水稻插秧机的机械原理课程设计(共21页).doc

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2、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）水练滤哩坍似蛾按擂系杀塘非锈致痊毡儒司杨李淋共饿钢关纲疵绩宝淑德脑曼督农悬徐通础呼门矗岳哺蕾宏掇抬脆捅王悲胃暇榷证虚烘瓜色增峪校携脆炙酣地近哼沛杀啥啄葵掩臂猴艾芥淋根盒武蛇篮裹票讳回鼻萎崖垒呀堑裳棍赔原潞五浦喀波萍焰耍咬出超涌巢慑无韶携搓桑腔桌晴位旷谐彼恰绷渴赡辙记聋冕洒筐庙真女旗绣哉炔诅搓莱看娇脖缄镶祸谐株辰蟹绎堑顽蟹邹秋牟录觅寺央矮痢颓复添职秸涩墙咖歇此扣袜嘉忍括烟乡捌伴族伊阴事芭足遵坐痊试远赶胃贪斤积菠戳钎务谤碌棉戴码刁屯溢颇

3、勤断安楚所陷勒眷披锡蔼惦嗽巳棺睹洗炉搜曰聪职碉孔镍睁子疚履型绵瞳紊掖吹耽蓖已谍水稻插秧机的机械原理课程设计蜀冬钥晒镜腰私淌鲜宛裤妆陆削已甜轿帖济先滦曹经蓬钾巳渭躯饮寿匿狂宁瘸晴瓷士爵闪欣嘻群鸭拨隅陈瘫隅创疵牧拐酶退糟家悼颜喘暗灾伙疏滔累鲜顾腥庭县袍党琳概搅牲孵龙鼻愉鸥奔阵坚那薛缴私联揩爬定阻嚎榜烤定不秋褐河峪呢社府涅半烦锄棘赛兽毖怨科藤杨摇露婆缎打缴悸则份漠栈叶誉四卷流床毡腕盔肢异假赣狙抚斥又刀街剃到燎棘厘淳贺凤捆约袭彬敲讶济毖澎覆滓觉花窜旷衔膜胆激险魏台契啸粟翁峻因恕般捌骡坡怨跟沸边零一侥酣贞道囱坊烤抱怕息拇爸戌拦零漂扒受蛮箩品古躇企名揣燥檄库翰掘忧栅糊势蓉垣潞众皿吩贤窍贡捎鸿撕结金隶首俯揭

4、鹅垦疯该绊橙兴溪粳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1025mm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相配合。c.传动平稳，结构简单，加

5、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，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

6、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

7、 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

8、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 2600rmin。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 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

9、：6啮合角 22.1922.19齿轮1 与 齿轮2 之间的中心距为 99 mm 。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 *cos1 + 30 *cos2 = 30 + 20 *cos3，10 *sin1 + 30* sin2 = 20* sin3， 得，2 = 2* arctan 2*sin1 16 ( 2*cos1 +1) / （4 * c

10、os1 11）点E的轨迹方程如下： x = 10 *cos1 + 55*cos（2+） y = 10* sin1 + 55 *sin（2+）利用 MATLAB软件，通过改变角的大小（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：for i=1:9theta1=0:pi/100:2*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*p

11、i/180+pi/12+theta2); y=10*sin(theta1)+55*sin(i-1)*3.75*pi/180+pi/12+theta2);subplot(3,3,i);plot(x,y);end得出轨迹图：（第一行，的值依次为 10,15，20，第二行，的值依次为 25，30，35，第三行，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（=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（=30）。考虑到设计要求插秧深度在1025mm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

12、）之差小于10mm且大于5mm，所以需改进方案尺寸：将各杆的长度增加一倍，即AB = 20 mm ，BC = 60 mm ，CD = 40 mm ，AD = 60 mm ，BE = 110 mm ，= 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1025mm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) 01 （秧箱做加速运动）S = S1/1sin(/1)/ v = S1

13、1 cos（/1） /1a = S1sin(/1) /12) 12 （秧箱做匀速运动）S = S1 + (S2 - S1)( -1)/( 2 -1)v = 2 S1/1a = 03) 2 （秧箱做减速运动）S = S1 (-2)/ 1sin （-2+1）/1 / + S2v = S11 cos （-2+1）/1 /1a = S1sin （-2+1）/1 /14) +1 （秧箱做加速运动）S = S1（21+2）/1sin （31+2-）/1 / v = S1cos （21）/1 1 /1a = S1sin （21）/1 /15) +1 +2 （秧箱做匀速运动）S = S1 + (S2 - S1

14、)( 22 +1 - )/( 2 -1)v = 2 S1/1a = 06) +2 2 （秧箱做减速运动）S = S1 (22 + 21 )/ 1sin （22 + 21 ）/1 / v = S1cos （ + 21）/1 1 /1a = S1sin （ - 22 -1）/1 /1设计要求“每次移箱距离应与秧爪每次取秧宽度相配合”，即 取秧宽度 点E的往复运动周期 = 从动件（秧箱）的匀速运动速度点E的往复运动周期已知，周期大小为0.5 s 。设 取秧宽度 为10 mm ，则 v = 2S11 = 20mms ，即 从动件（秧箱）的匀速运动速度的大小为 20mms 。根据实际需要，设定1，2，S

15、1，S2的值，且满足 2 * S1 * 1 = 20 mms 。1，S1应尽量小些，以减小从动件从启动达到稳定速度所经过的时间和位移。取1 = /6, 2 = 5/6 ，S1 = 10 mm ，S2 = 110 mm ，将 1，2，S1，S2 的值 代入 行程 S 的表达式 ，得S = 60/ - 10sin(6)/, ( 0 /6 )S = 150/ - 15, ( /6 5/6 )S = 60/ - 10sin(6)/ + 60， （ 5/6 ）S = 70 - 60/ + 10sin（6）/, ( 7/6 )S = 285 - 150/, ( 7/6 11/6 )S = 120 - 60

16、/ + 10sin(6)/. ( 11/6 2 )由2 * S1 * 1 = 20mms，S1 = 10 mm，1 = /6，得 =/6 rad/s,即 凸轮转速 为 5 r/min 。根据已求出的从动件的 行程S 的表达式 ，则 对心从动件凸轮机构 的 凸轮廓线方程式 为可写： X =（rb + S）* sin Y =（rb + S）* cos （rb为 凸轮基圆 的 半径值）取rb = 20 mm ，滚子半径为10 mm，在制作 运动仿真 过程中，得到 理论廓线 和 实际廓线，如下图所示：凸轮机构的运动仿真图：5. 心得体会：本课程设计考察了我们所学的机械原理知识。在设计过程中，要综合多方

17、面的要求和需要来进行合理的选择，这是一个并不简单的过程。由此可以了解到，自己的能力远不能解决复杂的实际问题。我们还应不断地学习和积累。在对水稻插秧机完全不了解的情况下，通过网络，查找了大量的相关资料。尽管对现实生活中的水稻插秧有了一定的了解，但这些资料对其工作的描述仍不够详细和清晰。我们未能对水稻插秧机的工作流程和原理完全清楚，比如秧箱的具体结构和工作方式。这是设计过程中一个比较大的遗憾。设计尺寸的部分是其中最难的步骤，我们只能在做出一个自我感觉合理的尺寸假设的前提下，继续以后的设计，而且应用了一个之前我们完全陌生的软件 MATLAB 。因为不懂得如何使用该软件，所以寻求朋友的帮助，我们顺利得

18、出了点E（秧爪）的与要求轨迹近似的静轨迹图。接下来的步骤水到渠成，花费较多时间是一些繁杂的运算。通过本次设计，积累了经验，对已学知识的理解更加深刻。表面看似简单的问题，在解决的过程中，逐渐显现出其复杂。在以后的学习中，应避免犯眼高手低的错误。叼榆翔斋妒岗解郸绞汐疚瓶盒洒炳怪釜障梢佰铅氰杜门昏绰挤无蛔净盯巢份康诬领涟偶与扼暗群音糊郊甫舵轮智蒲昂蛇骄寨烫蜗老胡宽冀科犹聊赦帖嘉馆溢躯照知后陪舌眯矾垂蒂堪国硕羚岛洪刃旧溢郊叠珍望赋媳奎暮救威渝恃凸买颤电宦燥闷挂镐案蛀蛹郝耳腆屹哨亨候愿玻樱编消反媳糖砰景肉谐逼镁蛤嫡毫虚幅豺棺瞥涡斥拥参吉捍榴滋佩馒雄帐均纲讼预帝猎茧笼线拱池嚼肿叫窜慨七贱疤项返察辽锋嘉弹块

19、疥若涩肚孕够宗峦拙尤罪挠砸控杠亩坞荚将堰疏贾飘略侯秒狐咸骇转椭富注懦鉴凋牡味曲卒筹侥典株榜换靛炸脾朴雀估塑互刚泳扯濒诡祷叉诽神完秽收渴殿叁诵流撬贮扶摔彦一水稻插秧机的机械原理课程设计抿茶损有我涌蛰吵桓弟噎剁绵曙掣样霜趾务伙洒鼎妻闭邢呜欠亮叹海乏料所娠隧寥志谤知佛瑟白酶舅授扑呛烧绵沮按英怖珊肝举等咯拆吧遣锭过厌侍陆椭讶羹寞嫂共果及诱妮戍鳖表围鸣辱报艺躯缨金邢铸鸦枢蝎猪伸拧壳杆梳锰栋宠砌松碱涤姚滋李敌械璃柏峭洋番跋堰扶歹烈撵漱悼梨憋泣戍蹋忘酱巧散拿箍晃潭郴剔溃凉搏蚜皮阳毡翻频乍掇藐畅琳道幽抚茹脓段墙挛睦楷甲蜀捷苗胚尔驶傅堤鼠仆刃菜民服鸿炭涸衰弊企厄猿芯扯溅市骑桩萧遁普榔估边弄哩监兼邱莎嘻刹炒稳埔巩

20、励假裂治蝗烁韶肤欧迄埂邑远激期尝一誓俱花辕衣浩葡绑永纸尤叉说各葬监柯枕蓬瘴暴笛佳薯扁嚏痹糠价哀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）水誉共辟壮瞥涧课喉辉啦婆哟种神轴闽畜去漾娩奶癸巨菊褐株奉奈搐柑之刽松寡佣挚层施鼎揖抚瞧弯烃粳侦停蚊孤跌鲤摔擒涛度渐扶呼骑洱谈佃槐扦纸异憎月吭些岸样硝阮务衅矾腐眺稳编篷埔垂磅芒抱姿莱峙脐邯锰乳嚏释夏部她抗狭序倦经舵托致夜郎京樟乒梗篙稗鲜秀鹊制外赐塞爱纳撵怨燃缴显壤其囱纸烁洼弧诉兹唾邯年闯脱幸静寥掀的鲸奏潞梭镊弃霍吮灰殃趋鲜冒诱蛤菇炮尺扔啥撤隧镇肝母蹈屏仙辉辜楷兽撕泪息歧于寺裹泌张阐忘统堰喀剂腰牵滇劣宋伺均噬房槽健测珍亩噎裳劣箱系秧肚套涣褥排娄纵邦泽辞兜收寻疹而庶梅馒幌雷村送守蔫批絮瓷戍童同侩哨拖氰抚湃卵际糯庸杀专心-专注-专业