小型蔬菜移栽機(jī)的設(shè)計(jì)【13張CAD圖紙、說(shuō)明書文檔齊全】

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言蔬菜是人們賴以生存的的主食，它能提供人體所需的維生素和礦物質(zhì)。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)民主要收入來(lái)源于經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)，而蔬菜的種植是其主要組成部分。我國(guó)農(nóng)業(yè)常年用種量在125億公斤以上，已成為繼美國(guó)之后的全球第二大種子市場(chǎng)，其中蔬菜常年用種量約4萬(wàn)多噸，商品化率約為60%，與世界水平還有一定差距，意味著我國(guó)蔬菜市場(chǎng)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。移栽機(jī)的發(fā)展從側(cè)面反映出我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用情況。在我國(guó)，移栽機(jī)發(fā)展處于起步階段，發(fā)展不夠成熟，又由于我國(guó)地域廣闊，東西部區(qū)域所使用的機(jī)械存在差異，對(duì)機(jī)械的要求也不同，同時(shí)生產(chǎn)商制造移栽苗缽存在差異，導(dǎo)致移栽機(jī)發(fā)展緩慢的原因2。因此小型蔬菜移栽機(jī)的研究十分具有意義，尤其是個(gè)體承包戶用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面。我國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)的小型蔬菜移栽機(jī)比較少見，而中等面積的蔬菜生產(chǎn)地又過(guò)多，小型蔬菜移栽機(jī)的使用，相對(duì)來(lái)說(shuō)，使用機(jī)械移栽蔬菜將很大程度上緩解農(nóng)戶的壓力，提高蔬菜移栽的效率，增加工作進(jìn)度，完全符合我國(guó)目目前城市周邊及農(nóng)業(yè)蔬菜生產(chǎn)的行情。本文設(shè)計(jì)一種小型蔬菜移栽機(jī)。以滿足廣大農(nóng)民用戶的需求為目的，綜合考慮實(shí)際情況，從多種類型的蔬菜移栽機(jī)中進(jìn)行對(duì)比選擇，設(shè)計(jì)出的移栽機(jī)株距和移栽深度穩(wěn)定，并且移栽苗缽適應(yīng)能力強(qiáng)，可以進(jìn)行多種蔬菜的移栽，對(duì)移栽苗體的損傷低，直立度良好，同時(shí)有很好的工作效益的小型蔬菜移栽機(jī)。關(guān)鍵詞：移栽機(jī)；蔬菜；苗體目 錄1 緒論11.1 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)發(fā)展?fàn)顩r11.2 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械存在的問(wèn)題11.3 研究的內(nèi)容和方法11.4 預(yù)期目標(biāo)21.5 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路21.6 工作條件及解決方法22 移栽機(jī)總體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì)22.1 蔬菜移栽機(jī)的基本結(jié)構(gòu)22.2 小型蔬菜移栽機(jī)的傳動(dòng)原理42.3 移栽器工作原理52.4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)53 吊籃設(shè)計(jì)63.1 吊籃運(yùn)動(dòng)分析63.2 吊籃基本參數(shù)之間的關(guān)系64 傳動(dòng)比確定74.1 總傳動(dòng)比、株距及地輪半徑關(guān)系74.2 鏈輪齒數(shù)的選擇與移栽株距的確定85 鏈輪設(shè)計(jì)95.1 鏈輪選擇及參數(shù)95.2 鏈節(jié)數(shù)計(jì)算96 凸輪設(shè)計(jì)96.1 凸輪與鴨嘴的關(guān)系96.2 凸輪導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)97 地輪軸的校核127.1 地輪軸總體受力分析127.2 地輪軸垂直面與水平面的支撐反力分析137.3 地輪軸的校核計(jì)算14總 結(jié)16致 謝17參考文獻(xiàn)181 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)發(fā)展?fàn)顩r1.1.1國(guó)外蔬菜移栽機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r世界上移栽技術(shù)發(fā)展較早的主要是歐美、日本等國(guó)家。國(guó)外出現(xiàn)的蔬菜移栽機(jī)有兩種發(fā)展方向。一種以美國(guó)為首的，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人少，農(nóng)業(yè)人口人均耕地面積大，移栽技術(shù)走向?qū)I(yè)化，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合收割，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度自動(dòng)化和機(jī)械化3。另一種是以日本為首，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土地面積較小，蔬菜移栽機(jī)精密度高，專用性強(qiáng)，這種蔬菜移栽機(jī)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)移栽，人工輔助，即可完成生產(chǎn)進(jìn)度，保證小面積移栽蔬菜的需求。國(guó)外移栽機(jī)類型多，移栽通用性能較強(qiáng)，相對(duì)成熟。由于全自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)造價(jià)太高，機(jī)械化水平較高的國(guó)家大多采用半自動(dòng)移栽機(jī)械，人工喂入4。國(guó)外蔬菜移栽機(jī)械配套設(shè)施比較全面，工作效率高，而且移栽蔬菜時(shí)能保證移栽的株距和移栽深度，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整。國(guó)外的蔬菜移栽機(jī)能做到不傷苗體，移栽后苗體依然保持直立狀態(tài)，這樣能使移栽后蔬菜的成活率提高。1.1.2 國(guó)內(nèi)蔬菜移栽機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)蔬菜移栽機(jī)起步較晚，上個(gè)世紀(jì)50年代開始研制移栽機(jī)，在70年代開始研制裸根苗移栽機(jī)，80年代出現(xiàn)半自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)5。到目前為止，蔬菜移栽機(jī)依然沒有得到廣泛的應(yīng)用，只有機(jī)械化程度發(fā)展較高的地區(qū)可以見到蔬菜移栽機(jī)。我國(guó)蔬菜移栽機(jī)的發(fā)展受到農(nóng)藝的限制，兩者發(fā)展不平衡，移栽機(jī)的發(fā)展忽略了綜合經(jīng)濟(jì)效益，而且在移栽過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題沒有得到很好的解決，所以蔬菜移栽技術(shù)發(fā)展緩慢。不同地區(qū)間蔬菜種類、苗體大小和高度等都有一定的差異，蔬菜移栽機(jī)的通用性沒有得到很好的解決，也是蔬菜移栽機(jī)不能普及的一個(gè)原因。國(guó)內(nèi)已有的移栽機(jī)主要適用于秧苗株高小于30cm，株距大于20cm的玉米、甜菜和煙草等作物的移栽。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)蔬菜移栽機(jī)有多家公司，多為煙草、甜菜、棉花移栽機(jī)。如青州火絨機(jī)械責(zé)任有限公司制造的黃煙移栽機(jī)，該機(jī)采用了聯(lián)動(dòng)控制裝置帶動(dòng)投苗機(jī)器隨栽苗器挖穴、施肥、栽苗、封埯等功能的實(shí)現(xiàn)，并且無(wú)漏栽苗和傷苗現(xiàn)象發(fā)生，確保了秧苗移栽的質(zhì)量和成活率，完全可以彌補(bǔ)人工移栽過(guò)程中的深淺不一、株距不均、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。1.2 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械存在的問(wèn)題國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的蔬菜移栽機(jī)有很多不能解決的問(wèn)題。機(jī)身不穩(wěn)定，導(dǎo)致移栽苗體的株距、列寬程度都有不同的變化6。引起這種情況的原因很多。首先是土壤條件，多數(shù)農(nóng)民文化層次不高，對(duì)土壤了解很少，每年留存在土地內(nèi)的殘留物較多，在耕地整地上沒有完全做到標(biāo)準(zhǔn)。其次是蔬菜移栽機(jī)本身設(shè)計(jì)問(wèn)題，我國(guó)生產(chǎn)的蔬菜移栽機(jī)械化正處于緩慢發(fā)展階段，理論部分和實(shí)際有一些差距，導(dǎo)致移栽效果與農(nóng)民期望相差較遠(yuǎn)7。我國(guó)適用于蔬菜的缽苗移栽機(jī)還不夠成熟，缽苗栽植入大田后直立度差，現(xiàn)有機(jī)具在扶苗、覆土、壓實(shí)上都存在一定問(wèn)題8。國(guó)內(nèi)移栽機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了株距和移栽深度的調(diào)整，但其穩(wěn)定性差，株距和移栽深度的不同對(duì)幼苗在移栽后的生長(zhǎng)狀況有很大影響。同時(shí)容易漏栽，生產(chǎn)效率不高。國(guó)內(nèi)與移栽機(jī)相配套的其他機(jī)械少，機(jī)械化育苗移栽程度比較低。國(guó)內(nèi)目前所生產(chǎn)的移栽機(jī)多數(shù)是借鑒外國(guó)機(jī)型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)問(wèn)題，給后續(xù)的維修帶來(lái)不便，導(dǎo)致移栽機(jī)在我國(guó)的推廣進(jìn)度緩慢。國(guó)外移栽機(jī)械較為成熟，多數(shù)以大型移栽機(jī)械為主，自動(dòng)化程度高，移栽性能良好，一般用于大面積移栽，但同時(shí)其成本太高，不適合我國(guó)目前的移栽發(fā)展?fàn)顩r。1.3 研究的內(nèi)容和方法根據(jù)我國(guó)小型蔬菜移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械化要求，設(shè)計(jì)小型蔬菜移栽機(jī)。小型蔬菜移栽機(jī)主要由動(dòng)力機(jī)械、傳動(dòng)裝置、喂入裝置、導(dǎo)苗裝置、扶苗裝置、鎮(zhèn)壓裝置等組成9。其中，動(dòng)力機(jī)械是小四輪拖拉機(jī)，只需要把蔬菜移栽機(jī)懸掛牽引，即可實(shí)現(xiàn)工作。先確定符合我國(guó)蔬菜移栽機(jī)的類型，根據(jù)已有的蔬菜移栽機(jī)的參數(shù)和構(gòu)造，設(shè)計(jì)出符合我國(guó)移栽行業(yè)的小型蔬菜移栽機(jī)，使小型蔬菜移栽機(jī)的工作效益能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的需求，尤其是移栽后的株距和深度穩(wěn)定，保持在合理的控制范圍內(nèi)，移栽后苗體的直立度較高，同時(shí)覆土、壓實(shí)較好10。1.4 預(yù)期目標(biāo)（1）整機(jī)操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪音小，使用壽命長(zhǎng)。（2）移栽后的苗體直立度好，損傷少，株距和深度基本保持一致，覆土性能優(yōu)良。（3）可以在溫室、中小面積的土地上作業(yè)，小巧靈活，移栽速度快，人工勞動(dòng)量少，同時(shí)動(dòng)力消耗上要盡量少。（4）制造價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化，能滿足大多數(shù)蔬菜的移栽。1.5 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路該機(jī)動(dòng)力源為小四輪拖拉機(jī)，通過(guò)地輪驅(qū)動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸，苗體通過(guò)人工喂入，由偏心裝置帶動(dòng)移栽器做圓周運(yùn)動(dòng)，將苗體投入移栽器后，移栽器每次接近最低點(diǎn)打開，即可完成苗體的移植。最后覆土輪進(jìn)行覆土壓實(shí)。（1）選擇移栽機(jī)類型，設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置、苗盤裝置、喂入裝置、苗體傳送裝置。（2）運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（3）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 1.6 工作條件及解決方法塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有溫室實(shí)驗(yàn)基地，土壤條件較好，為項(xiàng)目開展提供了場(chǎng)地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足小型蔬菜移栽機(jī)的工作條件。小型蔬菜移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)在中型、大型蔬菜移栽機(jī)上改進(jìn)，但必須保持移栽機(jī)所具有的工作性能，保證能夠滿足移栽作物對(duì)深度、行距和直立度等要求。在小型蔬菜移栽機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，可參考中型、大型蔬菜移栽機(jī)工作原理，對(duì)其結(jié)構(gòu)分析，找出符合移栽狀況的移栽機(jī)類型。選定移栽機(jī)類型后，分析其運(yùn)動(dòng)特征及軌跡，從而確定投苗點(diǎn)位置或鴨嘴開口位置，設(shè)計(jì)凸輪導(dǎo)軌。2 移栽機(jī)總體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì)根據(jù)導(dǎo)師的指導(dǎo)和設(shè)計(jì)的要求，經(jīng)過(guò)反復(fù)的討論和研究，確定了移栽機(jī)的類型及機(jī)構(gòu)組成。該蔬菜移栽機(jī)主要有動(dòng)力源（拖拉機(jī)牽引）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、移植苗體機(jī)構(gòu)、移栽深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、放苗機(jī)構(gòu)、覆土鎮(zhèn)壓輪等。2.1 蔬菜移栽機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 移栽機(jī)總體方案如圖2-1所示。圖2-1小型蔬菜移栽機(jī)總體方案圖 蔬菜移栽機(jī)是一種組合式裝備。它是由牽引架總成、地輪總成、移栽器總成、放苗架總成及覆土鎮(zhèn)壓輪總成組合而成。牽引架總成由懸掛橫梁、懸掛與拖拉機(jī)連接機(jī)構(gòu)、地輪總成與懸梁連接機(jī)構(gòu)、移栽器總成和懸梁連接機(jī)構(gòu)組成，其各部分零件均與懸掛橫梁通過(guò)U型螺栓固定。地輪總成由地輪、地輪軸和地輪機(jī)架組成。地輪軸端有鏈輪進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)，通過(guò)改變地輪上的鏈輪齒數(shù)，即可改變移栽機(jī)傳動(dòng)比，從而改變株距。地輪機(jī)架上端為移栽深度調(diào)節(jié)裝置，其主要部分為絲杠，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠可以改變懸掛橫梁與地面的相對(duì)高度，從而改變移栽器與地面的相對(duì)高度。移栽器總成由牽引臂、移栽器擋板、移栽圓盤、偏心圓盤、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、凸輪、鴨嘴和彈簧等組成。移栽器整體固定在牽引臂上，可隨拖拉機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。移栽圓盤與移栽軸固定，移栽軸端有鏈輪，地輪傳遞動(dòng)力至主傳動(dòng)軸后，再由主傳動(dòng)軸傳遞到移栽軸的鏈輪上，從而完成整個(gè)移栽器的傳動(dòng)。放苗架總成與牽引臂通過(guò)螺栓固定在移栽器后上方，作業(yè)人員可在座位上取苗。放苗盤上下面均為有一定厚度的鐵皮板，與腳架焊接為整體。放苗盤與放苗支架通過(guò)螺釘連接，調(diào)整行距時(shí)同時(shí)調(diào)整螺釘即可。覆土鎮(zhèn)壓輪總成在牽引臂末端，由覆土連桿、連桿套管、橡膠輪連桿、橡膠輪組成。通過(guò)覆土連桿套管上的擰緊螺釘，可調(diào)整橡膠輪連桿的上下位置及角度，從而滿足移栽覆土的需求。小型蔬菜移栽機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。1、牽引點(diǎn) 2、U型螺栓 3、懸掛橫梁 4、橫梁與地輪架連接件5、地輪架 6、地輪 7、鏈輪 8、鴨嘴 9、凸輪 10、覆土鎮(zhèn)壓輪 11、吊籃主圓盤12、吊籃偏心圓盤 13、擋板 14、放苗架 15、牽引臂 16、移栽深度調(diào)節(jié)絲杠 17、座椅圖2-2 移栽機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖2.2 小型蔬菜移栽機(jī)的傳動(dòng)原理1、地輪 2、移栽器 3、鏈輪組a 4、鏈條 5、主傳動(dòng)軸 6、鏈輪組b 圖2-3 移栽機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 該小型蔬菜移栽機(jī)實(shí)現(xiàn)固定株距的蔬菜移栽，所以使用鏈輪傳遞動(dòng)力較為適合。如圖2-3為移栽機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。移栽機(jī)的傳動(dòng)由拖拉機(jī)牽引下，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得鏈輪組a轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞到主傳動(dòng)軸。同時(shí)主傳動(dòng)軸與移栽器通過(guò)鏈輪組b傳動(dòng)，這樣便完成了整個(gè)移栽機(jī)的二級(jí)傳動(dòng)方式。其中，通過(guò)更換鏈輪組a齒數(shù)，可以改變地輪與移栽器的傳動(dòng)比，從而改變株距。2.3 移栽器工作原理移栽器的工作原理如圖2-4所示。1、牽引機(jī)架 2、偏心導(dǎo)軌 3、鏈輪 4、吊籃 5、曲柄機(jī)構(gòu) 6、主動(dòng)圓盤 7、從動(dòng)圓盤圖2-4 移栽器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖牽引臂1固定在機(jī)架上，機(jī)架在小型拖拉機(jī)牽引下向前做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)移栽器圓盤在鏈輪3帶動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)。移栽器圓盤由偏心圓盤6和主動(dòng)圓盤7構(gòu)成，保持同角速度圓周運(yùn)動(dòng)。曲柄機(jī)構(gòu)5連接在主動(dòng)圓盤與偏心圓盤上，構(gòu)成平行連桿機(jī)構(gòu)，隨其做圓周運(yùn)動(dòng)，吊籃鉸接在曲柄5上，故吊籃在運(yùn)動(dòng)時(shí)保持垂直于地面。吊籃4運(yùn)動(dòng)到上方時(shí)，將苗體投入吊籃中，當(dāng)?shù)趸@運(yùn)動(dòng)至接觸地面，與吊籃連接在一起的鴨嘴在兩側(cè)凸輪作用下，強(qiáng)制開啟。鴨嘴在吊籃最低點(diǎn)開口最大，苗體此時(shí)已落入穴中。吊籃繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在鴨嘴將出地面時(shí)，鴨嘴開口保持最大一段時(shí)間，苗體完全脫離鴨嘴后，在兩側(cè)凸輪及鴨嘴上的彈簧作用下，鴨嘴緩慢閉合。吊籃在與牽引臂1平行處完全閉合。吊籃再次運(yùn)動(dòng)到上方時(shí)，人工再次投苗，完成一次循環(huán)。2.4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)表2-1 主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)外形尺寸（長(zhǎng)寬高）（mm）作業(yè)行駛速度（m/s）作業(yè)行數(shù)掛接方式1445147812450.20.42三點(diǎn)懸掛配套動(dòng)力行距調(diào)整范圍（mm）株距（mm）移栽深度范圍（mm）18kW以上輪式拖拉機(jī)300500342mm、370mm、402mm401203 吊籃設(shè)計(jì)3.1 吊籃運(yùn)動(dòng)分析圖3-1 吊籃運(yùn)動(dòng)特征及軌跡吊籃運(yùn)動(dòng)是由機(jī)車牽引向前的直線運(yùn)動(dòng)和吊籃繞吊籃中心的圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成的。如圖3-1所示，以吊籃圓盤中心為原點(diǎn)，前進(jìn)方向?yàn)閄軸，豎直方向?yàn)閅軸，建立直角坐標(biāo)系，可求出吊籃運(yùn)動(dòng)軌跡方程： （3-1） （3-2）其中，為拖拉機(jī)前進(jìn)速度，為吊籃轉(zhuǎn)盤半徑，為吊籃轉(zhuǎn)盤角速度。將3-1式及3-2式對(duì)時(shí)間一階求導(dǎo)，可得出吊籃的運(yùn)動(dòng)方程： （3-3） （3-4）令，則吊籃運(yùn)動(dòng)軌跡取決于大小。如圖3-1 所示，當(dāng)時(shí)，為軌跡I；當(dāng)時(shí)，為軌跡II；當(dāng)時(shí)，為軌跡III。按照“零速投苗11”原理，當(dāng)時(shí)，苗體在與地面接觸處，相對(duì)于地面速度為0，此時(shí)移栽直立度最好。但實(shí)際狀況是，當(dāng)時(shí)，最低點(diǎn)處為圖3-1中C點(diǎn)，吊籃鴨嘴投苗后，苗體并未完全脫離，故不是最佳投苗條件。實(shí)際應(yīng)選投取苗條件。如圖3-1所示，此時(shí)在A處吊籃鴨嘴張開，苗體與地面接觸鴨嘴張開最大，至最低點(diǎn)后，苗體并未脫離吊籃鴨嘴，而在B處苗體完全脫離吊籃鴨嘴，繼而鴨嘴緩慢閉合。3.2 吊籃基本參數(shù)之間的關(guān)系3.2.1 吊籃的基本參數(shù)吊籃基本參數(shù)有：（1）吊籃數(shù)量，一般小于或等于6個(gè)；（2）株距，選取常見作物株距，一般選取30cm40cm；（3）吊籃轉(zhuǎn)速，單位為r/min，可知吊籃角速度；（4）移栽頻率，單位為株/min，一般頻率為4070株/min；（5）拖拉機(jī)進(jìn)速度；（6）吊籃轉(zhuǎn)盤半徑。3.2.2 移栽頻率、株距與拖拉機(jī)前進(jìn)速度的關(guān)系不考慮其他因素的影響，移栽頻率、株距與拖拉機(jī)前進(jìn)速度的關(guān)系為： （3-5） 該蔬菜移栽機(jī)采用人工投苗，頻率不宜過(guò)高，取一般值60株/min，即。3-5式中，頻率選定后，株距S與成正比關(guān)系，其關(guān)系如下表：表3-1 株距與機(jī)車前進(jìn)速度的關(guān)系株距（）100200300400500機(jī)車速度（）0.10.20.30.40.53.2.3 吊籃數(shù)量、株距S及吊籃轉(zhuǎn)盤半徑關(guān)系由移栽機(jī)運(yùn)動(dòng)特征知為其基本條件，即： （3-6）將帶入上式，整理得到： （3-7） 吊籃盤半徑為固定值，取=200mm，吊籃數(shù)量與株距之間關(guān)系如表3-2和表3-3所示：表3-2 吊籃數(shù)量與最大株距的關(guān)系吊籃數(shù)量（個(gè)）12345最大株距（mm）1256628419314251表3-3 株距與最大吊籃數(shù)量的關(guān)系株距（mm）200300400500600最大吊籃數(shù)量（個(gè)）64322由表3-2與表3-3，可確定吊籃數(shù)量及株距的選擇。一般蔬菜移栽株距在300mm400mm間，當(dāng)主動(dòng)圓盤=200mm固定時(shí)，應(yīng)選擇吊籃數(shù)量為3。注：該株距范圍可移栽番茄、辣椒等作物。4 傳動(dòng)比確定4.1 總傳動(dòng)比、株距及地輪半徑關(guān)系總傳動(dòng)比為： （4-1）由4-1式知，吊籃數(shù)量及地輪半徑確定情況下，選定不同的株距即可得到不同總傳動(dòng)比。取地輪半徑=305mm，根據(jù)實(shí)際移栽情況選取移栽株距為最大為400mm，最小為300mm，則總傳動(dòng)比可確定：即總傳動(dòng)比在1.5972.129之間，可實(shí)現(xiàn)300mm400mm的蔬菜移栽株距。4.2 鏈輪齒數(shù)的選擇與移栽株距的確定鏈輪本身是二級(jí)傳動(dòng)，則： （4-2）式中地輪上的鏈輪齒數(shù)為，與地輪用鏈條傳動(dòng)的鏈輪齒數(shù)為；吊籃主動(dòng)圓盤上的鏈輪齒數(shù)為，與吊籃主動(dòng)圓盤用鏈條傳動(dòng)的鏈輪齒數(shù)為；鏈輪與在同一根軸上。由于空間的限制，齒數(shù)稍大取23齒，齒數(shù)較小取17齒， 取27齒，取23齒，則有： 其中為地輪軸上的鏈輪齒數(shù)為23時(shí)的總傳動(dòng)比，下同。將式4-1變形，可得到株距： （4-3）則地輪軸上的鏈輪齒數(shù)為23時(shí)，其株距為：當(dāng)改變地輪軸上的鏈輪齒數(shù)時(shí)，可得到不同的傳動(dòng)比，從而滿足蔬菜的移栽株距的要求。當(dāng)時(shí)，則有當(dāng)時(shí)，則有：5 鏈輪設(shè)計(jì)5.1 鏈輪選擇及參數(shù)由于小型蔬菜移栽機(jī)動(dòng)力為拖拉機(jī)，其整機(jī)結(jié)構(gòu)較小，靠地輪傳動(dòng)。該小型蔬菜移栽機(jī)設(shè)計(jì)為一個(gè)地輪傳動(dòng)帶動(dòng)一個(gè)移栽器單體，所以鏈輪上受力不大，選擇08A鏈條與鏈輪搭配。08A滾子鏈節(jié)距為=12.7mm，滾子外徑=7.95mm，可設(shè)計(jì)與計(jì)算出鏈輪參數(shù)12，如下表：表5-1 鏈輪參數(shù)齒數(shù)齒寬（mm）倒角寬（mm）總長(zhǎng)度（mm）分度圓直徑（mm）齒頂圓直徑（mm）齒根圓直徑（mm）177.31.52069.174.861.2237.31.52093.399.385.4257.31.520101.3107.493.4277.31.530109.4115.5101.55.2 鏈節(jié)數(shù)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)為： （5-1）小型吊籃蔬菜移栽機(jī)中鏈輪與鏈輪中心距=645mm，則該鏈節(jié)為：節(jié)與鏈輪中心距=619mm，則該鏈節(jié)為：節(jié) 查詢可知，一般可取中心距為，中心距與復(fù)合條件，故設(shè)計(jì)合理。6 凸輪設(shè)計(jì)6.1 凸輪與鴨嘴的關(guān)系凸輪是移栽機(jī)中重要的零件，其作用是控制移栽器上的鴨嘴開口。蔬菜移栽機(jī)凸輪成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，分左凸輪與右凸輪。吊籃隨移栽器盤做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)趸@運(yùn)動(dòng)到移栽點(diǎn)時(shí)，與吊籃相連的鴨嘴滾輪和左右凸輪的導(dǎo)軌接觸，這時(shí)吊籃鴨嘴逐漸打開，至最低點(diǎn)鴨嘴開口最大。當(dāng)鴨嘴離地時(shí)，鴨嘴開口應(yīng)比苗缽底端土塊稍大，這樣苗體可以完全移栽到穴中。繼而鴨嘴緩慢閉合，至與牽引臂水平出完全閉合。6.2 凸輪導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)6.2.1 凸輪導(dǎo)軌的角度設(shè)計(jì)圖6-1 吊籃投苗簡(jiǎn)圖凸輪角度控制移栽器投苗點(diǎn)，確定投苗時(shí)機(jī)。吊籃在圓盤上繞自身中心旋轉(zhuǎn)，鴨嘴通過(guò)螺栓連接在吊籃上，由其運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知，凸輪導(dǎo)軌為一圓弧。該圓弧分為3段，分別對(duì)應(yīng)鴨嘴有閉合至張開，張開最大并保持一段，鴨嘴張開最大值至閉合。如圖6-1所示，吊籃隨移栽圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)。A點(diǎn)開始投苗，鴨嘴張開，至B點(diǎn)開口最大，CD弧線對(duì)應(yīng)鴨嘴張開最大保持的一段，之后至水平處完全閉合。如圖6-1所示左側(cè)，其移栽深度最小為，此時(shí)投苗點(diǎn)為主動(dòng)圓盤上的A點(diǎn)，最低點(diǎn)為B點(diǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)角度為，主動(dòng)圓盤中心O與A點(diǎn)的延長(zhǎng)線交地面為E點(diǎn)。假設(shè)AE長(zhǎng)度為，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有： （6-1）計(jì)算出，代入6-1式，可得到： （6-2）其角度為： （6-3）同理，圖6-1右側(cè)所示，當(dāng)最大深度為，有： （6-3） 設(shè)計(jì)鴨嘴參數(shù)最小移栽深度與最大移栽深度參數(shù)，即可得到角度與的值。 小型蔬菜移栽機(jī)最小移栽深度為=40mm，最大移栽深度為=120mm，移栽圓盤半徑=200mm，則： 6.2.2 凸輪導(dǎo)軌偏移量的設(shè)計(jì)原理圖6-2 凸輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 凸輪除了控制鴨嘴開口時(shí)機(jī)，還通過(guò)凸輪的導(dǎo)軌曲面與底面的相對(duì)距離控制鴨嘴張開大小。如圖6-2所示，平面中，凸輪導(dǎo)軌由內(nèi)側(cè)DH段弧線與外側(cè)AF段弧線構(gòu)成，DC段弧線對(duì)應(yīng)圖6-1中角度，CG段弧線對(duì)應(yīng)圖6-1中角度，GH段弧線對(duì)應(yīng)圖6-1中鴨嘴在最后閉合的角度。通過(guò)改變凸輪導(dǎo)軌弧面與凸輪底面的高度，控制鴨嘴開口大小。由于凸輪導(dǎo)軌面比較復(fù)雜，故簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)。按上圖，弧線AB與弧線DC相對(duì)凸輪底面為上升，組成一個(gè)簡(jiǎn)單曲面，兩側(cè)凸輪擠壓左右鴨嘴上的小輪，鴨嘴開口變大；弧線BE與弧線CG在一平面上，相對(duì)凸輪底面距離最大，即鴨嘴上的小輪相對(duì)原始位置豎直的偏移距離最大，鴨嘴開口最大；弧線EF與弧線GH相對(duì)凸輪底面距離為減少，組成一簡(jiǎn)單曲面，導(dǎo)軌曲面擠壓鴨嘴小輪，使鴨嘴小輪豎直偏移距離越來(lái)越小，并且左右鴨嘴在彈簧下作用下回復(fù)至閉合狀態(tài)。圖6-3 左鴨嘴張開簡(jiǎn)圖如圖6-3所示，鴨嘴通過(guò)螺栓連接吊籃上，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，鴨嘴閉合時(shí)小輪外側(cè)下端與吊籃自身旋轉(zhuǎn)中心垂直距離為，鴨嘴張開時(shí)張開角度為，張開時(shí)鴨嘴上的小輪外側(cè)上端與吊籃自身旋轉(zhuǎn)中心垂直距離為，閉合時(shí)鴨嘴小輪外側(cè)上端與張開時(shí)鴨嘴小輪下端豎直偏于距離為。鴨嘴小輪外側(cè)與凸輪導(dǎo)軌接觸，參考圖6-2，則有長(zhǎng)度等于凸輪導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)圓弧半徑長(zhǎng)度，長(zhǎng)度等于凸輪導(dǎo)軌外側(cè)圓弧半徑長(zhǎng)度， 鴨嘴小輪偏移距離等于凸輪導(dǎo)軌高度。在設(shè)計(jì)凸輪時(shí)，鴨嘴張開角度至最大時(shí)，需保證苗缽能夠從鴨嘴開口處脫離。蔬菜苗缽一般為倒圓錐體，底面圓半徑為，頂面圓半徑最大，高最大為。圖6-3中，鴨嘴張開后與閉合時(shí)鴨嘴底端偏移距離為，閉合時(shí)鴨嘴底端離地面高處時(shí)，與其張開后偏移距離為，則需滿足條件： （6-4）7 地輪軸的校核7.1 地輪軸總體受力分析 地輪是移栽機(jī)整體（包括工作人員）的重力的主要承擔(dān)者，現(xiàn)假設(shè)地輪承受全部重力，以便對(duì)地輪軸進(jìn)行校核。全部重力為4000N，則每根地輪軸承擔(dān)重力為2000N。查資料得知地輪與地面的滾動(dòng)摩擦為0.16，可計(jì)算出滾動(dòng)摩擦力為： （7-1）同時(shí)，地輪還受鏈輪的作用力，此力較小，按經(jīng)驗(yàn)取100N。7.2 地輪軸垂直面與水平面的支撐反力分析圖7-1 地輪定位簡(jiǎn)圖地輪軸左端為鏈輪，中間為地輪，并有2個(gè)軸承定位在地輪軸上，其尺寸如圖所示。圖7-3 地輪軸垂直面的支撐反力圖7-2 地輪軸水平面的支撐反力7.3 地輪軸的校核計(jì)算（1）求垂直面的支撐反力小型蔬菜移栽機(jī)工作時(shí)，鏈輪受到鏈條作用力，其力與水平面夾角為20，即： （7-2） （7-3） （7-4） （2）求水平面的支撐反力 （7-5） （7-6） （7-7）（3）垂直面彎矩的計(jì)算，見圖7-3a （7-8） （7-9）（4） 水平面彎矩的計(jì)算，見圖7-3b （7-10） （7-11）（5）合成彎矩的計(jì)算，見圖7-3c （7-12） （7-13） （6）地輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算，見圖7-4d地輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩是地輪給其的轉(zhuǎn)矩，則有： （7-14） （7）危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩的計(jì)算，見圖7-4e危險(xiǎn)截面為地輪中心處，其當(dāng)量彎矩為： （7-15） 取折合系數(shù)，代入上式可得： （8）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑地輪軸選用45鋼，調(diào)制處理，由資料查得，則： （7-16）考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將值加大5%，故： （7-17） 地輪軸各段彎矩及轉(zhuǎn)矩如圖7-3。圖7-3 地輪軸彎矩及轉(zhuǎn)矩總 結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感到自己的不足之處。我在理論方面的知識(shí)不夠扎實(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能很好的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。我深感自己所學(xué)知識(shí)不夠，在機(jī)械行業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)很欠缺?？偨Y(jié)有以下幾點(diǎn)不足之處：1、前期小型蔬菜移栽機(jī)的方案不能確定。由于實(shí)物見的少，我國(guó)在蔬菜移栽機(jī)這一塊發(fā)展比較緩慢，個(gè)人對(duì)蔬菜移栽機(jī)的種類、特點(diǎn)了解很少。在選擇蔬菜移栽機(jī)的時(shí)候，綜合個(gè)方面的考慮，耽誤了很長(zhǎng)一段時(shí)間。2、計(jì)算問(wèn)題繁雜，容易出錯(cuò)。因?yàn)橛?jì)算不夠細(xì)心，常常導(dǎo)致錯(cuò)誤，往往一個(gè)錯(cuò)誤導(dǎo)致連鎖反映，給后期計(jì)算帶來(lái)不便。3、設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮是否和實(shí)際相符，在前期在這個(gè)問(wèn)題上面沒有考慮太多，所以導(dǎo)致設(shè)計(jì)中出現(xiàn)種種困難。4、尺寸標(biāo)注遇到困難。設(shè)計(jì)好零件后，在標(biāo)注時(shí)沒有做到規(guī)范，部分尺寸不會(huì)標(biāo)注。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我獲得的很大的提高，這種提高是綜合方面的。我感到自己不足之處在于理論知識(shí)和不夠細(xì)心，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)要求合理、精密為一體，這是要考慮的關(guān)鍵因素，在小型蔬菜移栽機(jī)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了這類問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中，我明白一個(gè)道理，沒有厚實(shí)是基礎(chǔ)，就不能再設(shè)計(jì)中把作品做到合理、實(shí)用；沒有細(xì)心和耐心，就不能做成功一件繁瑣的事。在設(shè)計(jì)的同時(shí)，我通過(guò)查找資料、學(xué)習(xí)軟件等方法，將所學(xué)知識(shí)綜合的利用，提高了個(gè)人能力，發(fā)現(xiàn)不足立即改正。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我充分明白團(tuán)隊(duì)合作與個(gè)人能力的重要性，也明白理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的重要性。此次設(shè)計(jì)中仍存在不足之處，希望老師指出我的不足之處，這樣我可以更加完善設(shè)計(jì)。 致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成，首先感謝母校-塔里木大學(xué)的辛勤栽培，感謝學(xué)校給我一個(gè)難得的學(xué)校環(huán)境和機(jī)會(huì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了新的知識(shí)，讓我開闊眼界，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，明白學(xué)習(xí)的可貴和艱辛。在此，我深深的感謝范修文導(dǎo)師給我的幫助，在他的建議下，我確定設(shè)計(jì)的整體方案。范老師督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我耐心的指導(dǎo)和幫助，讓我能夠跟上設(shè)計(jì)進(jìn)度。同時(shí)也感謝這幾年給予我?guī)椭睦蠋?，是他們辛勤的教?dǎo)，我才有了設(shè)計(jì)知識(shí)的基礎(chǔ)和理論，是他們的培育，我才有今天的成就。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深感到理論知識(shí)的重要性，在多次對(duì)設(shè)計(jì)的方案和數(shù)據(jù)的修改中，明白理論和實(shí)際相結(jié)合的重要。做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我向老師和同學(xué)請(qǐng)教，把自己不明白的地方弄明白，同學(xué)向我提問(wèn)的時(shí)候我也耐心解答，大家形成一個(gè)很好的互相學(xué)習(xí)氛圍。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感到平時(shí)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械了解的程度不夠，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械知識(shí)的欠缺，在老師和同學(xué)的講解下，我對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械有一個(gè)全面的了解。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到種種困難，沒有老師和同學(xué)的幫助，我絕對(duì)不可能完成，他們的幫助我會(huì)銘記在心。最后，真誠(chéng)的感謝學(xué)校給我學(xué)校的機(jī)會(huì)，感謝各位老師的幫助，學(xué)校和老師給予的知識(shí)讓我受用一生。參考文獻(xiàn)1王君玲,高玉芝,李成華.旱地缽苗移栽機(jī)械化生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械化與電氣化.2003(5):5-6.2趙金倉(cāng),史俊東,梁哲軍,任平合.棉花機(jī)械化育苗移栽農(nóng)藝指標(biāo)的確定J.山西農(nóng)業(yè)科學(xué).2003(1):20-21.3劉效亮,李其昀.育苗移栽機(jī)械化發(fā)展方向J.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2003(3):108-110.4王君玲,高玉芝,李成華.蔬菜移栽生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展方向J.農(nóng)機(jī)化研究.2004(2):42-43.5楊華,韓宏宇,竇鈺程,杜木軍,王晉,沈亮.我國(guó)旱地移栽機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展建議J.農(nóng)機(jī)使用與維修.2012(3):32-33.6于向濤,胡良龍,胡志超,張延化,計(jì)福來(lái).我國(guó)旱地移栽機(jī)械概況與發(fā)展趨勢(shì)J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2012(1):614-616.7陳新昌,李祥付,王萬(wàn)章.育苗移栽存在的問(wèn)題和典型制缽機(jī)介紹J.農(nóng)機(jī)使用與維修.2007(1):30.8武科,陳永成,畢新勝.幾種典型的移栽機(jī)J.農(nóng)機(jī)化.2009(3):12-14.9陳明.蔬菜移栽機(jī)的發(fā)展概況及結(jié)構(gòu)特性J.農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化.2010(1):29-30.10萬(wàn)霖,汪春,車剛,張吉軍,張燕梁. 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