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1、浙江理工大学本科毕业设计本科毕业设计（论文）题 目： 插秧机机械变速箱设计 学 院： 机械与自动控制学院 专业班级： 机械制造及其自动化（4）班 姓 名： 王磊 学 号： B09300423 指导教师： 李革 教授 2013 年 05月 19日浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业论文诚信声明我谨在此保证：本人所写的毕业论文，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。论文主体均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。 声明人（签名）： 年 月 日摘 要随着农业技术的发展，机械化生产显得越来越重要。因为在
2、这个年代生产效率对我们的日常生活尤为重要。每个人都需要食物。插秧机就在农业生产中扮演重要角色。作为插秧机中的一部分，变速器起到控制其运动规律的作用。通过对市场现有插秧机变速箱的调查研究，我发现一些插秧机的变速箱在可靠性方面欠佳，还有的在机器操纵方面显得比较繁琐。面对这种情况，我找到一些可以解决这些问题的措施。所以本篇论文主要针对插秧机的变速箱进行设计。论文包括插秧机变速箱的背景，变速箱的功能，以及变速箱的设计计算等方面。设计方面主要包括传动系统的设计，操纵系统的设计以及箱体的设计。设计中主要应用PRO/E5.0和CAD2008工程制图软件。关键词：插秧机；变速箱；传动系统；操纵系统Abstra
3、ctWith the development of the argucultural technology, the mechanized production become more and more significant. Because the production efficiency is very vital for our daily life. Everybody needs food. And the rice transplanter play an important role in the argucultural production. As a part of r
4、ice transplanter, the gearbox control its form of exercise. According to the study of the market, I find some problem of prevelant gearbox of rice transplanter. Such as the control system is lack of reliability, the machine operation is not very convenient and so on. So face to the phynomenon, I tak
5、e some measures to treat revelant problems. So this dissertation mainly introduct the design of gearbox. It include the background of gearbox of rice transplanter, the function of gearbox and the calculations about the design of gearbox of rice transplanter. And design of gearbox mainly include the
6、design of transmission system, the design of control and the design of box. This design rely on PROEWildfire 5.0 and AutoCAD 2008.Key words: rice transplanter; gearbox; transmission system; control ststem 目 录摘 要ABSTRACT第一章 绪 论61.1引言61.2 国内外研究状况和发展趋势61.2.1 国内插秧机研究状况61.2.2 日本插秧机研究状况71.3高速插秧机的结构组成71.4高
7、速插秧机中常用的几种变速方式91.5 课题研究目的及意义101.6 设计的主要内容10第二章 传动方案的确定112.1高速插秧机传动关系112.2 机械式变速器传动方案11第三章 基本参数的确定与计算133.1 发动机额定参数133.2 传动比的确定133.3 传动装置运动、动力参数运算133.3.1 各轴转速133.3.2 各轴功率133.3.3 各轴转矩143.4 直齿圆柱齿轮的设计计算143.4.1设计计算低速级齿轮参数143.4.2 其他齿轮参数183.5 直齿圆柱齿轮的受力计算19第四章 轴的设计计算204.1 输入轴的设计计算204.1.1估算轴的直径204.1.2轴的结构设计20
8、4.1.3 花键类型的选取214.1.4 轴承类型的选取214.1.5 具体长度的选取214.2 输出轴的设计计算224.2.1估算轴的直径224.2.2轴的结构设计224.2.3具体长度的选取234.3 惰轮轴的设计计算244.3.1估算轴的直径244.3.2 轴的结构设计244.3.3 具体长度的选取254.4 输出轴的强度校核及轴承寿命校核254.4.1 按弯扭合成强度条件校核254.4.2 对轴端轴承进行寿命校核264.5 惰轮轴的强度校核及轴承寿命校核274.5.1 按弯扭合成强度条件校核274.5.2 对轴端轴承进行寿命校核28第五章 离合器的选用和装配305.1 离合器的选用30
9、5.2 摩擦片式离合器简介305.3 摩擦片式离合器原理305.5 摩擦片式离合器装配主要结构32第六章 操纵系统及箱体相关设计336.1 操纵系统设计主要内容336.2 操纵系统相关装配336.3 箱体的加工及实物图33第七章 总结与展望357.1论文总结357.2进一步工作展望35参考文献36致谢38第一章 绪 论1.1引言我国是传统的农业大国，水稻的产量在我国的粮食作物中最高，比世界稻谷单产的平均值还要高出一倍多，是我国的主要的粮食作物。由此可见，水稻在我国的粮食生产中占有十分重要的地位。水稻一般要在特定季节里生产，同时育秧移栽、灌溉等生产技术较为复杂，采用传统人工种植方式的劳动强度很大
10、，由于水稻种植技术在水稻生产环节中的作用举足轻重，多年以来，我国大部分从事水稻生产的农村地区一直沿用人工插秧的劳作方式，由于技术落后、效率低，广大农民朋友迫切需要早日摆脱这种繁重的体力劳动1。1.2 国内外研究状况和发展趋势 1.2.1 国内插秧机研究状况 我国的插秧机行业是伴随着国家农机化的进程而发展的，我国从20世纪50年代开始研究水稻插秧机，是最早从事水稻插秧机研究和生产的国家之一。我国水稻插秧机的研究历史大致可以划分为四个阶段2：1）人力水稻插秧机：这是在1956年研制的一款基于梳齿纵拉分秧原理的试验样机，它在随后的田间试验中验证了实现插秧机械化的可能性。2）机动水稻插秧机：这一类插秧
11、机上应用了我国独创的转臂滑道分插机构技术，它的成功研制使我国的插秧机进入了专业化生产阶段，但是这类机型也具有机构复杂、取秧可靠性差、插秧质量不高等缺点，需要进一步改进。 3）2ZT系列机动插秧机：这是我国在2Z系列插秧机的基础上，根据日本曲柄摇杆式分插机构，研制出的一款新机型，插秧频率高达263次/分钟，在栽插带土中、小苗方面的效果较为理想3。4）高速水稻插秧机：20世纪90年代，国内一些知名高校、科研院所和农机企业开始着手研发高速水稻插秧机上的一些关键部件，由于技术水平限制，当时还主要是对整机进行仿制，目前我国部分企业已经开发出自主品牌的高速水稻插秧机，但与日本、韩国相比，在关键技术方面还有
12、很大差距，在今后一段时期内，我国的科研人员在高速水稻插秧机的研发方面任重而道远。 1.2.2 日本插秧机研究状况 日本水稻插秧机技术一直处于世界领先水平，早在19世纪50年代，日本国内就零零散散的对水稻插秧机进行了研究，并在19世纪末颁布了插秧机技术相关的专利。在20世纪50年代日本国内对水稻插秧机的相关技术进行了集中的整理和研究，到1990年时，日本的机械插秧面积在水稻种植面积中所占比例就已经高达98.4%。韩国虽然起步较晚，但由于引进了日本的先进技术，发展迅猛，水稻插秧机械化程度较高，到1996年时韩国的机插面积就已经占到整个水稻种植面积的97%。现在以日本为例，简单的介绍一下国外水稻插秧
13、机的发展历程，日本在这方面的研究大致可以分为以下三个阶段4：1）步行式插秧机：20世纪50年代，日本研制出了以久保田SPS-28型插秧机为代表的步行式插秧机，该类插秧机采用曲柄连杆式分插机构，插秧频率可以达到200次/min,极大的提高了插秧效率，但由于没有推秧装置，插秧质量较低5。2）机动式插秧机：20世纪70年代，日本研制出了曲柄摇杆式的分插机构，采用液压仿形机构的推秧装置，并应用了最新的材料和工艺，有效地减轻了机器的振动、增加了插秧的可靠性，使得插秧频率达到270次/min，但是机构较为复杂，加工制造要求高，而且有时会出现分秧不均的缺陷。3）高速插秧机：20世纪80年代中期，日本成功研制
14、出了对称布置的行星齿轮式分插机构，该类分插机构具有性能稳定可靠、振动小等特点，并且插秧质量较好，采用对称式结构使得栽植臂的驱动轴每旋转一周可以插秧两次，极大地提高了插秧效率，据实验记载，该机构的分插频率能达到350-440次/min，在当时，这种成果在水稻插秧机高速化方面的研究取得了突破性的进步。时至今日，日本依然在高速水稻插秧机的研制技术方面领先于世界，日本国内的久保田、井关、洋马等农机企业的研发团队庞大、经验丰富，他们研制出的高速插秧机性能稳定可靠、行驶机动灵活、插秧效果好，并且乘坐舒适、操纵方便，深受广大农户的好评6。1.3高速插秧机的结构组成 高速插秧机的结构复杂，是集机、电、液一体的技术组合，一台性能优越的高速插秧机不仅要在结构、功能方面满足要求，保证易操作且插秧性能稳定可靠，同样在整机的外观设计上也应满足现代美学的要求，这样才能在
