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1、 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 29 页1 绪论1.1 我国目前的育秧科技的发展和存在的问题我国是一个农业大国，水稻、玉米等农作物的产量高居不下，随之不断发展的育秧技术也快速的发展。就拿水稻栽培来说吧，从我国的水稻栽培技术的发展历程可以看出我国的农业育秧科技正在迅猛的发展。以往的农民种田存在着三弯腰的插秧问题，不仅劳动强度啊、育秧面积较大，而且不利于管理，这样培育出来的秧苗，因缺乏温室的催芽及催苗技术处理，秧根小、秧苗弱、整齐度差，不利于培育壮秧 ，其产量未能获得较大的提高，同时由于育苗时间和品种都不能统一，优良品种难以推广，影响了良种的推广和品种的合理布局。针对这种情况推广了
2、水稻抛秧栽培技术。它是当前水稻栽培措施改革的一项新技术，它解决了农民种田三弯腰的插秧问题，降低了劳动强度，提高了劳动生产率，是最受农民欢迎的的技术措施之一。水稻抛秧具有用种量少、育秧面积小、便于管理、抛后回青快、分蘖节位低、生长迅速、够苗早、成穗率高、产量高等优点。1.2 立体化育秧设备的发展随着社会科技水平的高速发展，人们的生活条件、经济水平都在飞速发展，从而导致社会竞争非常激烈。这样的环境使人们有一种追逐高效率省时的趋势。由于经济条件的极大提高，有车一族的数量每年都在增涨，使城市道路交通变得异常拥挤。各大城市高峰时塞车已经成为天天可见的一道景观。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。平面停
3、车场已无法解决城市停车问题，这就迫使停车空间向空中或地下发展，立体停车库的出现并非偶然。随着近年我国育秧技术的发展，用于育秧的土地也在逐渐增加，为了减轻严峻的用地问题，现在也发展起来一些立体的育秧设备，这样不仅能够减少占地面积，提高土地的利用率，还能够提高工作效率进而提高经济效益。但是目前国内使用的立体育秧设备主要是固定的立体育秧架。这种立体育秧架虽然有很多优点，但是我们也可以看出这些设备占地面积还是大，而且它一样需要较多的工作人员来从事强度很高的工作，而且因为是固定的，就不可避免的有育苗受阳光照射不均的问题，导致育苗的生长程度不尽相同。本课程设计的自动循环立体育秧房主要由大量通用部件和少量专
4、用部件组成的一种高效培育设备。由于此类装置是立体结构所以它能减少占地面积而且可与电器设备联系起来，实现控制的自动化，给我们带来极大的便利。该类设备还可以有多种形式，可以设立在地上，也可以在地下，外观也很美观。总之，此类设备有很好的发展前景，能适应社会的发展，在科技飞速发展的当今，凭借着诸多良好的特点，必然有更广阔的发展潜力。1.3 自动循环式立体育秧技术应用前景展望自动循环式立体育秧房的构想以其非常高的实用性在不久的将来一定会被应用在实践中。我们应该充分发挥自动化立体育秧技术的立体化和自动化两方面功能。自动循环式立体育秧技术的发展，应该是与工业、科技的发展相适应。现代化大生产，越来越促使农业生
5、产自动化、专业化、集中化。自动循环式立体育秧技术能否得到迅速的应用和发展，已成为农业生产中高科技的一个象征。随着科学技术的进步，育秧技术将进一步向系统化、自动化、无人化方向发展，育秧管理也将向计算机化、网络化的趋势发展。自动循环式立体育秧房在农业的应用将为进一步提高农业的综合经济效益发挥着重要的作用。2 拟定设计方案通过综合考虑各方面因素和对现有机构的查询了解，初步确定以下方案：采用三相异步电机；传动方式采用齿轮传动和链传动。传动原理图如下图：图1 本设计的传动原理图初步选取齿轮和链轮的齿数和传动比。由图可以看出该装置的工作原理是电动机通过减速器带动传动机构运转, 在牵引构件(链条)上, 每隔
6、一定距离安装一吊篮, 吊篮随链条一起作循环运动, 达到均匀光照，合理培养的目的。它主要由钢结构骨架、机械传动系统、电气及自动控制系统组成, 其中, 机械传动系统是设备的核心。链条选用滚子链，吊篮个数为14个图2 吊篮简图3 设计计算3.1 电动机的选择在选择电机时,首先应考虑到生产情况对电机的要求,要设计的该种装置工作的环境比较复杂,并有些小量冲击。因此,要求电机有防潮及防震装置,并且要连续进行工作。采用齿轮减速，因为齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由电动机输出,通过减速系统传动,把动力输入到执行机构。
7、3.2 选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压为380V、Y型。3.3 选择电动机的容量电动机所需的工作功率：(kw) (3-1) (kw) (3-2)故(kw) (3-3)传动总效率为：查表可知在传动过程中， 二级齿轮减速器的效率为= 0.960.99； 滚动轴承的传动效率为= 0.940.98；滑动轴承的效率为其中：齿轮传动效率（7级精度） 取=0.96 轴承传动效率 取=0.97 工作机传动效率 取=0.95 链传动效率 取=0.92 链拉力的计算：按链条的变拉力最大时求。即：当14个吊篮中有7个放满时，设每个吊篮满时的重量100kg左右。则 F=7x
8、100x10=7000N。链速初定为3m/min ,则所以选择齿轮减速电机型号为YTC250，其功率为P=1.1 kW ，减速后输出转速为= 31r/min。根据该立体装置的结构形式，电动机，减速器在顶部安装，为了安装方便，将电动机和减速器结合在一起，即减速电动机。3.4 传动比分配总传动比，初取齿轮的传动比,链轮的传动比。3.5 计算机构各轴的运动及动力参数1）计算各轴转速I轴转速 II轴转速 2） 计算各轴输入功率I轴输入功率 II轴输入功率 3） 计算各轴的输入转矩电动机输出转矩 I轴输入转矩 II轴输入转矩 4 传动结构的设计传动方案的设计应在满足功能要求的前提下从设计制造、能源和原材
9、料消耗、合理经济的使用寿命、管理和维护等各方面进行综合考虑，使传动方案的费用最低，提高性价比。4.1 链传动的设计链传动属于啮合传动,与齿轮传动相似但它靠中间零件-链条实现传动，与其它传动相比有一些优点：与带传动相比,没有弹性滑动,传动比准确，传动可靠,张紧力小，装配容易,传动效率可达98%；与齿轮传动相比,可以有较大的中心距；可以在高温或润滑油的环境下工作。1）选择链轮齿数估计链速 V=0.06m/s 取，传动比，则大链轮的齿数2）初步确定中心距 (4-1) 3）估算链节数取4）设计功率由机械设计师手册查表得，工况系数Ka=1,小链轮齿数系数K2=1.2，排数系数Km=1,所以 Pd=KAx
10、P/(K2xKm)=1x0.22/(1.34x1)=0.19KW。5）链条节距根据PD=0.19KW和n2=6.2转/分，查得链号为20A，节距31.75mm的滚子链。6）确定中心距7）验算速度8）工作拉力9）作用在轴上的载荷10）润滑方式根据滚子链节距P=31.75mm和链条速度V=0.06m/s，查表选用润滑方式一即用油刷或油壶人工定期润滑。11）链条标记根据设计计算结果，决定采用单排20A滚子链，节距为31.75mm，节数为80，其标记为20A-1-80 GB/T1243-1997。表1 链轮尺寸参数名 称/符 号计算公式小链轮大链轮链轮齿数/zz1957分度圆直径/dd=p/sin(1
11、80。/z)192.9mm576.35mm齿顶圆直径/dadamax=d+1.25p-drdamin =d+(1-1.6/z)p- dr213.54mm596mm齿根圆直径/dfdf=d -dr173.85mm556.30mm最大齿根距/Lx奇数齿Lx=dcos(90。/z) dr偶数齿Lx= df=d -dr173.1mm556.08mm 图3 大链轮的结构简图由图可以看出链轮的直径较大，采用腹板结构并在腹板上加孔。链传动运动不均匀，有冲击，而在本设计中低速传动需要承受较大的载荷，所以链轮的材料应该保证轮齿有足够的强度和耐磨性，链轮材料选择：40Cr性能特点：具用较高的耐磨性和强度。链轮的结
12、构采用整体式，并采用铸造链轮。润滑方式为滴油润滑。保证链传动的良好润滑，从而缓冲冲击，减少摩擦，延长链轮寿命。4.2 齿轮传动的设计计算齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动方式。齿轮传动的主要优点是传动效率和速度的范围很广，传动比准确、可靠，传动效率较高，寿命长，结构准确。a） 选择材料、确定初步参数1) 选材料 小齿轮：40Cr钢调制，平均取齿面硬度为260HBS大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为55，则大齿轮的齿数为555=1653) 齿数比即为传动比 4) 选择尺宽系数d和传动精度等级情况参照相关手册并根据以前学过的知识选取 d=0.6初估小齿
13、轮直径d1=150mm，则小齿轮的尺宽为b=dd1=0.6150=90mm5) 齿轮圆周速度为： 参照手册选精度等级为8级。 6) 计算小齿轮转矩T17) 确定重合度系数Z、Y：由公式可知重合度为则由手册中相应公式可知：8) 确定载荷系数 KH 、KF确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为KA=1.5确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.14确定齿间载荷分布系数KHa、KFa：则 载荷系数KH、KF 的确定，由公式可知b) 齿面疲劳强度计算1) 许用应力H总工作时间th，假设寿命为5年，每年工作300天，每天工作8个小时，则： 应力循环次数 N1、N2寿命系数 Zn1、Zn2 ，
14、查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.0接触疲劳极限取：hlim1=720MPa、hlim2=580Mpa安全系数取：Sh=1.2许用应力 h1、h22） 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.53） 求所需小齿轮直径d1与初估大小基本相符。4） 确定中心距，模数等几何参数中心距a：， 圆整中心矩取348mm模数m：由中心矩a及初选齿数Z1 、Z2得：，可取齿轮模数为3计算分度圆直径d1，d2 确定尺宽：取大齿轮尺宽为 b1=1650.6=99mm小齿轮尺宽取 b2=150mmc) 齿根抗弯疲劳强度验算1) 求许用弯曲应力 F应力循环次数NF1、NF2 寿命系数Yn1、Yn2 ，查阅相关手册选取Yn1=1、Yn2=1 极限应力取：Flim1=290MPa、Flim2=220Mpa尺寸系数Yx：查阅机械设计手册选，取Yx=1.4安全系数SF：查阅机械设计手册，取SF=1.4需用应力F1 、F2 ,阅机械设计手册,用弯曲应力 2) 齿形系数YFa1、YFa2 查阅机械设计手册，取
