插秧机供秧系统计算说明书

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1、目录一、高速插秧机供苗系统的简介3二、改进方案拟定流程图32.1改进后供苗系统的机械传动部分42.2改进后供苗系统的控制部分52.3改进方案的优缺点6三、设计任务6四、电机的选择6五、联轴器的选用7六、变速箱的设计76.1变速箱原理76.2减速器的传动比计算96.3变速箱传动载荷计算96.4变速箱传动转矩计算10七、滚珠丝杠副的选型设计107.1滚珠丝杠副的选型117.2滚珠丝杠副的轴向间隙调整与预紧137.3滚珠丝杠副支承方式的选择13八、电动机转速的测量与控制14&1测量直流电动机转速的传感器148.2电机驱动芯

2、片148.3硬件电路的设计方案158.4系统流程图158.5转速测量稈序流稈图198.6显不程序流程图208.7测速调速程序流程图208.8控制算法实现22九、行程开关控制电机正反转22十.参考文献23一.高速插秧机供苗系统的简介供苗系统是插秧机上重要的组成部分，它实现的是秧苗从取到插秧的自动化过程，供苗系统的效率直接决定了整个插秧机的工作效率，而这一台洋马vp6高速插秧机，是由日本设计制造出来的，其供苗系统主要是通过从电动机传过来的动力，经过一个变速箱对转速进行调节，把动力传到双螺旋轴上，从而驱动与双螺旋轴连接的接

3、合套上，驱动载秧台的运动。而通过双螺旋轴上双螺旋槽实现载秧台的自动换向。同时，控制系统屮，用传感器对车轮转速进行检测，经过单片机的运算处理，驱动调整电机的转速，达到我们所需耍的转速。其工作简图如下图k载秧台(13)苗床压杆(2D转向灯——(22)预备载台(14)阻苗器2066107浮船秧爪压苗棒秧门导轨(19)折叠式侧保图1vp6高速供苗系统简图侧标杆后轮在原有的供苗系统中，变速装置采用的是有三个变速比的变速器，可实现抓取秧苗16回、20回、22回三个速度，适应范围较小，同时双螺旋副机构的工作环境要求较苛刻，一旦有灰

4、尘进入螺旋副导轨，那么将严重影响螺旋副的寿命，为此我们对供苗系统进行一定的改进。二.改进方案拟定流程图根据我们对供苗系统的改进，我们的改进方案流程图如下图2所示，电动机的动力经由变速箱后，可以得到四个不同的转速，驱动滚珠丝杠副的运转，从而得到载秧台的四个运动速度。在载秧台上我们设置有行程控制器，反馈到电动机上，实现电机的正反转，达到对载秧台行程的控制。在控制部分，我们使用传感器对车轮的转速进行测定，反馈到单片机上，经过运算输出的脉冲信号驱动改变电机的运转速度，达到我们所需的电机运转速度。正转图2改进方案拟定流程图载秧

5、台滚珠丝杠副2.1、改进后供苗系统的机械传动部分在改进的机械系统中，我们用滚珠丝杠副去代替原来的双螺旋副机构来实现由圆周运动变为载秧台的直线运动，而通过行程开关的控制实现载秧台的往复运动。同时在原有变速器上进行改进，采用的是有级变速机构实现四个传动比，使插秧机能适应更广的使用环境。其简图如下图3所示：联轴器zlz4z5电动机tHT-z3z6变速箱图3供苗系统改进后的机械传动图中，电动机经过联轴器的连接，动力由变速箱齿轮1处传进，经过变速箱内部各个齿轮的连接，在齿轮6处传出动力和速度，变速箱为有级变速箱，有四个传动比，

6、故传到滚珠丝杠副上的有四个可选的转速转矩，实现载秧台直线运动的四个不同速度。2・2、改进后供苗系统的控制部分改进后的供苗系统中，我们采用的是传感器测速，单片机运算控制的方式,脉冲宽度调制进行速度的控制，达到我们所需电动机转速，示意图如图4：图4改进后的控制部分示意图图屮，测速传感器对车轮的转速进行测定，把信号传给单片机系统，进过运算，输出周期性脉冲的高电平宽度，驱动电动机实现不同的转速。2・3、改进方案的优缺点方案进行改进后，我们总结岀的优缺点如下：优点：改进后系统，电机转速，可以平滑调整，中低速运行。通过单片机控制

7、电机转速可使电机运行噪声低。变速箱可以实现四个速比，插苗的行距可以进行优化调整，提高作业质量。缺点：滚珠丝杠精度要求较高，成本增加很大，且行程开关控制电机正反转使得栽秧台來回运动使插苗间距有点不齐。三.设计任务木次机电一体化课程设计的设计任务主要是通过对vp6洋马插秧机的高速供苗系统的学习，对供苗原理的探索，掌握供苗系统的基本设计知识，而通过小组的讨论思考对原有供苗系统进行可行性的改进，在改进设计过程中培养小组成员独立完成机械设计任务的能力。三.电机的选择滚珠丝杆副的动力和横向送秧装置的动力由电动机提供。系统要求动力

8、源具有良好的控制性能和运行性能，因此选择直流电动机，采用PWM直流调速系统,适宜在大范围内平滑调速，从而实现平滑调速。下图5为电动机的参数。型号转矩(Mn,m)转速功率电压电流(A)45ZYN01119200025W480.855ZYN00195.3200020243.255ZYN01151.9220035242.255ZYN51265.318