【某新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)機(jī)構(gòu)主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4500字】

某新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)機(jī)構(gòu)主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算目錄TOC\o"1-3"\h\u21808某新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)機(jī)構(gòu)主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1204261.1新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)機(jī)構(gòu)的組成 1152411.2取苗機(jī)械手的設(shè)計(jì) 2102601.2.1取苗機(jī)械手的結(jié)構(gòu)介紹 2194081.2.2取苗機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3313491.3傳送帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4243601.1.1傳送帶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)介紹 4257511.1.2傳送帶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5269781.4撓盤(pán)移栽機(jī)構(gòu) 6314881.5傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 781531.5.1機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7144601.5.2機(jī)器各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及整機(jī)功率計(jì)算 10217531.5.3傳動(dòng)鏈及傳送帶的設(shè)計(jì) 1362751.5.4汽油機(jī)型號(hào)的選擇 14241481.5.5主要傳動(dòng)軸得設(shè)計(jì)與校核 141.1新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)機(jī)構(gòu)的組成新型全自動(dòng)大蔥移栽機(jī)由自動(dòng)送苗機(jī)構(gòu)、自動(dòng)取苗機(jī)械手機(jī)構(gòu)、撓盤(pán)式栽植機(jī)構(gòu)、自動(dòng)打苗機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成1.機(jī)架2.自動(dòng)送苗機(jī)構(gòu)1.取苗機(jī)械手機(jī)構(gòu)4.取苗機(jī)構(gòu)5.撓盤(pán)栽植機(jī)構(gòu)。將蔥盤(pán)插入到自送送苗機(jī)構(gòu)的傳送帶，傳送帶帶動(dòng)蔥盤(pán)向機(jī)械手方向移動(dòng)。1.機(jī)架2.自動(dòng)送苗機(jī)構(gòu)1.取苗機(jī)械手機(jī)構(gòu)4.取苗機(jī)構(gòu)5.撓盤(pán)栽植機(jī)構(gòu)1.2取苗機(jī)械手的設(shè)計(jì)1.2.1取苗機(jī)械手的結(jié)構(gòu)介紹新型取苗機(jī)械手，主要由左夾苗板、右?jiàn)A苗板、夾苗器支座、夾苗殼體、彈簧、橢圓凸輪、控制電機(jī)、固定殼體、機(jī)械臂、擺桿、圓盤(pán)式曲柄、曲柄支撐架等零件組成。下圖3-2為結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-圖3-1取苗機(jī)械手1.曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)2.連桿1.曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)2.連桿1.搖桿4.連接桿5.夾苗殼體6.左右?jiàn)A苗板7.曲柄軸8.軸架9.長(zhǎng)銷10.短銷11.夾苗器支座12.軸承11.搖桿固定架14.驅(qū)動(dòng)電機(jī)15.橢圓凸輪16.彈簧取苗機(jī)械爪(如右圖)在電機(jī)控制下一張一合地運(yùn)動(dòng),其周期大約為2秒,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的旋轉(zhuǎn)速度約為30r/min,機(jī)械爪一直固定在機(jī)械臂上,機(jī)械爪可以作為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿,擺動(dòng)角度設(shè)計(jì)為90°，從而實(shí)現(xiàn)水平位置夾苗豎直位置放苗。運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。圖3-2圖3-2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.2.2取苗機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照實(shí)際情況，我們?nèi)C(jī)械臂長(zhǎng)度為140mm。由于機(jī)械臂本身較長(zhǎng)，我們?nèi)C(jī)械臂長(zhǎng)度的一半作為搖桿，故搖桿CD的擺動(dòng)角度為?=90°，搖桿長(zhǎng)度為70mm，我們?nèi)」潭ǘ薃D長(zhǎng)度為80mm。所以我們依據(jù)作圖法可以算出極限夾角θ=45°根據(jù)公式可算出行程的速比系數(shù)為K=180+θ180?θ=1.67AB+BC=140mm（1.2）BC-AB=60mm（1.3）求得AB=40mm，BC=100mm當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)搖桿處于一個(gè)豎直的連桿位置時(shí),應(yīng)是該搖桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)最大值的極位,此時(shí)的極位曲柄和連桿之間的角度共線,如下圖3-4所示。圖3-5圖3-5取苗機(jī)械手運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由余弦定理cos∠ADC=得∠ADC=137°在此機(jī)構(gòu)中，曲柄AB是主動(dòng)件，搖桿CD是從動(dòng)件，沒(méi)有死點(diǎn)位置，滿足傳動(dòng)要求。1.3傳送帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.1.1傳送帶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)介紹帶傳動(dòng)作為一種撓性傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，成本低廉，且還能降低震動(dòng)便于蔥苗平穩(wěn)運(yùn)送。平帶式傳動(dòng)機(jī)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳動(dòng)速度快等特點(diǎn),但不具備減震防滑,一般適用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)比較小,傳動(dòng)距離不遠(yuǎn)等情況。而采用了嚙合式帶傳動(dòng),帶與皮帶輪之間沒(méi)有任何相對(duì)摩擦,能夠確保準(zhǔn)確的傳動(dòng)價(jià)格。上圖為傳送帶機(jī)構(gòu)的實(shí)體圖。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將蔥苗從初始位置運(yùn)送至撓盤(pán)，考慮到大蔥在傳送過(guò)程中容易造成損壞，以及育蔥盤(pán)的運(yùn)輸方法，我們將第一級(jí)傳送帶設(shè)計(jì)成帶有凸點(diǎn)的嚙合型傳送帶，這樣保證了送苗的精準(zhǔn)性，并且采用軟質(zhì)橡膠材質(zhì)的傳送帶，這樣不僅提高了蔥苗的傳送效率，還降低了蔥苗在傳送過(guò)程中的損壞情況。1.1.2傳送帶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蔥苗的實(shí)際長(zhǎng)度大約在150mm～230mm之間。取傳送帶寬度為180mm，根據(jù)蔥盤(pán)尺寸設(shè)計(jì)嚙合型傳送帶寬度為220mm，深度為7mm，帶輪軸距180.8mm。水平傳送帶投影長(zhǎng)度為300mm，豎直方向的傳送帶由左右兩片組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)蔥苗的柔性?shī)A持。由于嚙合型傳送帶的送苗速度慢（每?jī)擅脒M(jìn)給一個(gè)育蔥盤(pán)格），如果采用普通的降速系統(tǒng)其減速比太大，將導(dǎo)致機(jī)構(gòu)尺寸不合理，不利于整機(jī)設(shè)計(jì)，所以我們采用間歇運(yùn)動(dòng)的槽輪機(jī)構(gòu)。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。當(dāng)1的圓銷未端進(jìn)入2的徑向槽時(shí)，內(nèi)凹圓弧與外凸圓弧相接觸，此時(shí)槽輪靜止不動(dòng)。當(dāng)圓銷A開(kāi)始進(jìn)入徑向槽后，圓銷帶動(dòng)內(nèi)凹輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。為便于計(jì)算，我們將嚙合型傳送帶滾子的周長(zhǎng)D=4*育蔥盤(pán)上相鄰兩排蔥苗的距離從而確定槽輪的個(gè)數(shù)z=43-6槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)體圖這樣槽輪嚙合一次，傳送帶向前進(jìn)給一次，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給傳送帶與3-6槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)體圖此槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)停比K=z?2z+2槽輪機(jī)構(gòu)中心距由機(jī)械受力和空間尺寸而定，取a=61mm。按照槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸布局情況，選定撥盤(pán)圓銷的半徑r=12mm。槽輪一次轉(zhuǎn)過(guò)得大小為：2φ=360÷4=90°（1.6）則撥盤(pán)圓柱銷的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為：R1=asin式中—槽輪一次轉(zhuǎn)過(guò)大小的一半。圓柱銷鋼與槽輪曹相切距中心為：S=acosφ=acosπz槽輪徑向槽的深度為：h≥s?(a?R1撥盤(pán)軸的直徑，受d11.4撓盤(pán)移栽機(jī)構(gòu)1.4.1撓盤(pán)移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)介紹傳送帶機(jī)構(gòu)將蔥苗移動(dòng)至撓盤(pán)輪上方時(shí),在自身重力作用下蔥苗掉落在撓盤(pán)上,并被兩片撓性圓盤(pán)夾住，撓性圓盤(pán)在鏈條的帶動(dòng)下不停轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置時(shí)，撓性圓盤(pán)在撓盤(pán)會(huì)自動(dòng)張開(kāi)一定的角度，此時(shí)撓盤(pán)失去對(duì)蔥苗的夾持作用，從而掉入溝中。壓土輪依靠與地面的摩擦實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，對(duì)掉入溝中的蔥苗進(jìn)行覆土并壓實(shí)，完成栽植過(guò)程。下圖為撓盤(pán)栽植機(jī)構(gòu)的實(shí)體圖。3-7撓盤(pán)栽植機(jī)構(gòu)的實(shí)體圖3-7撓盤(pán)栽植機(jī)構(gòu)的實(shí)體圖1.扶手固定板2.后板1.后支架4.鎮(zhèn)壓輪5.軸承固定套7.撓盤(pán)（左）8.撓盤(pán)（右）10.軸承11.撓盤(pán)軸12.軸承11.撓盤(pán)固定皮墊14.鏈輪定義鎮(zhèn)壓輪外直徑為300mm,內(nèi)直徑為288mm,鎮(zhèn)壓輪孔徑為47mm,與水平呈80°。支撐架用于支撐撓盤(pán)軸,并將撓盤(pán)軸與鎮(zhèn)壓輪軸進(jìn)行固定。撓盤(pán)輪由于需要固定,還需轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)栽苗,所以此處采用如右圖所示結(jié)構(gòu)。撓盤(pán)傳動(dòng)軸承的直徑大約取17mm,軸承傳動(dòng)長(zhǎng)度為110mm,軸上可以固定一對(duì)圓形深溝圓圓球撓盤(pán)軸承,深溝圓圓球撓盤(pán)軸承的傳動(dòng)外套上面安裝有一個(gè)軸承傳動(dòng)保護(hù)罩外套,軸承套外有鏈輪和撓盤(pán)固定套。此機(jī)構(gòu)中撓盤(pán)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律尤為重要，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律直接關(guān)系到蔥苗的栽植效果的好壞。我們初定撓盤(pán)直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為17r/min(與地輪的轉(zhuǎn)速保持一致)≈102deg/s。我們參考論文中對(duì)撓盤(pán)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求，要使蔥苗順利栽種，必須使撓盤(pán)最外緣的任一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1.5傳動(dòng)系統(tǒng)的確定1.5.1機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）由于主傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械手機(jī)構(gòu)、打苗機(jī)構(gòu)，前進(jìn)機(jī)構(gòu)和撓盤(pán)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分散，不適宜較多的采用齒輪傳動(dòng)，所以我們對(duì)采用鏈傳動(dòng)和傳動(dòng)軸鏈接，適應(yīng)較大距離傳動(dòng)要求。3-103-10主傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械手機(jī)構(gòu)、取苗機(jī)構(gòu)、前進(jìn)機(jī)構(gòu)和撓盤(pán)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)側(cè)視圖1.取苗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主動(dòng)鏈輪2.上傳動(dòng)主軸小鏈輪1.傳動(dòng)鏈08-A4.下傳動(dòng)主軸大鏈輪5.地輪傳動(dòng)小鏈輪6.傳動(dòng)鏈12-A7.地輪傳動(dòng)大鏈輪8.傳動(dòng)鏈08-A9.取苗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)鏈輪10.機(jī)械臂傳動(dòng)主動(dòng)鏈輪11.張緊輪12.撓盤(pán)傳動(dòng)主動(dòng)鏈輪11.機(jī)械臂傳動(dòng)從動(dòng)鏈輪14.蔥苗進(jìn)給機(jī)構(gòu)主動(dòng)鏈輪15.傳動(dòng)鏈08-A16.蔥苗進(jìn)給機(jī)構(gòu)從動(dòng)鏈輪17.傳動(dòng)鏈08-A18.撓盤(pán)傳動(dòng)從動(dòng)鏈輪2）傳送帶傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定如圖所示圖3-8為傳送帶傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。3-3-8傳送帶傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.豎直傳送帶（左）傳動(dòng)直齒輪2.主動(dòng)直齒輪1.傳送帶動(dòng)力輸入主動(dòng)鏈輪4.傳動(dòng)鏈08-A5.傳送帶動(dòng)力輸入從動(dòng)鏈輪6.主動(dòng)直齒輪7.水平傳送帶傳動(dòng)鏈8.傳動(dòng)鏈08-A9.主動(dòng)鏈輪10.豎直傳送帶（右）傳動(dòng)直齒輪如圖3-9為整機(jī)動(dòng)力輸出傳動(dòng)簡(jiǎn)圖3-9整機(jī)動(dòng)力輸出傳動(dòng)簡(jiǎn)圖3-9整機(jī)動(dòng)力輸出傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.汽油機(jī)2.小帶輪1.v帶4.大帶輪5.減速器6．小鏈輪7.傳動(dòng)鏈8.大鏈輪9.傳動(dòng)主軸1.5.2機(jī)器各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及整機(jī)功率計(jì)算1.整車前進(jìn)功率得計(jì)算：根據(jù)對(duì)三維實(shí)體圖重量的分析，整車質(zhì)量約為350kg，重量即3500N。根據(jù)對(duì)有限資料的查閱了解到，汽車在泥濘土路上行駛的動(dòng)擦系數(shù)為：0.22~0.27。所以我們結(jié)合抓地前進(jìn)論的實(shí)際情況和田間工作的地形因素，我們將地輪與地面的動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)為0.4。整車的前進(jìn)靠的是地輪與地面的摩擦，根據(jù)摩擦公式Ff=μF車輪牽引力F=Ff=μFN=0.4×Mg轉(zhuǎn)矩T=F×L=1400×0.21=294N·m（1.13）根據(jù)功率計(jì)算公式P=Tn9550（1.得整車前進(jìn)功率P=Tn9550=294×179550=0.527KW=527W根據(jù)傳動(dòng)效率公式，將功率折合到主軸所承擔(dān)的功率得P1=pη=614.74W（經(jīng)查表得η=η表表3-1傳動(dòng)效率對(duì)照表傳動(dòng)類型傳動(dòng)效率圓柱齒輪傳動(dòng)0.98～0.99錐齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.97～0.98帶傳動(dòng)0.98滾子鏈傳動(dòng)0.94球軸承（稀油潤(rùn)滑）0.99（一對(duì)）滾子軸承（稀油潤(rùn)滑）0.98（一對(duì)）取苗機(jī)械手功率計(jì)算根據(jù)對(duì)三維實(shí)體圖重量得測(cè)量。得機(jī)械臂質(zhì)量約為2kg，重量為20N。轉(zhuǎn)矩T=F×L=0.04×20=0.8N·m（1.17）根據(jù)功率計(jì)算公式P=Tn9550（1.得機(jī)械臂消耗功率P=Tn9550=0.8×30根據(jù)傳動(dòng)效率公式，將功率折合到主軸所承擔(dān)的功率得P2=pη=2.88W經(jīng)查表得η=η1η2η3……1.打苗機(jī)構(gòu)功率計(jì)算打苗刀的運(yùn)動(dòng)周期為0.2s,根據(jù)求一個(gè)周期內(nèi)曲線與坐標(biāo)軸所圍的面積S平均轉(zhuǎn)矩T=S0.2=3.125N·m（根據(jù)功率計(jì)算公式P=Tn9550（1.得打苗機(jī)構(gòu)消耗功率P=Tn9550=3.125×3009550=0.098KW根據(jù)傳動(dòng)效率公式，將功率折合到主軸所承擔(dān)的功率得P3=pη=119.07w（經(jīng)查表得η=η1η2η3……1.傳送帶機(jī)構(gòu)功率計(jì)算根據(jù)傳送帶功率的簡(jiǎn)易計(jì)算方法 P=K1×L?×vP-傳送帶功率（kw）K1L?-傳送帶水平投影長(zhǎng)度（m）L?=0.3+0.21+0.2=0.71m（v-帶速（m/s）v=ω×R=0.1256m/s（1.29）得P=2w根據(jù)傳動(dòng)效率公式，將功率折合到主軸所承擔(dān)的功率得P4=pη=2.74w（經(jīng)查表得η=η1η2η3……4.嚙合型帶輪進(jìn)給機(jī)構(gòu)功率根據(jù)傳送帶功率的簡(jiǎn)易計(jì)算方法 P=K1×L?×vP-傳送帶功率（kw）K1-傳送帶空載運(yùn)行系數(shù)（蔥苗重量很小，此處對(duì)其重量忽略不計(jì)空載運(yùn)行）KL?-傳送帶水平投影長(zhǎng)度（m）Lv-平均帶速（m/s）v=ω×R=0.02m/s（1.33）得P=1w根據(jù)傳動(dòng)效率公式，將功率折合到主軸所承擔(dān)的功率得P5=pη=1.32w（經(jīng)查表得η=η1η2η3…… 綜上所述，我們得到傳動(dòng)主軸所承載的功率為P=P1+P2+P3功率輸出端提供的最小功率應(yīng)為P輸出=η=η1η2η3……1.5.3傳動(dòng)鏈及傳送帶的設(shè)計(jì)1．傳送帶和鏈輪的選用和設(shè)計(jì)根據(jù)所選汽油機(jī)的型號(hào)，汽油機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為3600r/min，一天的工作時(shí)間為8h，已知大蔥移栽機(jī)各機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速為：前進(jìn)車輪：17r/min；打苗曲柄：300r/min；送苗傳送帶：60r/min；取苗機(jī)械手：30r/min；撓盤(pán)：17r/min。由于各機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速不同，我們需要進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)。選用二級(jí)v-寬帶齒輪傳動(dòng)的該機(jī)構(gòu)將其作為第一級(jí)的齒輪傳動(dòng),其中二級(jí)傳動(dòng)比為3:1;其中采用直尺形的三級(jí)圓柱齒輪滾子變速箱機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的該機(jī)構(gòu)將其作為二級(jí)間的傳動(dòng),減速比一般設(shè)計(jì)為8:1;其中采用三級(jí)齒輪滾子鏈機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的選用圓柱形齒輪滾子鏈。減速比為1.25：1。鏈傳動(dòng)部分：傳動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速為100r/min，由傳動(dòng)主軸到各分支系統(tǒng)采取鏈傳動(dòng)；從打苗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主動(dòng)鏈輪到打苗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)鏈輪，傳動(dòng)比1:3;打苗曲柄轉(zhuǎn)速300r/min；從上傳動(dòng)主軸小鏈輪到下傳動(dòng)主軸大鏈輪，傳動(dòng)2:1；從地輪傳動(dòng)小鏈輪到地輪傳動(dòng)大鏈輪，傳動(dòng)比1.94:1；地輪轉(zhuǎn)速17r/min；從撓盤(pán)傳動(dòng)主動(dòng)鏈輪到撓盤(pán)傳動(dòng)從動(dòng)鏈輪，傳動(dòng)比1：1；撓盤(pán)轉(zhuǎn)速17r/min。傳送帶部分：從上傳動(dòng)主軸到錐齒軸采用錐齒輪，傳動(dòng)方向互相垂直，傳動(dòng)比1.25：1；從傳送帶動(dòng)力輸入主動(dòng)鏈輪到傳送帶動(dòng)力輸入從動(dòng)鏈輪，傳動(dòng)比1.38：1；得送苗傳送帶轉(zhuǎn)速60r/min。2．帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)型號(hào)的選擇V帶輪技術(shù)參數(shù)：帶型：A工況系數(shù)：1小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2根據(jù)公式：（1.39）確定中心距a(mm)：375.75小帶輪包角α:122.05帶的根數(shù)z：2計(jì)算單根V帶的額定功率。由dd1(mm)=80mm和n