【精编完整版】水稻插秧机的机械原理毕业论文

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1、(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)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2600rmin,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

2、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.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，。由于传动机构始末传动比i=26，故皮带轮与齿

3、轮1的转速为100rmin。在设计要求中，插秧频率为120次min，故齿轮2的转速为120rmin，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2

4、0mm，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*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°

5、，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:pi100:2*pi;theta2=2*atan((2*sin(theta1)-sqrt(16-(2*cos(theta1)+1).^2)).(4*cos(theta1)-11));x=10*cos(theta1)+55*cos((i-1)*3.75*pi180+pi12+theta2);y=10*sin(theta1)+55*sin((i-1)*3.75*pi180+pi

6、12+theta2);subplot(3,3,i);plot(x,y);end得出轨迹图：（第一行，θ的值依次为10°,15°，20°，第二行，θ的值依次为25°，30°，35°，第三行，θ的值依次为40°，45°，50°。）经过比较这9个轨迹图，发现第二行第二列的轨迹图（θ=30°）中的轨迹与图1中的轨迹近似，故选择第二行第二列的轨迹图（θ=30°）。考虑到设计要求插秧深度在10~25mm之间，而通过观察此轨迹图，发现点E轨迹最右端点的x坐标（略小于40）与点D的x坐标（等于30）之差小于10mm且大于5m

7、m，所以需改进方案尺寸：将各杆的长度增加一倍，即AB=20mm，BC=60mm，CD=40mm，AD=60mm，BE=110mm，θ=30°在此情况下，点E轨迹最右端点的x坐标与点D的x坐标之差必大于10mm且小于20mm，即方案可以满足插秧深度在10~25mm之间的要求。2）送秧机构从动件（秧箱）运动线图的设计，采用摆线运动修正等速运动规律的加速度曲线（从动件无柔性冲击，运行平稳），如下所示：从动件的运动线图分为6个阶段，各阶段运动方程式如下：1)0≤ψ≤φ1（秧箱做加速运动）S=S1[ψφ1—sin(πψ

8、φ1)π]v=S1ω[1—cos（πψφ1）]φ1a=πS1ω²sin(πψφ1)φ1²2)φ1＜ψ＜φ2（秧箱做匀速运动）S=S1+(S2-S1)(ψ-φ1)(φ2-φ1)v=2S1ωφ1a=03)φ2≤ψ＜π（秧箱做减速运动）S=S1﹛(ψ-φ2)φ1—sin[π（ψ-φ2+φ1）φ1]π﹜+S2v=S1ω﹛1—cos[π（ψ-φ2+φ1）φ1]﹜φ1a=πS1ω²sin[π（ψ-φ2+φ1）φ