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1、-毕业设计（论文）-育秧制钵机的结构设计（全套图纸）-第 25 页育秧制钵机的结构设计摘 要老式育秧制钵机由蜂窝煤成型机改进得来，体积庞大，结构复杂，成本高，效率低。本设计从老式育秧制钵机出发，在传动系统和执行机构上都做了很大的改进。本机每小时能生产3000个钵体，可广泛应用于玉米、蔬菜、瓜果等秧苗的制钵。该机采用单相电动机做动力源，可在广大的农村使用，不用担心需要较高的动力电压的问题。文中较详细的设计了育秧制钵机的传动系统和执行机构，对各个零件做了具体的结构尺寸设计，并对受载荷较大的零件进行了精确的校核。包括齿轮、带轮、轴和轴承等零部件的校核。该机的设计大量运用标准件，大大缩短了设计工作量和
2、降低了生产制造周期及成本。主要设计内容有：方案的确定；电机的选择；各轴的转速、功率和转矩计算；带、齿轮、及锥齿轮的设计与计算；轴的最小直径；带、齿轮、及锥齿轮的尺寸计算以及方案图、装配图和零件图的绘制。关键词：育秧制钵机；钵体；传动系统；执行机构全套图纸加153893706AbstractThe utility model has the advantages of large volume, complicated structure, high cost and low efficiency, which is improved by the honeycomb briquette for
3、ming machine. The design from the old system of seedling raising bowl machine, in the transmission system and the implementation of institutions have done a lot of improvement. The utility model can produce 3000 pot bodies per hour, and can be widely used for making bowls of corn, vegetables, fruits
4、, etc. The machine uses single-phase motor as power source, can be used in the vast rural areas, do not worry about the need for higher power voltage problems. In this paper, the design of the transmission system and the executive mechanism of the seedling bowl making machine is designed in detail,
5、and the structural dimensions of each part are designed. Including gears, pulleys, shafts and bearings and other parts of the check.The design of a large number of standard parts, greatly reducing the design workload and reduce the manufacturing cycle and cost. The main contents are: design scheme;
6、motor selection; computing speed, power and torque of each shaft; design and calculation of belt, gear and bevel gear; minimum diameter shaft; belt, gear, bevel gear and size calculation and program diagram, assembly drawing and parts drawing. Keywords：Seedling raising bowl making machine; Bowl; Dri
7、ve system; Executing agency 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 目的和意义11.3 本课题在国内外的研究状况21.3.1 国内的发展概况21.3.2 国外发展概况21.4 本章小结2第2章 育秧制钵机的用途和设计要求32.1 育秧制钵机的用途32.2 育秧制钵机的设计要求32.3 本章小结4第3章 新型育秧制钵机方案的确定53.1 工艺分析53.1.1 最早的手工制秧钵的方法53.1.2 运动机构73.1.3 对各运动机构的要求83.2 拟定机器的工作原理图和运动循环图93.2.1 工作原理图93.2.2 绘制两冲头工作循环图
8、103.3 方案确定113.3.1 模孔转盘方案的讨论113.4 本章小结11第4章 运动设计与动力计算124.1 电动机的选择124.1.1 电动机的功率确定124.1.2 选择电动机134.2 确定各传动机构的传动比134.3 计算各轴的转速和功率144.4 本章小结15第5章 结构设计165.1 模孔转盘的结构和尺寸165.2 转盘齿轮的结构和尺寸165.3 曲柄(偏心轮) 滑块(滑杆) 机构的结构尺寸175.4 锥齿轮的结构尺寸195.5 直齿圆柱齿轮的结构和尺寸215.6 带轮的结构和尺寸225.7 轴的结构设计和尺寸计算245.8 主要零件的强度校核265.8.1 转盘齿轮对校核2
9、65.8.2 减速齿轮对校核265.8.3 圆锥齿轮对校核275.8.4 轴的校核275.9 绘制总装配图295.10 本章小结29结 论30致 谢31参考文献32第1章 绪 论1.1 课题背景中国是个农业大国，在农业生产过程中培育良好的秧苗是一个重要的环节。育苗技术是农业科技一直关注的。随着现代农业机械的发展，良好的育苗器械是培育好育苗的关键。我国育秧制钵机的发展历程和美国、日本等发达国家有一定的距离。我国在70年代才开始研制水稻传统育秧的半机械化以及机械化插秧机和拔秧机。80年代后，引进日本技术，研制了带土苗育秧和插秧机械，而对播种机械研究较少。育秧制钵机是一种自动生产秧苗钵体的机械设备。
10、可用于制作圆柱形带种籽孔的棉花、玉米、瓜果、花卉以及中草药等多种蔬菜农作物育苗用营养钵。秧苗用钵体培育后移栽，能保证秧苗质量，达到早育、早熟、早上市、稳产、高产的目的，还可节省劳力、种子肥料、农药。同时，该设备生产效率高，结构简单，稳固可靠，容易操作。是现代农业生产必不可少的工具。中国是世界最大的蔬菜生产国，蔬菜产量占世界总产量的60%左右。我国蔬菜栽植机械的发展较慢，秧苗栽植几乎全部由人工完成，不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量差、生产成本高。显而易见，实现蔬菜农作物栽植机械化已成为农业生产的迫切需要。1.2 目的和意义本设计的主要目的在于：为了能综合运用本专业所学知识，融会贯通。巩固
11、大学四年来所学专业基础知识和专业知识，并运用所学的冷冲机械设计与优化设计知识，解决机械设计中的实际问题，提高分析问题，解决实际问题的能力。选育秧制钵机作为毕业设计的内容，一方面，可全面的总结大学四年来所学的专业知识，并将本专业各方面的知识的运用结合起来，锻炼了自己的机械综合运用专业素质；另一方面，初步尝试了从事系统的科学研究，通过本次设计，深入认识了一般成型机的设计方法和思路，对毕业以后的工作学习有很大的帮助。此外，育秧制钵机的设计内容、工作量适合，作为毕业设计的内容是完全符合要求的。本设计的主要意义在于：目前，建设社会主义新农村是我国的一项政策。在建设社会主义新农村的过程当中，提高农业机械的
12、生产效率、降低农业机械的成本是不容忽略的。从这一个方面来说，本课题制育秧钵机的改进设计响应国家政策，是有利于农村发展的，具有长远的发展前景。另一方面，通过本次设计提高外语、专业、计算机的综合能力，创新开发研究能力及严谨的工作作风，提高实际工作能力。着重是培养综合运用所学知识独立分析、设计、解决实际生产问题和其它一些综合能力，特别是工作能力，养成良好的工作态度、工作作风。另外，还可进一步熟悉有关标准和规范，能够熟练使用有关设计手册和熟悉编写技术文件和设计说明书，进一步提高科技写作的能力，加强对冲压工艺与模具设计的了解。1.3 本课题在国内外的研究状况1.3.1 国内的发展概况我国对机械制钵机研究
13、始于20世纪 70年代，至今已研制了多种型号的制钵机。在“七五”期间，北京引进国外机械化育苗生产线，主要以生产蔬菜苗钵为主，可以实现钵土制备、钵体成形、打坑、精密播种及覆土等工艺的机械化。在“八五”期间，经农业部立项，进行了“盘苗设备及配套技术研究”，研制出“精密播种生、产线设备”，主要用来制造以蔬菜、甜菜为主的苗钵。“机械化制钵机的研制”课题被国家科委列入“九五”攻关项目，已研制出2ZBJ-50型机械化制钵机，能实现制钵过程机械化操作，制造出来的营养钵能够满足玉米、棉花等经济作物的移栽要求。总体来讲，我国制钵机的研制与开发有了较大发展。目前，我国在这方面的研究也很多，并且有越来越多的适应性更
14、广的机型正在研究中或已研制出来，将能更好的为国民生产发展作贡献。1.3.2 国外发展概况20世纪初期，欧洲一些国家开始大量种植蔬菜和经济作物，出现了早期的近代秧苗栽植机具。这些机具仍为手动栽植，只是减轻了栽秧者肢体反复屈伸的繁重劳动；到20世纪30年代后期，出现了栽植机构或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入沟过程实现了机械化；自20世纪50年代开始，欧洲国家开展作物压缩土钵育苗及移栽的生产技术研究，研制出多种不同结构型式的半自动移栽机和制钵机；至20世纪70年代，前苏联蔬菜栽植机械化水平为58%，国营农场已达67%；到20世纪80年代，半自动移栽机已在西方国家的农业生产中广泛使用，制钵；育苗和移
15、栽已形成完整的机械作业系统，实现了各种机见配套使用。到目前为止，作物压缩土钵成型、钵上单粒精密播种和相应的自动化移栽设备在技术上基本达到了完善，亦广泛应用于实际生产。欧洲的几个主要国家(如法国、德国、荷兰、西班牙、丹麦等)大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都采用育苗移栽生产工艺。1.4 本章小结本课题是对育秧钵机的成型机的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括动力源的选择设计，传动件的设计，执行机构的设计及设备零部
16、件等的设计。第2章 育秧制钵机的用途和设计要求2.1 育秧制钵机的用途育秧制钵机是一种制作培育秧苗钵体土胚的机器，该机可替代人工自动制作秧钵，具有生产效率高，结构简单，稳固可靠，容易操作等特点。育秧钵是一种培育秧苗用的土胚，它能使秧苗在育秧期有足够的养料及秧苗成长后能方便的移植到田间栽种。育秧钵由配有各种肥料的土壤做成圆柱形状并在上端挖一个凹孔使之成钵状。使用时将种子播在凹孔中，用土覆盖，待秧苗成长后连育秧钵一起移到田间栽种即可。2.2 育秧制钵机的设计要求1.营养钵的大小营养钵的大小首先要满足农艺的要求，即根据钵中所带的营养成分能保证幼苗在育苗期间生长的需要，确定营养钵的最小体积。一般棉花的
17、苗龄3035天，真叶3叶；玉米苗龄2530天，长到3叶1心或4叶1心，这时开始移栽。根据试验，营养钵的体积应大于20，钵中的养分能维持幼苗的在育苗期间生长需要。其次，要综合考虑机械适用性、用土量等多种因素。2.秧钵的结构尺寸，如图2-1所示；图2-1 育秧钵3.生产率：3000个/小时。4.设备名称：ZB60型育秧钵机。5.特点：结构简单，体积小，维护方便，成本低，拖动功率小。6.使用期限：810年，67个月检修一次。2.3 本章小结本课题是对育秧钵的研究，简单讲述了育秧钵在农业生产中的用途以及尺寸大小。育秧钵是配有各种肥料的土壤做成圆柱状，上端做成一凹孔。播种时将种子播在凹孔中，覆土，待种子
18、发芽长成秧苗后，将秧苗连同育秧钵一起移植到田间。为解决手工制作，效率很低，难以大规模推广使用和蜂窝煤制作机类似制钵机，结构复杂，零件多，易损坏且造价高等问题，于是设计了一种新型育秧制钵机。第3章 新型育秧制钵机方案的确定3.1 工艺分析3.1.1 最早的手工制秧钵的方法1.步骤：(1) 将肥料和土壤拌均匀，用筛子筛细； (2) 将上述土壤放入一个模子，见图3-1a； (3) 用一冲头将土壤冲紧，冲头下部有一凸头，见图3-1b； (4) 再将模子托起，育秧钵被冲出，见图3-1c。 a b c图3-1 手工制作育秧钵由手工制造方法可知，制造钵体需要三个工艺流程，即填料冲压成型冲出成品进入下一个循环
19、。2.老式制钵机这种制作方法很像制作蜂窝煤。它的动作过程是这样的：电动机经带传动、齿轮传动将动力和运动传给齿轮7。齿轮7一方面通过偏心销使运动经由连杆8传动滑动支架作上下移动，另方面齿轮7又由一对锥齿轮将运动传到端面凸轮离合器11(它和轴用导向键联接，不仅能随陬转动，而且还能在轴上移动)。若端面凸轮在旁边固定着的从动滚子10的强制下，向上抬起并压缩弹簧，离合器11就处在脱开状态，在其下面的齿轮9(和轴空套)就不会转动。当端面凸轮继续转到凸轮凹面与从动滚子10接触时，端面凸轮就会在弹簧力的作用下向下推移。是离合器啮合，运动就经过齿轮9带动转盘转动。当转到一定位置时，凸轮会再次转到凸轮面与滑轮接触
20、，此时凸轮又会在滑轮的强制下使离合器再次脱开，齿轮9就会停止转动。这一过程恰好转盘转过60，而被定位销20销住，也就是在转盘停顿的时间里，滑动支架正好带着固定在它上面的压紧冲头和冲出冲头在模孔中作一次上下往复运动，以完成压紧和冲出一只育秧钵的过程，如图3-2所示。这种制钵机有如下的缺点：(1) 结构复杂、零件较多；(2) 容易损坏、不易维修；(3) 造价较高。图3-2 老式制钵机3.新方案的形成在设计新的制钵机时有下面几点值得改进：(1) 育秧钵机的压制压力较小，用手制造时估计冲击压力约为100公斤左右，故压紧机构可以设计得简单一些；(2) 老式制钵机的转盘是间歇运动，是靠端面凸轮离合器实现的
21、。凸轮没转动60就停顿一次，机构比较复杂，凸轮不易制作，且容易失效，造价也高。如果有办法在转盘转动的同时进行压紧和冲出动作，就可以取消定位装置和端面凸轮离合器专职，这样，动作和机构都比较简单、也不容易失效；(3) 搅拌叉19可以直接装在齿轮9的轴上、省掉一对锥齿轮；(4) 用转盘的方法将模孔转位，此方法比较见大，应该保留；(5) 传动机构比较简单，如有可能当然还可以设计得更简单一些。这样，在参考老式制钵机的基础上加以改进，就形成了一个新的设计方法，如图3-3所示。其传动示意图，如图3-4所示。图3-3 改进型制育秧钵机图3-4 改进型制育秧钵机传动示意图4.改进型制育秧钵机与已有制钵机相比有如
22、下优点：(1) 转盘转动是连续的，无停顿间歇，生产效率高，每小时生产育秧钵约3000个；(2) 制钵压紧力大小均匀、适宜，其压紧冲击力约1000N；(3) 整体结构简单，体积小，配套功率小，能耗少；(4) 动力机构传动链短，零件使用寿命长，且维修方便，造价低廉。(5) 该机非常适合于瓜果、蔬菜、花卉以及棉花等经济作物大规模育秧使用。3.1.2 运动机构在确定上述方案之后就可以进行机构设计，整个机器由以下机构组成：1.工作机构工作机构要求完成：(1) 将没有搅拌均匀的配有肥料的土壤再次搅拌均匀，然后拨入模孔直至充满再次将多余的土壤刮掉；(2) 模孔中松散的土壤经第一道工位压紧后，再经第二道工位压
23、紧成型的育秧钵从模孔中冲出；(3) 将没有经过压紧和冲出过程的模孔移到压紧和冲出冲头下面，进行压紧个冲出。2.针对工作机构的要求，并参考老式制钵机的工作机构，改进后的新方案有如下的一些特点：(1) 搅拌的结构不变；(2) 模孔转盘的结构不变，只是将间歇转动改变为连续转动，取消了端面凸轮离合器，简化了机构；(3) 因为转盘转动是连续的，无停顿时间，所以要求冲头在压紧和冲出过程中，也要跟随转盘一起转动。而在回程中当脱离转盘后，又要回到原来的位置，进行下一次压紧和冲出动作。为此，就设想出以下图中的机构，如图3-5所示。图3-5 转盘冲头机构图中两个冲头固定在冲头座上，而冲头座空套在轴上，由偏心轮经过
24、来年感带动来年感个冲头一起上下运动，完成压紧和冲出动作。当冲头进入模孔后，就随转盘一起转动。而当冲头腿粗原来的位置和准确的进入模孔时，由于扭力弹簧的作用，冲头就回到原来的位置。为了使冲头准确地回到原来的位置和准确地进入模孔，必须设计定位了调整装置。调整螺钉固定在轴上，用调整螺钉调整冲头的平面位置，以使冲头准确地进入模孔。3.1.3 对各运动机构的要求1.搅拌原料、填料、刮除余料为了能更好的使各种原料混合均匀，土壤原料可在送入搅拌器前人工进行加工均匀混合，将土壤在搅拌箱内充分搅拌均匀，然后靠搅拌器推动及自身的重力和流动性填入模孔后刮平。搅拌器以旋转的方式运动，以实现连续循环工作。2.物料的输送和
25、各工艺的转接为了实现指定的生产，要求转盘上的模数孔不得少于4个，即拌料模孔、填料模孔、成型模孔、冲出模孔，如图3-6所示。模孔制作在转盘上，一起作回转运动，在各个传动件的协调动作下，使其具有一定的速度和位移，完成钵体的制作工艺。图3-6 制作育秧钵的工艺流程图3.成型和冲出的实现为了提高生产率和简化结构，将成型和冲出分两个冲头同时实现，冲头作上下直线往复运动，由于成型和冲出要求的行程不同，故两冲头的长度有差别，其尺寸长度与钵体和转盘的尺寸有关。由于两冲头的运动规律相同，可用同一个机构来带动，因行程较长，这里选用曲柄滑块机构来带动两冲头动作。4.各机构之间的协调关系为了使该机实现规定的动作，要求
26、各机构(包括传动机构、执行机构和其它辅助机构) 必须满足一定的关系，不能发生干涉。因该机的转盘是连续旋转的，所以要求冲头在冲压和冲出过程中能与转盘一起转动，而在冲压或冲出完成后，能立即回到初始位置，继续下一个循环动作。同时，冲头在冲压前(即空行程结束时) 要能与转盘的模孔很好的配合上，这就要求带动冲头的曲柄滑块机构和带动转盘的转位机构的速比一定和满足一定的传动精度。5.各传动机构的速度控制和实现为了实现已经拟定的生产率，考虑到原动机(这里用电动机) 的转速过高的问题，需用减速装置将原动机的速度降到所需的速度。在各种的传动系统中，齿轮传动以其传动效率精度高，结构紧凑，传动平稳，寿命长的优点而得到
27、广泛的应用，所以这里主要选用齿轮作各执行机构的传动装置。3.2 拟定机器的工作原理图和运动循环图3.2.1 工作原理图该机的动力由电动机经减速装置减速后，分两条传动路线传动到执行机构，一路经齿轮机构、曲柄连杆机构传到滑杆，滑杆带动冲头作上下的直线往复运动；另一路通过其它齿轮传动，将动力提供给转盘和搅拌器，使其实现物料的搅拌和模孔转盘的转位动作，如图3-7所示。图3-7 育秧钵工作原理图3.2.2 绘制两冲头工作循环图由于冲头每作一次循环运动，转盘转动60，这里按转盘每转动60(偏心轮转动360) 为一周期进行绘制循环图。冲头的行程位移公式(以冲头运动到最低点为位置零点) 为： (3-1)式中
28、e偏心轮的半径； 偏心轮的转角； s1连杆长度； s2导杆的长度。画出冲头的运动循环图，如图3-8所示；图3-8 育秧钵机直线型运动循环图3.3 方案确定本次设计由老式制钵机改进得来，通过对老式制钵机的结构功能分析，并针对各个机构分别进行讨论，得出新的制钵机方案。老式制钵机的结构简图，如图3-9所示；图3-9 老式制钵机的工作原理图3.3.1 模孔转盘方案的讨论1.连续式特点：直接用齿轮传递功率和动力，转盘工作过程中不停歇。实现简单、可靠，没有冲击、振动，运动平稳。但对冲头工作中的定位和运动精度的要求相对较高。2.停歇式(间歇式)对本机来说，由于其结构相对简单，冲击不是很大，精度要求一般，因此
29、可选用比较常用的槽轮机构做本机的间歇式运动机构。特点：转位迅速，效率高，对冲头的控制相对简单，机构零部件较多，加工制造有一定的困难，调节性能差，在拨销进入和脱出槽轮时会产生有限的二次冲击。鉴于以上两种方案各有其特点，并针对，本次设计要求，该机采用连续式运动转盘机构。3.4 本章小结本课题是新型育秧制钵机方案的研究，针对老式育秧制钵机以及早期人工制育秧钵的各种问题，研究出一种新型的制育秧钵机器，其结构紧凑，占地面积小，模板不用回收，工位调整比较容易，传送机构加工简单，各工位安装调整比较容易，但同时考虑到要应用限位开关，液压传动等知识面比较广，短期内不易完成。第4章 运动设计与动力计算4.1 电动
30、机的选择4.1.1 电动机的功率确定电动机的功率由该设备所消耗的功率决定。该设备消耗的功率主要有：1.压紧和冲出时作功冲头工作时平均所受的压力取100kg(按经验选取) ，冲头总行程为160mm，上下一次总位移为320mm，每小时往复4000次，所消耗功率按下式计算= (4-1)式中 F冲头在行程中所受的平均压力，单位N； S冲头每次行程的位移量，单位m ； n冲头每小时的行程次数，单位次/小时。因此 kW (4-2)2.转盘转动过程中克服摩擦力做功转盘克服的摩擦力有：(1) 底板(土钵挡板)与转盘的摩擦； (2) 搅拌箱的搅拌器与转盘的摩擦； (3) 土壤与转盘的摩擦。其消耗的功率大约为：P
31、盘=0.2kW3.搅拌器消耗功率由于搅拌器的转速不高，估计推动1m3的土料需要1吨的力。搅拌器的体积为：V=r2h=3.140.220.25=0.02512m3 (4-3)推动的土料需要的平均力：F=9.810000.02512=246.176消耗功率：P=Fv=Fr=246.1766.9080.20.34kW (4-4)取：P搅=0.34kW总的工作功率：P总=P冲+P盘+P搅=0.348+0.2+0.34=0.888kW (4-5)总的机械效率选：总=0.75则电动机的功率为：P电=1.184kW (4-6)4.1.2 选择电动机由于该机为农用机械，主要是针对农村和农场设计的，一般的农村用
32、电电压为220V，又异步电动机比直流电动机使用方便，价格低廉，因此该机采用单相电容启动异步电动机作动力源。电动机型号为YC100L4，其特性参数，见表4-1。表4-1 电动机的特性参数电压/ V功率/kW转速/效率(%) 功率因数堵转电流/A2201.51500730.752.51.837采用B3型安装，其安装尺寸，见表4-2。表4-2 电动机的安装尺寸系列机座号安装尺寸ABCDEFGHKYC系列100L16014063286082410012外型尺寸，见表4-3。表4-3 电动机的外型尺寸外型尺寸(不大于) ABACAEDHL2052201302604304.2 确定各传动机构的传动比该机的
33、传动机构传动路线组成：电动机的动力经带轮传给单级开式齿轮减速器，然后分两路传动，一路由锥齿轮传给转盘和搅拌器，另一路由偏心轮带动滑杆和冲头作上下的往复运动。考虑到生产率的要求和工作机构的配合，各传动机构的传动比应满足下列关系：1.转盘转速n转盘=i齿=11.11rad/min (4-7) 2.偏心轮的转速根据设计工艺，转盘每转一圈，要求冲头作6次上下往复运动，则偏心轮的转速为：n偏=n转盘6=11.116=66.66rad/min3.总的传动比主传动路线要求将电动机的转速经带传动i带，直齿圆柱齿轮传动i齿降到偏心轮的转速，其总的传动比i主为：i主=i带i齿=22.5 (4-8)由于带传动的传动
34、比不宜太大，一般5，故可分配传动比i带=4，i直齿=5.6。4.内传动路线传动比要求偏心轮转6圈时转盘旋转一圈，因此就要求两锥齿轮的传动比i锥齿和转盘齿轮的传动比i转盘齿乘积等于6，即：i内=6 (4-9)5.其它齿轮的传动比为了保证转盘和搅拌器的尺寸和搅拌器的速度，并简化机构，选两直齿锥齿轮的传动比i锥齿=1，则小齿轮5和直齿圆柱齿轮的传动比i转盘齿=6。所以小齿轮5的转速、搅拌器的转速和偏心轮的转速三者相同。4.3 计算各轴的转速和功率根据传动比及功率计算方法，可按公式n2=n1/i和p2=p1计算。已知电动机YC100L4，其P电=1.5kW，n电=1500r/mir，又i带=4，i2=
35、5.6，i3=1，i4=6，选：带=0.95，齿=0.98，滚=0.99，偏心轮=0.9，类比法。1.各轴转速轴 =375 r/min (4-10)轴 =66.96 r/min (4-11)轴 =66.96 r/min (4-12)2.各轴功率由前面的计算可知，转盘所需功率P转盘=0.2kW。所以有轴 =+=+=0.5490.55kW (4-13)轴 =+=+=0.955kW (4-14)轴 =0.99kW (4-15)4.4 本章小结本设计改变传统做法，省去育苗盘，采用直接在模板中压出营养钵的制钵方式。是一种以机械代替手工制作营养钵的高效制钵机，更换压头和模板可生产各种不同形状和规格的营养钵
36、，可用于玉米、棉花、油菜等各种不同旱地作物的钵育苗时的营养钵制作。为今后集中化制钵和工厂化钵育苗，大面积推广使用棉花、玉米移栽技术开发了一种高效实用的机具。投资小、育苗灵活性大。另外梯形钵重心低，钵苗能平稳地从倾斜输送带翻至开沟器开出的沟底，因而移栽时直立度高。第5章 结构设计5.1 模孔转盘的结构和尺寸转盘上有六个均匀分布的模孔，根据育秧机的规格，现确定模孔的高度H=120mm，孔径d=60mm，转盘的材料为铸铁HT15-33。由于强度较低，孔与外圆之间的壁厚不宜太薄，取为10mm，孔与孔之间的壁厚为15mm，从而可以设计转盘的结构尺寸。见图5-1，经过计算转盘外圆直径应为230mm。图5-
37、1 转盘齿轮5.2 转盘齿轮的结构和尺寸齿轮与转盘可做成一体，材料都是HT15-33。由于强度较容易磨损，故模数可选择大一些，现定为m=4mm，这样就可以保持一定的寿命。与其配合的小齿轮，故可以用35号钢调质处理。根据i4=6,若取小齿轮数z6=108，从而可以算出它们的几何尺寸小齿轮分度圆直径 d5=mz5=418=72mm大齿轮分度圆直径 d6=mz6=4108=432mm小齿轮齿顶圆直径 d顶5=(z5+2)=4(18+2)=80mm大齿轮齿顶圆直径 d顶6=m(z6+2)=4(108+2)=440mm小齿轮齿根圆直径 d根5=m(z5-2.5)=4(18-2.5)=62mm小齿轮齿根圆
38、直径 d根6=m(z6-2.5)=4(108-2.5)=422mm由于齿轮是铸造齿轮，又是开式传动方式，取齿宽系数m=58，则齿宽B=mm(58)=2032mm，取B=22mm；中心距 mm (5-1)小齿轮d顶5160mm，应做成实心结构，其孔径由与其相配的轴的结构尺寸决定；大齿轮d顶6500mm，应做成辐板式结构。由于它和转盘做成一体，六个模孔正好可作为齿轮辐板上的孔，中间的孔径由滑杆的直径决定。在决定齿轮尺寸时，还要考虑搅拌箱的结构。由图可以看大哦，如果两齿轮中心距a太小，势必就会缩小搅拌箱的直径。上面决定的a=252mm对搅拌箱来说上合适的。5.3 曲柄(偏心轮) 滑块(滑杆) 机构的
39、结构尺寸见图5-1，此处偏心轮的偏心距即相当于曲柄长度a，滑杆即相当于滑块，画成简图可得以下图，如图5-2所示，它是属于对心曲柄滑块机构。偏心距的确定滑杆上下往复移动的行程S，要等于模孔的高度和冲头在模孔外的一段距离之和，即。参考平面连杆机构部分，S=2a，见图5-2，可得： (5-2)图5-2 曲柄连杆示意图具体结构，如图5-3所示。图5-3 曲柄连杆机构结构图偏心轮用平键，止退垫圈，圆螺母固定在轴上，凡是用此种方法固定的，都要求轴颈长度比轮毂孔长度短12mm。为了使螺母不与连杆相碰，将偏心轮设计成凹坑，将螺母置于凹坑中，凹坑直径可比止退垫圈直径大12mm。偏心轮不宜做的太厚，可在2025m
40、m之间。为了增加与轴的配合部分长度，还必须设计一凸缘。偏心轮外圆与偏心销孔之间的壁厚考虑为15mm左右，因此可以算出偏心轮的外圆直径为210mm。偏心轮的结构与尺寸，如图5-4所示。图5-4 偏心轮零件图决定连杆的长度和尺寸曲柄滑块机构存在的条件是：曲柄的长度a要小于或等于连杆的长度b,如图5-5所示，即ab。在设计时，一般取最小的传动角小适当的选的偏大一些，为此，将小选为70o。则连杆的长度为： (5-3)图5-5 曲柄连杆机构偏心销的装配连杆与偏心销的装配其摩擦部分用铜套。铜套的厚度根据经验一般取=(0.10.125)d，铜套的长度L=(11.5)d，d为铜套的内径25mm，则：=(0.1
41、0.125)d=2.53.125取=3mm；L=(11.5)25=2537.5取L=30mm。在决定铜套内径的公差时，要特别注意当铜套压入连杆孔时铜套内径的缩量约为铜套外径过盈量的0.80.9(这里指的是薄壁铜套)，因此在确定铜套尺寸时，要适当加大铜套的内径与轴配合的间隙，其加大量由计算得到，如图5-6所示。图5-6 薄壁铜套压入前后的间隙变化5.4 锥齿轮的结构尺寸在决定锥齿轮的尺寸之前，先要确定以下一些条件：该齿轮速比i3=1,故二齿轮的齿数相等，z3=z4，初步选定为20，即z3=z4=20；该齿轮的受力较大，故材料选用铸钢ZG35；该齿轮的传动功率是第轴的功率，N轴=N3=0.52kW
42、。根据上列一些条件就可以求锥齿轮的模数，其求法如下：求锥齿轮的当量齿数： (5-4)式中 z锥齿轮齿数，； 分度圆锥角。 (5-5)则：=45o代入上式得 根据z求齿形系数Y；查表可得齿形系数Y=0.282；根据齿轮材料求弯查表查的铸钢单向工作时的弯=16.5kg/mm2，因为是开式传动，所以将弯降低使用，得弯=16.5(1-20%)=13.2kg/mm2；求Y弯值,得Y弯=0.28213.2=3.72；求齿宽系数m及齿宽B一般选取(L为锥距),则： (5-6)求锥齿轮平均模数m平由上述一些条件查得m平=4.5；求锥齿轮大端模数m (5-7)由于5.4不是标准模数，故实际选用=6。确定了锥齿轮
43、的模数，齿数，就可以根据计算几何尺寸，计算方法如下；分度圆锥角： (5-8)齿顶高：h顶=m=6mm齿根高：h根=1.2m=1.26=7.2mm齿高：h=h顶+h根=6+7.2=13.2mm分度圆直径：d=mz=620=120mm齿顶直径：d顶=m(z+2cos)=6(20+20.707)=129.48mm (5-9)齿根圆直径：d根=m(z-2.4cos)=6(20-2.4cos45o)=109.8mm (5-10)锥距： (5-11)齿宽： (5-12)取B=28mm；齿顶角： (5-13)顶=4o3；齿根角： (5-14)根=4o51；齿顶圆锥角：顶=+顶=45o+4o3=49o3 (5-15)齿根圆锥角：根=-根=45o-4o51=40o9 (5-16)锥齿孔的直径由与其配合的轴径决定，现取为d顶=40mm，则孔径也是40mm；轮毂直径 d毂=1.6d轴=1.640=64