电动插秧机设计【CAD图纸+说明书】

附赠有CAD图纸和说明书,领取加Q 197216396 或 11970985本 科 毕 业 论 文（设 计）题 目： 电动插秧机设计 学 院： 姓 名： 学 号： 专 业： 年 级： 指导教师： 职 称： 年 五 月学术诚信承诺本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：_ 日期：_关于论文使用授权的说明本人完全了解有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：_ 导师签名：_ 日期：_I本科毕业论文（设计）毕业设计(论文)任务书设计（论文）课题名称电动插秧机设计学生姓名XX院（系）工学院专 业机械设计制造及其自动化指导教师XX职 称讲师学 历 博士毕业设计（论文）要求：本设计以市场现有的主流插秧机为参考机型，设计电动插秧机整体方案，并对插秧机的插植臂详细设计，传动齿轮和轴进行设计计算。图纸不少于4个A0，设计说明书字数不少于1万字。毕业设计（论文）内容与技术参数：洋马步行式插秧机发动机输出功率为2.6KW，最大3.2KW，额定转速为3000r/min。作业速度：道路速度：0.380.76 m/s 栽插速度：0.721.54 m/s 后退速度：0.180.36 m/s植株间距：220mm 、150mm 、120mm毕业设计（论文）工作计划：工作时长（）：接受任务日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日学 生 签 名 年 月 日指导教师签名 年 月 日院长（主任）签名 年 月 日 摘 要随着农业种植规模化，机械化，插秧机发挥农业机械极其重要的作用。高性能水稻插秧机是一种高科技是符合当今水稻插秧机的设计和制造技术路线。本设计是基于洋马AP4步行式插秧机为原型，改用动力电池驱动并设计插秧机种植一部分。为了确保水稻种植的顺利进行，种植运动的种植部分的设计是至关重要的。本文对动力驱动方式进行电动替换，并对插植结构进行结构分析设计和计算，获得合理的制度参数，并提供了插秧机的精确种植参数作为参考。关键词：插秧机；插植部；设计；机构AbstractWith the scale and mechanization of agricultural planting, rice transplanters play an extremely important role in agricultural machinery. The high-performance rice transplanter is a high-tech technology that is in line with the design and manufacturing technology of todays rice transplanters. This design is based on the Yanmar AP4 walking transplanter as a prototype, switched to a power battery drive and designed a part of the transplanter. In order to ensure the smooth progress of rice cultivation, the design of the planting part of the planting movement is crucial. In this paper, structural analysis design and calculation of planting structure are obtained, reasonable institutional parameters are obtained, and the basis of precise planting design of rice transplanter is provided.Key Words: rice transplanter；transplanting；design；mechanismIV目 录摘 要IIIAbstractIV1绪 论- 2 -2 插秧机总体介绍- 3 -3 电动方案设计- 7 -3.1驱动电机选型- 7 -3.2 驱动系统总图- 11 -4 插植臂结构设计- 12 -4.1 分插运动轨迹和结构参数- 12 -4.2分插工作原理- 13 -4.3秧爪- 14 -4.3.1秧爪的设计- 14 -4.4 运动机构的设计- 18 -4.4.1 曲柄连杆的组成及工作原理- 19 -4.4.2 曲柄连杆的设计- 20 -4.5栽植臂的组成与设计- 21 -4.5.1 推秧摆臂的设计- 21 -4.6 推秧凸轮的设计- 23 -5 插植部送秧结构- 26 -5.1 校核计算- 27 -5.1.1主轴的设计计算- 27 -5.1.2计算轴上载荷- 27 -5.1.3 锥齿轮的校核- 29 -结 论- 33 -参考文献- 34 -致 谢- 36 -1绪 论插秧机是将稻苗植入稻田中的一种农业机械。中国传统的插秧工具秧马和莳扶，已有近千年的发展历史。宋代苏轼曾作“秧马歌”，叙说了湖北农民使用秧马的劳动情景。使用莳扶可以代替手工分秧，并将秧苗梳入泥中定植，直至20世纪50年代，某些地区仍在使用。中国水稻插秧机的研制工作始于1953年。1956年在莳扶分秧方式的启发下，首次提出群体逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理，从而在水稻插秧机的研制上取得了突破，研制出水稻拔取苗移栽的第一代样机。到1960年，各地推荐生产上使用的人力、畜力插秧机已达21种。1967年，第一台自走式机动插秧机“东风-2S”型通过鉴定定型并投入生产,每天可插秧1520亩。 日本于1898年出版了第一台水稻插秧机专利;意大利于1915年开始研究幼苗的插秧机，到20世纪50年代，拖拉机被出售，但由于结构复杂，成本高，操作需要使用更多的辅助劳动而不是推广。在20世纪60年代，日本开发了土壤幼苗和相应的插秧机的种植技术。 1966年以后，工厂化水稻育种设备的成功开发促进了移栽机械化的快速发展。 2 插秧机总体介绍根据适应秧苗的状态，将插秧机分为洗苗型，土壤苗型和两用型。根据功率，它分为两种类型：手动插秧机和电动插秧机。人体移栽机采用间歇移植方法，移植操作在机器停止的状态下进行。移栽操作完成后，手拉机移动植物间距并再次进行移植操作。电动插秧机采用连续插入方式，在机器运行过程中完成分支和移植动作。根据分支和移植机构的运动特性，可分为垂直切口滚动式，纵向分体式直线式和横向分体式直线式。在线滚动和在线摆动意味着拾取杆分别由圆周运动和往复机构驱动，并且在轨道控制机构的控制下进行分离和插入操作，并且拾取设备插入拆分部分。轨迹接近地面，使形成的千斤顶更小，幼苗直立稳定。滚入和滚出仅用于机动水稻插秧机。原理和构造：水稻插秧机的工作过程因结构而异，但基本过程大致相同。 群体逐次分格取秧直接栽插的原理如下：将幼苗放置在蛤蜊箱中，处于整洁状态，并用蛤蜊箱进行水平移动，使拣选装置先后移除一定数量的幼苗，并在移栽轨道控制机制的作用，根据农艺要求将幼苗插入土壤中，并将痰液带回箱子，按照一定的轨迹取出痰液。盒子的主要功能是携带苗，并与送料机构，插入和插入机构合作，完成喂养和分支操作。它主要由一个盒，一个盒框架，门（包括帘幕）和刷子。下的横向移动机构的动作，盒子横向移动，从而使幼苗移到贲门与拾取装置协作以定期服用种植。插拔机构是插秧机的主要工作部件，由拾取装置，其驱动机构和轨迹控制机构组成。在驱动机构和驱动机构的轨迹控制机构的控制下，拾取装置根据一定的轨迹从箱中取出一定数量的幼苗并将其插入土壤中，然后返回原位开始下一个周期。根据分裂的作用，有水平和垂直两种。 水平分流器具有用于插入幼苗的钳口和用于幼苗的切割钳口，并且两者可根据需要互换使用。 秧夹子由活动夹子和固定夹子组成，开口度根据幼苗的厚度和幼苗数量调整;截止型爪具有释放件，使得脏污的幼苗从爪中顺利地取出。 纵向分流器有一个适合拾取幼苗的梳形爪，适用于带有去污装置或筷子型爪的梳形爪。梳状爪在分蘖过程中对幼苗具有分裂作用;当筷子形状的爪被带入弄脏的幼苗时，土壤被推动器推出。爪或钳口一定数量的被放置在以规定的线间隔的爪（或卡爪）。在轧制线水稻插秧机，存在被铰接地连接到圆周运动的圆形插入臂通常为2-4爪的行;秋千在线水稻插秧机。通常，爪行铰接与摇臂作往复摆动连接，并且拾取装置也可直接安装在用于组驱动一组曲柄连杆机构的连杆。在大多数水稻插秧机，拾取装置的轨迹由除了所述驱动机构的控制轨迹的控制机构控制。常用的轨迹控制机制包括导向槽，滑动，凸轮，行星齿轮，以及四连杆机构，以及各种类型的被组合以形成各种类型的转移机制的驱动机构。进料机构包括纵向进料机构和横向进料机构，其功能是及时定量地将幼苗输送到贲门，使得每次可以获得所需的幼苗。 1纵向进给机构的进给方向与机器的行进方向相同，有重力进给和强制进给两种。重力进料是利用压力板和秧苗本身的重量，使幼苗可以随时放在门的门上。它经常用于人造水稻插秧机。饲养能力随盒子的形状和盒子中的幼苗数量而变化。秧均匀性差。强制喂食是通过垂直喂食机构定期发送幼苗，喂食能力强，两者以与整体相同的方式送出。前者主要用于带土壤苗。当盒子横向移动到两端极限位置时，整个幼苗被推到门口一次;后者主要用于拉苗，每次取料时，相应的喂料一次，喂料宽度等于装置的宽度。 2横向进给机构的进给方向垂直于机器的行进方向，均采用移动箱方式，也称为移动箱机构。根据其运动方式，分为间歇移动箱和连续移动箱：间歇移动箱机构用于提取幼苗和土壤幼苗。其特征在于，当抓取爪时，停止幼苗的移动，以便于梳理爪。连续变速机构是在操作中使箱体水平和连续恒速运动，并自动转换到两端的极限位置。因此，在分枝阶段，爪子和盒子相对移动，这适合于土壤幼苗。洋马步行式AP4插秧机是适合中国水稻生产地区的经济条件步行插秧机。该洋马可步行AP4插秧机具有设计简单，重量轻，操作方便，使用安全可靠。发动机，传动系统，帧和行走系统，液压复制和深度控制系统。请参阅图（2-1）图（2-1）表2-1洋马AP4步行式插秧机各类参数型号名称2ZQS-4(AP4型)机器尺寸总长（mm）2190总宽（mm）1500总高（mm）1034机身重量（kg）145发动机型号名称MZ175种类OHV四冲程单缸汽油发动机排气量（cc）171输出/转速 kW（PS）min-12.6Kw（3.5PS）/3000最大3.2kW（4.3PS）使用燃料汽车用无铅汽油燃料油箱容量（L）4启动方式手拉式启动行走部机体上下调节液压式调节（手动、自动、连动）车轮（mm）橡胶凸缘车轮外径660变速档数（档）前进2（插植1）后退1插植部插植方式曲柄摇杆式插植行数（行）4插植行距（cm）30插植株距（cm）22、15、12插植株数（株/3.3m2）50.65.75.90（简易手柄调节）插植深度（mm）15-40（6段调节）苗数调节量横向进给（mm）11（26回），14（20回）纵向抓取（mm）8-17（10段手柄调节）秧苗条件秧苗的种类幼苗、中苗叶龄苗高 （叶）（cm）（2.0-4.5）8-25预备用秧苗搭载数（箱）3作业速度（m/s）载插：0.38-0.76（0.34-0.68）道路上：0.72-1.54后退：0.18-0.36（0.16-0.32）作业效率（亩/小时）2.09（最大）3 电动方案设计驱动电机用于驱动插秧机的运行及行走，包括道路行走、栽插作业和后退行走。在电机选型时，通常需要计算出电机的额定功率、额定转矩、额定转速等参数。驱动电机的参数计算之前首先需要明确插秧机的各项设计需求，如表3-1 所示。表 3-1插秧机设计要求设计要求设计参数整车拟定重量 最大负载最高行驶速度最大加速度3.1驱动电机选型1.驱动力与转矩关系输出转矩为：式中减速机减速比；电机输出转矩；输出转矩； 减速机到驱动轮的效率。驱动力为：式中驱动轮的驱动半径。由于驱动轮通常是刚性的，它是相同的其自由半径，静态半径和滚动半径。，均为。2.驱动力与阻力计算插秧机在作业过程中要克服各种阻碍力，这些力包括：滚动摩擦阻力、空气阻力、坡度阻力、加速度阻力。这些阻力均由来提供，因此：(1) 滚动阻力式中车轮与轴承间阻力；车轮与道路摩擦阻力。其中，车轮轴承阻力为：式中P 车轮与地面间的压力，插秧机作业过程中，有四轮同时着地，各轮的压力为P=2000N；d为车轮轴直径，即d=80mm；D车轮直径，即D=1000mm；车轮轴承摩擦因数，摩擦阻力系数为1.101.20， =1.15。车轮与土地的滚动摩擦阻力为：式中Q车轮承受载荷，Q=2000N；路面摩擦阻力系数，=0.015。则：(2) 空气阻力：空气阻力是插秧机的驱动期间由所述主体和空气之间的相对运动产生的阻力。考虑空气阻力。(3) 坡度阻力坡度阻力，表达式为：式中G插秧机满载总重量； 最大坡度。取坡度：因此：（4） 加速度阻力：质量可分为翻译的质量和惯性矩，前者将产生的惯性力，而后者将产生惯性力矩。在正常情况下，转动惯量转化为平移质量，然后带入计算。加速阻力的计算公式为：式中旋转惯量换算系数；m满载总质量。该值应基于对测试旋转部件的转动惯量来计算。然而，在正常的全负载的情况下，它可作为 =1.04，根据设计要求。因此，加速度阻力为：总驱动力为：3.确定电机功率与转矩(1) 估算电机功率电机驱动功率的计算公式为：式中n驱动电机的数量， n=2；电机到驱动轮的总效率，即。（2） 估算电机转矩每台电机转矩的计算公式为：，将相关参数带入上式得 。4. 驱动电机的选型根据上文的计算，电机估算参数为：电机功率电机转矩减速机减速比 因此折算电机的最高转速式中小车的最高行驶速度，；车轮直径，。根据上述，选择汇恩科技的永磁无刷直流减速电机，型号为Y112-96V-3KW定制法兰电机，其技术参数如表3-2所示。该减速电机体积小、动力强、无极调速变速、过载能力强、并且免维护。表3-2 永磁无刷直流减速电机参数额定电压额定功率额定转速额定转矩最大转矩额定电流减速比VDCWr/minNmNmA9630001500354231.25303.2 驱动系统总图驱动系统包含电动机、减速器、齿轮副、带传动、凸轮以及各传动轴等等；电动机输出的动力经减速器分别传向插秧机构和驱动小车行走。整体布局如图4-1所示。图4-1 4 插植臂结构设计插植臂是插秧机最重要的部件，是最终的执行机构，是插秧机的核心机构，也是本设计的终点设计部分，下文将做详细介绍。4.1 分插运动轨迹和结构参数 （1）插分结构：工作部分用于完成分裂和移栽称为爪，以及用于控制爪的移动的机构被称为分插结构。当插秧机正在工作，相对于该插秧机帧中的爪前端的轨迹被称为爪（即，当机器不向前移动轨迹）或相对运动轨迹，并且该轨迹的静态轨迹相对于地面的爪被称为爪的轨迹。（即，轨迹当棘爪通常是提前）或称为绝对运动轨迹。爪的轨迹可分为五个阶段：分支，运输，移栽，发掘，并返回。 图 5-1 插秧机插秧轨迹表 4-1 插秧机插秧轨迹参数名称代号参数名称代号参数曲柄（OA）R235mmB点调节长槽长度BL30 mm连杆（AC）R490mm调节长槽与X轴夹角RB16摇杆（BC）R590mm秧门角点M坐标值XMYM-202 mm30 mm秧爪尖与A点距离（AD）L190 mm秧门与X轴夹角RM138AD与连杆夹角R163.17秧爪与连杆夹角RD50B点坐标值X0Y072 mm80 mm推秧时曲柄与连杆夹角RT50.87曲柄中心安装高度H0120 mm3寸穴距机器前进速度V0-0.36m/s 4.2分插工作原理秧爪进入装满秧苗的秧箱中,在粉碎装置的配合下，取出一定数量的幼苗，称为分蘖。在从幼苗中取出秧爪后，将幼苗以几乎垂直于地面的方向插入土壤中，然后从幼苗中取出幼虫，这被称为在线。分离针则连同土块一起分取秧苗，插秧后有推秧器脱秧。1） 种植臂的基本工作原理和运动轨迹可以被简化成一个四杆连杆机构。功率是由驱动种植臂的运动的曲柄输入。2） 为了减少在种植臂的工作过程中产生的振动和克服由种植臂产生的惯性，种植曲柄的另一端形成扇形的平衡重。3） 从种植变速箱的功率由种植臂以旋转凸轮的曲轴驱动。当按压凸轮作用于按压臂，挤压臂弹簧被压缩，并且种植叉上升。痰针被用于拾取痰，当痰块被放倒在种植位置后，推压臂被瞬间从按压凸轮分离，按压臂弹簧的作用下，种植叉被排出和泥块块被排出，以完成种植动作。移栽移栽白菜移栽机的工作原理采用纵向往复直播式栽植臂。类型的插件机制的是筷子型爪和水平技巧。其分插秧的具体过程如下:1) 取秧:插秧爪插入苗土取秧。2) 分秧:秧爪与秧门相对运动,使所取秧苗与苗土分离。3) 运秧:由曲柄连杆机构运动轨迹确定,基本上沿与地面弄垂直的轨迹向下运动。4) 插秧:采用推秧器是秧苗插稳。5) 回程:由曲柄连杆机构运动轨迹确定，避开秧门，从苗土上方再次进入秧箱。图 4-2 插植臂结构4.3秧爪4.3.1秧爪的设计筷子型爪都配备了推拉件迫使被推出的幼苗。颌骨的深度调整方便。爪子不是由苗带回，和疤痕也少。因此，筷子型爪被使用（见图5-3）。筷子爪由两个钢针的具有圆形横截面，所述支针的直径为4.5毫米，两针之间的间隔为8mm。当一般苗种植，拾取的深度为8或11毫米，并且当幼苗种植，拾取的深度为14或17毫米。秧爪用45钢，分秧针选用切土式秧针(如图5-3所示)，爪部20毫米范围内热外理，表面硬度为HRC35-40。图 4-4 切土式分离爪三维实体图表 4-2 秧爪的运动过程顺序分段轨迹的特点和要求a上止点秧爪在秧帘外，准备入帘ab入帘与秧帘成一锐角入帘bc取秧其与秧帘平行，在取秧过程中有梳理作用cd分秧垂直秧门，有分秧作用de运秧基本上与地面垂直向下运秧ef插秧应使秧爪的绝对轨迹基本上与地面垂直或稍向前，使秧苗垂直向下插并适量向前贴；Hs为插秧的最大深度fg出土秧爪插秧后沿fg方向出土ga回程应避开秧门和秧帘图4-5 秧爪运动轨迹1秧爪 2推秧器秧爪尖相对运动轨迹 秧爪尖绝对运动轨迹推秧器相对运动轨迹 推秧器绝对运动轨迹表5-3往复式秧爪运动轨迹秧苗类别带土苗100150mm栽插穴距准备入帘的高度h1入帘高度h2离地高度h3插秧深度h4轨迹的最大高度H最高点距入土点宽b1入帘点距入土点宽b2插秧至最深点后移量b3出土点至入土点距离b4回程距秧门宽b5122、137、157可调143022420可调2882816可调5116图4-6 秧爪运动轨迹图4.4 运动机构的设计秧爪排的设计如表4-4所示 表4-4 秧爪排的设计序号设计内容计算公式及数据计算结果及说明1画出设想秧爪的运动轨迹轨迹高度 HH=288mm 如图5所示2选定秧爪长度LZLZ=0.7150=105mmhy适应秧苗高度3确定摇臂CD摆动的最高和最低位置HD(max)=288+105-20=363mmh4(max)设计最大插深4定摇臂长度RR=（1.21.5）hy根据设计经验取R=75mm5定摇臂轴安装高度HZH=240mmHZH的尺寸应从整机结构考虑6曲柄中心O的配置和曲柄的转动方向O的位置方向根据整个机器的整体配置确定。它通常布置在靠近插头工作部分的框架的前部。 曲柄摇杆机构的旋转方向要求插入行程曲柄的旋转角度大于返回行程的曲柄角度。这是一个顺利的工作时间表和更快的回程。7摇杆长度的确定选用值：RBC=100160=100mm如果过大，机制不紧凑，所以很难保持精度，当它太小了。4.4.1 曲柄连杆的组成及工作原理a 前插式 b 后插式图 4-7秧针的运动轨迹曲柄联动机构主要由曲柄，摇臂和种植臂组成。 曲柄安装在固定地铰接到框架的传动轴上，以将传动轴的动力传递到种植臂。摇杆的一端连接到种植臂，另一端固定到框架。种植臂是连杆体部分，在前端具有单独的针。由于摇杆的控制功能，种植臂将曲柄的圆周运动改变为分离器的特定弯曲运动，并驱动针完成分叉，运输，移植和返回的动作。 曲柄摇杆式增落机构的工作过程由一个由曲柄，种植臂，摇臂和框架组成的四连杆机构控制。当曲柄与驱动轴一起旋转时，种植臂被驱动绕驱动轴偏心旋转，但后端由摇杆控制，使针形成特定的运动轨迹，确保针进入一个合适的角度。将幼苗分成幼苗，并将幼苗沿垂直方向插入土壤中。将幼苗放入土壤中后，种植臂中的弯曲轮消除了推拉弹簧上的压力。弹簧推动叉子使推动器快速推出分离针。曲柄摇杆机构插秧频率一般为200220r/min,加平衡块后,插秧频率可达250270 r/min。这种分插机构运动平稳、结构简单、密封耐用。每个铰链点是滚动轴承，以确保旋转层和准确的移动轨迹的灵活性。甲爪式安全离合器安装在所述驱动轴上。当分裂和插入的阻力太大（例如岩石击打岩石，树根等），功率，可自动地由斜面斜角的压缩弹簧切断以停止种植臂。为了保护外接下落机构的安全。4.4.2 曲柄连杆的设计当曲柄OA被以一定的速度旋转时，摆动杆或摇杆BC摆动，并固定在根据闭合曲线连杆移动爪尖d完成分裂和插入运动，并且爪轨道控制结构是没有必要的。结构简单，操作是稳定的，但爪的行程是有限的，并且插入不能当线通过每分钟提高，否则会产生大的振动和插入的质量受到影响。 图 4-8 曲柄摇杆机构的参数则摇杆BC长L1=60mm，连杆AB长L2=67mm，OC距离为d=75mm。4.5栽植臂的组成与设计挤出臂组件由挤压凸轮，挤压臂和挤压臂销组件构成。在将针放入土壤之前立即进行组装，并快速压下种植叉以使幼苗弹出。种植叉组件由种植叉，开口销，压出螺母，推出式锁紧螺母，缓冲垫，种植衬套和油封组成，并与苗木箱合作取出针和种植前端。设定幼苗块的大小，并且在针插入的前夕，种植叉以喷射速度从针中推出幼苗并在按压凸轮和按压臂的作用下将其插入到田地中。种植臂壳体组件由种植臂壳体，盖板，注油盖，摇动曲柄，种植曲柄和种植臂曲柄锁销组成，其功能是安装各种植入部件并完成根据设定的轨道移植动作。图4-9 栽植臂的三维实体图4.5.1 推秧摆臂的设计在栽植臂中，推秧杆通过连接块(压缩弹簧)杠杆推秧摆臂相连，而推秧摆臂的一端作用着压缩弹簧，另一端与推动凸轮相互作用以压缩或放松弹簧，使推杆缩回到种植臂或推出幼苗。当凸轮凸起部按压摆动臂的一端，该弹簧产生的推挽片是从爪尖拉开到离开将要采取的幼苗的空间压缩推杆;当凸轮的凹部与所述摆动臂的一端对齐，压缩弹簧被释放，然后，推杆由推杆推到幼苗推入土壤瞬间，和推动器和爪是齐平。推程采用用正弦加速度运动方式；运动方程为：回程选用五次多项式运动方式；运动方程为：由上式可得推秧摆臂的基本尺寸。推秧摆臂的外形如图4-10所示。图4-10 推秧摆臂的三维实体图推秧摆臂的尺寸如表7-1所示：表4-5 推秧摆臂的尺寸名称尺寸（mm）总长L与凸轮接触半径R与凸轮接触处宽度b弹簧安装直径d与机体铰接处直径d1871685104.6 推秧凸轮的设计设初步确定凸轮的基圆半径为，由于推秧摆臂与凸轮接触部分采用弧形设计，故滚子直径为0。其次，推臂的运动规律被选择。因为工作条件是高速和轻负载时，运动规律应选择和小，以确保推臂运动的稳定性和加工精度。从表7-2中可以看出低于正弦加速度运动规律可用于推运动的设计来选择，并五阶多项式运动规律可以被选择用以在回程运动规律。表4-6 运动特征运动规律最大速度最大加速度最大跃度适用场合等速运动等加速运动余弦加速度正弦加速度五次多项式1.002.001.572.001.884.004.936.285.7739.560.0低速轻载中速轻载中低速重载中高速轻载高速中载 （2）求理论廓线由于它是一个直动式辊子推进器盘形凸轮机构，所述凸轮的理论轮廓的坐标可以如下式进行 e=0，=，求得 （a）式中s应分段计算。1）推程阶段 =2）远休止阶段 3）回程阶段 = 4）近休止阶段 取计算的时间间隔为5，并通过用各相应的（a）值来计算的理论轮廓线上的各点的坐标值。计算结果示于表5中。表 5xy05103503553600.0001.3072.6052.2951.2530.00015.00014.94314.77213.01414.32215.000凸轮的三维模拟图如图4-11所示图4-11 凸轮三维实体图5 插植部送秧结构插植部送秧箱：把秧苗定时输送到秧爪取秧部位的结构称为送秧结构。它由横向送秧结构和纵向送秧结构组成。它的主要作用是将由齿轮箱传递过来的动力传递给送秧机构，实现横、纵向送秧。图5-1 插植部送秧机构 插入臂轴通过链条旋转输入链轮，和链轮驱动通过一对正齿轮的电源导螺杆，和沿着所述螺旋的倾斜面插入到所述螺旋槽在所述导螺杆移动时引导块槽以驱动横向轴线移动左边和右边。横向进给运动完成。 5.1 校核计算5.1.1主轴的设计计算轴的结构设计：图5-2 主轴零件图轴材料选用45钢调质处理，=650Mpa，=360Mpa。轴的设计计算步骤如下：初算轴径d 由表，C=112 d=112 =16.72mm 取d=20mm初步计算轴上各段长度 轴承选6001，宽度B=12mm5.1.2计算轴上载荷由前计算：链轮作用轴上载荷=1552N，T=110Nm齿轮作用在轴上载荷： =1100N，=110Nm轴的弯扭矩图如下所示，并对危险截面进行强度校核；简化轴上载荷如图：其中， =1552N，T=110Nm， =1100cos=1033.6N =3458=376.3N画轴的弯矩图，扭矩图从弯矩图和扭矩线图中，可以看出，点B是一种危险的部分。检查B点的计算：M=78.6Nm查表得：=215Mpa，=102.5Mpa，=60Mpa 对于不变的转矩，取 =114.4N.m所以： =14.3Mpa=60Mpa满足强度要求。5.1.3 锥齿轮的校核（1）选用直齿锥齿轮传动，7级精度。已知输入功率P1=1.4 kw ； 锥齿轮转速n=80r/min ； 齿数比u=i1=1 条件：动力机为电动机，工作平稳，传动方向不变。（2）材料选择 在1个轴上的小齿轮的材料是40Cr钢，硬度为241-286HB，硬度为260HB，齿轮的材料是45钢时，硬度为229-286HB，硬度为240HB。（3） 计算（I） 按齿面接触强度设计转矩 T1=257040 n/mm齿宽系数 d=1.0解除疲劳强度 Hlim1= 710 MPa Hlim2= 580 Mpa初步计算的许用接触应力 H1=0.9Hlim1=639 H2=0.9Hlim2=522 取Ad=83初步计算齿轮直径 d183=35.7 取d=40齿宽b b=dd1=3.63 mm计算圆周速度V =dn1/(601000) = 3.144080/(601000) =1.79 m/s齿数与模数初取齿数z=11m=d1/z1=2载荷系数根据v=1.79 m/s , 选择齿轮为7级精度由机械设计查得动载系数 KV =1.25使用系数 KA=1.5Ft=2T1/d1=6112 N=79.6 n/mm 100 n/mm由表查得：KH=KF=1.3 ；载荷系数K=1.5*1.25*1.2*1.2=2.7=1.88-3.2(1/z1+1/z2) =1.68Z=0.88弹性系数ZE1=189节点区域系数ZH=2.5接触最小安全系数 SHmin=1.05由公式计算应力循环次数N1 = 60 n1jLh = 608014000= 1.92107N2 =0.24108接触寿命系数 ZN ZN1=1.15 ZN2=1.25许用接触应力H : H1 =777.6MPa H2= 690MPa验算H=ZEZHZ=570 MPa H2满足要求。确定传动主要尺寸d=m*z=2*11=22（II）按齿根弯曲强度设计重合度Y=0.25+0.75/=0.7齿向载荷分配系数 KF=1/Y=1.43 KF=1.35载荷系数 K=KAKVKFKF=3.62F1= MpaF2= Mpa 查取齿形系数YFa1=2.4 YFa2=2.1应力修正系数 YSa1=1.63 YSa2=1.75弯曲疲劳极限 Fmin1=600 MPa Fmin2=450 MPa最小安全系数 SFmin=1.25 由公式计算应力循环次数N1 = 60 n1jLh = 6048514000= 1.2108N2 =0.24108 弯曲寿命系数 YN1=0.85 YN2=0.92尺寸系数 FX=1.0许用弯曲应力F F1=408 MPa F2=331.2 MPa验算 F1=102.6 MPa F1 F2=F1=98.5 MPa F2所以满足要求（III）确定齿轮的齿形参数 标准锥齿轮几何尺寸： 分度圆直径d :d=mz=211=22 mm 齿顶高haha=ham=12=2mm 齿根高 hf=(ha+c)m=(1+0.25)2=2.5 mm 齿全高 h=ha+hf =(2ha+c)m=2+2.5=4.5 mm（IV）齿轮结构 对于小齿轮，齿的数量少，该指数圆的直径与轴的直径都不是很不同的，并且整体设计也可以采用。结 论本设计是基于洋马AP4步行式插秧机为原型，改用动力电池驱动并设计插秧机种植一部分。为了确保水稻种植的顺利进行，种植运动的种植部分的设计是至关重要的。本文对动力驱动方式进行电动替换，并对插植结构进行结构分析设计和计算，获得合理的制度参数，并提供了插秧机的精确种植参数作为参考。参考文献1 刘混举、赵河明、王春燕.机械可靠性设计.北京:国防工业出版社，2010.2 邱宣怀、郭可谦、吴宗泽等.机械设计.4版.北京:高等教育出版社，2010.3 王先逵、张福润、吴博达等.机械制造工艺学.2版北京:机械工业出版社，2008.4 郑文纬、吴克坚.机械原理.7版.北京:高等教育出版社.2010.5 杨光、席伟光、李波、陈晓岑.机械设计课程设计.2版.北京：高等教育出版社，2010.6 于永泗、齐民.机械工程材料.8版.大连：大连理工大学出版社.2010.7 何铭新、钱可强.机械制图.5版.北京：高等教育出版社.2008.8 刘鸿文.材料力学.4版.北京：高等教育出版社.2010.9 哈尔滨工业大学理论力学教研室.6版.北京：高等教育出版社.2004.10 王慧、吕宏、王连明.机械设计课程设计.北京：北京大学出版社.2011.11 陈于萍、周兆元.互换性与测量技术基础.2版.北京：机械工业出版社.2009.12 蒋晓、沈培玉、苗青.AutoCAD2008中文版机械设计标准实例教程.北京：清华大学出版社.2008.13 李宝筏.农业机械学.北京.中国农业出版社.2003年14 陈凤.移栽机分苗机构的研究和虚拟试验J. 农机化研究,2007,(06).15 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册（上册）. M.1984,（04）.16 姜明海,李孝存,邹振萍. 龙江2ZT403型手扶式机动插秧机分插机构的设计及运动分析J. 农机化研究, 1999,(02). 17 宋裕民,胡敦俊. 工厂化育苗精量播种装置的试验研究J山东工程学院学报, 2002,(03) . 18 霍文国,肖继军,吕钊钦. 浅析气力式精密播种机的发展及研究现状J山东农机, 2003,(03) .19 程来斌,金炳胜,李克朗,关卓英,高素琴,瞿兴潮. 蔬菜工厂化穴盘育苗技术J西北园艺, 2004,(09) . 20 张贵林，何志刚，朱柏林.简明农业机械设计标准应用手册.北京：机械工业出版社，1993.11，第一版21 农业机械编写小组，农业机械.北京：北京出版社，1978年2月第1版22 刘鸿文，材料力学.北京：高等教育出版社，1992.9年第3版23 机械设计.北京：高等教育出版社24 PF455S插秧机培训教材.南京：江苏省农业机械技术推广站25 天津大学，机械设计零件手册.北京：高等教育出版社26 机械设计手册.北京：机械工业出版社27 机械原理.北京：高等教育出版社28 陈秀宁，施高义，机械设计课程设计.杭州：浙江大学出版社29 江苏东洋插秧机有限公司.PF455S插秧机使用说明书.江苏：江苏东洋插秧机有限公司，2003.130 15 霍文国,肖继军,吕钊钦. 浅析气力式精密播种机的发展及研究现状J山东农机, 2003,(03) .31 16 程来斌,金炳胜,李克朗,关卓英,高素琴,瞿兴潮. 蔬菜工厂化穴盘育苗技术J西北园艺, 2004,(09) . 32 Kannon-dai, Tsukuba, Ibaraki epartment of Molecular Biology, National Institute ofAgrobiological Sciences , Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 140-0002, Japan 33 Nagasaka, Y. Saito, H. Kitagawa, H. Kobayashi, K. Seki, M. Tamaki, K. Taniwaki, K. Miyazaki, M. Tateishi, K. Development of Autonomous Rice Transplanter Journal- Japanese Society Of Agricultural Machinery 2008 Vol 70; Part 1, Page(S) 79-84 Japanese Society Of Agricultural Machinery 致 谢 本次毕业设计，是在XX老师导下完成的，通过本次设计，不仅检验了我大学四年来知识积累的程度，而且丰富了我在实际设计中经验的累积，更是对我设计思想的一次全面升华。在设计过程中，本着认真刻苦的态度去学习设计的步骤、方法、以及经验，但是由于该设计许多方面的细节问题涉及面太广，而本人知识面和能力都极其有限，同时由于时间仓促，因而不能科学详尽地做出正确的选择与判断。所以设计中难免出现很多错误。虽然有这些不足和遗憾，但是总的来说，基本上完成了电动插秧机的插植部设计和一些零部件设计，成功的完成了老师布置的任务。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。感谢机械工程学院的各位老师在我四年的学习生活期间，对我思想、生活、学习上的指导和关心，使我不断的成长。最后，特别感谢的是我的父母，他们是我这四年最主要的动力，是他们时刻的关心理解和支持才能够保障我顺利完成学业！此外，还要衷心感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本文进行审阅的学校领导及专家。对那些我所引用的参考文献的作者表示由衷的谢意。- 36 -