可調(diào)行距高速水稻插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-06-13 17:33 本頁(yè)面
【正文】 的移箱機(jī)構(gòu)；通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)，使螺旋軸等零部件的耐磨性和實(shí)用性滿足要求；通過(guò)三維軟件對(duì)其主要零部件進(jìn)行三維建模，增強(qiáng)設(shè)計(jì)直觀性；通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的校核，保證設(shè)計(jì)的合理性。2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理 移箱總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基本原理 5， 11. 滑塊 12， 圖21 一種高速插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Scheme of variable lead seedling feeder mechanism 圖21是一種高速插秧機(jī)的移箱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。該機(jī)構(gòu)主要由橫向送秧軸、縱向送秧軸、移箱動(dòng)力輸入軸、圓錐齒輪軸、分插機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸、鏈條、齒輪、滑塊和滑套等主要零部件組成，其中位于主箱體內(nèi)部的四根軸分別用來(lái)完成橫向移動(dòng)及縱向送秧，位于副箱體內(nèi)部的機(jī)構(gòu)一方面承擔(dān)分插機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，另一方面負(fù)責(zé)把動(dòng)力傳送到主箱體內(nèi)。動(dòng)力經(jīng)由圓錐齒輪軸輸送到分插機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸，以供其驅(qū)動(dòng)分插機(jī)構(gòu)完成縱向送秧。接著動(dòng)力再鏈條向移箱動(dòng)力輸入軸輸送，經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪，調(diào)整到合適的傳動(dòng)比繼而向橫、縱向送秧軸傳遞，在滑塊、凸輪和縱向送秧?xiàng)U的共同作用下完成橫向移動(dòng)和縱向送秧。移箱機(jī)構(gòu)存在的意義是可以使取秧爪在秧箱的有限工作范圍內(nèi)有序且快速的進(jìn)行取秧，從而使移秧箱和秧苗連成一個(gè)整體，做同步的移動(dòng)和停頓。移箱機(jī)構(gòu)主要由螺旋凸輪軸、移箱軸、指銷(xiāo)、指銷(xiāo)座的共同配合來(lái)控制移箱的、行程及移動(dòng)距離。傳動(dòng)軸將力傳遞給一對(duì)直齒輪和一對(duì)圓錐齒輪，以此帶動(dòng)螺旋凸輪軸的旋轉(zhuǎn)。指銷(xiāo)插在螺旋軸上的螺旋槽內(nèi)，沿著螺旋槽斜面移動(dòng)，以此帶動(dòng)固定在移箱上的指銷(xiāo)套隨之橫向移動(dòng)，指銷(xiāo)套與移箱軸的聯(lián)合行動(dòng)使移箱軸實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)。因?yàn)檠硐浜鸵葡漭S兩端采取的是固定連接，所以秧箱隨之移動(dòng)，以此完成一次完整的移箱動(dòng)作。 移箱機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件 （1）螺旋軸螺旋軸是插秧機(jī)移箱上主要零部件之一，也是承受移箱作用力最大，最容易發(fā)生失效的零件之一。在一根實(shí)心軸上按照一定的旋轉(zhuǎn)角增開(kāi)兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的滑道便形成了螺旋軸的大體結(jié)構(gòu)。插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)上的螺旋軸與滑套、轉(zhuǎn)子等部件配合，共同完成軸向定位和傳動(dòng)，完成橫向送秧。考慮到其工作工程中反復(fù)經(jīng)受磨損，其材料選取為40Cr。其三維模型如圖22所示。圖22 螺旋軸 Screw axis （2）滑套 螺旋軸上的滑套的運(yùn)動(dòng)主要是在轉(zhuǎn)子的帶動(dòng)下進(jìn)行的。位于滑套內(nèi)部的轉(zhuǎn)子繞軸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑套被帶著轉(zhuǎn)動(dòng)并橫向移動(dòng)，從而帶動(dòng)移箱的橫向移動(dòng)。該部件在工作過(guò)程中一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其作用和工作環(huán)境決定了其必然經(jīng)受磨擦，長(zhǎng)此以往容易造成零件自身的磨損。為防止磨損失效或者增強(qiáng)其使用壽命，當(dāng)其與相配合的軸之間的磨損到一定程度時(shí)，必須按規(guī)定對(duì)其進(jìn)行換新處理。因此考慮到該因素，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該選擇硬度稍低但耐磨性能良好的適當(dāng)材料為滑套來(lái)保護(hù)螺旋軸，使其避免受到嚴(yán)重的磨損。其三維圖為23所示.圖23 滑套 Sliding sleeve（3）滑塊（轉(zhuǎn)子）滑塊，亦稱(chēng)轉(zhuǎn)子。導(dǎo)程滑塊常采用圓柱指銷(xiāo)形式，其圓柱體與柱指銷(xiāo)座配合，起著傳遞動(dòng)力的作用。設(shè)計(jì)時(shí)采取具有一定長(zhǎng)度（作為導(dǎo)向用）和粗細(xì)的主體，其端部為導(dǎo)向舌，其寬度與凸輪軸的螺紋槽配合，其長(zhǎng)度不能太短，要大于螺旋槽交叉外的長(zhǎng)度，才能具有了良好的導(dǎo)向作用，以防止到“十字路口”出現(xiàn)頂撞和亂轉(zhuǎn)現(xiàn)象；但過(guò)長(zhǎng)又會(huì)在端頭轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)生困難。由其性能可知，其材料必須具有適當(dāng)?shù)挠捕群湍湍バ?，同時(shí)還要能夠承受運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦。所以可采用鑄鐵或者優(yōu)質(zhì)鋼，其熱處理表面硬度要比凸輪軸稍低些。其三維圖如圖24所示。圖24 滑塊 Slider3 主要零部件設(shè)計(jì)及校核 移箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 移箱機(jī)構(gòu)的作用主要是通過(guò)其精準(zhǔn)、均勻地移箱，使秧苗做軸向移動(dòng)，以此配合秧爪順利取秧，并能夠向秧門(mén)不斷補(bǔ)充。為完成此作用，對(duì)移箱器的設(shè)計(jì)要求如下： （1）為保證秧爪能夠準(zhǔn)確有序取秧，要求秧箱每次的移距需與秧爪的每次取秧寬度相配合。 （2）為保證秧箱內(nèi)每排秧苗都能夠被全部取完，移箱行程需與秧箱寬度相配合，同時(shí)還要避免秧爪外側(cè)與秧箱內(nèi)壁的相互干涉。 （3）為保證秧爪每次都能夠順利取走一排秧苗的第一塊秧苗，針對(duì)盤(pán)育帶土苗，還要保證移箱移至兩端極限位置時(shí)能夠停歇一次。 （4）移箱軸采用換擋結(jié)構(gòu)，分別適應(yīng)于中苗與小苗不同取秧面積的要求。 （5）傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 螺旋軸最小直徑的設(shè)計(jì)在移箱機(jī)構(gòu)中，螺旋軸是最為重要的部件。同時(shí)螺旋軸也是整個(gè)機(jī)械中受力最大的部件，因此對(duì)此部件必須要集中設(shè)計(jì)。為避免螺旋軸在工作時(shí)受到的作用力過(guò)大而導(dǎo)致斷裂，所以在設(shè)計(jì)計(jì)算螺旋軸輸入端的最小軸徑的尺寸時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行功率校核。查機(jī)械設(shè)計(jì)可知，由于螺旋軸在工作時(shí)所受的彎矩不大，所以采取按許用扭剪應(yīng)力的方法進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)螺旋軸受到的扭矩是T()，那么螺旋軸所受的的扭剪應(yīng)力為：τT=≈ ≤[τT] 式中：τT —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T —軸所受的扭矩，Nmm； WT—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min； P—軸傳遞的功率，kW； D—計(jì)算截面處軸的直徑，mm； [τT]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa，由上式得軸的計(jì)算公式： （321）式中，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得軸的幾種常用材料的[τT]和A0值，如表31所示。表31 軸的不同材料的[τT]和A0的取值范圍軸的材料3Cr135SiMn、38SiMnMo、40Cr453Q275（1Cr18Ni9Ti）Q235A[τT]/A03555254520351525A011297126103135112149126由于要提升軸的耐磨損性，選取軸的材料為40Cr，由上表的取值范圍可知，[τT]可選取的數(shù)值為45MPa，A0相應(yīng)的可選取的數(shù)值為102.在這里選擇的寬窄行水稻插秧機(jī)原型機(jī)為久保田的一款型號(hào)為SPU68C的插秧機(jī)，所以在動(dòng)力的選擇方面可基本保持一致。根據(jù)SPU68C插秧機(jī)維修手冊(cè)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)中農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)部分查詢的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行初步的計(jì)算和設(shè)計(jì)。從以上資料中，可以得知，螺旋軸轉(zhuǎn)速n=665r/min；軸的輸入功率約為P= KW。將n=665r/min，P= KW代入公式（321），得到 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上還要乘以安全設(shè)計(jì)系數(shù)，則 d≥=所以，最終得出軸
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