槽内可以沿槽滑动；双联滑套3的另一端固定在滑杆4上。当双向螺旋凸轮轴1转动时，凸轮销精槽滑动，并带动滑杆4移动。凸轮轴1转一周，滑杆4移动一个螺距(22ram)，滑杆再带动托盘5也移动相同的距离，此距离也正是秧盘中钵苗的株距。由于机械手滚筒的同一圆周均布10只秧钳，因此凸轮轴1转10转，滚筒转一转。凸轮轴的两端各有一个180。的直槽，将双向螺旋连接并封闭。凸轮销移至两端部时，停留一段时间，然后再向反向滑动。在两端停留时．正是秧盘纵向进给机构作纵向进给运动的过程。当凸轮销反向滑动时，反向进给开始，从而实现了单向转动、双向且定距连续进给的运动.3.4、纵向进给机构纵向进给机构的任务是当前一行秧苗被拔完后，即当托盘移至左或右端点时，能及时将秧盘向前进给一行。其动作是靠两端挡铁撞击杠杆2实现的(图4)当杠杆2受挡铁撞击时，杠杆的另一端向下拉动滑板5及板簧6．使板簧6向下移动+通过其端部推动步进轮7转动，步进轮轮齿拨动秧盘方L使之向前移动一个行距．将第2行秧苗送至第1行被拔完的位置。当托盘回程时，杠杆2离开挡铁，在弹簧3的作用下自动回位。此时，板簧6也随之上升卡人第2个齿槽中。为了防止板簧在回位过程时带动步进轮反转．设置了弹性定位杆9，保证板簧6的正常工作及准确进给。杠杆2、定位杆9、滑板5和板簧6均装在机架1上，机架连同步进轮轴固定在秧盘托盘的背面。抛秧部分需完成的动作主要有：①机械手滚筒相对于凸轮的回转，②凸轮使机械手伸缩杆匀速直线上升，③开闭凸轮的回转，④机械手钳口的启闭等其中机械手回转速度与机车前进速度之比可控制抛秧株距；开闭凸轮控制机械手钳口的打开抛秧、闭合夹苗动作，该动作的速度和时间可通过改变传动比及调整挡铁位置来分别控制；而凸轮的曲线形状和机械手伸缩杆端部形状及支撑形式等定量参数，则需要反复实验及精确计算才能确定.3.5、传动部件的选择和分析3.5.1、齿轮传动装置

齿轮传动是应用非常广泛的一种机械传动，各种机床的传动装置中几乎都有齿轮传动。在数控机床伺服进给系统中采用齿轮传动装置的目的有两个。一是将高转速的转矩的伺服电机（如步进电机、直流和交流伺服电机等）的输出改变为低转速大转矩的执行件的输入；另一是使滚珠丝杠和工作台的转动惯量在系统中专有较小的比重。此外，对于开环系统还可以保证所要求的运动精度。

为了尽量减小齿侧间隙对数控机床加工精度的影响，经常在结构上采取措施，以减小或消除齿轮副的空程误差。如采用双片齿轮错齿法、利用偏心套调整齿轮副中心距或采用轴向垫片调整法消除齿轮侧隙。

与采用同步齿形带相比，在数控机床进给传动链中采用齿轮减速装置，更易产生低频振荡，因此减速机构中常配置阻尼器来改善动态性能。

3.5.2、带传动带传动时一种应用很广泛的机械传动。带传动又主动轮，从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环传动带组成，它时利用传动带作为中间的扰性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动的。3.5.3、链传动链传动是由闭合的挠性环形两条和主，从动轮说组成，链轮时特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿的链节的啮合来传递运动和动力，链传动时属于带有中间挠性的啮合传动。3.5.4、蜗杆传动蜗杆传动是用来传递空间年交错轴之间的运动与动力，一般两轴交角为90°。所选传动方式为齿轮传动（根据总体方案选定）。3.5.5、滚珠丝杠螺母副

为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行，必须降低数控机床进给系统的摩擦并减少静、动摩擦系数之差。因此，形成不太长的直线运动机构常用滚珠丝杠副。

滚珠丝杠副的传动效率高达85%-98%，是普通滑动丝杠副的2-4倍。滚珠丝杠副的摩擦角小于1°，因此不自锁。如果滚珠丝杠副驱动升降运动（如主轴箱或升降台的升降），则必须有制动装置。

滚珠丝杠的静、动摩擦系数实际上几乎没有什么差别。它可以消除反向间隙并施加预载，有助于提高定位精度和刚度。滚珠丝杠由专门工厂制造。

数控加工时，需将旋转运动转变成直线运动，故采用丝杠螺母传动机构。数控机床上一般采用滚珠丝杠，它可将滑动摩擦变为滚动摩擦，满足进给系统减少摩擦的基本要求。该传动副传动效率高，摩擦力小，并可消除间隙，无反向空行程；但制造成本高，不能自锁，尺寸亦不能太大，一般用于中小型数控机床的直线进给。滑动丝杠螺母副用于旧机床的数控改造、经济型数控机床等；滚珠丝杠螺母副用于中、高档数控机床；静压丝杠螺母副用于高精度数控机床、重型机床。滚珠丝杠螺母副滚珠循环方式常用有两种：外循环与内循环。所以选择滚珠丝杠传动部件。3.6、导轨的选择与设计导轨的主要功能是导向和承载。导轨使运动部件沿一定的轨迹运动，从而保证各部件之间的相对位置精度。导轨主要由机床上两个相对运动部件的配合而组成一对导轨副，其中，不动的配合面称为支承导轨，运动的配合面称为运动导轨3.6.1、导轨的基本类型导轨按运动轨迹可以分为直线运动导轨和圆周运动导轨；按摩擦性质可以分为滑动导轨和滚动导轨。其中滚动导轨又有普通滑动导轨、液体动压导轨、液体静压导轨之分。滚动导轨按滚动体的形状又可以分为滚珠导轨和滚柱导轨。滚动导轨在进给运动导轨中使用较多。3.6.2、导轨的基本要求（1）导向精度。导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度（对直线运动导轨）或圆度（对圆周运动导轨）导轨的几何精度直接影响导向精度，因此在导轨检验标准中对纵向直线度及两导轨面平行度都有规定。影响导向精度的主要因素除制造误差外，还与导轨的结构形式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形等有关。（2）耐磨性。耐磨性直接影响机床的精度寿命，是导轨设计、制造的关键，也是衡量机床质量好坏的重要标志。提高导轨的耐磨性是提高导轨使用寿命的重要途径。影响导轨耐磨性的主要因素有导轨的摩擦性质、材料、热处理及其加工方法、受力情况、润滑和保护等。（3）刚度。导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度，因此要求导轨有足够高的刚度。导轨变形包括导轨受力后的接触变形、扭转变形、弯曲变形，以及由于导轨支承件的变形而引起的导轨变形。导轨变形主要取决于导轨的形式、尺寸及与支承件的连接方式与受力情况等。（4）低速运动平稳性。运动部件低速移动时易产生爬行现象。进给运动时出现爬行，会使工艺系统产生振动，增大被加工表面的粗糙度；定位运动时出现爬行，会降低定位精度，故要求导轨低速运动平稳。影响导轨低速运动平稳性的因素有：静、动摩擦系数的差值，传动系统的刚度，运动部件的质量及导轨的结构和润滑情况。3.6.3、常用的导轨及其特点1．滑动导轨（1)滑动导轨的结构滑动导轨常见的截面形状如图1－1所示。其各个平面所起的作用各不相同。在矩形和三角形导轨中，M面主要起支撑作用，N面是保证直线移动精度的导向面，J面是防止运动部件抬起的压板面；而在燕尾形导轨中，M面起导向和压板作用，J面起支撑作用。图1－2滑动导轨常见的截面形状(a)矩形导轨；(b)三角形导轨；(c)燕尾槽导轨；(d)圆柱形导轨①矩形导轨。图1－1所示的矩形导轨制造简单，刚度和承载力大，水平方向和竖直方向上的位移互不影响，因此安装、调整都较方便。M面既是保证垂直面内直线移动精度的导向面，又是承受载荷的主要支承面；N面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因N面磨损后不能自动补偿间隙，所以需要有间隙调整装置。②三角形导轨。图1－1所示的山形导轨及V形导轨均称为三角形导轨，当其水平布置时，在竖直载荷的作用下，导轨磨损后能自动补偿，不会产生间隙，因此导向性好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导向性能与顶角有关，顶角越小，导向性越好；顶角加大，承载能力增加。支承导轨为凸三角形时，不易积存较大切削，也不易积存润滑油。③燕尾槽导轨。图1－1所示的燕尾导轨可视为三角形导轨的变形，磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用，用一根镶条就可以调整水平、竖直方向的间隙。这种导轨制造、检验和修理均较复杂，摩擦阻力大。当承受竖直作用力时，它以支承面为主要工作面，其刚度与矩形导轨的相近；当承受颠覆力矩时，其斜面为主要工作面，其刚度较低。燕尾形导轨一般用于高度小的多层移动部件。两个导轨面间的夹角为55°。④圆柱形导轨。图1－1所示的圆柱形导轨制造简单，内孔可珩磨，外圆经过磨削可达到精密配合，但磨损后调整间隙困难。为防止转动，可在圆柱表面上开键槽或加工出平面，但不能承受大的转矩。圆柱形导轨主要用于承受轴向载荷的场合，适用于同时作直线运动和转动的场合，如拉床、珩磨机及机械手等。（2）滑动导轨的组合形式与应用滑动导轨一般由两条导轨组成，不同的组合形式是为了满足不同机床的工作要求。在数控机床上，滑动导轨的组合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式。只有少部分结构采用燕尾式。双三角形组合。这种导轨同时起支承、导向作用，磨损后相对位置不变，能自行补偿竖直方向及其水平方向的磨损，导向精度高，但要求四个表面刮削或磨削后接触，工艺性较差。床身与运动部件热变形不一样时，不易保证四个表面同时接触。这种导轨常用于龙门刨床与高精度车床。V形-平导轨组合。V形-平导轨组合，不需要用镶条调整间隙，导向精度高，加工装配也较方便，温度变化不会改变导轨面的接触情况，但热变形会使移动部件水平偏移，常用于磨床、精密镗床上。双矩形导轨是用侧边导向，当采用一条导轨的两侧边导向时称为窄式导向（图1－2（a）），若分别采用两条导轨的两个侧面边导向则称为宽式导向（图1－2（b））。窄式导向制造容易，受热变形影响小。图1－3窄式导向与宽式导向(a)窄式导向；(b)宽式导向④三角形-矩形组合。三角形-矩形组合导轨兼有导向性好、制造方便等优点，应用最为广泛，常用于车床、磨床、精密镗床、滚齿机等机床上。三角形导轨作主要导向面，其导向性比双矩形组合导轨要好。三角形导轨磨损后不能调整，对位置精度有影响。⑤平-平-三角形组合。当龙门铣床工作台宽度大于3000mm、龙门刨床工作台宽度大于5000mm时，为了不使工作台中间挠度过大，可用三根导轨的组合导轨。该导轨是重型龙门刨床工作台导轨的一种形式，三角形导轨主要起导向作用，平导轨主要起承载作用，不需要镶条调整间隙。（3）圆周运动导轨。这种导轨主要用于圆形工作台、转台和转塔等旋转运动部件，常用的圆周运动导轨有平面圆环导轨、锥形圆环导轨、V形圆环导轨。①平面圆环导轨。这种导轨容易制造，热变形后仍能接触，适用于大直径的工作台和转盘，便于镶装耐磨材料及采用动压、静压导轨，减少摩擦。当它只能承受轴向力，不能单独承受径向力，需与带径向滚动轴承的主轴相配合来承受径向力。此种导轨摩擦损失小，精度高，目前使用较多，如用于滚齿机、立式车床等。②锥形圆环导轨。这种导轨能承受轴向力与较大的径向力，但不能承受较大的颠覆力，热变形也不影响导轨接触，其导向性比平面圆环导轨的好，但要保持锥面和主轴的同轴度较困难，母线倾斜角一般为30°，常用于径向力较大的机床。③V形圆环导轨。这种导轨能承受较大的轴向力、径向力和颠覆力矩，能保持很好的润滑，当制造较复杂，需保证两个V形锥面和主轴同心。V形一般用非对称形状。当床身热变形量和工作台的热变形量不同时，两导轨面将不同时接触。（4）塑料滑动导轨。传统的铸铁—铸铁和铸铁—淬火钢的导轨副，静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大，低速时易出现“爬行”现象，影响运动平稳性和定位精度，因此在数控机床上已很少采用，取而代之的是铸铁—塑料滑动导轨或镶钢—塑料滑动导轨。目前，塑料导轨的材料可分为两种：贴塑材料和涂塑材料。目前在国内生产使用的贴塑材料主要有塑料导轨板和塑料导轨软带两种，它们是由聚四氟乙烯和多种金属材料制成的复合材料。例如，ＦＱ－１塑料导轨板采用的是在渡铜钢板上烧结一层多孔青铜，在青铜层间隙中扎入聚四氟乙烯及其他填料，再经适当处理形成金属-氟塑料的复合体导轨板。这种材料的导轨板的摩擦系数小（约为0.04～0.08），并具有良好的自润滑作用，特别适用于垂直导轨。塑料导轨软带是以聚四氟乙烯PTFE为基体，添加青铜粉二硫化钼和石墨等多种填料所构成的复合材料。在油润滑状态下，其摩擦系数约为0.06，使用寿命为普通铸铁导轨的8～10倍。塑料导轨软带有各种厚度规格，长与宽由用户自行裁剪，采用粘贴的方法固定。由于塑料导轨软带较软，容易被硬物刮伤，因此要有良好的密封防护措施。概括起来，塑料导轨软带与其他导轨相比，有以下特点：（1）摩擦系数低而稳定，比铸铁导轨副低一个数量级。（2）动、静摩擦系数相近，运动平稳性和爬行性能较铸铁导轨副好。（3）吸收振动，具有良好的阻尼特性，优于接触刚度较低的滚动导轨和易漂浮的静压导轨。（4）耐磨性好，有自身润滑作用，无润滑剂也能工作，灰尘磨粒的嵌入性好。（5）化学稳定性好，耐低温，耐强酸、强碱、强氧化剂及各种有机溶剂。（6）维护修理方便，软带耐磨，损坏后更换容易。（7）经济性好，结构简单，成本低，约为滚动导轨成本的1／20。图1－4镶粘塑料—金属导轨结构塑料滑动导轨可分为两种：①注塑导轨。导轨注塑的材料或耐磨涂料的材料是以环氧树脂和二硫化钼为基体，加入增塑剂，混合成膏状为一组分，固化剂为另一组分的双组分塑料。这种塑料附着力强，具有良好的可加工性，可经车削、铣削、刨削、钻削、磨削和刮削加工，也有良好的摩擦特性和耐磨性，而且其抗压强度比聚四氟乙烯导轨软带的要高，固化时体积不收缩，尺寸稳定。这种导轨的另一特性是可在调整好固定导轨和运动导轨间的相关位置精度后注入涂料，因此可节省许多加工工时，特别适用于重型机床和不能用导轨软带的复杂配合型面。②贴塑导轨。这种导轨是在导轨滑动面上贴一层耐磨的塑料导轨软带，对与之相配的导轨滑动面进行淬火和磨削加工。塑料导轨软带以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉和氧化物制成。塑料导轨软带可切成任意大小和形状，用胶黏剂黏接在导轨基面上。由于这类导轨软带用黏接方法加工，故称为贴塑导轨。软带的粘贴工艺工程是：先将导轨粘贴面加工至表面粗糙度Ra为3.2~1.6μm(为了对软带起定位作用，导轨粘贴面应加工成0.5~1.0mm深的凹槽)，再以丙酮清洗粘贴面，用胶黏剂把软带粘贴在凹槽上，加压初固化1~2小时后，合拢到配对的固定导轨（或专用夹具）上，施加一定的压力，并在室温下固化24h，然后取下配对的导轨，清除余胶，在软带上面开出油槽，进行精加工。2．滚动导轨1）滚动导轨的结构形式（1）滚动导轨块。这是一种以滚动体作循环的滚动体。移动部件移动时，滚动体沿封闭轨道作循环运动。滚动体为滚珠或滚柱。数控机床上采用的滚柱式滚动导轨块如图1－4所示，它多用于中等负荷导轨。滚动导轨块由专业厂家生产，有多种规格、形式供用户选用。使用时，导轨块装在运动部件上，每一导轨应至少用两块或更多块，导轨块的数目取决于导轨的长度和负载的大小。与之相对的导轨多用镶钢淬火导轨。图1－5滚柱式滚动导轨块(a)单元滚动块;(b)在加工中心上的应用(2)直线滚动导轨。直线滚动导轨又称单元直线滚动导轨。它除导向外还能承受颠覆力矩，其制造精度高，可高速运行，并能长时间保持精度，通过预加负载可提高刚性，具有自调的能力，安装基面允许误差大。直线滚动导轨的外形和结构如图1－5所示。导轨体固定在不动部件上，滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体移动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的滚道，从工作负荷到非工作负荷区，然后再滚动回到工作负载区，不断循环，从而把滚动体和滑块之间的移动变成了滚珠的滚动。为防止灰尘和脏物进入导轨滚道，滑块两端及下部均有塑料密封垫。滑块上还有润滑油注油杯，只要定期将锂基润滑脂放入润滑油注油杯即可实现润滑。图1－6直线滚动导轨的外形和结构2）滚动导轨的类型滚动导轨根据滚动体的形式不同，可以分为滚珠导轨、滚柱（或滚针）导轨等。（1）滚珠导轨。这种导轨的结构特点为滚珠与导轨之间点接触，摩擦阻力小，承载能力较差，刚度低，其结构紧凑、制造容易、成本较低。通过合理设计滚道圆弧可大幅度降低接触应力，提高承载能力。滚珠导轨一般适用于运动部件质量小于200kg，切削力矩和颠覆力矩都较小的机床。（2）滚柱导轨。这种导轨的结构特点为滚动体与导轨之间是线接触，承载能力较同规格滚珠导轨高一个数量级，刚度高。滚柱导轨对导轨面的平面度敏感，制造精度要求比滚珠导轨高，适用于载荷较大的机床。3)滚动导轨的预紧为了提高滚动导轨的刚度，应对滚动导轨进行预紧。预紧可提高接触刚度，消除间隙；在立式滚动导轨上，预紧可防止滚动体脱落和歪斜。常见的预紧方法有以下两种：（1）采用过盈配合。预加载荷大于外载荷，预紧力产生过盈量2～3μm，过大会使牵引力增加。若运动部件较重，其重力可起预加载荷作用，若刚度满足要求，可不施预加载荷。（2）调整法。调整螺钉、斜块或偏心轮来进行预紧。图1－6为滚动导轨的预紧方法。图1－7滚动导轨的预紧方法(a)滚柱或滚针导轨自由支撑;(b)滚柱或滚针导轨预加载荷；(c)交叉式滚柱导轨;(d)循环式滚动导轨块3.液压导轨液压导轨在机床上的使用主要是静压导轨。在静压导轨两个相对运动的导轨面间通入压力油，可使运动件浮起。在工作过程中，导轨面上油腔中的油压能随外加负载的变化自动调节，以平衡外加负载，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。所以静压导轨的摩擦系数极小（约0.0005）、功率消耗小、导轨不会磨损，因而导轨的精度保持性好，寿命长。油膜厚度几乎不受速度的影响，油膜承载能力大、刚性高、吸振性良好，导轨运行平稳，既无爬行，也不会产生振动。但静压导轨结构复杂，并需要一套有良好过滤效果的液压装置，因此制造成本较高。目前，静压导轨较多应用在大型、重型数控机床上。静压导轨按导轨形式可分为开式和闭式两种，数控机床用闭式的静压导轨。闭式静压导轨按供油方式可分为恒压（即定压）供油和恒流（即定量）供油两种。恒压供油方式中以毛细管节流和单面薄膜反馈节流用得较多，其原理如图1－7所示。图1－8闭式静压导轨恒压供油原理3.6.4、导轨间隙的调整、润滑与防护1．导轨的润滑1)润滑方法导轨最简单的润滑方式是人工定期加油或用油杯供油。这种方法简单、成本低，但不可靠，一般用于调节辅助导轨及运动速度低、工作不频繁的滚动导轨。对运动速度较高的导轨大都采用润滑泵，以压力油强制润滑。这样不但可连续或间歇供油给导轨进行润滑，而且可利用油的流动冲洗和冷却导轨表面。为实现强制润滑，机床必须备有专门的供油系统。图1－8为某加工中心导轨的润滑系统。图1－9加工中心导轨的润滑系统2)对润滑油的要求在工作温度变化时，润滑油粘度变化要小，要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度，油中杂质尽量少且不浸蚀机件。常用的全损耗系统用油有L—AN10、15、32、42、68，精密机床导轨油L—HG68，汽轮机油L—TSA32、46等。2．导轨的防护为了防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的刮板式、卷帘式和叠层式防护罩，大多用于长导轨机床上，如龙门刨床、导轨磨床等。另外，还有手风琴式的伸缩式防护罩等。在机床使用过程中应防止损坏防护罩，对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝，以避免发生碰壳现象。3.间隙调整方法：（1）采用压板来调整间隙并承受颠覆力矩。（2）采用镶条来调整矩形和燕尾形导轨的间隙（3）采用压条镶条来调整间隙。（这种方法已标准化）3.6.5、选择导轨的种类确定阻尼比进给系统中摩擦阻力的大小主要决定于导轨类型。为了尽可能减少摩擦力，广泛采用各种类型的减摩导轨。其中考虑到进给系统的稳定性，并为适当增加导轨阻尼比，常常采用滚动导轨加预载的结构以及采用滚动、滑动复合导轨和静压卸荷导轨等等。其中滚动、滑动复合导轨同时具有滚动和滑动导轨的优点，也就是具有较小的摩擦系数，很好的刚性和阻力特性，因此近几年来应用日益增多。导轨阻尼比导轨种类等价阻尼比滑动导轨0.02～0.3（一般0.15）静压导轨0.02滚动导轨0.02～0.05由于我们设计是数控龙门镗铣床的溜板箱进给系统，数控龙门镗铣床属于重型机床，承载能力大，导向精度要求较好，所以可以选用截面是双矩形的组合导轨，同时塑料滚动导轨具有良好的定位精度和运动平稳性，维护维修方便，经济性好，可以采用贴塑导轨。数控龙门镗铣床承受的颠覆力矩较大，故采用闭式导轨形式。3.7、总体方案的选择采用半闭环控制型式；导轨为贴塑导轨；滚珠丝杠螺距：10mm；驱动元件为FANUC30交流伺服电动机。（注：初选滚珠丝杠螺距：12mm驱动元件为FANUC30R交流伺服电动机。经校核不满足要求，计算过程省略，最后选择方案计算过程如下）4、设计计算4.1、伺服系统传动系统的设计驱动元件为FANUC30交流伺服电动机，这种型号的驱动电机参数如下：输出功率：3.3kW额定转矩：37.2N·m最大转矩：225N·m转子惯量：0.025机械时间常数：5ms最高转速：1200r/min；4.4.1、降速比的计算对于半闭环，工作原理和闭环相似，主要是由驱动马达的额定速度或转矩与机床要求的进给速度或负载转矩所决定。丝杠传动时降速比公式为：其中：电机最大转速丝杠螺距最大进给速度带入数据则：按最小惯量的要求，该减速器采用1级传动，传动比为i=3。根据结构需要，确定传动齿轮的齿数分别为=20、=60，模数m=4，齿宽=40mm、=35mm，那么小齿轮的直径大齿轮的直径两齿轮啮合时的中心距小齿轮齿顶圆直径小齿轮齿根圆直径大齿轮齿顶圆直径大齿轮齿根圆直径4.1.2、惯量计算根据经验必须对所得降速比进行验算，以满足折算到电机轴上的负载惯量不能过大的要求。对于半闭环，应满足以下的惯量匹配：交流电机驱动时：其中：——电机本身的惯量——折算到电机轴上的总惯量根据实践经验，值具有一定的范围。这一比值不能太大，也不能太小。如果比值太小，则机床动态特性主要决定于负载特性，此时不同质量和行程的各坐标的特性将有很大区别，并且很容易受切削力、摩擦力等干扰的影响。所以为便于调整以及为保证稳定运行，应规定的最小值。另外也不能过大。1）计算滚珠丝杠的转动惯量一般惯量计算公式为丝杠总转动惯量为：2）工作台折算到丝杠上的转动惯量其中：W——工作台重量，W=50000N；——丝杠的螺距，=10mm；g=9.8m/代入数据计算得：3）计算各齿轮的转动惯量齿轮的转动惯量计算公式为：其中：质量，（1）小齿轮转动惯量为：（2）大齿轮转动惯量为：4）计算折算到电机轴上的总惯量丝杠传动时传动系统折算到电机轴上的负载惯量为：其中：——小齿轮及其轴的转动惯量——大齿轮及其轴的转动惯量——丝