毕业设计（论文）-蔬菜移栽机设计

摘要农业发展迅速，蔬菜移栽一直是劳动密集型而且劳动强度大。市面上蔬菜栽种机的种类繁多，而且结构不一，但是效果差别比较多。本次设计是在综合不同移栽机的基础上，设计一种移栽效果更好的移栽机，可以降低人力成本，减少劳动强度，所以本次设计对于综合提高移栽的效率具有很高的现实意义，同时应用前景广阔。本次设计首先系统了解了目前蔬菜移栽机的主要类型组成以及发展的现状等等。通过分析了解确定了本次蔬菜移栽机的种类，本次设计的蔬菜移栽机的类型为吊杯式蔬菜移栽机。该种结构的特点是移栽效率高，而且结构相对简单。本次设计重点对该种蔬菜移栽机的总体进行了方案分析和设计，主要是传动结构的类型，总体的布置方式等。然后对主要的传动结构进行了设计计算，重点包括传动轴部分设计选型、链传动、移栽轮结构设计等。通过设计计算和分析，确定了各部分结构，然后对蔬菜移栽机进行了三维造型设计，确保设计的准确性，在此基础上完成了混料装置的工程图绘制。关键词：蔬菜；移栽机；吊杯；传动；三维造型全套图纸加V信153893706或扣3346389411

AbstractAgriculturehasdevelopedrapidly,andvegetabletransplantationhasalwaysbeenlabor-intensiveandlabor-intensive.Therearemanytypesofvegetableplantersonthemarketandtheirstructuresaredifferent,buttheeffectsarequitedifferent.Thisdesignisbasedontheintegrationofdifferenttransplanters,todesignatransplanterwithbettertransplantingeffect,whichcanreducelaborcostsandlaborintensity,sothisdesignhasahigheffectoncomprehensivelyimprovingtheefficiencyoftransplanting.Thepracticalsignificanceandbroadapplicationprospects.Thisdesignfirstlysystematicallyunderstoodthemaintypesandcompositionofthecurrentvegetabletransplantingmachineandthedevelopmentstatus.Thetypeofvegetabletransplanterwasdeterminedthroughanalysisandunderstanding.Thetypeofvegetabletransplanterdesignedthistimewasahangingcupvegetabletransplanter.Thiskindofstructureischaracterizedbyhightransplantingefficiencyandrelativelysimplestructure.Thisdesignfocusesontheoverallanalysisanddesignofthevegetabletransplanter,mainlythetypeoftransmissionstructureandtheoverallarrangement.Then,thedesignandcalculationofthemaintransmissionstructurearecarriedout,andthekeypointsincludethedesignandselectionofthetransmissionshaftpart,thechaintransmission,andthestructuredesignofthetransplantingwheel.Throughdesigncalculationandanalysis,thestructureofeachpartwasdetermined,andthenathree-dimensionalmodelingdesignwasperformedonthevegetabletransplantertoensuretheaccuracyofthedesign.Basedonthis,theengineeringdrawingofthemixingdevicewascompleted.Keywords:vegetables;transplanter;hangingcup;transmission;three-dimensionalmodeling

目录TOC\o"1-3"\h\u5500摘要 116605Abstract 316014目录 398101绪论 6147651.1本课题作用和意义 6316401.2国内外研究现状 7281751.2.1国外研究状况 7106101.2.2国内研究状况 7196181.3未来发展趋势 8312241.4尚待研究的问题 8103571.5设计的主要内容 9184112移栽机总体结构及主要零部件的设计 10157292.1蔬菜移栽机的基本结构 1089852.2小型蔬菜移栽机的传动原理 1265682.3移栽器工作原理 1243142.4主要设计参数 14261983吊篮设计 1445073.1吊篮运动分析 14137773.2吊篮基本参数之间的关系 1570543.2.1吊篮的基本参数 15260953.2.2移栽频率、株距与拖拉机前进速度的关系 16317274传动比确定 17252674.1总传动比、株距及地轮半径关系 17234384.2链轮齿数的选择与移栽株距的确定 17131135链轮设计 18185485.1链轮选择及参数 18192625.2链节数计算 19301736凸轮设计 19117076.1凸轮与鸭嘴的关系 19114886.2凸轮导轨的设计 2044496.2.1凸轮导轨的角度设计 20316126.2.2凸轮导轨偏移量的设计原理 22322577地轮轴的校核 24237787.1地轮轴总体受力分析 24210257.2地轮轴垂直面与水平面的支撑反力分析 24115697.3地轮轴的校核计算 253710总结 2726444参考文献 2812542致谢 29

1绪论1.1本课题作用和意义随着我国经济的迅猛发展，科学技术的不断进步，种植、培养、预防的能力的大幅度提升，这些一系列综合国力的提升，使我国在蔬菜方面的市场发展得到了前所未有的增长，这样的增长和发展，配合着农业的发展和人口数量上的优势，早已使我国的蔬菜产量在极短的时间内迅速的跃居世界第一，并且长期占据榜首的位置，据世界粮农组织在2017年在全世界国家的范围内的精确统计结果显示，中国在蔬菜的种植面积方面是世界第一的，占世界蔬菜总种植面积的百分之四十三，当然，在蔬菜的产量方面也同样遥遥领先世界，也在第一位，占世界蔬菜总产量的百分之四十九[1]。根据世界粮农组织在2017年对世界范围内所有国家的蔬菜出口量的统计，我国截止于2017年累计蔬菜的对外出口是八百一十七万五千九百万吨。比上次2010年统计的蔬菜出口量增加了四百九十七万两千九百万吨，同比增长了二分之一；出口额度与2010年相比，几乎翻了一番，金额上增加了四十一点三三亿美元，是六十二点一四亿美元。蔬菜收入早已成为我国农民的主要收入，也成为了我国国民生产总值不可分割的一部分[3]。2017年，我国也对我国的蔬菜业进行了一次全面的调研，截止于2017年，我国的蔬菜的种植面积达到了全国农作物种植面积的百分之十二点八，，产生的经济效益仅次于主要粮食产业的经济利润，高达七千二百多亿元，这一金额占种植业总利润的百分之二十九[4]。蔬菜生产的整个过程需要大量的人力物力资源，其中处于生产初期的秧苗栽植便需要耗费大量的劳动力，并且这一过程是大多数蔬菜生产都需要经历的过程，因此劳动力的损耗是生产过程中的一大问题[5]。由于我国农用机械自动化程度较低、普及率较差，因此人工栽植秧苗便是主要的工作方式，这一工作方式极大的损耗了劳动力，提高了生产成本和生产速率，并且由于人工的原因栽植出的秧苗可能会出现质量较差的情况。因此，蔬菜生产产业急需实现蔬菜移栽机械化、自动化[6]。通过此次设计，可以使我对农业机械尤其是蔬菜自动栽种移栽机械有一个系统的、全面的了解和认识，同时也对我四年的知识学习成果进行系统的整合和综合性的检验，可以为接下来的工作打下一个良好的基础，也是以此综合性的尝试。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究状况欧洲一些国家在20世纪初期为了减轻劳动者的劳动强度，发明了一些手动秧苗栽植机械进行蔬菜的大量种植[7]；20世纪三四十年代，机械化程度提高，栽植机械上的移栽机构取代了送苗入土的动作；20世纪五六十年代，多种半自动育苗用土钵制钵机被各欧洲国家研制出来进行蔬菜的大批量生产[8]；在前苏联的国营农场中，机械化蔬菜生产高达百分之六十七，即使是普通农场也有百分之五十七。目前，法兰西共和国、德意志联邦共和国、荷兰王国、西班牙王国、意大利共和国等欧洲国家已经将完善的蔬菜移栽机械形成了系统的生产链，并在实际生产中开始投入使用，实现了工厂化和机械化[9]。日本因为地理位置、地理环境、人口等原因的限制，移栽机械的技术很高、发展很快、使用率很高、普及程度非常高．日本所研发生产的即在机械的分类很精细，每一种机械都用专门的用途，每一种蔬菜都用专门作用于该蔬菜种类的机械，同样，日本也是世界上第一个将移栽机械作用于温室的国家[10]，在2O世纪后期，日本90％以上的蔬菜都已经通过移栽机械进行移栽种植。美国的蔬菜移栽机械的使用率更高，已经达到了百分之七十以上，这得益于美国对移栽机械的年复一年的改进、研究和蔬菜育苗机械化的发展。目前国外发达国家的移栽机械技术无论是从研发还是生产上都已经体系完备了，而且机械的性能、通用性、可靠性在实际使用中已经经历过了考验[11]。1.2.2国内研究状况我国起初实在20世纪五六十年代开始以棉花和甘薯的栽种进行试验，从而对旱地移栽机械进行艰苦的、从无到有的研发[12]。随后的发展速度开始加快，在20世纪七八十年代，各种各样的移栽机械开始如雨后春笋般陆续出现在蔬菜生产市场上，半自动化技术和裸根移栽技术也得到了迅猛的发展。四川省农机所研制了油菜蔬菜钳夹式栽植机，型号为：2ZYS-4；北京市农机所在一九八零年研制了型号为：2ZSB-2的钵苗移栽机，在一九九一年研制了型号为：2ZWS的蔬菜无土苗移栽机[13]。由于全自动移栽机械的研发成本过高，加之我国全自动移栽机械的研发起步时间较晚，虽然全自动移栽机械的研发也在稳步的进行中，但是目前我国国内主要以半自动移栽机械作为生产工具，这些半自动机械的普及率和使用率还是很低，主要是因为机械的工作方式与育苗方式不配套，因此机械工作无法满足蔬菜栽植规格。目前，我国在蔬菜移栽机械上的研究尚处于研发初期，现在所使用的的移栽机械在蔬菜栽植上的使用是很少的，大多数机械都是用于玉米和棉花这样的超大面积种植产物的移栽[14]。蚌埠学院的王林等人通过通过动力学仿真软件adams对最常用的移栽机系统进行了仿真分析，通过仿真分析了解了移栽机的动力学特性，同时对移栽机系统的结构研究等提供了一种计算机仿真分析的有效途径。中山大学的黄文涛[2]等应用同样的方法采用多目标优化的方式对移栽机系统进行了设计分析。厦门理工学院的赵紫薇[3]等通过仿真分析软件对容器苗移栽机系统进行了特性分析研究，确定了系统的主要优化目标，并进行了优化，得到了更为高效的移栽机特性。河北农业大学[4]的叶俊波等人对小型移栽机进行了建模设计和分析。1.3未来发展趋势蔬菜移栽机械的研发是复杂的、是需要多学科、多领域共同研发、共同交流、共同技术攻关的，将园艺、农学、植保、机械设计与制造、自动控制等学科结合在一起才能形成我国自主知识产权的技术体系[15]，因此我们的研究不能局限于对国外机械的仿制，反求工程可以使用但不能过度使用，我国应该在栽植机械与蔬菜种植的流程及原理的规范化和标准化上下苦功夫[16]。现阶段即初期阶段，不能好高骛远，应该脚踏实地的从在温室中工作的小型半自动化移栽机械为主要的技术攻关对象。因为我国尚处于社会主义初级阶段，还是发展中国家，因此要考虑到机械的实用性，因此要以通用蔬菜栽植机械的研发为主要的研发方向，专用移栽机械的研发为辅，两者相辅相成的健全研发体系，做到产品的标准，并且能够进行系统的大规模生产，在满足大规模生产的前提下，还要兼顾质量和成本问题，机械应该尽可能的简单，这样才能方便使用、方便生产、组装，才能尽快的实现量产，并且制造成本要尽可能地低，才能具有一定的利润空间，最重要的是移栽质量一定要达到标准甚至超越标准[17]。由于吊篮式移栽机械在实际使用的过程中频繁的出现的碰苗、伤苗事故，验证了该种结构的缺陷型和不可行性，因此应该讲主要的研究方向集中在水平向后张开的悬杯式蔬菜移栽机，这种工作方式能够有效地降低伤苗事故的发生，极大的提高了机械化栽植的栽植质量[18]。1.4尚待研究的问题当前，我国蔬菜移栽机械研究及推广方面存在的主要问题是：(1)由于我国的国土面积幅员辽阔、地理面貌丰富多样，因此我国在各个地区的种植蔬菜的流程和方式上存在很大的差别，可以说南北不通，东西不通，因此对通用型机械的研发带来了极大的阻碍；(2)移栽机械的使用方式与人工育苗方式大相径庭，无法统一，简单来说就是移栽机械的发展远远跟不上育苗技术的发展，难以望其项背；(3)由于我国主要是以温室大棚种植蔬菜为主，因此在温室大棚内空间的局限性限制了蔬菜栽植机械的作业，也就限制了它的发展；(4)机械的通用性、适用性不强，无法进行多种蔬菜的移栽，间接的提高了成本；(5)在机械与蔬菜作物苗和生长原理的通用方面的研究不足。1.5设计的主要内容本次设计是在综合不同移栽机的基础上，设计一种移栽效果更好的移栽机，可以降低人力成本，减少劳动强度，所以本次设计对于综合提高移栽的效率具有很高的现实意义，同时应用前景广阔。本次设计首先系统了解了目前蔬菜移栽机的主要类型组成以及发展的现状等等。通过分析了解确定了本次蔬菜移栽机的种类，本次设计的蔬菜移栽机的类型为吊杯式蔬菜移栽机。该种结构的特点是移栽效率高，而且结构相对简单。本次设计重点对该种蔬菜移栽机的总体进行了方案分析和设计，主要是传动结构的类型，总体的布置方式等。然后对主要的传动结构进行了设计计算，重点包括传动轴部分设计选型、链传动、移栽轮结构设计等。通过设计计算和分析，确定了各部分结构，然后对蔬菜移栽机进行了三维造型设计，确保设计的准确性，在此基础上完成了混料装置的工程图绘制。

2移栽机总体结构及主要零部件的设计根据导师的指导和设计的要求，经过和导师的反复讨论和研究，最终确定了移栽机的类型及结构组成。该蔬菜移栽机主要通过拖拉机牵引为动力源、传动机构、移植苗体机构、移栽深度调节机构、放苗机构、覆土镇压轮等。2.1蔬菜移栽机的基本结构移栽机总体方案如图2-1所示。图2-1小型蔬菜移栽机总体方案图蔬菜移栽机是一种组合式装备。它是由牵引架总成、地轮总成、移栽器总成、放苗架总成及覆土镇压轮总成组合而成。牵引架总成是由两个结构组成的，这两个结构分别是：悬挂横梁、拖拉机连接机构，牵引架总成是联结地轮总成、移栽器总成、放苗架总成及覆土镇压轮总成的核心部件。地轮总成由三个结构组成，这三个结构分别是：地轮、地轮轴、地轮机架。动力通过链轮传递给迪伦，为了能够完成不同株距在栽植，可以改变传动比即更换不同齿数的链轮即可。移栽的深度可通过安装在机架上方的移栽深度调节装置进行调剂，移栽深度调节装置的本质就是一根丝杠，不同方向的旋转丝杠即可带动移栽器进行垂直方向的调节。移栽器总成由八个结构组成，这八个结构分别是：牵引臂、移栽器挡板、移栽圆盘、偏心圆盘、曲柄连杆机构、凸轮、鸭嘴、弹簧。移栽器总成和牵引架总成直接连接，由牵引架总成带动，在动力源的作用下运动。移栽器的运转是当地轮的转动传递到主传动轴时，移栽链轮开始转动，由于链轮与移栽轴是过盈配合，因此移栽轮转动，移栽轮的转动带动了移栽圆盘的转动。放苗架总成被设计成在移栽器后上方放置，操作人员可在座位上取苗。放苗盘与脚架焊接。调整行距的方式可以通过旋转放苗盘与放苗支架间的调节螺钉实现。覆土镇压轮总成由四个结构组成，这四个结构分别是：覆土连杆、连杆套管、橡胶轮连杆、橡胶轮。该机构固定在牵引架总成的末端，移栽覆土是通过调整橡胶轮连杆的角度和位置实现的，而角度和位置的调整通过连杆套管上的旋转螺钉进行调节。小型蔬菜移栽机整体结构如图2-2所示。图2-2移栽机整体结构图2.2小型蔬菜移栽机的传动原理该小型蔬菜移栽机实现固定株距的蔬菜移栽，所以使用链轮传递动力较为适合。如图2-3为移栽机传动简图。在拖拉机动力的作用下，移栽机随之运动，当该运动带动地轮产生旋转时，链轮组a随着地轮的转动而转动，与此同时主传动轴获得了传递过来的动力，链轮组b又作为中转将主传动轴获得的动力转递给了移栽器，经过一系列的二级动力传递，最终移栽器可完成作业。链轮组a不仅仅承担着动力传递做作用，还担任着改变株距的重要角色，即当链轮组a的齿数发生变化时，第二级传动的传动比将发生变化。2.3移栽器工作原理移栽器的工作原理如图2-4所示。在拖拉机的作用下，机架上固定的一号牵引臂可做拖拉机移动方向上的往复直线运动，3号链轮在经过一系列的动力传递后可令移栽器圆盘进行旋转，从而其上的主动盘和从动盘则进行等角速度的旋转。吊篮固定在由曲柄机构和两盘构成的平面连杆机构，可将平面连杆机构的旋转运动转化为吊篮在竖直方向上的往复直线运动。当吊篮运动到最高点时，由于平面连杆机构的特性，此时正处于回程运动和远休止角，运动速度相对较慢，因此预留出足够的时间用于放苗，当吊篮运动到最低点时，该过程处于推程阶段，运动速度较快，极大的提高了工作效率。与此同时，两侧凸轮同时运动到远休止角，产生的挤压力使得鸭嘴张开打开的通道足以令苗顺利滑入坑中，由于远休止角需要运动一定的时间，因此鸭嘴可张开一定时间，确保了苗完全进入坑中，随后在进入回程远动时，两侧凸轮也同时进入回程，鸭嘴在上升的同时闭合，可做到不伤苗脱离，吊篮在与牵引臂1平行处完全闭合。利用这样的循环运动可实现一次次的栽植。2.4主要设计参数3吊篮设计3.1吊篮运动分析图3-1吊篮运动特征及轨迹吊篮运动是一种由直线和曲线复合而成的螺旋曲线运动，运动轨迹类似于弹簧的形状规则。如图3-1所示的笛卡尔坐标系，以吊篮圆盘中心为原点，直线运动方向构成X轴，垂直螺旋上升方向构成Y轴，可求出吊篮运动轨迹方程：（3-1）（3-2）其中，为牵引机械的牵引速度，为吊篮转盘半径，为吊篮转盘角速度。将3-1式及3-2式对时间一阶求导，可得出吊篮的运动方程：（3-3）（3-4）令，则吊篮运动轨迹取决于大小。如图3-1所示，当时，为轨迹I；当时，为轨迹II；当时，为轨迹III。按照“零速投苗[11]”原理，当时，运动到了最低点，理论上来说此时方向上完全垂直于地面且速度为零。实际工作中却是，当时，最低点处为图3-1中C点时，吊篮鸭嘴投苗后，由于预留时间并不充分，鸭嘴闭合时会伤苗，故最佳投苗时刻并不是。实际工作中当，为投苗最佳时刻。如图3-1所示，此时在A点，吊篮鸭嘴开始张开，当运动到最低点时，鸭嘴在这一过程中开至最大，但是在此时苗体并未完全滑出鸭嘴落入坑中，而当鸭嘴上升至B点时，这一过层中苗体下落，鸭嘴上升，在相对运动下，苗体完全滑出，而鸭嘴也开始闭合，完成不伤苗栽植。3.2吊篮基本参数之间的关系3.2.1吊篮的基本参数吊篮基本参数有：（1）吊篮数，；（2）株距，；（3）吊篮转速，；（4）移栽频率，；（5）牵引速度；（6）吊篮转盘半径。3.2.2移栽频率、株距与拖拉机前进速度的关系当忽略其他干扰时，，移栽频率、株距与拖拉机前进速度的关系为：（3-5）该蔬菜移栽机采用人工投苗，频率不宜过高，取一般值60株/min，即。3-5式中，频率选定后，株距S与成正比关系，其关系如下表：3.2.3吊篮数量、株距S及吊篮转盘半径关系根据上述分析得到的运动特征，可得当时为投苗最佳时刻，即：（3-6）将带3-6式，经过整理可得3-7式：（3-7）吊篮盘半径为固定值，取=200mm，吊篮数量与株距之间关系如表3-2和表3-3所示：由表3-2与表3-3，可确定吊篮数量及株距的选择。因为，当主动圆盘固定时，应选择吊篮数量。注：该株距范围可移栽番茄、辣椒等经济作物。4传动比确定4.1总传动比、株距及地轮半径关系总传动比为：（4-1）由4-1式知，当吊篮数和地轮半径为定值时，选定不同的总传动比即可得到不同株距。取地轮半径，根据实际移，，可分别列式计算，则总传动比可确定：即，可实现。4.2链轮齿数的选择与移栽株距的确定链轮本身是二级传动，则：（4-2）式中地轮上的链轮齿数为，连接地轮的链轮齿数为；吊篮主动圆盘上的链轮齿数为，连接主动盘的链轮齿数为；链轮与在同一根轴上。为了使结构更加紧凑，取23齿，取17齿，取27齿，取23齿，则有总传动比：下同。将式4-1变形，可得到株距：（4-3）则取23齿时，其株距为：当时，可得到不同的传动比，从而满足蔬菜的移栽株距的要求。当时，则有当时，则有：5链轮设计5.1链轮选择及参数拖拉机作为小型蔬菜移栽机的动力源，并且地轮作为移动方式，因此结构紧凑，体积较小、质量较小，所以链轮上受力不大，选择08A链条即可满足强度条件。08A滚子链节距为=12.7mm，滚子外径=7.95mm，可设计与计算出链轮参数[12]，如下表：5.2链节数计算链节数为：（5-1）小型吊篮蔬菜移栽机中链轮与链轮中心距=645mm，则该链节为：节与链轮中心距=619mm，则该链节为：节查表可得中心距为，中心距与复合条件，故设计合理。6凸轮设计6.1凸轮与鸭嘴的关系凸轮是控制鸭嘴开合的重要精细部件，位于鸭嘴机构的左右两侧，当吊篮运动到最低点时，左右两侧凸轮同时运动到远休止角，产生的挤压力使得鸭嘴张开打开的通道足以令苗顺利滑入坑中，由于远休止角需要运动一定的时间，因此鸭嘴可张开一定时间，此时的张开角度应为最大，确保了苗完全进入坑中，随后在进入回程远动时，两侧凸轮也同时进入回程，鸭嘴在上升的同时闭合，可做到不伤苗脱离，吊篮在与牵引臂平行处完全闭合。6.2凸轮导轨的设计6.2.1凸轮导轨的角度设计图6-1吊篮投苗简图经过专门设计的凸轮可通过实际轮廓线在旋转过程中利用四个工作时段控制移栽器投苗点，做到分毫不差的控制投苗。吊篮上的鸭嘴依靠凸轮的旋转运动进行竖直方向上的往复直线运动。凸轮的运动轨迹为曲线型，该曲线可分为4段，分别对应鸭嘴由闭合至张开（推程），张开至最大并保持（远休止），鸭嘴张开最大值至闭合（回程），闭合并保持（近休止）。如图6-1所示得是鸭嘴做螺旋运动中的旋转视角。鸭嘴运动到A点时开始张开，苗体滑出，鸭嘴运动至B点时，鸭嘴张开至最大角度，当鸭嘴由C点运动至D点时，鸭嘴的张开角度保持不变，D点运动至最高点的过程中鸭嘴逐渐闭合。如图6-1左侧视图，其移栽深度最小为，此时投苗点位于A点，此时主动圆盘中心O与A点的延长线交地面为E点，当经过转角，运动到最低点—B点。假设AE长度为，根据三角函数关系有：（6-1）计算出，代入6-1式，可得到：（6-2）其角度为：（6-3）同理，图6-1右侧所示，当最大深度为，有：（6-3）改变鸭嘴参数最小移栽深度与最大移栽深度的值，即可改变角度与的值。当取，时，移栽圆盘半径，则：

6.2.2凸轮导轨偏移量的设计原理图6-2凸轮结构简图凸轮不仅可以控制鸭嘴开合时间，还可以根据凸轮的实际轮廓线在运动过程中距离地面的长度控制鸭嘴张开角度的大小。如图6-2所示，平面中，凸轮的实际轮廓线由内侧的DH段曲线与外侧的AF段曲线构成，DC段曲线的圆心角等于图6-1中的，CG段曲线的圆心角等于图6-1中的，GH段曲线的圆心角等于图6-1中鸭嘴在最后闭合的角度。根据凸轮的实际轮廓线在运动过程中距离地面的长度控制鸭嘴张开角度的大小。将凸轮做机构运动简图。在图6-2中，曲线AB与曲线DC对应着凸轮的推程角，左右两侧凸轮在推程时不断挤压鸭嘴上的小轮，使鸭嘴的张开角度不断变大；曲线BE与曲线CG位于同一平面，距离底面的长度为最大时，鸭嘴上的小轮的近休止面产生的位移最大，即此时鸭嘴的张开角度为最大；曲线EF与曲线GH距离底面的长度逐渐变小，组成一简单曲面，凸轮的进入回程，挤压力逐渐变小，使鸭嘴小轮偏心距变小，与此同时鸭嘴左右两侧收到弹簧力的作用，鸭嘴张开角度逐渐减小到零。图6-3左鸭嘴张开简图如图6-3所示，鸭嘴通过螺栓连接吊篮上，以O点为圆心进行旋转。当鸭嘴完全闭合时，令小轮右下角与吊篮自身回转中心的直线距离；当鸭嘴张开度，令小轮右上角与吊篮自身回转中心的直线距离为；鸭嘴由完全闭合至张开角的过程中，令小轮右上角的竖直偏移距离为。鸭嘴小轮外侧与凸轮实际轮廓线做相对运动，参考图6-2，则有的长度等于凸轮实际轮廓线内侧曲线的半径的长度，的长度等于凸轮实际轮廓线外侧的半径的长度，鸭嘴小轮的竖直偏移距离等于凸轮的节距。在设计凸轮时，鸭嘴的张开角度由度至张开最大时，要保证这个顶点开合距离大于苗钵的最大直径，才能使其顺利滑出。蔬菜苗钵一般为倒圆锥体，令底面圆半径为，顶面圆半径为，高度为。图6-3中，鸭嘴顶点开合距离为，闭合时鸭嘴底端距地面的高度为，鸭嘴张开后结合点偏移距离为，上述参数需满足下列条件：（6-4）7地轮轴的校核7.1地轮轴总体受力分析地轮支撑着移栽机整体（包括工作人员）的重量，牵引架所承担的重量可忽略不计，为了能够简化对地轮轴进行强度校核，可以假设地轮承受全部重力。已知移栽机整体所受重力为4000N，则每根地轮轴承担重力为2000N。查资料得知地轮与地面的滚动摩擦为0.16，可计算出滚动摩擦力为：（7-1）同时，地轮还受链轮的作用力，此力较小，按经验取100N。7.2地轮轴垂直面与水平面的支撑反力分析图7-1地轮定位简图地轮轴左端为链轮，中间为地轮，并有2个轴承定位在地轮轴上，其尺寸如图所示。图7-3地轮轴垂直面的支撑反力图7-2地轮轴水平面的支撑反力7.3地轮轴的校核计算（1）求垂直面的支撑反力小型蔬菜移栽机工作时，链轮受到链条作用力，其力与水平面夹角为20°，即：（7-2）（7-3）（7-4）（2）求水平面的支撑反力（7-5）（7-6）（7-7）（3）垂直面弯矩的计算，见图7-3a（7-8）（7-9）水平面弯矩的计算，见图7-3b（7-10）（7-11）（5）合成弯矩的计算，见图7-3c（7-12）（7-13）（6）地轮轴传递的转矩的计算，见图7-4d地轮轴传递的转矩是地轮给其的转矩，则有：（7-14）（7）危险截面的当量弯矩的计算，见图7-4e危险截面为地轮中心处，其当量弯矩为：（7-15）取折合系数，代入上式可得：（8）计算危险截面处轴的直径地轮轴选用45钢，调制处理，由资料查得，，则：（7-16）考虑到键槽对轴的削弱，将值加大5%，故：（7-17）地轮轴各段弯矩及转矩如图7-3。图7-3地轮轴弯矩及转矩总结本次设计是对所学知识的全面系统检验，也是对未来工作和学习的一次历练。通过此次设计，能够使自己掌握设计的基本方法，锻炼查阅资料的能力，提升自己解决实际设计问题的能力。此次通过理论联系实际，确定了吊杯式结构的蔬菜移栽机的设计目标，然后通过资料查阅、计算分析、三维造型、工程图绘制，最终完成了此次设计。本次设计主要的收获和具体工作内容包括：（1）本次设计是在综合不同蔬菜移栽机的基础上，设计一种蔬菜移栽机。可以降低人力成本，减少劳动强度。（2）系统了解了目前蔬菜移栽机的主要类型组成以及发展的现状等等。通过分析了解确定了本次蔬菜移栽机的种类，本次设计的蔬菜移栽机的类型为吊杯式式蔬菜移栽机。该种结构的特点是移栽效果好，静音耐用，而且节能。（3）本次设计重点对该种蔬菜移栽机的总体进行了方案分析和设计，主要是传动结构的类型，总体的布置方式等。然后对主要的传动结构进行了设计计算，重点包括传动部件、吊杯等。（4）通过设计计算和分析，确定了各部分结构，然后对蔬菜移栽机进行了三维造型设计，确保设计的准确性，在此基础上完成了混料装置的工程图绘制。本次设计主要的创新之处在于：（1）采用了吊杯式结构的蔬菜移栽机，能够实现很好的协调动作，结构简单，成本低，更适用于容器苗类蔬菜的移栽。（2）采用结构更为简便的链传动方式，能够满足功能需要，同时可靠性高，使用寿命长。（3）三维造型方便高效的实现了设计过程，同时直观展现设计成果，便捷实用。

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