旋转式水稻钵苗移栽机构的设计.docx

本科生毕业设计（论文）旋转式水稻钵苗移栽机构的设计学 院： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权XXXX可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要随着我国人口数量的继续增加和经济持续发展，社会对农业水稻年产量和质量都提出了越来越高的要求。我国的水稻种植在总体上看机械化程度还比较低，质量也参差不齐。水稻钵苗移栽是一种利用钵盘育秧的水稻移栽技术，是一种高效的水稻种植技术。水稻的钵盘育秧充分保留了秧苗生长的营养土质，根系、因而成活快，从且增加产量。此移栽方法结合棚育种技术能充分利用光热，克服季节限制，使农作物生长提前，从而提高产量。横向与发到国家对比时，我国农业机械化程度较低，水稻种植也不例外。因此，研究水稻钵苗移载机构是农业机械领域的一项重要任务，对水稻的机械化种植与建立现代农业有重要意义。 关键词:水稻钵苗移栽；行星系移栽机构；;参数优化；设计AbstractAlong with our countrys population continues to increase and sustainable economic development, social rice to agriculture output and quality are higher and higher demands are proposed.Chinas rice planting in overall mechanization degree is still relatively low, quality is uneven.Rice pot seedling transplanting is a use of BoPan seedlings of rice transplanting technology, is a highly efficient rice planting technology.BoPan of rice seedlings fully retained the nutritional soil seedlings growth, root system, fast and survival, and increase production.The transplanting method combining tent breeding technology can make full use of sunlight, overcome seasonal restrictions, make crops grow in advance, so as to improve production.Horizontal comparison with sent to countries, our country agricultural mechanization level is low, rice is no exception.So the rice pot seedling transfer mechanism is an important task in the field of agricultural machinery, the mechanization of rice planting and establishing modern agriculture has important significance.Key Words:The rice pot seedling transplanting;Planetary system transplanting mechanism;Parameter optimization;design目录摘要3Abstract4第一章 引言6第二章 旋转式水稻钵苗移栽机构的运动学分析72.1旋转式水稻钵苗移栽机构的工作原理72.3椭圆齿轮一不完全非圆齿轮传动特性分析82.4椭圆齿轮传动特性分析122.5椭圆不完全非圆齿轮行星轮系移栽机构运动学模型的建立14第三章 旋转式水稻钵苗移栽机构的参数优化173. 1参数优化目标173.2各参数变量对优化目标的影响18第四章 结构设计 .224.1旋转式水稻钵苗移栽机构的整体结构设计224.2驱动部分设计234.3移栽臂组成零件的设计244.4缓冲装置的设计及相关零件的调整26图4.5缓冲装置作用图27第六章 总结29参考资料：30第一章 引言水稻是世界第一大粮食作物，在人类生存安全方面起着非常重要的作用，生产水稻的经济利益也相当可观。建国以来，我国的水稻生产水平已经取得了巨大飞跃，但在横向和发达国家对比时，我国的水稻种植机械化程度较低，绝大部分还处于基本人工种植的水平上。 水稻钵苗机械化移栽是一种新型农业水稻移栽技术。具有壮苗浅栽、缓苗快、分粟早、分粟节位低、有效分粟多、根系发达、提早成熟增产等优点，自推广以来，效果显著，深受农业工作者的喜爱。 本课题通过对水稻钵苗移栽机构的工作机理进行分析，依据现有的资料和成熟样品，再对其进行创新研究与优化设计，设计出功能更强大的水稻钵苗移栽机构，以促进我国水稻钵苗移栽技术的发展与应用。水稻钵苗移栽机构能在很大程度上提高水稻种植效率与成活率，尤其在超级稻上面效果明显，有利于提高我国农业机械化水平和粮食增收。因此，本课题的研究是具有农业重大战略意义的。第二章旋转式水稻钵苗移栽机构的运动学分析本论文确定以椭圆不完全非圆齿轮行星轮系传动机构作为解决方案，是一种通过旋转式进行移栽的机构，由于采用两侧对称布置的结构设计，从而提高了稳定性。2.1旋转式水稻钵苗移栽机构的工作原理1, 5.行星椭圆齿轮2, 4.中问椭圆齿轮3.不完全非圆齿轮6.行星架7, 9.凹锁住弧8.凸锁住弧10, 11.移栽臂12一钵苗盘图2.1椭圆一不完全非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构传动简图本文确定的水稻水稻钵苗移栽机构由驱动部分和移栽臂两部分组成，结构简图如如图2.1。该结构包含4个全等的椭圆齿轮(1, 2, 4, 5)和1个不完全非圆齿轮(3)凸锁住弧(8)和2个凹锁住弧(7, 9)组成。驱动部分工作时，即太阳轮3保持固定不动，行星架转动中心为O点，其余齿轮则围绕着太阳轮转动，齿轮3齿轮3非圆的，其目的是为了提供非匀速传动，行星椭圆齿轮5(简称行星轮)和中间椭圆齿轮4形成啮合关系，也达到了非匀速传动的目的。齿轮4无法转到齿轮3的无齿部分时，所以由齿轮4上的凹锁住弧7与齿轮3上的凸锁住弧8与进行配合，在锁止弧配合期间，行星椭圆齿轮5、中间椭圆齿轮4均相对于行星架6静止。由图可以看出，当行星架转转角度不同时，轨迹也不同，例如：DE段为机构抓取水稻钵苗的运动轨迹，持苗为EFAB段，在B点开始插秧，回程段为BCDE，2.2涉及到的相关变量和常量为了更为直观的查阅相关变量，特地制作了一个表部分如下：表2.2相关力学符号说明2.3椭圆齿轮一不完全非圆齿轮传动特性分析2.3.1不完全非圆齿轮节曲线模型的建立不完全非圆齿轮与椭圆齿轮啮合部分简图如下。齿轮4和齿轮1的节圆半径分别为、,凸锁住弧3的半径为、圆心角为，不完全非圆齿轮4有齿部分的圆心角为。图2.3椭圆齿轮与不完全非圆齿轮节曲线啮合（a）图是当椭圆齿轮开始运动时，齿轮1围绕齿轮4顺时针转过的的角度不大于时；等于的情况为( b）图，此时齿轮1相对行星架5转过的角度=0；（C）图为行星架5顺时针转过的角度大于的情况。设不完全非圆齿轮4与椭圆齿轮1与的啮合点J距齿轮1旋转中心的距离为，由几何知识可得:（-2，0）2-（1）当行星架5转过时，齿轮1则相对行星架5转过，可以得到下面式子:2-（2）2-（3）（L为不完全非圆齿轮与椭圆齿轮之间的中心距，（-2,-2+)）把(3)代入(2)，可得到:2-（4）椭圆齿轮1的节圆曲线弧长和完全非圆齿轮4有齿部分的节圆曲线弧长相等，当椭圆齿轮1相对行星架5顺时针转过2时，齿轮4相对行星架逆时针转过转过的角度，有如下公式:求解过程如下把式(1)代入式(4)中:其中，利用反三角函数求可得0（-2+，0） 2-（5）（在（-2，-2+）之间变化再将(5)代入(3)中，得出关于的表达式:= （-2，-2+）在图2.2 ( a)中，在齿轮1与齿轮4的初始位置，可利用几何关系求出凹锁住弧2对应的圆心角:2-（6）式中为凸锁止弧的半径长边的长度为:2.3.2传动分析不完全非圆齿轮4有齿部分为非圆节曲线，不完全非圆齿轮4为与椭圆齿轮1共扼的椭圆节曲线。齿轮4固定，行星架5角位移为相应瞬时角速度为;椭圆齿轮1为从动轮，相对行星架的角位移，其瞬时角速度为。初始位置时，=0，=0。为齿轮4与齿轮1的啮合点。设其传动比为，可得如下式子:齿轮4与齿轮1的传动关系如下:0 （-2+，0）