本 科畢 業(yè)設(shè) 計（ 論文 ）題 目 一 種插 秧機 株距 調(diào) 整變 速箱學 院 機 械與 自動 控制 學 院專業(yè) 班級 09機 械設(shè) 計制 造及 其 自動 化 4姓 名 王 鵬 學 號 I09690128指導 教師 李 革 教 授系 主 任 學院 院長二 O 年 月 日浙 江 理 工 大 學機 械與 自動 控制 學院畢業(yè) 設(shè)計誠 信聲明我謹在此保證 ： 本人所做的畢業(yè)設(shè)計 ， 凡引用他人的研究成果均已在參考文獻或注釋中列出。設(shè)計說明書與圖紙均由本人獨立完成 ，沒有抄襲 、 剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為 。 如出現(xiàn)以上違反知識產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔相應的責任。聲明人（簽名 ） ： 年 月 日浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱i摘 要 摘 要 摘 要 摘 要水稻 是我國 最主要 的糧食 作物 ， 因其 種植面 積大 、 單位 面積產(chǎn) 量與總 產(chǎn)量高 ，在糧 食生產(chǎn) 中地位 舉足輕 重 。 水稻 種植的 機械化 是水稻 生產(chǎn)的 必然趨 勢 ， 大力 發(fā)展水 稻生產(chǎn) 機械化 ， 可以 有效爭 搶農(nóng)時 、 抵御 自然災 害的影 響 、 確保 和擴大 種植面積 、提高 水稻產(chǎn) 量、節(jié) 約生產(chǎn) 成本。為了 達到滿 意的插 秧質(zhì)量 ，在插 秧前必 須對插 秧機進 行適當 的調(diào)整 到位 ， 以保證 大田有 基本的 苗數(shù) 。 而大 田的基 本苗數(shù) 是由秧 苗栽插 時的行 距 、 株距 和每穴株數(shù) 決定的 。插秧 機的行 距為 30cm 固定 不變， 可調(diào)的 只有株 距和每 穴株數(shù) 。 所以 ， 通過 調(diào)整株 距調(diào)整 大田基 本苗數(shù) 來合理 實現(xiàn)水 稻栽植 密度 ， 從而 獲得最 高的產(chǎn)量 ，對于 水稻種 植具有 重要的 意義。 通過設(shè) 計合理 而高效 的株距 調(diào)整變 速器 ，對于 適應多 品種水 稻種植 ，不同 栽植密 度要求 ，充分 利用機 械具有 重要意 義。本 設(shè) 計 針 對 水 稻 插 植 過 程 中 經(jīng) 常 采 用 的 七 個 株 距 進 行 了 插 秧 機 株 距 調(diào) 整 變速箱 的設(shè)計 ，主要 進行了 以下內(nèi) 容：（ 1）調(diào) 查分 析了 國內(nèi) 外水 稻插 秧機 產(chǎn)業(yè) 、產(chǎn) 品發(fā) 展現(xiàn) 狀以 及發(fā) 展趨 勢， 闡述了 株距調(diào) 整變速 箱在插 秧機工 作中起 到的重 要作用 ，明確 了課題 研究的 意義 。（ 2）根 據(jù)插 秧機 要實 現(xiàn)七 個株 距的 設(shè)計 要求 ，設(shè) 計了 株距 調(diào)整 變速 箱的 傳動方 案，并 擬定了 其傳動 路線。（ 3）根 據(jù)株 距調(diào) 整變 速箱 要具 體實 現(xiàn)的 七個 株距 距離 ，并 結(jié)合 插秧 機工 作時的 行走速 度 ， 計算 出該變 速箱的 傳動比 。 并擬 定了合 理的變 速箱傳 動零件 參數(shù) ，計算 出了各 個齒輪 齒數(shù)。 （ 4）根 據(jù)設(shè) 計完 成的 傳動 零件 尺寸 ，并 結(jié)合 變速 箱傳 動過 程中 傳遞 功率 及傳動 比，計 算出傳 動零件 的受力 ，進行 了傳統(tǒng) 力學分 析。 （ 5）簡 單介紹 了變速 箱操縱 機構(gòu)的 設(shè)計原 則。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 ：株 距調(diào)整 變速箱 ；傳動 方案； 傳動比 ；力學 分析浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱iAbstractRiceis Chinas m ost im portant foodcrops, becauseof its largeacreage, highyields per unit area and total production, it plays a decisive role in foodproduction.The m echanization of rice cultivationis the inevitable trendof riceproduction. The strongdevelopm ent of the m echanization of rice productioncanefectivelycom pet efor the farm ing season, resist the effects of natural disasters,ensureandexpandtheplantingarea, increasericeproductionandreduceproductioncosts.Inorder toachievesatisfactoryqualityplanting, wem ust m ake anappropriateadjustm ent toricetransplanter toensurethat thebasicnum ber of seedlings inricefieldsbeforeplanting. Thefieldplantingdensitydependsontheseedlingslinespacing,plantingdistanceandnum ber of seedlingsper hole. Thetransplanter linespacingisfixedat 30cm . Onlythe plantingdistance andnum ber of seedlings per hole isadjustable. Therefore, byadjustingtheplantingdistancetoadjust thebasicnum ber ofseedlings toachievereasonablericeplantingdensity, it is of great significancetoobtainthe highest yield for rice cultivation. Designing reasonable and eficientplantingdistanceadjustm ent transm ission isofgreat significancetoadapt tothem anyvarieties of ricecultivation, plantingdensityrequirem ents andm ake full useof them achinery .Accordingtothesevenplantingdistancethat isoftenusedintheplanting, thisdesignisdesignedfor plantingdistanceadjustm ent transm ission . Them ain contentsareasfollows:(1) Investigatingandanalyzingthedom estic andinternational ricetransplanterindustry, product developm ent status and trends, elaborating planting distanceadjustm ent transm ission playedanim portant roleinthetransplanter work, clearingthesignificanceoftheresearch.(2)Accordingtosevenplantingdistancethat isachieved, designingtheplantingdistanceadjustm ent transm ission schem e, anddevelopingatransm ission line.(3) According toseven planting distance that planting distance adjustm enttransm ission will achieveandbindingthetravelingspeedwhenthetransplanterworks,calculatingthe transm ission ratioof thegearbox. At thesam e tim e, developingareasonablegearboxtransm ission partsparam eters andcalculatingthenum ber of teethofeachgear.浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱i i(4)Accordingtothetransm ission partssizethat havebeendesigned, com binedwith the transm ission power and transm ission ratio in gearbox transm ission,calculatingtheforceof thetransm ission parts, conductingatraditional m echanicalanalysis.(5) Abrief introductiontothe designprinciples of the transm ission controlm echanism .Keyword: plantingdistance adjustm ent transm ission ; transm ission schem e ;transm ission ratio; traditional m echanical analysis.浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱iv目 目 目 目 錄 錄 錄 錄摘要.i目錄. iv第一章緒論. 11.1前言 . 11.2國內(nèi)外發(fā) 展現(xiàn)狀及趨勢 .11.2.1國外水稻 插秧機產(chǎn)業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀與發(fā)展趨 勢 . 11.2.2國內(nèi)水稻 插秧機產(chǎn)業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀與發(fā)展趨 勢 . 21.3插秧機株 距調(diào)整變速箱研 究意義 .41.4研究的基 本內(nèi)容與擬解決 的主要問題 . 41.4.1基本內(nèi)容 .41.4.2擬解決的 主要問題 . 4第二章株距調(diào)整變速箱傳動方案確定. 62.1變速器的 設(shè)計要求及選擇 . 62.1.1變速器的 設(shè)計要求 . 62.1.2變速器的 選擇 .62.2傳動方案 的確定 .72.3傳動路線 描述 .8第三章株距調(diào)整變速箱傳動機構(gòu)的計算. 93.1株距調(diào)整 變速箱傳動比的 確定 . 93.1.1已知條件 .93.1.2設(shè)計計算 .93.2中心距的 確定 .103.3傳動零件 的設(shè)計 . 113.3.1齒輪模數(shù) 的選擇 .113.3.2齒輪材料 的選取 . 113.3.3齒輪壓力 角的選取 . 123.3.4齒輪齒寬 的選取 .123.4齒輪齒數(shù) 的確定 .13浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱v3.4.1各傳動線 路傳動比的確定 . 133.4.2齒輪齒數(shù) 的確定 .143.5齒輪變位 系數(shù)的選擇 .16第四章株距調(diào)整變速箱的傳統(tǒng)力學分析.184.1齒輪的力 學分析 .184.1.1齒輪的損 壞原因及形式 .184.1.2齒輪的強 度計算與校核 .194.2軸承的選 擇 . 224.2.1軸承類型 的選擇 .224.2.2深溝球軸 承型號的選擇 .244.3軸的力學 分析 .254.3.1軸的受力 分析 .254.3.2軸的強度 校核 .264.3.3軸的剛度 校核 .28第五章變速器的操縱機構(gòu).32第六章總結(jié)與展望.336.1總結(jié) .336.2展望 .33參考文獻.35致謝.36浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱1第 一章 第 一章 第 一章 第 一章 緒 論 緒 論 緒 論 緒 論1.1前言 前言 前言 前言水稻 是我國 最主要 的糧食 作物 ， 因其 種植面 積大 、 單位 面積產(chǎn) 量與總 產(chǎn)量高 ，在糧 食生產(chǎn) 中地位 舉足輕 重 。 而水 稻種植 的機械 化是水 稻生產(chǎn) 的必然 趨勢 ， 近年來我 國水稻 種植的 機械化 水平逐 年增高 ， 尤其 是自上 個世紀 九十年 代以來 ， 我國水稻 生產(chǎn)機 械化水 平明顯 提高 1。目 前，我 國水稻 種植機 械化程 度還相 當?shù)?， 特別是 插秧環(huán) 節(jié)， 2006年機 械化種 植水平 只有 9%2。農(nóng)業(yè) 裝備的 發(fā)展直 接關(guān)系 到我國 農(nóng)機化 發(fā)展水 平 ， 農(nóng)機 化發(fā)展 水平是 我國現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)的重 要標志 ， 而水 稻作為 我國三 大主要 糧食作 物之一 ， 水稻 生產(chǎn)機 械化是提高 農(nóng)機化 水平的 重要內(nèi) 容。大 力發(fā)展 水稻生 產(chǎn)機械 化，可 以有效 爭搶農(nóng) 時 、 抵御自 然災害 的影響 、 確保 和擴大 種植面 積 、 提高 水稻產(chǎn) 量 、 節(jié)約 生產(chǎn)成 本 。 推進水稻 主產(chǎn)區(qū) 生產(chǎn)機 械化， 增強水 稻生產(chǎn) 的科技 應用、 節(jié)本增 效和救 災減災 能力 ，是加 強水稻 生產(chǎn)能 力建設(shè) ，恢復 和發(fā)展 糧食生 產(chǎn)的重 要物質(zhì) 基礎(chǔ)和 技術(shù)手 段 3。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢水 稻 機 械 化 插 秧 技 術(shù) 是 繼 品 種 和 栽 培 技 術(shù) 更 新 之 后 進 一 步 提 高 水 稻 勞 動 生產(chǎn)率 的又一 次技術(shù) 革命 。 目前 ， 世界 上水稻 機插秧 技術(shù)已 成熟 ， 日本 、 韓國 等國家以 及我國 臺灣地 區(qū)的水 稻生產(chǎn) 全面實 現(xiàn)了機 械化插 秧。 國內(nèi) 外較為 成熟并 普遍使 用的插 秧機 ， 其工 作原理 大體相 同 。 發(fā)動 機分別 將動力 傳遞給 插秧機 構(gòu)和送 秧機構(gòu) ， 在兩 大機構(gòu) 的相互 配合下 ， 插秧 機構(gòu)的 秧針插入秧 塊抓取 秧苗 ， 并將 其取出 下移 ， 當移 到設(shè)定 的插秧 深度時 ， 由插 秧機構(gòu) 中的插植 叉將秧 苗從秧 針上壓 下，完 成一個 插秧過 程。同 時，通 過浮板 和液壓 系統(tǒng) ，控制 行走輪 與機體 相對位 置和浮 板與秧 針相對 位置， 使得插 秧深度 基本一 致 4。1 .2 .11 2 11 2 11 2 1 國外 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國外 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國外 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國外 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢水稻 插秧種 植方式 主要集 中在亞 洲 ， 目前 國外生 產(chǎn)插秧 機的國 家也全 部在亞洲 ， 主要 是日本 和韓國 。 日本 是世界 上水稻 插秧機 械化水 平最高 的國家 ， 也是 插秧機 械研究 和制造 水平最 高的國 家，插 秧機技 術(shù)和產(chǎn) 品均處 于領(lǐng)先 地位。浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱2日本 生產(chǎn)插 秧機的 企業(yè)主 要有久 保田 、 井關(guān) 、 洋馬 、 三菱 和日立 等 。 久保 田是日 本最大 的農(nóng)業(yè) 機械制 造商。 與井關(guān) 和洋馬 并稱為 日本 3大農(nóng) 機制造 企業(yè) 。 韓國生 產(chǎn)插秧 機的企 業(yè)主要 有大同 、東洋 、國際 、 LG和亞 細亞等 。由于 日本和 韓國都 已經(jīng)實 現(xiàn)水稻 插秧機 械化 ， 其國 內(nèi)插秧 機市場 飽和 。 產(chǎn)品生產(chǎn) 主要用 于更新 換代和 出口 。 因此 日本和 韓國的 插秧機 企業(yè)都 在積極 拓展國 外市場 ，增加 出口或 直接海 外投資 。日 本 插 秧 機 產(chǎn) 品 已 經(jīng) 形 成 標 準 化 、 系 列 化 和 多 樣 化 的 格 局 。 乘 坐 式 有 3至10行 ， 步行 式有 1、 2、 4、 6行 ， 每種 產(chǎn)品各 具特色 ,適應 于不同 的環(huán)境 條件和 生產(chǎn)規(guī) 模 ， 滿足 不同用 戶的需 要 。 日本 種植單 季水稻 ， 普遍 采用中 、 小苗 旱育稀 植技術(shù) 。 插秧 機行距 為 300和 330m m 5。 韓國 生產(chǎn)的 插秧機 也有步 進式和 乘坐式 兩類， 但型號 比較單 一，沒 有形成 系列。 日本插 秧機主 要有下 述五方 面的特 點。 (1)結(jié)構(gòu) 型式有 乘坐式 和步進 式 2大類 。(2)乘坐 式插秧 機有高 速型和 普通型 2個品 種。(3)高速 插秧機 又細分 為側(cè)重 點不同 的多個 機型。(4)耕整 地與插 秧聯(lián)合 作業(yè)。(5)多用 途插秧 機。根據(jù) 國外插 秧機技 術(shù)發(fā)展 情況， 插秧機 的基本 結(jié)構(gòu)形 式不會 有大的 變化 ， 將來主 要向著 降低生 產(chǎn)成本 、提高 作業(yè)效 率的方 向發(fā)展 6。(1)高 速 插 秧機 將 是 主 導 發(fā)展 產(chǎn) 品 。 從 機型 結(jié) 構(gòu) 來 看 ，高 速 插 秧 機 具有 高 效率 、 高性 能等優(yōu) 勢 ， 是未 來的主 要發(fā)展 方向與 主導發(fā) 展產(chǎn)品 ； 步進 式插秧 機由于作業(yè) 效率低 、使用 勞動強 度大。 市場占 有率將 逐步下 降。 (2)少 免 耕 作業(yè) 和 復 合 作 業(yè)。 插 秧 機 從 單一 插 秧 作 業(yè) 向插 秧 的 同 時 施肥 、 鋪膜和 少耕或 免耕插 秧等復 式作業(yè) 方向發(fā) 展。 (3)發(fā)展 多功能 插秧機 底盤 。 插秧 機底盤 將向水 田多功 能通用 底盤方 向發(fā)展 ，以提 高機器 利用率 ，降低 生產(chǎn)成 本。1 .2 .21 2 21 2 21 2 2 國內(nèi) 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國內(nèi) 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國內(nèi) 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢 國內(nèi) 水稻插 秧機產(chǎn) 業(yè)、產(chǎn) 品現(xiàn)狀 與發(fā)展 趨勢隨著 國內(nèi)插 秧機市 場需求 的啟動 ， 未來 發(fā)展前 景廣闊 。 我國 很多企 業(yè)都介 入插秧 機的開 發(fā)和生 產(chǎn) ， 國外 的插秧 機企業(yè) 也改變 過去單 一的產(chǎn) 品出口 方式 ， 紛紛在我 國建立 獨資或 合資企 業(yè)進行 插秧機 生產(chǎn) ， 國內(nèi) 插秧機 市場已 經(jīng)形成 國際化 的浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱3競爭 局面。 國內(nèi) 生產(chǎn)插 秧機的 企業(yè)主 要有延 吉插秧 機制造 有限公 司 、 現(xiàn)代 農(nóng)裝湖 州聯(lián)合收割 機有限 公司和 南通富 來威農(nóng) 業(yè)裝備 有限公 司等 。 在我 國投資 生產(chǎn)插 秧機的 外資企 業(yè)有韓 國東洋 、日本 久保田 、洋馬 和井關(guān) 等公司 。國外 資本和 技術(shù)的 引進 ，加速 了我國 插秧機 市場發(fā) 展，產(chǎn) 銷量增 長很快 。 20世紀 50年代 我國就 曾研制 出為插 大苗的 插秧機 ， 由于 大苗育 秧生產(chǎn) 機械化 沒有 解 決， 因 此也 影 響了 插 秧機 的 發(fā)展 ； 70年 代初 步 完成 了 轉(zhuǎn)臂 滑 道滾 動 插秧機 型的系 列設(shè)計 ； 80年代 生產(chǎn)了 曲柄搖 桿插秧 機； 90年代 在引進 、改造 日、韓 、 臺灣 等技術(shù) 的基礎(chǔ) 上 ， 轉(zhuǎn)向 生產(chǎn)插 帶土秧 苗的高 速插秧 機 ， 水稻 生產(chǎn)過 程中的 耕整 地 、育 秧 、栽 植 與收 獲 機械 化 有了 較 大的 進 展， 送 秧和 運 秧機 (手 扶式 、自 走式 、 人力 )基 本成 熟 ，在 分 插機 構(gòu) 的設(shè) 計 上有 所 突破 ， 高速 插 秧機 性 能得 到提高 7。近年 來 , 在國 內(nèi)插秧 機市場 需求下 ， 引進 和自主 開發(fā)的 產(chǎn)品發(fā) 展很快 ， 已初步 克服 了 品種 單 一的 缺 陷。 國 內(nèi)插 秧 機行 距 為 240和 300m m 。 主要 有 步行 式 、乘坐 式和獨 輪乘坐 式 3種類 型 。 步行 式插秧 機和高 速插秧 機主要 是合資 企業(yè)的 產(chǎn)品 ,國 內(nèi) 生 產(chǎn) 的 主 要 是 獨 輪 乘 坐 式 插 秧 機 , 自 主 開 發(fā) 的 步 行 式 插 秧 機 和 高 速 插 秧機也 進入了 批量生 產(chǎn)階段 。 目前 插秧機 市場的 競爭主 要來自 國外產(chǎn) 品 ， 韓國 的技術(shù)來 自日本 其產(chǎn)品 價格比 較低 ， 而且 進入我 國市場 的方式 更為靈 活 ， 因此 對我國市場 的沖擊 很大 8。從國 內(nèi)目前 水稻生 產(chǎn)機械 化的發(fā) 展情況 看 ， 水稻 機插秧 仍然是 水稻生 產(chǎn)全程機械 化的最 薄弱環(huán) 節(jié) ， 插秧 機還處 于發(fā)展 初期 ， 未來 幾年市 場需求 量將會 保持快速上 升態(tài)勢 。 插秧 機產(chǎn)品 質(zhì)量和 技術(shù)水 平將進 一步提 高 。 發(fā)展 將會出 現(xiàn)下述 幾個方面 的特點 。 （ 1）手 扶步進 式插秧 機將是 持續(xù)發(fā) 展的機 型。（ 2）插 秧機產(chǎn) 品向系 列化和 多樣化 發(fā)展。（ 3）水 稻種植 機械向 高速、 精準、 創(chuàng)新的 方向發(fā) 展。（ 4）向 降低成 本，提 高可靠 性的方 向發(fā)展 。浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱41.3插秧機株距調(diào)整變速箱研究意義 插秧機株距調(diào)整變速箱研究意義 插秧機株距調(diào)整變速箱研究意義 插秧機株距調(diào)整變速箱研究意義雖然 機插水 稻實現(xiàn) 了定行 、 定深 、 定穴 和定苗 栽插 ， 滿足 高產(chǎn)群 體質(zhì)量 栽培中寬 行淺栽 稀植的 要求 。 但只 有使插 秧機獲 得符合 標準要 求的插 秧質(zhì)量 ， 才能 確保水 稻的增 產(chǎn)增收 。 為了 達到滿 意的插 秧質(zhì)量 ， 在插 秧前必 須對插 秧機進 行適當?shù)恼{(diào) 整到位 ，并保 證大田 有基本 的苗數(shù) 。因水 稻品種 不同 ， 對大 田基本 苗數(shù)的 要求也 是不同 的 ， 基本 苗數(shù)過 大過小 對水稻 的生長 都不利 ， 也必 然影響 到水稻 的產(chǎn)量 。 而大 田的基 本苗數(shù) 是由秧 苗栽插時的 行距 、 株距 和每穴 株數(shù)決 定的 。 插秧 機的行 距為 30cm 固定 不變 ， 可調(diào) 的只有株 距和每 穴株數(shù) 9。 所以 ， 通過 調(diào)整株 距調(diào)整 大田基 本苗數(shù) 來合理 實現(xiàn)水 稻栽植密 度 ， 從而 獲得最 高的產(chǎn) 量 ， 對于 水稻種 植具有 重要的 意義 。 通過 設(shè)計合 理而高效 的株距 調(diào)整變 速器 ， 對于 適應多 品種水 稻種植 ， 不同 栽植密 度要求 ， 充分 利用機 械具有 重要意 義。1.4研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題1 .4 .11 4 11 4 11 4 1 基本 內(nèi)容 基本 內(nèi)容 基本 內(nèi)容 基本 內(nèi)容本次 畢業(yè)設(shè) 計中主 要完成 的內(nèi)容 包括： （ 1）水 稻機械 化插秧 的意義 及發(fā)展（ 2）插 秧機株 距調(diào)整 變速箱 方案設(shè) 計研究 插秧機 株距調(diào) 整變速 箱的技 術(shù)方案 ， 按照 課題內(nèi) 容 ， 完成 總體方 案設(shè)計 ，實現(xiàn) 7個株 距 25， 21， 18， 17， 14， 12， 11（ cm ）調(diào) 整。（ 3）插 秧機株 距調(diào)整 變速箱 的結(jié)構(gòu) 設(shè)計要求 結(jié)構(gòu)設(shè) 計合理 、簡單 ，裝置 重量輕 。 （ 4）完 成二維 、三維 圖紙完成 三維、 二維裝 配圖和 零件圖 。1 .4 .21 4 21 4 21 4 2 擬解 決的主 要問題 擬解 決的主 要問題 擬解 決的主 要問題 擬解 決的主 要問題在 整 個 株 距 調(diào) 整 變 速 器 設(shè) 計 中 ， 首 先 要 考 慮 的 問 題 是 實 現(xiàn) 其25,21,18,17,14,12,11（ cm ） 七個 株距的 調(diào)整 。 要達 到此目 標要求 ， 必須 根據(jù)插 秧浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱5機工 作行走 速度進 行插植 臂插植 速度的 設(shè)計（ 株距調(diào) 整變速 器轉(zhuǎn)速 設(shè)計 ） 。在 確定株 距調(diào)整 變速箱 的轉(zhuǎn)速 后 ， 要合 理確定 齒輪組 的變速 組數(shù) ， 傳動 比以及 齒輪參數(shù)。 在此 基礎(chǔ)上 要保證 變速器 結(jié)構(gòu)合 理 、 簡單 輕便 ， 以減 輕整機 的重量 ， 便于 插秧機 在水田 中的作 業(yè) 。 所以 在滿足 七個株 距調(diào)整 的前提 下 ， 應盡 可能使 得變速 箱整體 結(jié)構(gòu)小 ，重量 輕，結(jié) 構(gòu)緊湊 。浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱6第 二章 第 二章 第 二章 第 二章 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動方 案確 定 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動方 案確 定 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動方 案確 定 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動方 案確 定2.1變速器的設(shè)計要求及選擇 變速器的設(shè)計要求及選擇 變速器的設(shè)計要求及選擇 變速器的設(shè)計要求及選擇2 .1 .12 1 12 1 12 1 1 變速 器的設(shè) 計要求 變速 器的設(shè) 計要求 變速 器的設(shè) 計要求 變速 器的設(shè) 計要求該株 距調(diào)整 變速器 的主要 功用是 實現(xiàn)插 秧機工 作時株 距的調(diào) 整要求 ， 即在 改變發(fā) 動機轉(zhuǎn) 速的主 要前提 下 ， 傳遞 一定的 扭矩 ， 使插 秧機插 植臂具 有適合 的牽引力和 速度。 對變 速器的 主要要 求是：應保 證插秧 機具有 高的動 力性和 經(jīng)濟性 指標 。 在插 秧機整 體設(shè)計 時 ， 根據(jù) 插秧機 載重量 、 發(fā)動 機參數(shù) 及使用 要求 ， 選擇 合理的 變速器 檔數(shù)及 傳動比 ， 來滿 足這一 要求。 工作 可靠， 操縱輕 便。插 秧機在 行駛過 程中， 變速器 內(nèi)不應 有自動 跳檔 、 亂檔 、 換檔 沖擊等 現(xiàn)象的 發(fā)生 。 為減 輕駕駛 員的疲 勞強度 ， 提高 行駛安 全性 ， 操縱輕便 的要求 日益顯 得重要 。重量 輕 、 體積 小 。 影響 這一指 標的主 要參數(shù) 是變速 器的中 心距 。 選用 優(yōu)質(zhì)鋼材 ， 采用 合理的 熱處理 ， 設(shè)計 合適的 齒形 ， 提高 齒輪精 度以及 選用圓 錐滾柱 軸承可以 減小中 心距。 傳動 效率高 。 為減 小齒輪 的嚙合 損失 ， 應有 直接檔 。 提高 零件的 制造精 度和安裝 質(zhì)量， 采用適 當?shù)臐?滑油都 可以提 高傳動 效率。 噪聲 小 。 選擇 合理的 變位系 數(shù) ， 提高 制造精 度和安 裝剛性 可減小 齒輪的 噪聲 。2 .1 .22 1 22 1 22 1 2 變速 器的選 擇 變速 器的選 擇 變速 器的選 擇 變速 器的選 擇有級 變速器 與無級 變速器 相比 ， 其結(jié) 構(gòu)簡單 、 制造 低廉 ， 具有 高的傳 動效率（ =0.96-0.98） ， 因 此 在 各 類 機 械 設(shè) 備 上 均 得 到 廣 泛 的 應 用 。 本 文 亦 根 據(jù) 設(shè) 計要求 選擇有 級變速 器進行 設(shè)計。 目前 ， 各種 機械設(shè) 備上采 用的變 速器結(jié) 構(gòu)形式 是多種 多樣的 ， 這是 由于各 國機械 設(shè)備的 使用 、 制造 及修理 等條件 不同 ， 也是 由各種 類型設(shè) 備的使 用條件 不同所決 定的 。 變速 器按前 進檔不 同 ， 有三 、 四 、 五和 多檔變 速器 。 根據(jù) 軸的形 式不浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱7同 ， 又分 為 ： 固定 軸式 、 旋轉(zhuǎn) 軸式和 綜合式 三類 。 究竟 采用何 種方式 ， 除了 機械設(shè)備 總布置 要求外 ，主要 考慮一 下三方 面：（ 1）變 速器的 徑向尺 寸（兩 軸式尺 寸大， 三軸式 尺寸小 ） ；（ 2）變 速器的 使用壽 命（兩 軸式齒 輪壽命 短，三 軸式壽 命長 ） ；（ 3）變 速器的 效率。其中 固定軸 式變速 器應用 廣泛， 又可分 為兩軸 式變速 器、中 間軸式 變速器 、雙中 間軸式 變速器 及多中 間軸式 變速器 。 固定 軸式變 速器應 用廣泛 ， 旋轉(zhuǎn) 軸式主要用 于液力 機械式 變速器 。兩軸 式變速 器有結(jié) 構(gòu)簡單 、輪廓 尺寸小 、布置 方便 、中間 擋位傳 動效率 高和噪 聲低等 優(yōu)點， 適用于 插秧機 對變速 箱的要 求 10。2.2傳動方案的確定 傳動方案的確定 傳動方案的確定 傳動方案的確定高速 插秧機 的變速 箱是底 盤中最 關(guān)鍵 、 也是 制造難 度最大 的裝置 ， 要求 重量輕 、 強度 高 、 適應 機器在 泥濘的 稻田中 行走 。 該株 距調(diào)整 變速箱 設(shè)計是 在高速 插秧機 總體傳 動方案 確定的 基礎(chǔ)上 展開的 ， 本章 主要對 高速插 秧機株 距調(diào)整 變速箱傳動 方案進 行設(shè)計 。為滿 足七個 株距調(diào) 整，設(shè) 計株距 調(diào)整變 速箱傳 動簡圖 （如圖 2-1） 。圖 2-1株距調(diào) 整變速箱傳動簡 圖在該 株距調(diào) 整變速 箱傳動 方案中 ， 除齒 輪組13Z 14Z 為滑 移齒輪 組外 ， 其它齒輪 皆為空 套齒輪 ， 它們 可通過 離合器 相互間 進行運 動傳遞 或帶動 軸運動 。 該株距調(diào) 整變速 箱可實 現(xiàn)八條 傳動路 徑，其 傳動路 線講解 如下。浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱82.3傳動路線描述 傳動路線描述 傳動路線描述 傳動路線描述在圖 2-1傳動 方案中 ，其可 實現(xiàn)的 八條傳 動路線 如下：（ 1） 軸 1（ 輸入 ） 13Z 2324ZZ 軸 2（ 換擋 離合器 左移 ） 軸 3（ 輸出 ）（ 2）軸 1（輸 入） 14Z 24Z 軸 2（換 擋離合 器左移 ） 軸 3（輸 出 ）（ 3） 軸 1（ 輸入 ） 15Z（ 14Z ， 15Z 嚙合 ） 25Z 軸 2（ 換擋 離合器 左移 ）軸 3（輸 出）（ 4） 軸 1（ 輸入 ） 13Z 2324ZZ 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋 離合器 右移） 軸 3（輸 出）（ 5） 軸 1（ 輸入 ） 14Z 24Z 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋 離合器右 移） 軸 3（輸 出）（ 6） 軸 115Z（ 14Z ， 15Z 嚙合 ） 25Z 22Z 12Z 11Z 21Z 軸 2（ 換擋離 合器右 移） 軸 3（輸 出）浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱9第 三章 第 三章 第 三章 第 三章 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動機 構(gòu)的 計算 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動機 構(gòu)的 計算 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動機 構(gòu)的 計算 株 距調(diào) 整變 速箱 傳 動機 構(gòu)的 計算3.1株距調(diào)整變速箱傳動比的確定 株距調(diào)整變速箱傳動比的確定 株距調(diào)整變速箱傳動比的確定 株距調(diào)整變速箱傳動比的確定3 .1 .13 1 13 1 13 1 1 已知 條件 已知 條件 已知 條件 已知 條件（ 1）發(fā) 動機的 額定轉(zhuǎn) 速為 0 3600 m inn r= ；（ 2） 發(fā) 動 機 輸 出 軸 到 株 距 調(diào) 整 變 速 箱 輸 入 軸 之 間 的 總 傳 動 比 為0 4.152778i = ；（ 3）株 距調(diào)整 變速箱 輸出軸 與插植 臂輸入 軸之間 的傳動 比為 2ni = ；（ 4）插 秧機工 作時的 行走速 度為0 1.9587v ms= ，滑 動率為 0.9= ；（ 5）有 兩個插 植臂同 時參與 工作；3 .1 .23 1 23 1 23 1 2 設(shè)計 計算 設(shè)計 計算 設(shè)計 計算 設(shè)計 計算插秧 機株距 計算公 式為 11 v tln= （ 3-1）式中 ， l 插秧 機株距 ；v 插秧 機實際 前進速 度；t 插秧 機行駛 時間；n 插植 傳動軸 轉(zhuǎn)動次 數(shù)（單 臂 ） ；在插 秧機工 作過程 中 ， 由于 有兩個 插植臂 同時參 與工作 ， 且從 株距調(diào) 整變速箱 輸出 軸到 插植 臂輸 入軸 之間 的傳 動比 為 2ni = ， 所以 可以 將株 距調(diào) 整變 速箱 輸出軸 的轉(zhuǎn)速 視為一 個插植 臂工作 時的轉(zhuǎn) 速。由公 式（ 3-1）可 推得rvl n= （ 3-2）式中 ， nr 株距 調(diào)整變 速器輸 出軸轉(zhuǎn) 速則由 公式（ 3-2）得浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱10r vn l= （ 3-3）又已 知插秧 機工作 時的理 想行走 速度為0 1.9587v ms= ，滑 動率為 0.9= ，則由0v v = 得 v=1.76283。由 已 知 所需 設(shè) 計 的 七 個株 距 25,21,18,17,14,12,11（ cm ） 及 公 示（ 3-3） 可 求得株 距調(diào)整 變速器 輸出軸 轉(zhuǎn)速 (如表 3-1） 。表 表 表 表 3-1株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速 株距調(diào)整變速器輸出軸轉(zhuǎn)速l(cm) 17 21 18 25 11 14 12nr(r/min) 622.175 503.666 587.61 423.079 961.544 755.499 881.415已知 發(fā)動機 的轉(zhuǎn)速 為 0 3600 m inn r= ， 發(fā)動 機輸入 軸到株 距調(diào)整 變速箱 輸入軸之 間的總 傳動比 為 2ni = ，則 株距調(diào) 整變速 箱輸入 軸的轉(zhuǎn) 速為1 0 0n n i= 得1 866.89 m inn r= 。則由1 ri n n= 可得 七個株 距對應 的傳動 比（如 表 3-2） 。表 表 表 表 3-2株距調(diào)整變速器傳動比 株距調(diào)整變速器傳動比 株距調(diào)整變速器傳動比 株距調(diào)整變速器傳動比l(cm) 17 21 18 25 11 14 12i 1.393 1.721 1.475 2.049 0.902 1.147 0.9843.2中心距的確定 中心距的確定 中心距的確定 中心距的確定中心 距是變 速器的 一個基 本參數(shù) ，對變 速器的 外形尺 寸、體 積和質(zhì) 量大小 、輪齒 的接觸 強度有 影響。 中心距 越小， 輪齒的 接觸應 力越大 ，齒輪 壽命越 短 。 因此 ， 最小 允許中 心距應 當由保 證輪齒 有必要 的接觸 強度來 確定 。 中心 距的選 擇也不應 該過大 ， 否則 會使得 變速器 外形尺 寸過大 ， 體積 和質(zhì)量 增大 ， 影響 整機重 量 ，不利 于插秧 機田間 工作 12。初 選 中 心 距 A時 ， 可 根 據(jù) 已 有 插 秧 機 株 距 調(diào) 整 變 速 箱 的 中 心 距 初 選 為51m m 。浙江理工 大學本科畢業(yè)設(shè) 計 （ 論文 ） 插秧機株 距調(diào)整變速箱113.3傳動零件的設(shè)計 傳動零件的設(shè)計 傳動零件的設(shè)計 傳動零件的設(shè)計3 .3 .13 3 13 3 13 3 1 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇 齒輪 模數(shù)的 選擇齒輪 模數(shù)選 擇的一 般原則 ： （ 1） 為了 減少噪 聲應合 理減小 模數(shù)， 同時增 加齒寬 ；（ 2） 為使