毕业论文设计__水稻插秧机的机械原理课程设计.doc

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1、水稻插秧机的机械原理课程设计1．水稻插秧机设计要求水稻插秧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。本设计主要完成分插机构和送秧机构的设计。设计要求：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

2、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.工作原理及其动作分解分插机构是水稻插秧机的主要工作部件，由取秧器（栽植臂和秧爪），驱动机构和轨迹控制机构组成。取秧器在驱动机构的驱动和轨迹控制机构的控制下，按照一定的轨迹从秧箱中分取一定数量的秧苗并将其插入土中，然后返回原始位置，开始下一次循环动作。秧爪在栽植臂的带动下完成取秧和插秧工作，图1中虚线给出秧爪的静轨迹图，h为插秧深度。图1送秧机构的作用是按时、定量地把秧苗送到秧门处，使秧爪每次获得需要的秧苗。按照送秧方向的不同，送秧机构分为纵向送秧机构和横向送秧机构。横向送秧机构，

3、其送秧方向同机器行进方向垂直，采用的是移动秧箱法。因此，又称移箱机构。本设计采用横向送秧箱机构。工艺动作分解：1）秧爪按照特定静轨迹（如图1所示）做往复运动。2）秧箱做横向直线往复运动。（在秧爪取秧过程中，秧箱需保持连续不断的匀速运动；在移至两端极限位置后，秧箱自动换向。）3．分插机构，送秧机构运动方案设计及确定1)分插机构的设计方案方案甲：评价：采用曲柄摇杆机构，主动件为曲柄，使秧爪按照特定轨迹运动。此机构设计简单，传动准确，快速。方案乙：评价：本机构采用连杆机构，利用油缸作为主动件，来实现秧爪的特定轨迹运动。此机构设计简单，但是需要额外的液

4、压油路。结论：方案甲结构简单，制造方便，符合设计要求，故分插机构选用方案甲。2）送秧机构的方案设计方案A：评价：采用凸轮机构，通过凸轮的回转运动，实现从动件（秧箱）的横向直线往复运动。本机构结构简单，传力小，传动准确，运动灵活。但凸轮廓线的设计较复杂。方案B：评价：此系统以电动机为驱动元件，通过PLC控制系统，来控制齿轮的转动，从而影响齿条的运动，使齿条进行直线往复运动。此机构设计简单，传动平稳，效率高，传动比准确，可靠。但此方案需要PLC控制设备，成本较高。结论：方案A采用凸轮机构，结构简单，传动平稳，成本较低，故送秧机构选择方案A。3）方案

5、设计的确定综上所述，考虑到插秧机的设计要求（水稻插秧机应包括连杆机构、凸轮机构等常用机构，送秧机构传动平稳，结构简单，加工方便，必须使用可靠、耐久。）以及自身所学知识，本设计的分插机构选择方案甲，送秧机构选择方案A。如图：运动仿真图：4．机构尺寸的设计1）送秧机构在设计要求中，电动机的转速为2600r／min。由于传动机构始末传动比i=26，故皮带轮与齿轮1的转速为100r／min。在设计要求中，插秧频率为120次/min，故齿轮2的转速为120r／min，即齿轮1与齿轮2的传动比为5:6。两齿轮的设计如下：名称齿轮1齿轮2模数m3齿数3630

6、分度圆直径d10890齿顶高ha66齿根高hf7.57.5基圆直径db10084传动比i5：6啮合角α22.19°22.19°齿轮1与齿轮2之间的中心距为99mm。齿轮传动如图：连杆机构：杆AB为曲柄，杆CD为摇杆，BE与连杆BC固结。本设计的要求中，点E的轨迹如图1中所示。假设AB长为10mm，BC长为30mm，CD长为20mm，AD长为30mm，BE长为55mm，以A为原点，AD所在直线为x轴，建立平面直角坐标系。由10*cosθ1+30*cosθ2=30+20*cosθ3，10*sinθ1+30*sinθ2=20*sinθ3，得，θ2=2

7、*arctan﹛2*sinθ1—[16—(2*cosθ1+1)²]½﹜/（4*cosθ1—11）点E的轨迹方程如下：x=10*cosθ1+55*cos（θ2+θ）y=10*sinθ1+55*sin（θ2+θ）利用MATLAB软件，通过改变角θ的大小（θ的值依次取10°,15°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°），来获得点E的9个轨迹图。在MATLAB编译器中输入以下语言：fori=1:9theta1=0:pi/100:2*pi;theta2=2*atan((2*sin(theta1)-sqrt(16-(2*cos(thet

8、a1)+1).^2))./(4*cos(theta1)-11));x=10*cos(theta1)+55*cos((i-1)*3.75*pi/180+