插秧机传动机构总体设计.docx

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1、 本科毕业设计（论文）论文题目：插秧机传动系统总体设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级：2015级2班学生姓名：米高玉学 号：03991502023指导教师：张明秋答辩日期：2019年5月16日黑龙江工业学院机械工程系黑龙江工业学院本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：米高玉日期：2019年 5 月 16

2、 日黑龙江工业学院本科毕业设计（论文）摘 要目前我国水稻秧苗栽植的面积约四亿五千万亩，在全世界排第二位，总产量约为2.04亿吨，在全世界排第一位。单位面积产量约420公斤，约为世界平均产量的1.6倍。但是，我国水稻单位面积产量的增长变得越来越缓慢，提高产量的难度越来越大。如何进一步提高产量已成为现在一个必须考虑的问题。如今，我国水稻插秧机械化的发展情况是平原地区发展比较领先，水平普遍偏高，发展较快。平原大多数地区已经进入了中级阶段，正在加速发展。国内插秧机广泛用于四行式移植器，主要产自中国；然而，在黑龙江垦殖区，日本引进的扬马、东洋、井关等六行式高速移植器较多。在黑龙江垦区，插秧技术已达到较高

3、水平。但丘陵山区发展明显落后于其他地区，水平低，发展缓慢。其中大部分还处于初级阶段。本次设计就是针对山地丘陵等小地块稻田的插秧工作而设计的插秧机传动系统。关键词：水稻秧苗；插秧机；传动系统I黑龙江工业学院本科毕业设计（论文）AbstractAt present, the area of rice seedling planting in China is about 450 million mu, ranking second in the world, with a total output of about 204 million tons, ranking first in the wo

4、rld. The output per unit area is about 420 kg, about 1.6 times the world average. However, the growth of rice yield per unit area in China is becoming slower and slower, and it is more and more difficult to improve the yield. How to further increase production has become a problem that must be consi

5、dered now. Nowadays, the development of rice transplanting mechanization in China is relatively advanced in plain areas, with a generally high level and rapid development. Most areas of the plain have entered the intermediate stage and are accelerating their development. Domestic transplanters are w

6、idely used in four-row transplanters, mainly produced in China; however, in Heilongjiang reclamation area, Japan imports more six-row high-speed transplanters, such as Yangma, Dongyang, Jingguan, etc. In Heilongjiang reclamation area, transplanting technology has reached a high level. However, the d

7、evelopment of Hilly and mountainous areas is obviously lagging behind other areas, with low level and slow development. Most of them are still in their infancy. This design is aimed at transplanting seedlings in small paddy fields such as hilly areas and so on.Key words: Rice seedling; Transplanter;

8、 Transmission systemII目录第一章 绪论- 1 -1.1 水稻的种植- 1 -1.1.1 浸种催芽- 1 -1.1.2 播种育秧- 1 -1.1.3 插秧- 2 -1.1.4 收获- 2 -1.2 插秧机的发展- 2 -1.2.1 国外插秧机的发展- 2 -1.2.2 国内插秧机的发展- 3 -1.3 插秧机的分类- 5 -表1.3插秧机分类- 5 -1.4 插秧机的构造及原理- 5 -（1）秧箱- 6 -（2）分插秧机构- 6 -（3）送秧机构- 6 -（4）机架- 7 -（5）行走装置和承载浮体- 7 -1.5 插秧机的发展趋势- 7 -（1）随着插秧机的发展，根据作业

9、效率的高低，步行式人力插秧机逐渐被乘坐式机械插秧机所代替- 7 -（2）高速插秧机构广泛应用在乘坐式插秧机- 7 -（3）插秧机的重量随发展逐渐减轻- 7 -（4）自动化逐渐广泛应用于插秧机上- 7 -（5）插秧机对秧苗的适应性逐渐提高- 7 -第二章 轻型动力插秧机总体设计- 8 -2.1 总体设计- 8 -丘陵山地道路狭窄复杂，地块不仅小而且无规律，为适应这种地势，本设计采用轻型单轮行人式，研制出的新型后插旋转式分插机构，形成“海豚形”插秧的轨迹，这种机构不仅低震而且高效。其结构方案如图2.1所示。- 8 -2.2 轻型动力插秧机的组成- 8 -2.2.2 秧箱总成- 9 -2.2.3 发

10、动机总成- 9 -发动机选择风冷四冲程汽油发动机，拥有1.2kw的功率，小巧轻便，发动简单，安全可靠。进行动力传递前需要通过减速器减速。研究表明，风冷四冲程汽油发动机可以满足插秧的工作要求。- 9 -2.2.4 变速箱总成- 10 -第三章 传动系统的总体设计- 11 -3.1插植链轮箱基本构造- 11 -（1）驱动链轮将动力通过链条从传动轴传递给从动件链轮。- 11 -（2）从动链轮的功能是通过从动链轮轴传递链上的动力。- 11 -（3）链条的功能是将驱动链轮的功率传递给从属链轮。- 11 -（4）(4)张力弹簧，其作用是保持一定程度的链条张力。- 11 -3.2 插植运动传动路线的分析和设

11、计- 12 -3.2.1 传动路线分析- 12 -3.2.2 设计计算- 12 -3.2.3 15齿与17齿锥齿轮计算- 14 -尺寸计算- 14 -锥齿轮弯曲强度校核- 15 -3.2.4 左输入链轮计算- 16 -（1）基本参数- 16 -（2）分度圆直径d- 16 -图3.3 链轮结构尺寸- 17 -3.2.5插植杆链轮轴的校核- 17 -图3.6 插植杆链轮轴左- 19 -图3.7 插植杆链轮轴左- 20 -3.2.5 10齿、12齿和20齿送苗链轮尺寸计算- 20 -3.2.6 右输入链轮和插植杆链轮轴右计算- 24 -3.3 部分零件三维设计- 26 -3.3.1 横梁- 26 -

12、图3.19 横梁- 26 -3.3.2 横梁法兰- 27 -3.3.3 构架连接板右座- 27 -材料Q235，厚度2mm。- 27 -图3.22 构建连接板右座- 27 -3.3.4 插植臂链条箱右内- 27 -图3.23 插植臂链条箱右内- 28 -3.3.5 送苗凸轮- 28 -图3.24 送苗凸轮结构尺寸- 28 -图3.25 送苗凸轮- 28 -3.3.6 油缸座- 28 -图3.26 油缸左结构尺寸- 29 -图3.27 油缸座- 29 -3.3.7 插植离合器臂- 29 -图3.28 插植离合器臂- 29 -图3.29 插植离合器臂- 30 -3.3.8 送苗链条箱外- 30 -

13、图3.30 送苗链条箱外- 30 -图3.31 送苗链条箱外- 31 -第四章 总 结- 32 -参考文献- 33 -致 谢- 34 -III第一章 绪论中国是一个农业大国。直到现在，农业机械化已在中国许多地区的一些作物中基本实现。根据对国内外在农业生产所表现出的新形势和特点的研究，并借鉴国外在农业机械领域的经验，我国农业机械的发展方向也正逐步向自动化、智能化方向发展。机械插秧机用于提高种植效率，以取代大量的人工工作，解决农业生产时间紧张、劳动强度过大的问题。1.1 水稻的种植种植水稻的方式有两种，分别为直播和移栽。全世界主要的种植方法为移栽，主要包括六个过程，分别为育苗、浸种出芽、播种育苗、

14、苗木移栽、田间管理和收获。直接播种是指根据所需播种量，将干燥的种子或浸透发芽的种子直接播种。与移栽相比，既节省了育苗和插秧两个环节，又节省了更多的劳动。因此，我国水稻直播面积逐年增加。 1.1.1 浸种催芽 浸泡是将水稻种子利用罐、盆等容器浸泡在水中。通常把幼苗在水中浸泡2天左右。然后，种子放进50c左右的温水内，经过2至3分钟的掏种后催芽。催芽的方法有温箱催芽、膜棚催芽、栏肥催芽、土坑催芽等多种方法，虽然方法不同但是基本原理和技术要求是相同的，即“高温破胸、适温促根、保温、低温发芽”。“高温破胸”的意思是指种子在38摄氏度左右的高温下，一天就可以让种子破碎和外露。“适温催根、保热催芽”是指种

15、子破胸后，谷堆温度维持在30-35C，约10小时后即可达到根系生长要求，然后用水在25C左右处理谷堆。温度控制在28左右。“低温发芽”是指当种子芽长到半粒，根长到单位谷长时，在室温下扩散成薄层，散热降温，当种子温度与外界温度相同时，就可以播种。1.1.2 播种育秧种子发芽后，又称为芽谷，能均匀撒播，稀疏撒播，播种后塌谷落泥，芽谷露出土面叫出苗。在幼苗长出之后，要等到幼苗长出三张叶。插秧前45天施一次肥料。水稻育苗方法有苗床育苗、塑料平板育苗、温室育苗、无土化育苗、膜保温育苗、两阶段育苗等多种育苗方法。根据其需水量的不同，可分为三类：水育苗、干育苗和湿育苗。水育秧是指整个育苗时期使秧苗浸水。其优

16、点是可利用水层保暖，防止田间杂草，有利于拔苗，不易伤害幼苗，盐碱地可防止盐伤苗，缺点为长期浸水，水分消耗较大，土壤中氧含量较少，不利于秧苗的生长发育，容易导致幼苗腐烂。旱育苗是指在旱地中完成整个育苗过程。其优点是：秧田干耕干，苗木板保湿，耗水量低，苗场通气性好，幼苗根系生长旺盛，插秧时幼苗不易损坏，分蘖发生早。播种早，播种早方便。湿育苗又称半干育苗，是一种介于水育苗和旱育苗之间的育苗方法。1.1.3 插秧 幼苗必须在一定时间内移植到大田。一般需要生长30天左右。幼苗的主茎长出5至7片叶子即可。这种幼苗在苗圃中生长的时间称为苗龄，通常以天为单位，而由幼苗的主茎生长的叶数称为叶龄。将苗木从苗圃插秧

17、到田间的过程称为移栽，通常称为插秧。插秧可分为手插秧、投掷和机械插秧。手插秧就是人工插秧，插秧速度相对比较慢，一人每天只能插秧1亩田左右。抛秧是将苗木直接均匀地抛入田间，具有省力、稳产、高效的优点。机器插秧是利用插秧机器等机械插秧，可以降低劳动强度。比人工插秧效率高大约20倍以上。1.1.4 收获水稻收获要及时，不仅要防止割绿，而且要防止收获过熟。收割可以用手或收割机来完成。应尽可能轻、轻地手工采收，造粒时应注意安全，使用前应检查生产线是否完好，不要将石料、工具等杂物喂入造粒机内，以免发生事故。联合收割机可以一次完成收割、脱粒、清洁等作业，需要专业人员完成。这是一种省力、高效的收割方法。- 4

18、2 -1.2 插秧机的发展1.2.1 国外插秧机的发展（1）20世纪50年代，第一代水稻插秧机步行插秧机典型的机型如日本Kubota28型插秧机。主要表现为：主要插秧土苗，秧苗间隔大，所用机构为曲柄连杆式插秧机构，行程相对小，该机型可每分钟插秧200株。不安装推秧装置，导致栽植秧苗的质量低。而且会发生漏秧回秧等情况。（2）20世纪70-80年代中期，第二代水稻插秧机机动插秧机首先，对室内机械种植的工艺和设备进行了研究，为移植器的技术发展创造了有利条件。研制并使用了曲柄摇杆种植机构，新型的推苗装置采用液压举升装置，浮板装载仿形机构。当插秧机陷入泥土中，液压装置会自动举升以避免产生雍泥，压力传感装

19、置设在苗木箱上使其自动发送信号，以提高水稻插秧机的工作效率为目的，日本已经使用了新的材料和技术，减轻了插秧机机体的重量以及减小了插秧机构的体积。同时，以平衡惯性力为目的，在曲柄上放置一个重块用来平衡，有效地减弱了机体的振动，插秧机的移植频率从每分钟200次增加到每分钟280次。在插秧机上加入这种改进，提高了插苗的可靠性，大大提升了稻田插苗的发展。但该机构较为复杂，加工工艺较高，高频率的插秧引起的机架振动加剧，限制了插秧效率的提高。同时，由于种植机构爪尖速度较快，会出现苗木的分布不均、损伤苗木等情况。（3）20世纪80年代中期至现在，第三代水稻插秧机高速插秧机这种插秧机安装了连杆分流器和曲柄摇杆

20、机构，却使插秧机的插秧速度降低。以插秧机的栽植效率得到提高为目的，在20世纪七十年代研制出对称布置的行星齿轮式插齿使插秧机可以在圆齿轮传动、椭圆齿轮传动以及偏心齿轮传动之间转换。典型的机型如韩国生产的PA600D-P型插秧机如图1.1所示。图1.1 PA600D-P型插秧机该机构在日本市场上销售广泛。实践证明，偏心行星齿轮插补机构可以适应各种水稻种植的运动轨迹，并且采用对称安装，具有良好的动平衡性、不仅机身震动小而且工作稳定。这种机构在工作时，传动轴每周可转动两次进行苗木移植，工作效率有效的得到了提高，而且使爪尖的线速度减半，使苗木的损伤率降低，移植苗的精度提高，移植苗的质量更高。根据相关数据

21、的显示，该机构的插入频率可达每分钟350以上，在实现高速移植方面取得了突破性进展。但这种偏心行星齿轮式插秧机构的结构十分复杂，加工要求较高，导致其加工造价较高。1.2.2 国内插秧机的发展（1）人力水稻插秧机1956年，我国初步形成了梳理、纵向拔苗、分苗的原理，并利用滚动原理设计了第一个“南101”实验样机。经过多次改进，第一届全国插秧机研讨会于1956年4月在武昌举行。两台插秧机进行了田间试验，验证了插秧机械化的可行性，1959年投入大面积使用。1965年，广西65型人力钳式插秧机研制成功。（2） 机动水稻插秧机自1964年以来，中国就出现了移动水稻移植器。1965年和1967年先后在世界上

22、开创了“人型插秧机”和“机动插秧机”。1967年，“东风-2”电动插秧机通过了鉴定。这是我国第一台采用滚动直接插秧机的国产电动水稻插秧机。设计了一种基于单轮水田叶轮驱动和船体承载滑行的水田行走机构。该机型获得国家科技发明奖。它是一种结合插秧和洗苗于一身的插秧机，采用我国原创的转臂滑道插秧机构。进入1970年代后，全国各地相继规范了各种大小苗木的人工插秧和移动插秧，并有以广西“65-2”为代表的中央插秧机；有以“浙江72型”为代表的梳型移植器。其中具有代表性的是1974年研制的东风74移动式插秧机，其插秧机构采用凸轮控制的五杆机构。20世纪70年代末，以梁锋教授为代表的科技工作者充分利用了前人的

23、优势，设计出了1979年具有最高水平的2Z系列插秧机2z系列水稻插秧机通过部级考核，共12种型号，插入机构为旋转臂滑动滚动插入机构。该系列基本满足我国各地农业技术的要求，部件的标准化、系列化、通用性高，已进入专业化生产阶段，并得到推广应用。该模型的缺点是机理复杂，采苗可靠性差，插秧质量不高。（3）2zT系列机动水稻插秧机1979年，我国从日本引进了一套完整的水田机械。该插秧机仿照日本插秧机曲柄摇杆式插秧机构。典型的机型如“2Zt.935”电机插秧机。这种插秧机栽植频率最高为263次/min，是土壤育苗的理想选择。（4）高速水稻插秧机南京农业机械研究所、中国农业机械研究所、黑龙江农业工程研究所、

24、延吉移植机械厂、江苏阳马农业机械有限公司等研究所和企业于1990年介绍研究出了高速水稻插秧机的关键部件和相关零件。主要研究方向为偏心行星齿轮剪接机构的机构分析以及结构优化设计和工艺改进。研究的主要方向在整机的引进和模仿。目前，我国高速插秧机的研制依然处于产品开发的初级阶段。根据中国目前的生产条件以及农村适应性发展，占据市场的依然是传统的移动式插秧机。然而，根据科学技术的发展、农民生活水平的提高和生产的需要，高速插秧机将具有广阔的应用前景。对我国农业机械研究者来说，研究和开发高速水稻移植器将是一项重要而艰巨的任务。1.3 插秧机的分类根据秧苗适宜状况，可将水稻插秧机分为两用型、拔洗苗型和带土苗型

25、三种。按动力的不同可分为机动插秧机和手动插秧机两类。手动插秧机的插秧方式为采用间歇插秧。在插秧机静止时完成插秧作业。然后由操作人员手拉机械行进到下一个单位的距离，如此反复。机动插秧机的插秧方式为连续插秧，在插秧机移动时使苗木的分割和插秧动作完成。机动式插秧机有两种，分别为手持自走式和乘坐自走式。插秧机构运动特点有三种，分别为垂直滚动、垂直摆动和水平摆动。滚动式直接插秧和摆动式直接插秧是分别由圆形运动机构和往复式运动机构驱动的移苗器的定位杆，在轨迹控制机构的控制下完成了分株插秧的作用。插秧段集苗器的运动轨迹与地面接近，形成小孔，使秧苗直立稳定。其具体分类如表1.2。表1.2插秧机分类 分类标准

26、类别 说明适应秧苗动力分秧和插秧的运动特征 拔洗苗型 带土苗型 两用型人力插秧机间歇式作业连续式作业只应用于机动插秧机机动插秧机手扶自走式乘坐自走式拖拉机悬挂式纵分滚动直插式纵分摆动直插式横分摆动直插式1.4 插秧机的构造及原理插秧机的结构可以影响其工作过程。插秧机的分类方式有两种，分别依据插秧机的操作方法以及机构的插秧速度。操作方式的不同插秧机可分为坐式插秧机以及行走式插秧机。插秧速度的快慢可将插秧机分为高速插秧机和普通插秧机。插秧机依靠各种机构的配合运动将秧苗插入土壤，再依靠插秧轨迹控制机构将幼苗再次从秧箱中取出并再次完成插秧动作。不同插秧机的种植机构的构造大致相同：人力插秧机主要由插秧机

27、构、育苗箱、浮体、和机架组成。（1）秧箱秧箱的主要功能为放置幼苗，配合苗木分配机制和苗木输送机制，完成苗木输送和苗木分配作业。它主要由箱体、箱架、门（包括窗帘）和刷子组成。在横向箱形移动机构的作用下，可使苗箱水平移动，使苗木可移至秧门处，使苗木可定期采摘和栽植。（2）分插秧机构分插秧机构分别由轨迹控制机构、摘秧器、摘秧器驱动机构所作承。摘秧器将幼苗取出并插入土壤中，然后复位开始下一个周期。根据插秧机的分秧动作的不同，可分为水平分秧和垂直分秧两种。水平分秧装置有插秧夹和匹配的带土苗种植切爪。活动夹和固定夹组成秧夹，通过调节秧苗夹的开口大小来匹配适合的秧苗。纵向分秧装置上装有可与筷子爪替换使用的梳

28、形爪。梳爪在幼苗分化中起着重要的作用，当筷子爪插入土壤幼苗时，带土苗被推秧片推出。 在水稻苗木夹（或爪）行上，依据不同的行距可以设置不同数量的水稻苗木夹或爪。一般在滚动直列移植器上安装2至4爪行与叶轮臂连接；很多插秧机的运动轨迹受到两个机构的控制，分别为驱动机构以及轨迹控制机。由渡槽、滑梯、凸轮、行星齿轮以及四杆机构构成的轨道控制机构与各样的驱动机制相互合作形成各种移植机制。（3）送秧机构共有两种送秧机构，分别为横向育苗机构和纵向育苗机构。其可以按时按量的将幼苗送到苗木门。机械送苗机构可分为强制送苗和重力送苗。重力送苗是利用幼苗本身的重量，使幼苗连在秧门上，其送苗的效果由苗箱的形式和苗箱中的苗

29、数的不同而改变。因此，幼苗的均匀性很差。纵向送苗机制对强制出苗有规律的推动作用，其出苗能力较强，可分为整体出苗和定向送苗。前者主要用于带土苗。当秧箱水平移动到两端的顶端时，将整个幼苗推到苗门一次，后者主要用来拔出秧苗，每次拔秧机取苗，使秧苗宽度等于拔秧机的取苗宽。横向插秧机构的方向与机器的方向垂直，两者均采用移动盒的方式。依据运动方式的不同，分为连续移动箱和间歇移动箱两种：间歇移动箱机构用于拔苗和带土苗，当幼苗与爪分离时停止移箱。连续移箱机构使苗箱以相同速度水平连续移动，移到两端后自动反转。（4）机架机架是安装各种机构和零件的前提条件。它需要有良好的刚性以及合适的重量。根据机构与机架的连接方法

30、的不同，可分为两种：整体式和铰链式。整体式是通过深度调节器调整插入深度后将车架和船板锁紧；铰接式是指船板通过插入锁与机架相接。根据入泥深度改变插秧深浅。（5）行走装置和承载浮体人力插秧机的船板承载着整个机构。由工作人员拉动使其滑行于泥面上。陆路运输轮和导轮以及驱动轮组成插秧机的行走机构。浮体分为两种类型：整体船板和间隔浮板，它们承载着机器的部分重量。在中国，自行式电动插秧机一般使用前轮驱动或者后轮一体化的单轮驱动方式两种，陆路运输中安装了两个尾轮。本实用新型具有结构简单、驱动阻力低、操控性轻、传动平直、车削性能好等优点。1.5 插秧机的发展趋势 （1）手扶式插秧机的插秧效率约为0.20/，而乘

31、座式插秧机的插秧效率在0.20/-0.68/，根据作业效率的高低，步行式人力插秧机逐渐被乘坐式机械插秧机所代替 （2）高速插秧机构广泛应用在乘坐式插秧机 （3）插秧机的重量随发展逐渐减轻 （4）自动化逐渐广泛应用于插秧机上（5）插秧机对秧苗的适应性逐渐提高第二章 轻型动力插秧机总体设计2.1 总体设计丘陵山地道路狭窄复杂，地块不仅小而且无规律，为适应这种地势，本设计采用轻型单轮行人式，研制出的新型后插旋转式分插机构，形成“海豚形”插秧的轨迹，这种机构不仅低震而且高效。其结构方案如图2.1所示。2.1 丘陵山地独轮驱动插秧机总体结构1.变速箱 2.发动机 3.传动机构 4.秧箱5.机架 6.左、

32、右浮板 7.地轮传动2.2 轻型动力插秧机的组成该机由机架、秧箱、发动机、变速箱、左、右浮板和传动机构等组成。2.2.1 机架机架要求刚性好、重量轻，是插秧机上各类机构装配的基本要素。该机架总成由机架焊合、滑轨止动块、秧箱滑轨、前板止动片、压紧弹簧、取苗量调节机构、刻度盘、自动变速离合装置、秧箱滚轮支架、右把手焊合、左把手焊合、鸭嘴片左、鸭嘴片右、插植深度调节臂、885浮板销、插植深度弹簧、878浮板销等5个部件和12个零件组成。如图2.2所示。 图2.2 机架图2.2.2 秧箱 秧箱由此高50压苗支撑杆、苗箱总成、送苗皮带、高65压苗支撑杆、压苗器总成、送苗轮组合、送苗轴、苗箱垫片、撑条左、

33、前板滑条外、滑轨压条、撑条右、棘轮左总成、前板滑条内、棘轮右总成等9个部件和6个零件组成。如图2.3所示。图2.3秧箱图2.2.3 发动机发动机选择拥有1.2的功率的风冷四冲程汽油动力机，小巧轻便，发动简单，安全可靠。进行动力传递前需要通过减速器减速。研究表明，风冷四冲程汽油动力机可以满足插秧的工作要求。2.2.4 变速箱减速器由插植驱动轴总成、车轮驱动总成、变速箱盖、安全离合器总成、安全离合器总成、株距15齿驱动总成、24齿株距齿轮、株距垫、14齿株距齿轮、株距盖、中间轴总成、齿轮泵总成、油泵动力轴总成、变速箱体、定位销、加油盖等8个部件和8个零件组成。如图2.4所示。图2.4变速箱图2.2

34、.5 传动机构总成传动机构由机架右焊合、机架左焊合、插植杆链轮轴左、送苗链条箱内、插植杆链轮轴右、纵传动轴、纵轴纸垫、横轴纸垫、17齿锥齿轮、插植臂链条箱左内、插植臂链条箱左外、离合指弹簧、左输入链轮、离合指、15齿锥齿轮、链条张紧簧、10齿送苗链轮、插植杆衬套、插植杆垫圈、送苗链条箱外、12齿送苗链轮、12齿送苗轮轴套、20齿送苗链轮、螺旋轴、凸轮轴套、导程座、螺旋销轴、送苗凸轮轴承座、送苗凸轮、插植臂链条箱右内、插植臂链条箱垫、插植臂链条箱右外、插植臂传动轴、右输入链轮、插植离合器销座、插植离合器销、插植离合返回弹簧、插植离合器臂、送苗链条张紧簧、插植拉线夹、防尘套等5 个部件及36个零件

35、组成，如图2.5所示。图2.5传动机构图第三章 传动系统的总体设计专门为丘陵山区所设计的轻型单轮驱动插秧机，需要通过栽植机构和纵向进给机构以及横向进给机构协调配合运动来完成插秧动作。根据设计计算结果绘制出所有非标准零件的工程图及插秧机栽植运动的总体装配图，如图3.1所示。图3.1插植运动装配图1.机架 2.动力输入轴 3.输入锥齿轮 4.输出锥齿轮 5.输出轴 6.离合器 7.左输入链轮 8.离合器控制构9.左栽值链条10.左栽植链轮11.左栽植轴12.送苗输入链轮 13.送苗链条 14.中间链轮 15.送苗输出轮16.螺旋轴 17.秧箱导程座 18.纵向送苗凸轮19.右栽植链轮 20.右栽植

36、轴 21.右栽值链条 22.右输入链轮传动机构设计主要是针对插植链轮箱及其内部齿轮、链轮及其他零部件设计，由于本人资料有限，设计零件时参考我学院训展中心插秧机实体零部件数据来进行设计的，并对部分零件进行三维实体造型。3.1插植链轮箱基本构造插秧机上安装两个左右对称插入式链轮箱，一个链轮箱控制两个插入臂的传输功率。链轮箱的组成部件有张紧弹簧、箱体、从产链轮、链条和驱动链轮。链轮箱的功能： （1）驱动链轮将动力通过链条从传动轴传递给从动件链轮。 （2）从动链轮的作用为传递链上的动力。 （3）链条的功能是将驱动链轮的功率传递给从属链轮。 （4）(4)张力弹簧，其作用是保持一定程度的链条张力。传动轴带

37、动驱动链轮，驱动链轮通过链条将动力传给从动链轮，从动链轮再通过从动链轮轴将动力传输出来，张紧片是调整链条张紧度的。装配调整时，应注意定位，轴和链轮的键槽和链轮箱一小凸起对齐，这样才能保证运转正常。否则，两组植入臂将不一致，不能配合苗木箱的横向运动，植入臂会击中苗木箱和导轨。3.2 插植运动传动路线的分析和设计3.2.1 传动路线分析依据栽植要求以及农艺要求对移栽运动的规定。传动方式可分为三种。其中一条是输入轴经过轴分别传至轴及轴上的栽植机构1。另外两条路线相同。由输入轴经过轴、轴传至轴上的横向进给机构2（移箱机构）和纵向进给机构3，如图3.2所示。图3.2插植运动传动路线示意图3.2.2 设计

38、计算第一条传动路线中轴和轴由一对锥齿轮a和锥齿轮b完成动力传递；轴和轴由一对链轮g和链轮h完成动力传递，同时轴和轴由一对链轮c和链轮d完成动力传递；这样完成了左、右两侧栽植机构的动力传递。齿轮、链轮主要参数如表3.1所示。表3-1 齿轮、链轮主要参数名称齿数z模数m(节距p)/mm锥齿轮a172锥齿轮b152链轮c912.7链轮d912.7链轮e链轮f122099.5259.52512.7链轮g链轮h912.7 由传动比计算公式得：；（3-1）； （3-2） 即； （3-3） ； （3-4） 经过转换后得 （3-5） （3-6） 即； （3-7） 经过转换后得 （3-8） 经过转换后得： （3

39、-9） 假设螺旋轴上螺旋线的螺距为P，秧盘宽度为B=280mm，每行栽植次数为N=18。完成每次栽植过程需轴转1转即；由式通过计算可得轴的转数。为了保证栽植顺利进行，横向进给机构按螺旋线轴向移动距离为；通过计算得到螺距P=25.9，根据加工要求将螺距圆整为P=26。螺距参数是插秧机栽植运动的一个至关重要的参数，可以保证水稻栽植的顺利进行，同时也为螺旋轴的加工提供理论依据。3.2.3 15齿与17齿锥齿轮计算模数m=2, 齿形角=20，齿顶高系数=1。15齿锥齿轮材料45钢，齿面硬度为48 55HRC；17齿锥齿轮材料45钢，调质处理，齿面硬度为55 60HRC；精度等级均为7级。尺寸计算 （1

40、）齿数比 （2）轴交角 =90 （3）分锥角 =90 =()=()=41.42=412512 =-=90-412512=483448 （4）分度圆直径 =215=30mm =217=34mm （5）锥距R =mm （6）齿宽b =mm （7）齿宽中点分度圆直径 = = （8）齿顶高 （9）齿根高 （10）全齿高 （11）大端齿顶圆直径 （12）齿根角 （13）齿顶角 （14）顶锥角 (15)平均模数 =2（1-0.50.33）=1.67 （16）平均分度圆直径 =30（1-0.50.33）=25.05 =34（1-0.50.33）=28.39锥齿轮弯曲强度校核 （1）计算齿根应力 参照机械设计

41、第八版P226 式中： K载荷系数K=，使用系数=1.0，动载系数=1.02，齿间载荷分配系数可取为1。K=1.02 圆周力, = 齿形系数及应力校正系数， = = ，故齿轮设计满足要求。3.2.4 左输入链轮计算传动比n=1,链轮齿数 =9，功率P=0.8kW,链条型号081，载荷平稳，中心线倾斜布置，中心距=187，单排链，链长节数39节。参照机械设计手册（第五版）第3卷表13-2-11 （1）基本参数 链条节距p=12.7，滚子外径=7.75， （2）分度圆直径d d= （3）齿顶圆直径 可在最大值与最小值之间任意选取，为避免加工过程中发生顶切现象，故选取=42 （4）齿根圆直径 左输入

42、链轮结构尺寸如图3.3所示。图3.3 链轮结构尺寸 实体设计，如图3.5。 图3.4 左输入链轮实体造型3.2.5插植杆链轮轴的校核首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，作为简支梁的轴的支撑跨距L1+L2+L3+L4=150mm，其中L1=31mm，L2=57mm，L3=48mm，L4=14mm，根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 可得=528.4N 可得=-171.4N从图3.5所示可以看出A为危险截面,，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面。计算出截面A的弯矩和扭矩： 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度取=0.6,轴的计算应力。 根据公式= 可知=58.2MPa 当前已选定的轴的材料为1

43、5Cr，渗碳，淬火，回火处理，查表得=60MPa。因此 ，故此轴安全。图3.5 轴的载荷分析图插植杆链轮轴左结构尺寸如图3.6所示。图3.6 插植杆链轮轴左实体造型，如图3.7所示图3.7 插植杆链轮轴左3.2.5 10齿、12齿和20齿送苗链轮尺寸计算10齿、12齿和20齿链轮位置如图3.8所示，中心距可调并有张紧簧，节距p=9.525，滚子外径=5.08，材料15Cr经渗碳、淬火、回火处理，硬度5560HRC，渗碳层1-1.5。10齿与12齿中心距离288,12齿与20齿中心距离87.3。图3.8 1.10齿送苗链轮 2.张紧簧 3.12齿送苗链轮 4.20齿送苗链轮参照机械设计手册（第五版）第3卷表13-2-11 （1）基本参数 链条节距p=9.525，滚子外径=5.08， （2）分度圆直径d