1、營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：以前老式的制缽機(jī)體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，效率比較低。我的設(shè)計(jì)以老式的制缽機(jī)為源頭對(duì)其進(jìn)行分析與改進(jìn)。該機(jī)器每小時(shí)能生產(chǎn)2500個(gè)營(yíng)養(yǎng)缽，制作出來的營(yíng)養(yǎng)缽可以用于農(nóng)作物的育秧以及移植。選用功率為1.1千瓦的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，可以滿足在農(nóng)村或農(nóng)場(chǎng)使用，不必?fù)?dān)心電壓不足的問題。本文重點(diǎn)對(duì)制缽機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)零部件認(rèn)真的做了結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并且受力較大的零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。包括了齒輪、皮帶輪、軸等零件的校核。在設(shè)計(jì)時(shí)靈活使用標(biāo)準(zhǔn)件，大大縮短了設(shè)計(jì)的工作量并且在設(shè)計(jì)和制作時(shí)也能節(jié)約大量時(shí)間以及成本。本文的主要涉及內(nèi)容包括：方案的確定、電動(dòng)

2、機(jī)的選擇、各軸的轉(zhuǎn)速及功率計(jì)算、皮帶及齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算還有軸的直徑以及齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算。最終繪制出零件圖與裝配圖。關(guān)鍵詞：制缽機(jī)；營(yíng)養(yǎng)缽；傳動(dòng)系統(tǒng)Design of nutrition bowl making machineAbstract：In the past, the old bowl making machine had large volume, complex structure, high production cost and low efficiency. My design takes the old bowl making machine as the source t

3、o analyze and improve it. The machine can produce 2500 nutrition bowls per hour, which can be used for seedling raising and transplanting of crops. The motor with power of 1.1KW is selected as the power source, which can be used in rural areas or farms without worrying about the problem of insuffici

4、ent voltage. This paper focuses on the detailed analysis and design of the transmission system and actuator of the bowl making machine, carefully designs the structure and size of each part, and checks the strength of the parts with larger force. Including gear, pulley, shaft and other parts of the

5、check. Flexible use of standard parts in design greatly reduces the workload of design, and also saves a lot of time and cost in design and production. The main contents of this paper include: the determination of the scheme, the selection of the motor, the calculation of the speed and power of each

6、 shaft, the design and calculation of the belt and gear, as well as the design and calculation of the diameter of the shaft and the size of the gear. Finally, the part drawing and assembly drawing are drawn.key word: Bowl making machine; Nutrition bowl; Drive system目 錄1 緒論11.1 選題的目的和意義11.2本課題在國(guó)內(nèi)外的研究

7、狀況11.3 課題研究的內(nèi)容22 營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求22.1用途22.2設(shè)計(jì)要求23 方案確定33.1工藝分析33.1.1手工制作的工藝33.1.2各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析53.1.3運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定63.2輪盤的方案討論73.3擬定機(jī)器的工作原理圖83.4繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖84 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算94.1 電動(dòng)機(jī)的確定94.1.1電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算94.1.2確定電動(dòng)機(jī)104.2確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比114.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率125結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)145.1模孔轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸145.2轉(zhuǎn)盤齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸145.3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸155.4錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸185.5直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸20

8、5.6帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸205.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)235.8總裝配圖246主要零件的強(qiáng)度校核256.1轉(zhuǎn)盤齒輪（齒輪5、齒輪6）的強(qiáng)度校核25總 結(jié)26參考文獻(xiàn)27致 謝281 緒論1.1 選題的目的和意義制缽機(jī)是一種可以自動(dòng)壓制營(yíng)養(yǎng)缽的機(jī)器。該機(jī)器可以制作出圓柱形狀的中間帶有凹孔的營(yíng)養(yǎng)缽。種子種植在營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)并等待其發(fā)芽成長(zhǎng)后移栽到農(nóng)田，能保證種子成長(zhǎng)的質(zhì)量，可以節(jié)省更多的勞動(dòng)力、肥料以及對(duì)農(nóng)藥的使用，更加環(huán)保。同時(shí)，制缽機(jī)的生產(chǎn)效率更高，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，穩(wěn)固可靠，操作簡(jiǎn)單。制缽機(jī)是我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中極其需要的器械。我們中國(guó)是全世界最大的農(nóng)作物生產(chǎn)國(guó)，但我國(guó)的農(nóng)業(yè)作物栽植機(jī)械化程度比較低，種子與秧

9、苗的培育與移植幾乎全部靠人工去實(shí)施，不僅使我們?nèi)肆ο倪^大、生產(chǎn)效率較低，而且培育與移植的結(jié)果比較差、生產(chǎn)成本較高。因此，加快農(nóng)作物的培育與移植的機(jī)械化已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必須需求。1.2本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況1.國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況我們國(guó)家對(duì)營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)的研究早從 1960年后就開始了，到如今已經(jīng)研發(fā)并制作了很多種不同型號(hào)的器械。1980年前后，我國(guó)從國(guó)外學(xué)習(xí)了一系列的機(jī)械化的育苗技術(shù)，從此我國(guó)擁有了一條以生產(chǎn)秧苗缽為主的生產(chǎn)線，這樣我國(guó)就初步提高了秧苗營(yíng)養(yǎng)缽的制作、缽體的壓制、打坑等各項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)工藝的機(jī)械水平。之后，經(jīng)國(guó)家農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)設(shè)立了一個(gè)重點(diǎn)的項(xiàng)目，我國(guó)又進(jìn)行了新的研究與再次創(chuàng)新，研發(fā)

10、出一種“精密播種生產(chǎn)線設(shè)備”，主要是用來制造和生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)缽這種可以對(duì)多種植物蔬菜等農(nóng)作物進(jìn)行移植。“機(jī)械化制缽機(jī)的研制”這一重要的項(xiàng)目被國(guó)家科委列入“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，并在之后自主研發(fā)并設(shè)計(jì)制出2zbj-50型機(jī)械化營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)，這樣就基本實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)缽制作和加工過程的機(jī)械化，新一代機(jī)器所制造出來的營(yíng)養(yǎng)缽可以滿足多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多種植株和農(nóng)作物移植的需要。總而言之，我國(guó)制缽機(jī)的技術(shù)開發(fā)與研制和應(yīng)用都取得了巨大的突破和進(jìn)步。到目前為止，我國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展和研究上也沒有停止，并且有越來越多的如zb2500型制缽機(jī)、2bz-45型制缽機(jī)等越來越多的更適合于我國(guó)農(nóng)業(yè)需求的新機(jī)型都已設(shè)計(jì)和研發(fā)出來并得到

11、應(yīng)用，將會(huì)更好的促進(jìn)我們國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。2.國(guó)外發(fā)展概況1900年起，歐洲一些國(guó)家開始大量種農(nóng)作物和其他植物，研制出了早期的制缽機(jī)器。但是這些器械仍需要人民手工操作，只是相對(duì)的減輕了勞動(dòng)人民的勞動(dòng)程度；1930年后，發(fā)明了具有一定機(jī)械化程度的栽秧器可以一定程度上代替人力直接進(jìn)行移植，使得育苗的移植技術(shù)擁有了一定機(jī)械化的雛形；從1950年后有歐洲部分國(guó)家開始了許許多多的農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)缽育苗及使用營(yíng)養(yǎng)缽來移植生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)的研究，并且研究制造出了很多種機(jī)構(gòu)不同樣式不一的半自動(dòng)移植機(jī)器；1970年開始，前蘇聯(lián)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)物栽植中使用機(jī)械來完成的工作量占據(jù)很大部分；1980年代后期，半自動(dòng)化的農(nóng)用器

12、械在西方各個(gè)國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了更廣泛的應(yīng)用，制作營(yíng)養(yǎng)缽、育苗的移植已經(jīng)擁有了完整的機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)，滿足了當(dāng)?shù)厝嗣駥?duì)農(nóng)業(yè)種植的需求。日前，壓縮土缽的成型、缽上種子的精密播種和需求的全新的自動(dòng)化移植裝置等技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，并且廣泛的實(shí)現(xiàn)在了人們的日常生產(chǎn)。歐洲的大部分國(guó)家的蔬菜生產(chǎn)、花卉生產(chǎn)都使用了制缽機(jī)移植。1.3 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容我的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)。從營(yíng)養(yǎng)缽尺寸開始分析，根據(jù)給定的參數(shù)。設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)構(gòu)，滿足機(jī)器各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的精度和生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)出的傳動(dòng)系統(tǒng)必須有很高的精度而且各傳動(dòng)元件與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間需要精密配合，從而可以完成各零部件的共同的工作。2 營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求

13、2.1用途營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)是一種用來制作為農(nóng)作物所使用的營(yíng)養(yǎng)缽的器械，此機(jī)器可以很大程度上的替代勞動(dòng)人民手工制作營(yíng)養(yǎng)土缽，該器械生產(chǎn)效率更高，而且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，擁有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，操作簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。營(yíng)養(yǎng)缽可以讓秧苗在育秧階段就有足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在這些秧苗成長(zhǎng)后還可以很好的運(yùn)送到田間進(jìn)行種植。營(yíng)養(yǎng)缽是用混合了多種不同肥料的營(yíng)養(yǎng)土制成一個(gè)圓柱體，并在其頂端挖一個(gè)凹孔使之成缽體。使用的時(shí)候把種子放入凹孔中，之后用土覆蓋住，待種子發(fā)芽和成長(zhǎng)后連營(yíng)養(yǎng)缽一起轉(zhuǎn)移到田間進(jìn)行栽種。2.2設(shè)計(jì)要求1.營(yíng)養(yǎng)缽的結(jié)構(gòu)尺寸（見圖2.1）圖2.1 營(yíng)養(yǎng)缽2.生產(chǎn)率 20002500只/小時(shí)。3.機(jī)器名稱 型營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)。4.特

14、點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理方便，使用簡(jiǎn)單，節(jié)約制造成本。5.使用期限 約8年，6個(gè)月檢修一次。3 方案確定3.1工藝分析3.1.1手工制作的工藝步驟：（1）將準(zhǔn)備好的土壤（配好肥料）攪拌均勻。 （2）將攪拌好的土壤放入模具，見圖3.1 1） 。 （3）用手握緊沖頭向下壓將土壤壓緊，見圖3.1 2） 。 （4）再將模具端起，營(yíng)養(yǎng)缽被沖出，見圖3.1 3） 。1) 2) 3)圖3.1 手工制作營(yíng)養(yǎng)缽由以上的手工制造方法可知，制造營(yíng)養(yǎng)缽大約三個(gè)工藝流程，填料沖壓成型沖出成品，并以此為循環(huán)制作營(yíng)養(yǎng)缽。2. 老式制缽機(jī) 對(duì)老式的制缽機(jī)進(jìn)行分析更改，對(duì)機(jī)器的結(jié)構(gòu)與功能一步步分析，并分別對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)討論和研究，從而修

15、改得出新的設(shè)計(jì)方案。老式機(jī)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：圖3.2 老式制缽機(jī)的工作原理圖以ZB2500型制缽機(jī)為例該機(jī)器在操作使用前，靠人力將準(zhǔn)備好的適合的營(yíng)養(yǎng)土裝入進(jìn)料箱，機(jī)器工作時(shí)，刮板將填入的土壤刮入輪盤中的缽腔，然后轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪撥轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)撥轉(zhuǎn)輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，缽腔隨著輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到?jīng)_頭需要進(jìn)行沖壓的位置之后，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)對(duì)輪盤內(nèi)的土壤進(jìn)行沖壓，之后沖頭向上運(yùn)動(dòng)，離開輪盤，輪盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過一個(gè)孔的位置時(shí)，在該位置停止，沖壓機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入輪盤的孔內(nèi)，沖壓機(jī)構(gòu)將壓好的營(yíng)養(yǎng)缽從輪盤孔中推出來落到下面的傳送帶上，這樣進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的工作。這臺(tái)機(jī)器需要人提前進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)土的填充，制作好營(yíng)養(yǎng)缽后還需要人

16、工取出營(yíng)養(yǎng)缽，勞動(dòng)強(qiáng)度還是比較大。這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、零部件的數(shù)量較多； （2） 損壞后不容易修復(fù)； （3） 制作的成本比較高。 3.改進(jìn)的新方案    （1） 制作營(yíng)養(yǎng)缽時(shí)的沖壓壓力比較小，對(duì)比手工制作時(shí)工人手部所使用的力大約有100公斤，所以沖壓機(jī)構(gòu)可以不用設(shè)計(jì)的過于復(fù)雜就能滿足需求； （2） 老式制缽機(jī)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)做的是間歇運(yùn)動(dòng)，由凸輪機(jī)構(gòu)來完成間歇運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)每轉(zhuǎn)動(dòng)60度就停止一下，但凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較難，凸輪制作起來不簡(jiǎn)單，并且容易失效，造價(jià)還很高，性價(jià)比太低。改進(jìn)的機(jī)器想辦法實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沖壓機(jī)構(gòu)也一起進(jìn)行壓緊和沖出營(yíng)

17、養(yǎng)缽的動(dòng)作；（3） 用轉(zhuǎn)盤的方法將模孔旋轉(zhuǎn)，此方法應(yīng)該保留； （4） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得更簡(jiǎn)單一些。 綜上所述，在分析改進(jìn)老式的機(jī)器后，改進(jìn)得出新的設(shè)計(jì)方案，如圖3.4。3.1.2各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析1.攪拌原料、填料 土壤加入填料箱之前先進(jìn)行初步的人工攪拌， 這樣能使?fàn)I養(yǎng)土初步混合，之后將土壤加入填料箱讓其在填料箱內(nèi)再次進(jìn)行充分的攪拌，攪拌后土壤將會(huì)被填入輪盤孔中。填料箱中設(shè)計(jì)用來攪拌的機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)重復(fù)循環(huán)的工作。2.物料的輸送和各工藝的轉(zhuǎn)接為了滿足給定的生產(chǎn)參數(shù)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤時(shí)輪盤上的模孔應(yīng)該設(shè)計(jì)6個(gè)。模孔在轉(zhuǎn)盤中，模孔隨著輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在各個(gè)零部件的共同工作下，輪盤孔也有了一定的

18、轉(zhuǎn)動(dòng)速度和循環(huán)位移，實(shí)現(xiàn)了制缽的循環(huán)工藝。圖3.3 制作營(yíng)養(yǎng)缽的工藝流程圖3.成型和沖出的實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)出更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)同時(shí)擁有更高的工作效率，將沖壓和沖出設(shè)計(jì)成兩個(gè)沖頭共同工作，兩個(gè)沖頭同時(shí)重復(fù)作垂直上下的循環(huán)工作，進(jìn)行沖壓和沖出的沖頭需要完成不同的工作，因此需要設(shè)計(jì)不同的行程，故通過設(shè)計(jì)兩個(gè)沖頭為不同的長(zhǎng)度以滿足工作要求，沖頭的尺寸數(shù)據(jù)與營(yíng)養(yǎng)缽的尺寸大小息息相關(guān)。雖然兩沖頭工作不同行程不同但兩沖頭的垂直上下的運(yùn)動(dòng)是一樣的規(guī)律，因此安裝在同一個(gè)部件上完成同時(shí)運(yùn)動(dòng)，用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以滿足要求進(jìn)而設(shè)計(jì)出兩沖頭。3.1.3運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定綜上所述，根據(jù)改進(jìn)好的方案開始對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行修改設(shè)計(jì)， 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

19、能夠滿足實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)： 1 可以將填入的營(yíng)養(yǎng)土充分?jǐn)嚢瑁缓蠊伟鍖I(yíng)養(yǎng)土撥入模孔； 2 輪盤孔中剛填入的營(yíng)養(yǎng)土經(jīng)工位的壓緊成型后被沖頭將壓制好的營(yíng)養(yǎng)缽從輪盤孔中沖出。 為了使我們的機(jī)構(gòu)能夠滿足需求，根據(jù)老式機(jī)器的工作機(jī)構(gòu)分析改進(jìn)，得到有以下多種特點(diǎn)的新方案： （1) 對(duì)填入的土壤還是在料箱中攪拌； （2) 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)不變，但是使用連續(xù)不停的轉(zhuǎn)動(dòng)來代替之前的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，刪除凸輪機(jī)構(gòu)，以此簡(jiǎn)化機(jī)器的結(jié)構(gòu)； （3) 轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)是連續(xù)不停的，所以要設(shè)計(jì)出使沖頭在壓制和沖出營(yíng)養(yǎng)缽的過程中，也同時(shí)跟著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。并且在返回時(shí)當(dāng)離開轉(zhuǎn)盤之后，要回歸到起始的位置，以此循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行壓緊和沖出的動(dòng)作。所以，就設(shè)想出

20、如圖的機(jī)器（圖3.4）。機(jī)器中兩個(gè)沖頭安裝在沖頭座頂端，并將沖頭座安裝在軸上，由偏心輪連動(dòng)連桿攜帶著兩個(gè)沖頭完成上下往復(fù)沖壓和沖出的工作，。沖頭向下壓進(jìn)入輪盤孔中，跟著轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)六十度后沖頭退出輪盤孔時(shí)，安裝使用扭力彈簧，將沖頭彈回起始的位置。想要使沖頭精準(zhǔn)無誤的回到起始的位置并且準(zhǔn)確的向下進(jìn)入輪盤孔，必須設(shè)計(jì)出能夠準(zhǔn)確定位調(diào)整的裝置。我們將調(diào)整螺釘連接在軸上，以此來使沖頭在水平面的位置上，可以讓沖頭準(zhǔn)確的完成工作要求。圖3.4營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)3.2輪盤的方案討論 1.連續(xù)式特點(diǎn)：使用齒輪傳動(dòng)，轉(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作的途中中不會(huì)停止。這樣運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，不會(huì)有太大的沖擊力，不會(huì)產(chǎn)生過大的振動(dòng)，工作時(shí)

21、可以平穩(wěn)運(yùn)作。但相對(duì)的沖頭的設(shè)計(jì)會(huì)需要更高的精度來確定位置來使其完美工作。2.停歇式（間歇式）特點(diǎn)：輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度快，制作缽體的效率便高，沖頭只有上下往復(fù)的運(yùn)動(dòng)的比較簡(jiǎn)單控，但凸輪機(jī)構(gòu)的部件太多，設(shè)計(jì)制作起來困難，零部件不好調(diào)節(jié)，在沖壓和離開時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次沖擊。分析上面的兩種方案后，并針對(duì)，本次課題設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)的機(jī)器使用連續(xù)式來設(shè)計(jì)輪盤。3.3擬定機(jī)器的工作原理圖1.工作原理圖機(jī)器的運(yùn)作由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)安裝的減速器減速后，分出經(jīng)過齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)，并由滑桿連接兩個(gè)沖頭作垂直上下的循環(huán)運(yùn)動(dòng)和由其它各個(gè)齒輪，將電動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力提供給攪拌器和轉(zhuǎn)盤，使其完成攪拌土壤和轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤的工作，這

22、兩條有著不同作用的傳動(dòng)路線。圖3.5 營(yíng)養(yǎng)缽工作原理圖2.繪制兩沖頭工作循環(huán)圖兩沖頭垂直上下運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)候，轉(zhuǎn)盤同時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)60度，因此轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動(dòng)60度（偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)360度）這樣我們將其設(shè)置為一周期根據(jù)周期來進(jìn)行循環(huán)圖的繪制。需要完成沖頭上下所經(jīng)過的行程的計(jì)算，用到的公式為： （3-1）其中 為偏心輪的半徑； 為偏心輪的轉(zhuǎn)角； 連桿長(zhǎng)度； 導(dǎo)桿的長(zhǎng)度。3.4繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖畫出沖頭的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：圖3.6 營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)直線型運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖循環(huán)： 030度，兩沖頭向下；1545度，沖出沖頭并且沖頭隨著圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；1530度，沖出營(yíng)養(yǎng)缽；2030度，沖壓營(yíng)養(yǎng)缽；2045度，沖頭進(jìn)行沖壓并且隨著輪

23、盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)；3060度，兩沖頭向上運(yùn)動(dòng)，離開轉(zhuǎn)盤模孔。4 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算4.1 電動(dòng)機(jī)的確定4.1.1電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算該設(shè)備消耗的功率主要有：1.沖壓時(shí)沖頭垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)土壤進(jìn)行沖壓這時(shí)所受的壓力按照人工沖壓時(shí)的壓力取值為100kg，沖頭垂直上下經(jīng)過的總位移為320mm ，平均需要循環(huán)工作2500次每個(gè)小時(shí)，所消耗功率按下式計(jì)算=式中 F沖頭在往復(fù)運(yùn)動(dòng)沖壓時(shí)受到的平均壓力，單位N； S沖頭每次行程的位移量，單位m ； n沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)，單位 次/小時(shí)。因此 =9.8×100×0.32×250036000.217kw2.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中做功需要克服的摩擦力做工

24、：（1）轉(zhuǎn)盤與輪盤底部零部件產(chǎn)生的摩擦；（2）填料箱中各個(gè)零部件運(yùn)作產(chǎn)生的摩擦；（3）土壤與轉(zhuǎn)盤的摩擦。通過類比法得出輪盤消耗的功率大約為：=0.2kw （參考文獻(xiàn)5）3.攪拌器消耗功率填料箱的體積為：=3.14××0.25=0.02512推動(dòng)的土料需要的平均力：=246.176消耗功率： =246.176×6.908×0.2=0.34kw取 =0.34kw總的工作功率：=+=0.217+0.2+0.34=0.757kw總的機(jī)械效率選用： =0.75則電動(dòng)機(jī)的功率為：=0.7570.75=1.01kw1.01kw<1.1kw 因此滿足給定的1.1k

25、w的電動(dòng)機(jī)的使用。4.1.2確定電動(dòng)機(jī)根據(jù)給定的參數(shù)使用功率為1.1kw的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)以上的運(yùn)算，以及制缽機(jī)主要運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在農(nóng)村與農(nóng)場(chǎng)使用，壓為220V。查表后選擇使用Y90S4型電動(dòng)機(jī)。表4-1 電動(dòng)機(jī)的特性參數(shù)電壓/ V功率/kw轉(zhuǎn)速/r·min效率（%）功率因數(shù)重量 /Kg2201.11400780.782.223采用B3型安裝，安裝尺寸見下表。表4-2 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸系列機(jī)座號(hào)安裝尺寸ABCDEFGHKY系列90S1401005624508209010外型尺寸見下表表4-3 電動(dòng)機(jī)的外型尺寸外型尺寸（不大于）ABACAEDHL1801951552503154.2確定各

26、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)路線有，第一條是經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)，并由滑桿連接兩個(gè)沖頭作垂直上下的循環(huán)運(yùn)動(dòng)；第二條是經(jīng)由其它各個(gè)齒輪，將電動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力提供給攪拌器和轉(zhuǎn)盤，使其完成攪拌土壤和轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤的工作。為了達(dá)到要求的生產(chǎn)率并使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能更好的配合，各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)該根據(jù)以下的條件設(shè)置：1.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 = （4-2）=6.94轉(zhuǎn)/分2.偏心輪的轉(zhuǎn)速因?yàn)檗D(zhuǎn)盤每完成一次工作的循環(huán)，沖頭都會(huì)完成6次垂直上下往復(fù)的工作，則偏心輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算為：=×6=6.94×6=41.64轉(zhuǎn)/分3.總的傳動(dòng)比起始電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過帶傳動(dòng)，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)到偏心輪的轉(zhuǎn)速，這里總的傳動(dòng)比為：

27、=×= 140041.64 =33.6設(shè)計(jì)時(shí)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不可以太大，一般使其510，因此可分配傳動(dòng)比為：=5，=6.7。4.內(nèi)傳動(dòng)路線傳動(dòng)比當(dāng)輪盤完成一個(gè)工作周期，偏心輪一共會(huì)旋轉(zhuǎn)6次，所以計(jì)算時(shí)需滿足兩錐齒輪的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)盤齒輪的傳動(dòng)比兩者的乘積等于偏心輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，即：=·=65.其它齒輪的傳動(dòng)比為了使各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，而且保證輪盤的尺寸以及填料箱的工作要求，設(shè)置兩直齒錐齒輪的傳動(dòng)比=1，則齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比=6。所以就使得齒輪5的轉(zhuǎn)速、填料箱中攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和偏心輪的轉(zhuǎn)速全部都有著一樣的速度。4.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率傳動(dòng)比及功率計(jì)算的公式為：=和=

28、。已知電動(dòng)機(jī)Y90S4，其=1.1KW =1400r/mir，又=5，=6.7，=1，=6，選 =0.95 參考文獻(xiàn)11（第四卷）表33.14 =0.98 參考文獻(xiàn)11（第四卷）表33.11 =0.99 參考文獻(xiàn)11 =0.9 類比法，參考文獻(xiàn)51.各軸轉(zhuǎn)速 軸 =14005=280 r/min軸 =2806.7=41.79 r/min軸 =41.791=41.79 r/min2.各軸功率 由前面的計(jì)算可知，轉(zhuǎn)盤所需功率=0.2 kw。所以有軸 =+=+=0.5490.55 kw軸 =+=+=0.955 kw軸 =0.99 kw5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1模孔轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸轉(zhuǎn)盤上每隔60度有一個(gè)模孔，根

29、據(jù)制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)大小，設(shè)定模孔的高度為H=120毫米，孔徑的大小d=60毫米，使用鑄鐵HT15-33為制作輪盤的材料。因?yàn)椴牧系膹?qiáng)度較低，如果孔與輪盤大圓之間的壁厚設(shè)置的太薄輪盤會(huì)容易損壞，因此在這里將厚度設(shè)置為10毫米，孔與孔之間的壁厚則設(shè)為15毫米，根據(jù)這些精確的數(shù)字我們得以計(jì)算設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)盤整體的結(jié)構(gòu)和尺寸。如圖5-1，經(jīng)過分析計(jì)算我們得出轉(zhuǎn)盤外圓的直徑為230毫米。5.2轉(zhuǎn)盤齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)時(shí)將齒輪與輪盤設(shè)置在一起保證輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此使用相同的材料（HT15-33）。由于材料的強(qiáng)度低使用過多容易損壞，故將模數(shù)設(shè)置大一點(diǎn)，設(shè)模數(shù)m=4毫米，這樣就會(huì)使零件不容易損壞從而獲得更長(zhǎng)的使用壽命。

30、根據(jù),若取小齒輪數(shù)，從而可以算出它們的幾何尺寸。 小齒輪分度圓直徑 大齒輪分度圓直徑 小齒輪齒頂圓直徑 大齒輪齒頂圓直徑 小齒輪齒根圓直徑 小齒輪齒根圓直徑 齒輪取齒寬系數(shù)，則齒寬，經(jīng)過分析后選擇B=30毫米；中心距小齒輪，將其做成實(shí)心的部件，其孔徑是通過與其相互配合的軸的尺寸大小來決定的；大齒輪，將其做成輻板式的部件。它和轉(zhuǎn)盤是同一個(gè)零件，輪盤上的六個(gè)模孔就可以用來當(dāng)作齒輪輻板上的孔，大齒輪的位置和孔徑是根據(jù)滑桿直徑而定。 在設(shè)置齒輪的大小時(shí)，還要根據(jù)填料箱的結(jié)構(gòu)來考慮。由下圖清楚的看到，當(dāng)兩齒輪中心距a太小時(shí)，填料箱的直徑就一定會(huì)相對(duì)的縮小。而上面計(jì)算得出的a=252毫米對(duì)填料箱來說是可以

31、滿足要求的。結(jié)構(gòu)尺寸如圖：圖5.1轉(zhuǎn)盤齒輪5.3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸畫出簡(jiǎn)圖，如圖5.2。它是屬于對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。1 偏心距的確定滑桿上下來回移動(dòng)的距離S， S=100+60=160毫米。參考平面連桿機(jī)構(gòu)，S=2a得到：圖5.2曲柄連桿示意圖 偏心輪選擇使用平鍵，安裝止退墊圈，在軸上使用圓螺母對(duì)其進(jìn)行固定。為了不讓螺母與連桿相接觸，設(shè)計(jì)時(shí)將偏心輪設(shè)計(jì)為凹形，將螺母安置與凹坑中。為了保證使用偏心輪能設(shè)計(jì)的太厚，選在可在15至25毫米內(nèi)。設(shè)計(jì)一個(gè)凸緣增加與軸的配合長(zhǎng)度。偏心輪外圓與偏心銷孔二者之間的壁厚設(shè)置為15毫米，計(jì)算出偏心輪的外圓直徑為210毫米。 圖5.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 2連桿的設(shè)計(jì)為

32、使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)需要滿足條件，曲柄的長(zhǎng)度a不能大于連桿的長(zhǎng)度b,見圖5.3，即。取最小的傳動(dòng)角的數(shù)值適當(dāng)?shù)钠笠稽c(diǎn)，因此，選取為70度。計(jì)算出連桿的長(zhǎng)度： 3偏心銷的裝配 連桿與偏心銷在裝配時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦，因此在其發(fā)生摩擦的部位選擇使用銅套。根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)來確定銅套的厚度為，銅套的長(zhǎng)度，銅套的內(nèi)徑d為25毫米，則 取； 取L=30毫米。 5.4錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計(jì)錐齒輪的時(shí)候，應(yīng)首先確定一些條件：1齒輪的轉(zhuǎn)速比因此兩個(gè)齒輪的齒數(shù)應(yīng)該是一樣的，齒數(shù)設(shè)置為20，即=20；2該齒輪受到較大壓力，因此鑄鋼ZG35，避免被破壞；3該齒輪的功率等于第軸的功率，。根據(jù)以上的條件，使用以下算法計(jì)算錐齒輪的模數(shù)。

33、1） 求錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù) 式中 Z-錐齒輪齒數(shù)； Z=20 -分度圓錐角。 則 2） 代入上式得 3） 根據(jù)求齒形系數(shù)Y4） 查表可得齒形系數(shù)Y=0.282；5） 根據(jù)齒輪材料求6） 查表查的鑄鋼單向工作時(shí)的=16.5公斤/毫米，因?yàn)槠鋫鲃?dòng)方式，所以將只能滿足之前的80%，得7） 求Y值8） 得Y9） 求齒寬系數(shù)一般選取 求錐齒輪平均模數(shù)由上述一些條件查得=4.5；求錐齒輪大端模數(shù)m 由于5.4不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，故實(shí)際選用m=6。根據(jù)計(jì)算得到的錐齒輪的模數(shù)和齒數(shù)，就可以以此來計(jì)算幾何尺寸，用以下方法計(jì)算；分度圓錐角 齒頂高 齒根高 =1.2 6=7.20毫米 齒高 h=+=6+7.2=13.20毫

34、米 分度圓直徑 d=mz=620=120毫米 齒頂直徑 齒根圓直徑 錐距 齒寬 齒頂角 齒根角 齒頂圓錐角 齒根圓錐角 與錐齒輪相互配合工作的軸的直徑?jīng)Q定錐齒輪的孔徑，因?yàn)闉?40毫米，則孔徑與其相同為40毫米；輪轂直徑 輪轂寬度 5.5直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸齒輪5，齒輪6選定模數(shù)m=4，齒輪1，齒輪2現(xiàn)在確定為m=3.又根據(jù)i2=7,確定齒數(shù)z1=17,則z2=17x7=119。之后根據(jù)數(shù)據(jù)用上一小節(jié)的計(jì)算方法，設(shè)計(jì)計(jì)算出齒輪的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)。5.6帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸已知帶所傳遞的名義功率N電=1.1千瓦。根據(jù)表7-5，選擇在正常工作狀態(tài)下系數(shù)值為KI=1的時(shí)候，則可以計(jì)算出功率N計(jì)=KIx

35、N電=1.1千瓦根據(jù)N計(jì)=1.1千瓦和N電=1410轉(zhuǎn)/分，由表7-9查的為O型膠帶，但因?yàn)闄C(jī)器在農(nóng)村使用，日曬雨淋，不容易維護(hù)，容易損壞，所以改用A型膠帶。根據(jù)考表7-3和7-6，選取小帶輪直d1=10厘米：大帶輪直徑d2=ixd1=4x10厘米；驗(yàn)算 <25米/秒，故合用；初定中心距a0， 0.7（d1+d2）<a0<2(d1+d2) 0.7(100+400)< a0<2(100+400) 350<a0<1000,取a0=600毫米;三角膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)為： 從表7-7中我們可以得到A帶相近的計(jì)算長(zhǎng)度L計(jì)=2033毫米，其內(nèi)周長(zhǎng)L內(nèi)=2000毫米；

36、實(shí)際中心距a應(yīng)為： 驗(yàn)算小帶輪包角a1：計(jì)算出這條三角膠帶的根數(shù)Z。根據(jù)表7-8查得，當(dāng)v=7.4米/秒、A型膠帶小帶輪直徑d1=100毫米時(shí)，一根膠帶帶輪所能向后傳遞的功率N0=1千瓦，當(dāng)a1=151.60時(shí)，由表7-9查的K包角0.930；由表7-7查得K帶長(zhǎng)=1.030從而計(jì)算： 取Z=2根。制作皮帶輪的材料選用HT20-40；d軸小=18毫米，d1=100毫米；d軸大=30毫米，d2=400毫米。帶輪的輪槽的設(shè)計(jì)。帶傳動(dòng)和大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸見圖5.4和圖5.5 圖5.4 帶傳動(dòng)示意圖 圖5.5大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸圖 5.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以軸當(dāng)作例子對(duì)本次設(shè)計(jì)的機(jī)器的軸的結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)進(jìn)行分析

37、說明。這個(gè)軸上裝配了一個(gè)正齒輪、一個(gè)圓錐齒輪和一個(gè)偏心輪。設(shè)計(jì)時(shí)不但需要考慮軸強(qiáng)度，還要使其剛度達(dá)到滿足。在受力時(shí)，安裝軸需要防止斷裂，因此我們要求出它的最小直徑： 厘米 式中 A系數(shù)，軸的制作材料選用為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得A=12； NIIII軸所傳遞的功率，NII=0.845千瓦； nIIII軸的轉(zhuǎn)速，前面已經(jīng)計(jì)算nII=50.4轉(zhuǎn)/分。 代入上式則得 厘米=30.9毫米。因?yàn)檩S上的鍵槽會(huì)一定程度的減小軸的強(qiáng)度，所以軸的直徑可以加大，選用標(biāo)準(zhǔn)直徑d=35毫米。計(jì)算出了軸的最小直徑，就可以進(jìn)行具體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如齒輪、偏心軸定位的軸肩曾加套筒以防其直徑太小，套筒可以幫助承受軸向壓力

38、。使用圓螺母和止退鏍圈對(duì)齒輪、偏心輪的軸端進(jìn)行固定。5.8總裝配圖 總裝配圖如圖5.6所示。 圖5.6營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)總裝配圖6主要零件的強(qiáng)度校核6.1轉(zhuǎn)盤齒輪（齒輪5、齒輪6）的強(qiáng)度校核知小齒輪5的制作材料選用35號(hào)鋼、大齒輪6的制作材料用鑄鐵HT20-40、尺寬B=30毫米，取截荷系數(shù)K=1.3. 根據(jù)介紹的方法進(jìn)行驗(yàn)算：比較乘積，取其中較小值。查表得大、小齒輪的齒形系數(shù)Y6=0.301,Y6=0.258;查表得大、小齒輪的許用彎曲應(yīng)力為6=7.5公斤/毫米，5=17.4公斤/毫米。因?yàn)殚_式傳動(dòng)齒的齒面容易受到磨損，因此許用彎曲應(yīng)力值應(yīng)該為之前的80%，則實(shí)際許用彎曲應(yīng)力值的計(jì)算為： 比較乘積

39、值，得: 不能使用較大的數(shù)值因此選取較小的數(shù)值，所以大齒輪的 。求尺寬系數(shù)。根據(jù)B=得到 總 結(jié)本文設(shè)計(jì)出來的營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)能夠更好的生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)缽，營(yíng)養(yǎng)缽能使種子、秧苗在移植前擁有充足的養(yǎng)料，并在發(fā)芽后能夠快速方便的將其移植到田地。本次設(shè)計(jì)的營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)。根據(jù)指導(dǎo)老師給定的參數(shù)，從最基礎(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)缽的尺寸大小開始設(shè)計(jì)。但設(shè)計(jì)的最重點(diǎn)是各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要滿足機(jī)器各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的精度和生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)出的傳動(dòng)系統(tǒng)必須有很高的精度而且各傳動(dòng)元件與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間需要精密配合，可以完成各零部件的共同的工作。文章內(nèi)通過對(duì)目前已經(jīng)現(xiàn)有的制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)功能等進(jìn)行分析，并針對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，進(jìn)行改進(jìn)和保留從而設(shè)計(jì)出一種新型的營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)。新型的營(yíng)養(yǎng)缽制缽機(jī)從營(yíng)養(yǎng)缽的設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行一一的分析討論，得出最好的總體方案。按照設(shè)計(jì)好的方案開始對(duì)各部件進(jìn)行分析計(jì)算與設(shè)計(jì)得出制缽機(jī)大概的整體結(jié)構(gòu)，然后分別從各個(gè)不同