棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計 ——吊杯的設計,設計者： 吳國華指導老師： 肖麗萍班 級： 機制052班學 號： 20050447,棉花秧苗移栽機的設計程序,設計思想 移栽機總體結(jié)構(gòu) 移栽機工作原理 吊杯的設計 吊杯導向裝置 吊杯彈簧設計計算,設計思想,在眾多秧苗移栽機構(gòu)中，許多秧苗的打開裝置不夠穩(wěn)定，導致秧苗容易受損，容易漏苗、傷苗，大大的降低了工作效率。為了避免秧苗受損且提高工作效率，降低成本。本文在秧苗的打開裝置上做了改進，在鉗夾式移栽機上做了簡單的改進，設計了一種吊杯式結(jié)構(gòu)的移栽機。這種移栽機具有專門的吊杯打開導向裝置，屬于半自動移栽機，結(jié)構(gòu)簡單傳動平穩(wěn)，降低了人的勞動程度，提高了工作效率。,移栽機總體結(jié)構(gòu),移栽機的工作原理,拖拉機后輪驅(qū)動，地輪在驅(qū)動力的作用下轉(zhuǎn)動，帶動和地輪同軸的鏈輪；然后此鏈輪帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，繼而將力傳給鏈輪；當?shù)醣阪溳喌淖饔孟罗D(zhuǎn)動到最低位置時，吊杯在導軌的強制力的作用下打開，將缽苗放入由開溝器開出的溝內(nèi)，隨后在覆土器和鎮(zhèn)壓輪的作用下，完成栽植工作。,吊杯的設計,吊杯導向裝置,吊杯彈簧的設計計算,請各位老師批評指正！謝 謝！,題目： 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計 ————吊杯的結(jié)構(gòu)設計學 院姓 名學 號專 業(yè)年 級指導教師年 五 月棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計i摘 要育苗移栽能夠提早作物的生育進程、提高單產(chǎn)，能有效抵御大風、雨害、低溫等自然災害，并且節(jié)省種子。由于江西的地理條件等因素，通常都采用鋪膜種植的方式來提高地溫，保墑，還能夠抑制很多雜草。要實現(xiàn)膜上打穴移栽，保質(zhì)保量的在緊迫的春種季節(jié)完成移栽，是農(nóng)民豐產(chǎn)豐收的前提。在我國，打穴移栽作為一種常規(guī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術己在生產(chǎn)實際中得到廣泛應用，但是，傳統(tǒng)的人工打穴移栽方法存在的勞動強度大、勞動生產(chǎn)率低、移栽速度慢、經(jīng)濟效益差等問題始終沒有得到有效的解決，實現(xiàn)打穴移栽機械化已成為生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。吊杯式移栽機是鋪膜移栽機械中栽直率較好的機械，但直接投苗不夠方便安全，而且容易漏苗，大面積移栽效率低。本文設計了一種簡單可靠的投苗機構(gòu)，由人工將秧苗喂入到轉(zhuǎn)動的吊杯中，秧苗隨著鏈條轉(zhuǎn)動，快到達苗溝時，吊杯被導軌強制性打開，秧苗落入苗溝，然后覆土、鎮(zhèn)壓，完成整個移栽過程。它調(diào)整簡單方便，能夠較大的提高整機的工作效率，降低了漏苗率。關鍵詞：打穴，吊杯，移栽機，缽苗棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計iiAbstract Raise seedlings and transplant can increase crop production in every unit area, and make upgrowth ahead of time, which can withstand gale, harmful rain, low temperature, and other nature disaster. Besides, it also saving seed. Because of the weather condition in jiangxi province, seeds are usually grown under the film by farmer, it is useful to improve the soil temperature, keep moisture and restrain weeds. Punch transplanted is precondition of foison for the farmer in busy spring.Punching transplanting is a normal agricultural technology in china, but the traditional and manual methods of transplanting have many problems which could not be resolved up to now. So it is an immanency task to realize transplanting mechanization in China.The nacelle-type transplanter is a good machinery for transplant film, but it is not convenient and safe to directly drop seedling and it is easy to leave out seedling when the machine is operated and its work efficient is low when seedlings are transplanted over the larger areas. Now a simple and credible type of machine was designed, which was easy and convenient to be operated and adjusted. The efficiency of the machine is much more greatly improved. There is less seedling to leave out in work progress.Key words:Punch，Hanging Cup ,transplanter,tray seedling棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計iii目 錄摘 要 IABSTRACT .II1 緒 論 - 1 -1.1 移栽機的分類 .- 1 -1.1.1 按自動化程度分類 .- 1 -1.1.2 按栽植器的結(jié)構(gòu)特點分類 .- 1 -1.2 方案的確定 .- 3 -2 移栽機的整體設計 - 4 -2.1 移栽機的整體結(jié)構(gòu)及工作原理 .- 4 -2.2 主要部件簡介 .- 4 -2.2.1 吊杯的結(jié)構(gòu)設計 .- 4 -2.2.2 傳動設計 .- 5 -2.2.3 其它部件的設計 .- 6 -3 吊杯的設計 - 7 -3.1 零速原理 .- 7 -3.2 缽苗的形狀 .- 7 -3.3 移栽機構(gòu)(吊杯的設計) .- 8 -3.4 彈簧的選擇 .- 9 -3.5 危險截面的校核 .- 9 -4 國內(nèi)外的移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀 .- 10 -4.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀 - 10 -4.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀 - 10 -5 總 結(jié) .- 12 -參 考 文 獻 - 13 -致 謝 .- 14 -棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 1 -1 緒 論育苗移栽技術的應用可以避開春季自然災害，適時移栽能夠保證畝株數(shù)，達到苗齊、苗壯；移栽能提早作物的生育進程、提高單產(chǎn)，還能有效抵御幼苗期的大風、雨害、低溫等不利天氣，可節(jié)省種子 30％～50％ 。[1]大量的研究表明，我國土地密集型農(nóng)產(chǎn)品處于明顯的劣勢，因此，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量是一個非常迫切的問題 。采用育苗移栽技術能使苗齊、苗壯、成活率高、光溫[2]水氣利用充足和抗病能力強等優(yōu)點，還能顯著提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)，并且可以避免育苗期干旱、凍害等自然災害，現(xiàn)已成為獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的一種重要種植方式 。[4]育苗移栽作為一種新農(nóng)藝，使作物的全生育期延長，它有利于提高作物產(chǎn)量。此外，棉花缽苗移栽雖然主根可能受到損傷，但移入大田后，卻能促進側(cè)根的大量生長。綜合來看，育苗移栽是加快實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的重要措施 。[6]1.1 移栽機的分類當今，各國都在進行移栽機的研制，研制出的移栽機也不盡相同，不同移栽機能夠移栽不同作物。目前，我國對移栽機械并沒有統(tǒng)一的分類標準，根據(jù)移栽機的工作特性和移栽對象，可對移栽機械進行不同的分類 。[7]81.1.1 按自動化程度分類(1)手工移栽器：所有的移栽作業(yè)均由手工操縱移栽工具完成，結(jié)構(gòu)簡單，但效率很低，人的勞動強度較大，不適合大面積作業(yè)。(2)半自動移栽機：機器在移栽工作過程中，是由人工分出單棵的秧苗并喂入移栽機，由機具完成開溝（或打穴） 、栽苗、扶苗、覆土和鎮(zhèn)壓等工作。(3)全自動移栽機：機器在移栽過程中，是由機械喂入一組秧苗，如一張苗盤，由機具完成分苗和開溝（或打穴） 、栽苗、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)。1.1.2 按栽植器的結(jié)構(gòu)特點分類(1) 鉗夾式移栽機（圖 1-1）：此移栽機一般是由人工將秧苗喂入到轉(zhuǎn)動的鉗夾上，秧苗被夾持并隨移栽盤轉(zhuǎn)動，到達苗溝時，鉗夾打開，秧苗落入苗溝，然后覆土、鎮(zhèn)壓，完成整個移栽過程 。這種移栽機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，株距和栽植深度穩(wěn)定，最[9]大的優(yōu)點是移栽平穩(wěn)，秧苗直立度較高，工作效率在較低速的情況下，可以保證不漏苗；在高速的情況下，由于是人工喂苗，工作效率大大下降，漏苗、缺苗率大大增加。這種移栽機的應用較少，有被淘汰的趨勢。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 2 -圖 1-1 鉗夾式移栽機1.橫向輸送鏈 2.鉗夾 3.機架 4.栽植盤 5.鎮(zhèn)壓輪 6 開溝器(2) 鏈夾式移栽機 （圖 1-2）：工作過程與鉗夾式基本相同，鏈夾式移栽機的鉗[10]夾安裝在栽植環(huán)形鏈上，鏈條一般由地輪驅(qū)動，當鉗夾轉(zhuǎn)動到上部水平位置時，由人工將秧苗喂入到打開的鉗夾內(nèi)，當鉗夾轉(zhuǎn)動進入滑道后，鉗夾關閉，秧苗被夾住，并隨鉗夾向下輸送，當秧苗達到與地面垂直時，鉗夾脫離滑道，自動打開，秧苗隨之落入由開溝器開出的溝內(nèi)，此時秧苗根部被回土流覆蓋，在鎮(zhèn)壓輪的鎮(zhèn)壓下將土壤壓實，完成栽植過程。此種栽植機優(yōu)點是移栽穩(wěn)定，但效率低，易漏苗、缺苗。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 3 -圖 1-2 鏈夾式移栽機1.開溝器 2.機架 3.滑到 4.秧苗 5.環(huán)形鏈6.鉗夾 7.地輪 8 傳動鏈 9 鎮(zhèn)壓輪(3) 導苗管式移栽機（如圖 1-3）：這種移栽機根據(jù)缽苗進入苗溝的形式不同分為推落苗式、指帶式和直落苗式三種 。工作時，由人工或機械將秧苗放入喂入器的喂[12]3入筒內(nèi)，當喂入筒轉(zhuǎn)到導苗管的上方時，喂入筒下面的活門打開，秧苗靠重力下落到導苗管內(nèi)，通過傾斜的導苗管將秧苗引入到開溝器開出的苗溝內(nèi)，然后進行覆土、鎮(zhèn)壓，完成栽植過程。這種移栽機秧苗在導苗管中的運動是自由的，不易傷苗。秧苗靠重力落到苗溝中，在調(diào)整導苗管傾角和增加扶苗裝置的情況下，可以保證較好的秧苗直立度、株距均勻性和深度穩(wěn)定性，且作業(yè)速度較高,缺點是調(diào)整比較復雜，受車速影響明顯。圖 1-3 導苗管式移栽機單組結(jié)構(gòu)1.苗架 2.喂入器 3.平機架大梁 4.四桿仿形機構(gòu) 5 開溝器 6.柵條式扶苗器 7.覆土鎮(zhèn)壓輪 8.導苗管1.2 方案的確定通過調(diào)查研究得知，農(nóng)民在移栽棉花的過程中遇到的最大問題不是移栽的速度，而是來回往返挎苗所消耗的時間和精力。所以，移栽機研究開發(fā)不應當單純追求自動化和高速度，相反簡單適用、成本低廉、比較實用的移栽機更加適合中國的國情，為棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 4 -廣大棉農(nóng)所接受。本文設計的主要目標是結(jié)構(gòu)簡單、實用，既能夠降低勞動強度，又要保證提高栽植質(zhì)量。 通過對上面幾種移栽機進行分析，這幾種機構(gòu)秧苗的脫落不夠穩(wěn)定，導致秧苗容易受損，容易漏苗、傷苗，大大的降低了工作效率。為了避免秧苗受損提高工作效率，降低成本。本文在秧苗的打開裝置上做了改進，在導苗管式移栽機單組結(jié)構(gòu)基礎上做了簡單的改進，設計了一種吊杯式結(jié)構(gòu)的移栽機。這種移栽機具有專門的吊杯打開導向裝置，屬于半自動移栽機，結(jié)構(gòu)簡單傳動平穩(wěn)，降低了人的勞動程度，提高了工作效率。2 移栽機的整體設計2.1 移栽機的整體結(jié)構(gòu)及工作原理移栽機的結(jié)構(gòu)如圖 2- 1 所示。其工作原理為：拖拉機后輪(1)驅(qū)動，地輪(3)在驅(qū)動力的作用下轉(zhuǎn)動，帶動和地輪(3)同軸的鏈輪；然后此鏈輪帶動鏈輪（10）轉(zhuǎn)動，繼而將力傳給鏈輪（6） ；當?shù)醣?）在鏈輪的作用下轉(zhuǎn)動到圖 2-1 所示最低位置時，吊杯在導軌的強制力的作用下打開，將缽苗放入由開溝器(7)開出的溝內(nèi)，隨后在覆土器(11)和鎮(zhèn)壓輪(12)的作用下，完成栽植工作。 圖 2-11.拖拉機后輪 2.缽苗架 3.地輪 4.座椅 5.吊杯 6.鏈輪7.鏈輪 8.開溝器 9.導軌 10.鏈輪 11.覆土板 12.鎮(zhèn)壓輪為使結(jié)構(gòu)簡單，在工作過程中，由坐在座位(4)上的操縱人員將放在缽苗架(2)上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機的速度和鏈條的長度，將 29 個吊杯均勻分布在鏈條上。其中，鏈輪(6)的作用是使吊杯(5)呈現(xiàn)出一定的傾斜角度，以便于操縱手投放棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 5 -入棉花缽苗。2.2 主要部件簡介2.2.1 吊杯的結(jié)構(gòu)設計根據(jù)要求本文設計了一套傳動平穩(wěn)的吊杯導向裝置，設計了與之匹配的吊杯，吊杯由一圓柱缽管, 一彈性裝置和兩個擋板等組成，原始狀態(tài)彈簧處于輕微拉緊，與缽桿鏈接的兩塊底板處于閉合，秧苗放在缽桶內(nèi)，當?shù)醣S鏈條傳動快到達開溝器是，缽桿被導向軌強制打開，底板隨之打開，秧苗掉入開溝器開的溝內(nèi)，然后吊杯又被導向軌和吊杯中彈簧強制閉合，完成一次吊杯的打開閉合。2.2.2 傳動設計（1）鏈輪的設計根據(jù)主要技術參數(shù)，可確定工作需要 2 類鏈條，1 類采用 16A 標準鏈條，直接購買， 16A 鏈條基本尺寸節(jié)距 ，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 ，小滾子外徑25.4pm?1min5.7b?，銷軸直徑 ，銷軸長度 ，連接銷軸1max5.8d?ax7.9d4ax3.m長 ，內(nèi)鏈板高度 ，內(nèi)鏈板厚度 ，平臺高39cL243h?26T度 ，孔中心間橫向距離 ，孔直徑 ，拉抗載荷4.h 50.8f 4.d55.6KN。另一類鏈條的設計方面仿造型號16A的鏈條，另外采用附件，傳動基本原理示意圖如圖圓1代表地輪，其余圓代表鏈輪。當?shù)剌喴?.4m/s前進時，鏈輪5的速度就是吊杯的線速度。設計地輪半徑位0.5m，各輪初步設計尺寸如下表棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 6 -速度v單位m/s，半徑單位m，角速度單位rad/s。 （2）鏈條的設計考慮人的工作強度，要求人每秒放一個缽苗和計算出鏈輪5的線速度0.214m/s，加上要求的株距350mm。鏈條節(jié)距位25.4mm，可得出平均沒4節(jié)就應該有一吊杯。吊杯間距 。人的工作強度 ，符合?？紤]到實際工作2.03.2lm??203./10.954?情況，有29的吊杯時，鏈條的長度為5892.8mm，通過鏈條布置造型的設計，要時候工作人員的放如缽苗。所以鏈條的總節(jié)數(shù)為116，每4節(jié)間有2附件以連接吊杯。2.2.3 其它部件的設計(1)機架設計機架是根據(jù)其它的部件設計的，主要采用 Q235 材料制作，上面有帶很多槽鋼用來鏈接其他件，機架本身比較大，所以很多地方采用的是焊接鏈接。(2)地輪 覆土板 開溝器 壓輪等都是參照已有結(jié)構(gòu)設計制作，地輪是根據(jù)棉花秧苗的株距和鏈條的線速度設計的。（3）導向軌的設計棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 7 -導軌是由兩塊木板組成，木板連接在兩塊架子上面，導軌中間開了小曹可以起到良好的引導作用，吊杯與導軌接觸的地方為一曲線，它的軌跡可以強制吊杯一開一合，完成吊杯的打開與關閉，實現(xiàn)秧苗的完全掉落過程。由于吊杯閉合也是有約束力導致的，所以在閉合過程吊杯的彈簧不會受好大的損害的，這樣既安全有保證了零件的利用性能。3 吊杯的設計3.1 零速原理 栽植率是每一種移栽機必須保證的重要參數(shù)。為了提高栽植率，就應當減少缽苗在落進苗床瞬間的相對移動，即實現(xiàn)零速栽植。由零速原理可知，只有在缽苗保持絕對零速時，投苗才能保證栽植率。下面具體分析一下該吊籃式移栽機是如何實現(xiàn)零速的。 由點的合成原理可知 Va = Ve + Vr 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 8 -式中 Va —缽苗的絕對速度；Vr —拖拉機前進速度； Ve —缽苗相對于拖拉機的速度。 設地輪半徑為 R ，鏈輪 6 的半徑為 r ，角速度分別為 w1 和 w2 ，欲使缽苗能夠在絕對靜止的情況下進行覆土壓實，則必須使它的絕對速度等于零。從力學的角度來分析，即必須使 （此處的等式只代表數(shù)值，沒有符號） 。故知道 R 及 r 12r??后，就可以找到一適當?shù)膫鲃颖?，?Ve 和 Vr 大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗，就可以最大限度地保證缽苗的栽植率。棉花移栽機械的栽植機構(gòu)和玉米穴播式栽植機比較相似，只不過由于棉花缽苗個體比較大的原因，相應的機構(gòu)也較大。 當拖拉機的前進速度為 0.40m/s 時，可計算出吊杯的線速度為 0.28m/s，此即為零速栽植時的最佳速度。3.2 缽苗的形狀近些年，在國內(nèi)使用的育苗移栽常規(guī)盤有多種，主要有 72 穴、98 穴、128 穴（空氣整根）三種苗盤，其中 72 穴和 98 穴苗盤，使用量較大，此兩種苗盤的每穴尺寸相同，均為上大下小的倒四棱錐形，移栽過程中便于起苗（本文即針對此類型缽苗設計） ；而 128 穴的空氣整根苗盤，其設計初衷即是為全自動氣吸取苗裝置使用，采用組合式苗盤結(jié)構(gòu)，下部比上部略大，呈近似的錐形，便于去盤底后從下部取苗根據(jù)苗盤的尺寸，可以確定缽苗的形狀，如圖 2-2 所示。圖 2-2棉花缽苗的形狀為: (底部直徑× 高度)Φ40× 80 的圓錐體。3.3 移栽機構(gòu)(吊杯的設計)栽植機構(gòu)(吊杯)由一圓柱缽管, 一彈性裝置和兩個擋板等組成, 當缽苗到達底部時, 栽植機構(gòu)( 吊杯)被強制性地打開, 將缽苗放入土壤中, 完成栽植工作。栽植機構(gòu)(吊杯)的結(jié)構(gòu)簡圖見圖 2-3。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 9 -圖 2-31.缽管 2.連接件 3.彈簧 4.底板 5.內(nèi)六角螺釘 6.螺桿 7.缽桿工作原理: 當缽苗在鏈條上面接近投苗點時,打開杠桿(7)開始接觸到一弧形滑道并被強制性打開,與此同時, 缽苗也開始沿著缽管壁從缽管中脫落。當?shù)竭_投苗點時, 與打開杠桿(7)連接的底板(4)已經(jīng)全部打開, 缽苗可以毫無障礙落入到開溝器開出的溝內(nèi), 隨后到來的覆土板開始對缽苗進行覆土, 鎮(zhèn)壓輪開始鎮(zhèn)壓, 完成栽植工作。從打開杠桿至全部打開到恢復到原形的期間,杠桿并不是瞬間完成的, 而是和打開時一樣也有一個滑道, 使其慢慢關閉, 再者從吊杯的形狀上本文也做了大量的工作, 確保了在移栽過程中不會出現(xiàn)傷苗現(xiàn)象。所以這套移栽機構(gòu)解決了導苗管式移栽機受拖拉機速度影響而不能保證立苗率和鏈夾式移栽機容易傷苗的兩大難題。相關文獻介紹吊杯大多為單側(cè)強制性打開, 理論分析和試驗表明單側(cè)強制性打開具有以下弊端:a. 由于結(jié)構(gòu)及加工誤差, 主動擋板和從動擋板不可能完全保持同步打開, 這樣會造成缽苗在下落時的障礙, 出現(xiàn)缽苗在吊籃內(nèi)的傾斜甚至卡堵, 進而影響到缽苗的立苗率和工作可靠性。b. 結(jié)構(gòu)采用滑塊滑道式, 結(jié)構(gòu)復雜, 可靠性差。為此, 設計成兩邊均為主動強制打開方式, 以消除這些隱患，這樣既可以更順利的完成要求，又良好的保證了零件的利用率。3.4 彈簧的選擇(1).彈簧的材料及許用應力的選擇查《簡明機械零件設計手冊》中表 17-9。碳素彈簧鋼絲 B 級的特性及用途：輕度高、性能好、適用于做小彈簧（ 冷卷彈簧）活要求不高、載荷步大的大彈簧。根8dm?據(jù)吊杯的要求可選這種鋼，其中選 =200Gp?a(2).旋繞比 C 的選擇根據(jù)吊杯的工作要求查表 17-4 得可選 C=10棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 10 -(3).曲度因素 K 的計算K= 410.65390.615.4C???(4). 的選擇2F根據(jù)吊杯的重量和秧苗的重量可估算 =6N2F(5).彈簧直徑 計算d2861.40.9332pKCm??????取 =1 m=Cd =102D彈簧中經(jīng) =102彈簧內(nèi)徑 = + =19彈簧外徑 = + =D2dm(6).彈簧節(jié)數(shù) n 的計算總長 l??節(jié)18d?3.5 危險截面的校核(1).危險截面分析危險截面為吊杯與鏈條連接的 螺釘6M(2).受力分析根據(jù)吊杯的重力和吊杯受導軌擠壓的力可估算受力 。根據(jù)吊杯的形狀可10FN?推算出受力點距危險截面 40lm?(3).校核查機械設計手冊 內(nèi)六角螺釘材料圍毆 35 號鋼，其 6??35MPa???315a??????2321.53.40FMPad? ????????333108.7.62Ml? ?????經(jīng)校核符合要求。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 11 -4 國內(nèi)外的移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀4.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀20 世紀初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經(jīng)濟作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動；到 20 世紀 30 年代后期，出現(xiàn)了栽植機構(gòu)或栽禾器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實現(xiàn)了機械化；自 20 世紀 50 年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動移栽機和制缽機；至 20 世紀 70 年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為 58%，國營農(nóng)場已達 67%；到 20 世紀 80 年代，半自動移栽機已在西方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽、育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善，亦廣泛應用于實際生產(chǎn)。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。從工作過程上看，國外發(fā)達國家所普遍采用的缽苗栽植機械大都是人工喂苗的半自動栽植機械。栽植機械的持苗及植苗機構(gòu)主要有鉗夾式(圓盤鉗夾式和鏈條鉗夾式)、導苗管式( 導管推落苗式、導管指帶落苗式和導管直落苗式)、吊籃式及撓性圓盤式等。鉗夾式栽植機主要機型有意大利切克基·馬格利公司(Chedchi＆Magli)生產(chǎn)的奧特瑪 (OTMA)栽植機和荷蘭米啟根公司(Michigan)生產(chǎn)的 MT 栽植機。導苗管式缽苗栽植機機型的典型代表依次為：荷蘭米啟根公司(Mchigan) 生產(chǎn)的 Mode14000 型栽植機、芬蘭勞尼思公司(Lannen)生產(chǎn)的 RT-2 型栽相機和意大利切克基·馬格利公司(Chechi＆Magli) 生產(chǎn)的 TEX2 型栽植機。吊籃式缽苗栽植機有意大利切克基 ·馬格利公司(Checchi＆ Magli)生產(chǎn)的沃夫(wolf)栽植機和艾德沃思 (Edwards)農(nóng)機廠生產(chǎn)的坡杜(PERDU)栽植機。撓性圓盤式栽植機主要有德國 PRIMA 公司生產(chǎn)的夾盤式壓縮土缽苗移栽機、日本公司的 OP290／2100 全自動大蔥移栽機和法國的皮卡多爾栽植機。4.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀我國旱地栽植機械的研究始于 20 世紀 50 年代末 60 年代初，最早出現(xiàn)的是棉花營養(yǎng)缽育苗移栽和甘薯秧苗栽植機的試驗研究；20 世紀 70 年代開始研制裸根苗移栽機械，最早用于甜菜移栽；80 年代研制成半自動化蔬菜栽植機。到目前為止，已研究成功了多種類型的移栽機械，多數(shù)機型申請了專利，大多可用于移栽幾種作物，部分機型投入了批量生產(chǎn)。資料顯示，較早的移栽機研究有 1979 年四川省溫江農(nóng)機所研制了 2ZYS-4 型油菜蔬菜鉗夾式栽植機，山西省運城地區(qū)農(nóng)機所 1979 年研制了 2ZMB-2 型棉花缽苗鉗夾式移栽機，中國農(nóng)科院煙草研究所 1982 年研制的 2ZYM-2 型煙棉鉗夾式移栽機。近些年，北京市農(nóng)機所 1990 年和 1991 年分別研制了 2ZSB-2 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 12 -型蔬菜缽苗鉗夾式移栽機和 2ZWS-2 型蔬菜無土苗鉗夾式移栽機，黑龍江農(nóng)機工程研究院 1994 年研制的 2YZ-1 型煙葉移栽機，黑龍江省農(nóng)墾科學院 1996 年研制的 2Z-2 型、2Z-6 型鏈夾式移栽機，河北省唐山市農(nóng)機所在 1998 年研制出了 2ZB-2 型鉗夾式玉米移栽機，吉林工業(yè)大學在 1999 年研制出了 2ZT 型鉗夾式移栽機；撓性圓盤式移栽機主要有吉林省白城農(nóng)機所 1990 年研制的 2Z-1 型甜菜移栽機和農(nóng)科院研制的 ZT-2 型甜菜紙筒育苗移栽機；吊杯式移栽機主要有黑龍江八五○農(nóng)場研制的 2ZB-6 型缽苗移栽機，吉林省延邊自治州農(nóng)機所研制了 2ZL-2 型聯(lián)合栽植機，山西省農(nóng)機所 1997 年研制的適用于棉花的 2ZYB-2 型缽苗移栽機；導苗管式移栽機的研究和推廣比較多，形式大同小異，有代表性的有中國農(nóng)業(yè)大學 1999 年研制的 2ZDF 型移栽機，山東省泰安國泰拖拉機總廠 1998 年研制的 2ZM-2 和 2ZM-2A1 型棉花移栽機，黑龍江省農(nóng)墾科學院研制的 2ZY-2 型玉米缽苗移栽機，山東工程學院 1998 年研制的 2ZG-2 型帶式喂入缽苗移栽機，由于受傳統(tǒng)種植方式的限制，加上機具本身性能不穩(wěn)定和生產(chǎn)率低，沒有大面積推廣使用。近幾年來，隨著育苗技術的發(fā)展，以及勞動力成本的上升，推動了移栽機械的研制開發(fā)工作。目前國內(nèi)已經(jīng)研制開發(fā)的缽苗移栽機主要以半自動為主，全自動移栽機因結(jié)構(gòu)復雜，成本高，尚處在研究起步階段。如山東工程學院研制的帶式移栽機和滑道分缽輪式移栽機，吉林工業(yè)大學孫廷琮等應用美國 B.K.Huang 發(fā)明的空氣整根育苗技術研究開發(fā)了空氣整根營養(yǎng)缽育苗移栽系統(tǒng)，在此基礎上研制了空氣整根缽苗全自動移栽機，采用機械手進行移栽。5 總 結(jié)通過這次畢業(yè)設計，我系統(tǒng)地回顧了大學四年地所有有關學科理論知識，并且學到了許多我以前沒有接觸過的東西。這次設計是大四專業(yè)課學習的一個主要組成部分，其目的在于通過自已設計使我們獲得基本生產(chǎn)的流程知識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面；同時又是鍛煉和培養(yǎng)學生能力及素質(zhì)的主要渠道，也是我們接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現(xiàn)由學生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔任技術工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實際知識，對我們學習后面棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 13 -的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎。在這次畢業(yè)設計中我綜合運用了 PRO/E 和 AutoCAD 等軟件并且系統(tǒng)運用了機械原理、機械設計和機械制圖等專業(yè)知識。由于個人知識水平有限，畢業(yè)設計中存在一些不足之處，在所難免。望各位老師和同學給予批評指正。參 考 文 獻[1]尹國洪，陳巧敏，張瑞林．旱地育苗移栽機械現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與前景[J]．中國農(nóng)機化．1997(5)：9．111[2]趙開禮．覆膜移栽技術[J]．西南農(nóng)業(yè)大學學報，2001，23(6)：563．[3]王君玲等．旱地缽苗移栽機械化生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。中國農(nóng)機化[J]．2003(6)12-14．[4]陳永慶等.我國栽植機具研制概況.農(nóng)業(yè)工程學報，1984:1-8棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 14 -[5]農(nóng)業(yè)機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1988.4[6]丁為民.園藝機械化.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.6[7]王曉東，封俊等.國內(nèi)外膜上移栽機械化的發(fā)展狀況.中國農(nóng)機化，2005(3):25-28[8]封俊等.導苗管式栽植機的試驗研究(2).農(nóng)業(yè)工程學報，1998(2).[9]張又良等.吊杯式缽苗移栽機.ZL97226447.7,1999.8.4[10]李建明，棉花營養(yǎng)缽打穴機推廣效益淺析。江蘇省高郵市農(nóng)機局[11]朱龍根主編.簡明機械零件設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997.11[12]郭良，余兵輝，石國元。庫爾勒墾區(qū)棉花穴盤育苗移栽技術。農(nóng)墾科技。2006.6[13]陳永慶.我過栽植機具研制概況.農(nóng)機情報資料，1983(1)[14]韓占全，封俊等。我國早地栽植機械的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2008(8).29-31棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 15 -致 謝這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 經(jīng)過一個多月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導師肖麗萍老師。肖麗萍老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是肖麗萍老師仍然細心地糾正設計中的錯誤。除了肖麗萍老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。ht其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的吳錦同學，他在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，并承擔了一部分的工作量。如果沒有他的努力工作，此次設計的完成將變得非常困難。Htt然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計 ——吊杯的設計,設計者： 吳國華指導老師： 肖麗萍班 級： 機制052班學 號： 20050447,棉花秧苗移栽機的設計程序,設計思想 移栽機總體結(jié)構(gòu) 移栽機工作原理 吊杯的設計 吊杯導向裝置 吊杯彈簧設計計算,設計思想,在眾多秧苗移栽機構(gòu)中，許多秧苗的打開裝置不夠穩(wěn)定，導致秧苗容易受損，容易漏苗、傷苗，大大的降低了工作效率。為了避免秧苗受損且提高工作效率，降低成本。本文在秧苗的打開裝置上做了改進，在鉗夾式移栽機上做了簡單的改進，設計了一種吊杯式結(jié)構(gòu)的移栽機。這種移栽機具有專門的吊杯打開導向裝置，屬于半自動移栽機，結(jié)構(gòu)簡單傳動平穩(wěn)，降低了人的勞動程度，提高了工作效率。,移栽機總體結(jié)構(gòu),移栽機的工作原理,拖拉機后輪驅(qū)動，地輪在驅(qū)動力的作用下轉(zhuǎn)動，帶動和地輪同軸的鏈輪；然后此鏈輪帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，繼而將力傳給鏈輪；當?shù)醣阪溳喌淖饔孟罗D(zhuǎn)動到最低位置時，吊杯在導軌的強制力的作用下打開，將缽苗放入由開溝器開出的溝內(nèi)，隨后在覆土器和鎮(zhèn)壓輪的作用下，完成栽植工作。,吊杯的設計,吊杯導向裝置,吊杯彈簧的設計計算,請各位老師批評指正！謝 謝！,題目： 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計 ————吊杯的結(jié)構(gòu)設計學 院姓 名學 號專 業(yè)年 級指導教師年 五 月棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計i摘 要育苗移栽能夠提早作物的生育進程、提高單產(chǎn)，能有效抵御大風、雨害、低溫等自然災害，并且節(jié)省種子。由于江西的地理條件等因素，通常都采用鋪膜種植的方式來提高地溫，保墑，還能夠抑制很多雜草。要實現(xiàn)膜上打穴移栽，保質(zhì)保量的在緊迫的春種季節(jié)完成移栽，是農(nóng)民豐產(chǎn)豐收的前提。在我國，打穴移栽作為一種常規(guī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術己在生產(chǎn)實際中得到廣泛應用，但是，傳統(tǒng)的人工打穴移栽方法存在的勞動強度大、勞動生產(chǎn)率低、移栽速度慢、經(jīng)濟效益差等問題始終沒有得到有效的解決，實現(xiàn)打穴移栽機械化已成為生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。吊杯式移栽機是鋪膜移栽機械中栽直率較好的機械，但直接投苗不夠方便安全，而且容易漏苗，大面積移栽效率低。本文設計了一種簡單可靠的投苗機構(gòu)，由人工將秧苗喂入到轉(zhuǎn)動的吊杯中，秧苗隨著鏈條轉(zhuǎn)動，快到達苗溝時，吊杯被導軌強制性打開，秧苗落入苗溝，然后覆土、鎮(zhèn)壓，完成整個移栽過程。它調(diào)整簡單方便，能夠較大的提高整機的工作效率，降低了漏苗率。關鍵詞：打穴，吊杯，移栽機，缽苗棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計iiAbstract Raise seedlings and transplant can increase crop production in every unit area, and make upgrowth ahead of time, which can withstand gale, harmful rain, low temperature, and other nature disaster. Besides, it also saving seed. Because of the weather condition in jiangxi province, seeds are usually grown under the film by farmer, it is useful to improve the soil temperature, keep moisture and restrain weeds. Punch transplanted is precondition of foison for the farmer in busy spring.Punching transplanting is a normal agricultural technology in china, but the traditional and manual methods of transplanting have many problems which could not be resolved up to now. So it is an immanency task to realize transplanting mechanization in China.The nacelle-type transplanter is a good machinery for transplant film, but it is not convenient and safe to directly drop seedling and it is easy to leave out seedling when the machine is operated and its work efficient is low when seedlings are transplanted over the larger areas. Now a simple and credible type of machine was designed, which was easy and convenient to be operated and adjusted. The efficiency of the machine is much more greatly improved. There is less seedling to leave out in work progress.Key words:Punch，Hanging Cup ,transplanter,tray seedling棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計iii目 錄摘 要 IABSTRACT .II1 緒 論 - 1 -1.1 移栽機的分類 .- 1 -1.1.1 按自動化程度分類 .- 1 -1.1.2 按栽植器的結(jié)構(gòu)特點分類 .- 1 -1.2 方案的確定 .- 3 -2 移栽機的整體設計 - 4 -2.1 移栽機的整體結(jié)構(gòu)及工作原理 .- 4 -2.2 主要部件簡介 .- 4 -2.2.1 吊杯的結(jié)構(gòu)設計 .- 4 -2.2.2 傳動設計 .- 5 -2.2.3 其它部件的設計 .- 6 -3 吊杯的設計 - 7 -3.1 零速原理 .- 7 -3.2 缽苗的形狀 .- 7 -3.3 移栽機構(gòu)(吊杯的設計) .- 8 -3.4 彈簧的選擇 .- 9 -3.5 危險截面的校核 .- 9 -4 國內(nèi)外的移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀 .- 10 -4.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀 - 10 -4.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀 - 10 -5 總 結(jié) .- 12 -參 考 文 獻 - 13 -致 謝 .- 14 -棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 1 -1 緒 論育苗移栽技術的應用可以避開春季自然災害，適時移栽能夠保證畝株數(shù)，達到苗齊、苗壯；移栽能提早作物的生育進程、提高單產(chǎn)，還能有效抵御幼苗期的大風、雨害、低溫等不利天氣，可節(jié)省種子 30％～50％ 。[1]大量的研究表明，我國土地密集型農(nóng)產(chǎn)品處于明顯的劣勢，因此，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量是一個非常迫切的問題 。采用育苗移栽技術能使苗齊、苗壯、成活率高、光溫[2]水氣利用充足和抗病能力強等優(yōu)點，還能顯著提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)，并且可以避免育苗期干旱、凍害等自然災害，現(xiàn)已成為獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的一種重要種植方式 。[4]育苗移栽作為一種新農(nóng)藝，使作物的全生育期延長，它有利于提高作物產(chǎn)量。此外，棉花缽苗移栽雖然主根可能受到損傷，但移入大田后，卻能促進側(cè)根的大量生長。綜合來看，育苗移栽是加快實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的重要措施 。[6]1.1 移栽機的分類當今，各國都在進行移栽機的研制，研制出的移栽機也不盡相同，不同移栽機能夠移栽不同作物。目前，我國對移栽機械并沒有統(tǒng)一的分類標準，根據(jù)移栽機的工作特性和移栽對象，可對移栽機械進行不同的分類 。[7]81.1.1 按自動化程度分類(1)手工移栽器：所有的移栽作業(yè)均由手工操縱移栽工具完成，結(jié)構(gòu)簡單，但效率很低，人的勞動強度較大，不適合大面積作業(yè)。(2)半自動移栽機：機器在移栽工作過程中，是由人工分出單棵的秧苗并喂入移栽機，由機具完成開溝（或打穴） 、栽苗、扶苗、覆土和鎮(zhèn)壓等工作。(3)全自動移栽機：機器在移栽過程中，是由機械喂入一組秧苗，如一張苗盤，由機具完成分苗和開溝（或打穴） 、栽苗、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)。1.1.2 按栽植器的結(jié)構(gòu)特點分類(1) 鉗夾式移栽機（圖 1-1）：此移栽機一般是由人工將秧苗喂入到轉(zhuǎn)動的鉗夾上，秧苗被夾持并隨移栽盤轉(zhuǎn)動，到達苗溝時，鉗夾打開，秧苗落入苗溝，然后覆土、鎮(zhèn)壓，完成整個移栽過程 。這種移栽機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，株距和栽植深度穩(wěn)定，最[9]大的優(yōu)點是移栽平穩(wěn)，秧苗直立度較高，工作效率在較低速的情況下，可以保證不漏苗；在高速的情況下，由于是人工喂苗，工作效率大大下降，漏苗、缺苗率大大增加。這種移栽機的應用較少，有被淘汰的趨勢。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 2 -圖 1-1 鉗夾式移栽機1.橫向輸送鏈 2.鉗夾 3.機架 4.栽植盤 5.鎮(zhèn)壓輪 6 開溝器(2) 鏈夾式移栽機 （圖 1-2）：工作過程與鉗夾式基本相同，鏈夾式移栽機的鉗[10]夾安裝在栽植環(huán)形鏈上，鏈條一般由地輪驅(qū)動，當鉗夾轉(zhuǎn)動到上部水平位置時，由人工將秧苗喂入到打開的鉗夾內(nèi)，當鉗夾轉(zhuǎn)動進入滑道后，鉗夾關閉，秧苗被夾住，并隨鉗夾向下輸送，當秧苗達到與地面垂直時，鉗夾脫離滑道，自動打開，秧苗隨之落入由開溝器開出的溝內(nèi)，此時秧苗根部被回土流覆蓋，在鎮(zhèn)壓輪的鎮(zhèn)壓下將土壤壓實，完成栽植過程。此種栽植機優(yōu)點是移栽穩(wěn)定，但效率低，易漏苗、缺苗。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 3 -圖 1-2 鏈夾式移栽機1.開溝器 2.機架 3.滑到 4.秧苗 5.環(huán)形鏈6.鉗夾 7.地輪 8 傳動鏈 9 鎮(zhèn)壓輪(3) 導苗管式移栽機（如圖 1-3）：這種移栽機根據(jù)缽苗進入苗溝的形式不同分為推落苗式、指帶式和直落苗式三種 。工作時，由人工或機械將秧苗放入喂入器的喂[12]3入筒內(nèi)，當喂入筒轉(zhuǎn)到導苗管的上方時，喂入筒下面的活門打開，秧苗靠重力下落到導苗管內(nèi)，通過傾斜的導苗管將秧苗引入到開溝器開出的苗溝內(nèi)，然后進行覆土、鎮(zhèn)壓，完成栽植過程。這種移栽機秧苗在導苗管中的運動是自由的，不易傷苗。秧苗靠重力落到苗溝中，在調(diào)整導苗管傾角和增加扶苗裝置的情況下，可以保證較好的秧苗直立度、株距均勻性和深度穩(wěn)定性，且作業(yè)速度較高,缺點是調(diào)整比較復雜，受車速影響明顯。圖 1-3 導苗管式移栽機單組結(jié)構(gòu)1.苗架 2.喂入器 3.平機架大梁 4.四桿仿形機構(gòu) 5 開溝器 6.柵條式扶苗器 7.覆土鎮(zhèn)壓輪 8.導苗管1.2 方案的確定通過調(diào)查研究得知，農(nóng)民在移栽棉花的過程中遇到的最大問題不是移栽的速度，而是來回往返挎苗所消耗的時間和精力。所以，移栽機研究開發(fā)不應當單純追求自動化和高速度，相反簡單適用、成本低廉、比較實用的移栽機更加適合中國的國情，為棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 4 -廣大棉農(nóng)所接受。本文設計的主要目標是結(jié)構(gòu)簡單、實用，既能夠降低勞動強度，又要保證提高栽植質(zhì)量。 通過對上面幾種移栽機進行分析，這幾種機構(gòu)秧苗的脫落不夠穩(wěn)定，導致秧苗容易受損，容易漏苗、傷苗，大大的降低了工作效率。為了避免秧苗受損提高工作效率，降低成本。本文在秧苗的打開裝置上做了改進，在導苗管式移栽機單組結(jié)構(gòu)基礎上做了簡單的改進，設計了一種吊杯式結(jié)構(gòu)的移栽機。這種移栽機具有專門的吊杯打開導向裝置，屬于半自動移栽機，結(jié)構(gòu)簡單傳動平穩(wěn)，降低了人的勞動程度，提高了工作效率。2 移栽機的整體設計2.1 移栽機的整體結(jié)構(gòu)及工作原理移栽機的結(jié)構(gòu)如圖 2- 1 所示。其工作原理為：拖拉機后輪(1)驅(qū)動，地輪(3)在驅(qū)動力的作用下轉(zhuǎn)動，帶動和地輪(3)同軸的鏈輪；然后此鏈輪帶動鏈輪（10）轉(zhuǎn)動，繼而將力傳給鏈輪（6） ；當?shù)醣?）在鏈輪的作用下轉(zhuǎn)動到圖 2-1 所示最低位置時，吊杯在導軌的強制力的作用下打開，將缽苗放入由開溝器(7)開出的溝內(nèi)，隨后在覆土器(11)和鎮(zhèn)壓輪(12)的作用下，完成栽植工作。 圖 2-11.拖拉機后輪 2.缽苗架 3.地輪 4.座椅 5.吊杯 6.鏈輪7.鏈輪 8.開溝器 9.導軌 10.鏈輪 11.覆土板 12.鎮(zhèn)壓輪為使結(jié)構(gòu)簡單，在工作過程中，由坐在座位(4)上的操縱人員將放在缽苗架(2)上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機的速度和鏈條的長度，將 29 個吊杯均勻分布在鏈條上。其中，鏈輪(6)的作用是使吊杯(5)呈現(xiàn)出一定的傾斜角度，以便于操縱手投放棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 5 -入棉花缽苗。2.2 主要部件簡介2.2.1 吊杯的結(jié)構(gòu)設計根據(jù)要求本文設計了一套傳動平穩(wěn)的吊杯導向裝置，設計了與之匹配的吊杯，吊杯由一圓柱缽管, 一彈性裝置和兩個擋板等組成，原始狀態(tài)彈簧處于輕微拉緊，與缽桿鏈接的兩塊底板處于閉合，秧苗放在缽桶內(nèi)，當?shù)醣S鏈條傳動快到達開溝器是，缽桿被導向軌強制打開，底板隨之打開，秧苗掉入開溝器開的溝內(nèi)，然后吊杯又被導向軌和吊杯中彈簧強制閉合，完成一次吊杯的打開閉合。2.2.2 傳動設計（1）鏈輪的設計根據(jù)主要技術參數(shù)，可確定工作需要 2 類鏈條，1 類采用 16A 標準鏈條，直接購買， 16A 鏈條基本尺寸節(jié)距 ，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 ，小滾子外徑25.4pm?1min5.7b?，銷軸直徑 ，銷軸長度 ，連接銷軸1max5.8d?ax7.9d4ax3.m長 ，內(nèi)鏈板高度 ，內(nèi)鏈板厚度 ，平臺高39cL243h?26T度 ，孔中心間橫向距離 ，孔直徑 ，拉抗載荷4.h 50.8f 4.d55.6KN。另一類鏈條的設計方面仿造型號16A的鏈條，另外采用附件，傳動基本原理示意圖如圖圓1代表地輪，其余圓代表鏈輪。當?shù)剌喴?.4m/s前進時，鏈輪5的速度就是吊杯的線速度。設計地輪半徑位0.5m，各輪初步設計尺寸如下表棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 6 -速度v單位m/s，半徑單位m，角速度單位rad/s。 （2）鏈條的設計考慮人的工作強度，要求人每秒放一個缽苗和計算出鏈輪5的線速度0.214m/s，加上要求的株距350mm。鏈條節(jié)距位25.4mm，可得出平均沒4節(jié)就應該有一吊杯。吊杯間距 。人的工作強度 ，符合?？紤]到實際工作2.03.2lm??203./10.954?情況，有29的吊杯時，鏈條的長度為5892.8mm，通過鏈條布置造型的設計，要時候工作人員的放如缽苗。所以鏈條的總節(jié)數(shù)為116，每4節(jié)間有2附件以連接吊杯。2.2.3 其它部件的設計(1)機架設計機架是根據(jù)其它的部件設計的，主要采用 Q235 材料制作，上面有帶很多槽鋼用來鏈接其他件，機架本身比較大，所以很多地方采用的是焊接鏈接。(2)地輪 覆土板 開溝器 壓輪等都是參照已有結(jié)構(gòu)設計制作，地輪是根據(jù)棉花秧苗的株距和鏈條的線速度設計的。（3）導向軌的設計棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 7 -導軌是由兩塊木板組成，木板連接在兩塊架子上面，導軌中間開了小曹可以起到良好的引導作用，吊杯與導軌接觸的地方為一曲線，它的軌跡可以強制吊杯一開一合，完成吊杯的打開與關閉，實現(xiàn)秧苗的完全掉落過程。由于吊杯閉合也是有約束力導致的，所以在閉合過程吊杯的彈簧不會受好大的損害的，這樣既安全有保證了零件的利用性能。3 吊杯的設計3.1 零速原理 栽植率是每一種移栽機必須保證的重要參數(shù)。為了提高栽植率，就應當減少缽苗在落進苗床瞬間的相對移動，即實現(xiàn)零速栽植。由零速原理可知，只有在缽苗保持絕對零速時，投苗才能保證栽植率。下面具體分析一下該吊籃式移栽機是如何實現(xiàn)零速的。 由點的合成原理可知 Va = Ve + Vr 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 8 -式中 Va —缽苗的絕對速度；Vr —拖拉機前進速度； Ve —缽苗相對于拖拉機的速度。 設地輪半徑為 R ，鏈輪 6 的半徑為 r ，角速度分別為 w1 和 w2 ，欲使缽苗能夠在絕對靜止的情況下進行覆土壓實，則必須使它的絕對速度等于零。從力學的角度來分析，即必須使 （此處的等式只代表數(shù)值，沒有符號） 。故知道 R 及 r 12r??后，就可以找到一適當?shù)膫鲃颖?，?Ve 和 Vr 大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗，就可以最大限度地保證缽苗的栽植率。棉花移栽機械的栽植機構(gòu)和玉米穴播式栽植機比較相似，只不過由于棉花缽苗個體比較大的原因，相應的機構(gòu)也較大。 當拖拉機的前進速度為 0.40m/s 時，可計算出吊杯的線速度為 0.28m/s，此即為零速栽植時的最佳速度。3.2 缽苗的形狀近些年，在國內(nèi)使用的育苗移栽常規(guī)盤有多種，主要有 72 穴、98 穴、128 穴（空氣整根）三種苗盤，其中 72 穴和 98 穴苗盤，使用量較大，此兩種苗盤的每穴尺寸相同，均為上大下小的倒四棱錐形，移栽過程中便于起苗（本文即針對此類型缽苗設計） ；而 128 穴的空氣整根苗盤，其設計初衷即是為全自動氣吸取苗裝置使用，采用組合式苗盤結(jié)構(gòu)，下部比上部略大，呈近似的錐形，便于去盤底后從下部取苗根據(jù)苗盤的尺寸，可以確定缽苗的形狀，如圖 2-2 所示。圖 2-2棉花缽苗的形狀為: (底部直徑× 高度)Φ40× 80 的圓錐體。3.3 移栽機構(gòu)(吊杯的設計)栽植機構(gòu)(吊杯)由一圓柱缽管, 一彈性裝置和兩個擋板等組成, 當缽苗到達底部時, 栽植機構(gòu)( 吊杯)被強制性地打開, 將缽苗放入土壤中, 完成栽植工作。栽植機構(gòu)(吊杯)的結(jié)構(gòu)簡圖見圖 2-3。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 9 -圖 2-31.缽管 2.連接件 3.彈簧 4.底板 5.內(nèi)六角螺釘 6.螺桿 7.缽桿工作原理: 當缽苗在鏈條上面接近投苗點時,打開杠桿(7)開始接觸到一弧形滑道并被強制性打開,與此同時, 缽苗也開始沿著缽管壁從缽管中脫落。當?shù)竭_投苗點時, 與打開杠桿(7)連接的底板(4)已經(jīng)全部打開, 缽苗可以毫無障礙落入到開溝器開出的溝內(nèi), 隨后到來的覆土板開始對缽苗進行覆土, 鎮(zhèn)壓輪開始鎮(zhèn)壓, 完成栽植工作。從打開杠桿至全部打開到恢復到原形的期間,杠桿并不是瞬間完成的, 而是和打開時一樣也有一個滑道, 使其慢慢關閉, 再者從吊杯的形狀上本文也做了大量的工作, 確保了在移栽過程中不會出現(xiàn)傷苗現(xiàn)象。所以這套移栽機構(gòu)解決了導苗管式移栽機受拖拉機速度影響而不能保證立苗率和鏈夾式移栽機容易傷苗的兩大難題。相關文獻介紹吊杯大多為單側(cè)強制性打開, 理論分析和試驗表明單側(cè)強制性打開具有以下弊端:a. 由于結(jié)構(gòu)及加工誤差, 主動擋板和從動擋板不可能完全保持同步打開, 這樣會造成缽苗在下落時的障礙, 出現(xiàn)缽苗在吊籃內(nèi)的傾斜甚至卡堵, 進而影響到缽苗的立苗率和工作可靠性。b. 結(jié)構(gòu)采用滑塊滑道式, 結(jié)構(gòu)復雜, 可靠性差。為此, 設計成兩邊均為主動強制打開方式, 以消除這些隱患，這樣既可以更順利的完成要求，又良好的保證了零件的利用率。3.4 彈簧的選擇(1).彈簧的材料及許用應力的選擇查《簡明機械零件設計手冊》中表 17-9。碳素彈簧鋼絲 B 級的特性及用途：輕度高、性能好、適用于做小彈簧（ 冷卷彈簧）活要求不高、載荷步大的大彈簧。根8dm?據(jù)吊杯的要求可選這種鋼，其中選 =200Gp?a(2).旋繞比 C 的選擇根據(jù)吊杯的工作要求查表 17-4 得可選 C=10棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 10 -(3).曲度因素 K 的計算K= 410.65390.615.4C???(4). 的選擇2F根據(jù)吊杯的重量和秧苗的重量可估算 =6N2F(5).彈簧直徑 計算d2861.40.9332pKCm??????取 =1 m=Cd =102D彈簧中經(jīng) =102彈簧內(nèi)徑 = + =19彈簧外徑 = + =D2dm(6).彈簧節(jié)數(shù) n 的計算總長 l??節(jié)18d?3.5 危險截面的校核(1).危險截面分析危險截面為吊杯與鏈條連接的 螺釘6M(2).受力分析根據(jù)吊杯的重力和吊杯受導軌擠壓的力可估算受力 。根據(jù)吊杯的形狀可10FN?推算出受力點距危險截面 40lm?(3).校核查機械設計手冊 內(nèi)六角螺釘材料圍毆 35 號鋼，其 6??35MPa???315a??????2321.53.40FMPad? ????????333108.7.62Ml? ?????經(jīng)校核符合要求。棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 11 -4 國內(nèi)外的移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀4.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀20 世紀初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經(jīng)濟作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動；到 20 世紀 30 年代后期，出現(xiàn)了栽植機構(gòu)或栽禾器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實現(xiàn)了機械化；自 20 世紀 50 年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動移栽機和制缽機；至 20 世紀 70 年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為 58%，國營農(nóng)場已達 67%；到 20 世紀 80 年代，半自動移栽機已在西方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽、育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善，亦廣泛應用于實際生產(chǎn)。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。從工作過程上看，國外發(fā)達國家所普遍采用的缽苗栽植機械大都是人工喂苗的半自動栽植機械。栽植機械的持苗及植苗機構(gòu)主要有鉗夾式(圓盤鉗夾式和鏈條鉗夾式)、導苗管式( 導管推落苗式、導管指帶落苗式和導管直落苗式)、吊籃式及撓性圓盤式等。鉗夾式栽植機主要機型有意大利切克基·馬格利公司(Chedchi＆Magli)生產(chǎn)的奧特瑪 (OTMA)栽植機和荷蘭米啟根公司(Michigan)生產(chǎn)的 MT 栽植機。導苗管式缽苗栽植機機型的典型代表依次為：荷蘭米啟根公司(Mchigan) 生產(chǎn)的 Mode14000 型栽植機、芬蘭勞尼思公司(Lannen)生產(chǎn)的 RT-2 型栽相機和意大利切克基·馬格利公司(Chechi＆Magli) 生產(chǎn)的 TEX2 型栽植機。吊籃式缽苗栽植機有意大利切克基 ·馬格利公司(Checchi＆ Magli)生產(chǎn)的沃夫(wolf)栽植機和艾德沃思 (Edwards)農(nóng)機廠生產(chǎn)的坡杜(PERDU)栽植機。撓性圓盤式栽植機主要有德國 PRIMA 公司生產(chǎn)的夾盤式壓縮土缽苗移栽機、日本公司的 OP290／2100 全自動大蔥移栽機和法國的皮卡多爾栽植機。4.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀我國旱地栽植機械的研究始于 20 世紀 50 年代末 60 年代初，最早出現(xiàn)的是棉花營養(yǎng)缽育苗移栽和甘薯秧苗栽植機的試驗研究；20 世紀 70 年代開始研制裸根苗移栽機械，最早用于甜菜移栽；80 年代研制成半自動化蔬菜栽植機。到目前為止，已研究成功了多種類型的移栽機械，多數(shù)機型申請了專利，大多可用于移栽幾種作物，部分機型投入了批量生產(chǎn)。資料顯示，較早的移栽機研究有 1979 年四川省溫江農(nóng)機所研制了 2ZYS-4 型油菜蔬菜鉗夾式栽植機，山西省運城地區(qū)農(nóng)機所 1979 年研制了 2ZMB-2 型棉花缽苗鉗夾式移栽機，中國農(nóng)科院煙草研究所 1982 年研制的 2ZYM-2 型煙棉鉗夾式移栽機。近些年，北京市農(nóng)機所 1990 年和 1991 年分別研制了 2ZSB-2 棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 12 -型蔬菜缽苗鉗夾式移栽機和 2ZWS-2 型蔬菜無土苗鉗夾式移栽機，黑龍江農(nóng)機工程研究院 1994 年研制的 2YZ-1 型煙葉移栽機，黑龍江省農(nóng)墾科學院 1996 年研制的 2Z-2 型、2Z-6 型鏈夾式移栽機，河北省唐山市農(nóng)機所在 1998 年研制出了 2ZB-2 型鉗夾式玉米移栽機，吉林工業(yè)大學在 1999 年研制出了 2ZT 型鉗夾式移栽機；撓性圓盤式移栽機主要有吉林省白城農(nóng)機所 1990 年研制的 2Z-1 型甜菜移栽機和農(nóng)科院研制的 ZT-2 型甜菜紙筒育苗移栽機；吊杯式移栽機主要有黑龍江八五○農(nóng)場研制的 2ZB-6 型缽苗移栽機，吉林省延邊自治州農(nóng)機所研制了 2ZL-2 型聯(lián)合栽植機，山西省農(nóng)機所 1997 年研制的適用于棉花的 2ZYB-2 型缽苗移栽機；導苗管式移栽機的研究和推廣比較多，形式大同小異，有代表性的有中國農(nóng)業(yè)大學 1999 年研制的 2ZDF 型移栽機，山東省泰安國泰拖拉機總廠 1998 年研制的 2ZM-2 和 2ZM-2A1 型棉花移栽機，黑龍江省農(nóng)墾科學院研制的 2ZY-2 型玉米缽苗移栽機，山東工程學院 1998 年研制的 2ZG-2 型帶式喂入缽苗移栽機，由于受傳統(tǒng)種植方式的限制，加上機具本身性能不穩(wěn)定和生產(chǎn)率低，沒有大面積推廣使用。近幾年來，隨著育苗技術的發(fā)展，以及勞動力成本的上升，推動了移栽機械的研制開發(fā)工作。目前國內(nèi)已經(jīng)研制開發(fā)的缽苗移栽機主要以半自動為主，全自動移栽機因結(jié)構(gòu)復雜，成本高，尚處在研究起步階段。如山東工程學院研制的帶式移栽機和滑道分缽輪式移栽機，吉林工業(yè)大學孫廷琮等應用美國 B.K.Huang 發(fā)明的空氣整根育苗技術研究開發(fā)了空氣整根營養(yǎng)缽育苗移栽系統(tǒng)，在此基礎上研制了空氣整根缽苗全自動移栽機，采用機械手進行移栽。5 總 結(jié)通過這次畢業(yè)設計，我系統(tǒng)地回顧了大學四年地所有有關學科理論知識，并且學到了許多我以前沒有接觸過的東西。這次設計是大四專業(yè)課學習的一個主要組成部分，其目的在于通過自已設計使我們獲得基本生產(chǎn)的流程知識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面；同時又是鍛煉和培養(yǎng)學生能力及素質(zhì)的主要渠道，也是我們接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現(xiàn)由學生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔任技術工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實際知識，對我們學習后面棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 13 -的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎。在這次畢業(yè)設計中我綜合運用了 PRO/E 和 AutoCAD 等軟件并且系統(tǒng)運用了機械原理、機械設計和機械制圖等專業(yè)知識。由于個人知識水平有限，畢業(yè)設計中存在一些不足之處，在所難免。望各位老師和同學給予批評指正。參 考 文 獻[1]尹國洪，陳巧敏，張瑞林．旱地育苗移栽機械現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與前景[J]．中國農(nóng)機化．1997(5)：9．111[2]趙開禮．覆膜移栽技術[J]．西南農(nóng)業(yè)大學學報，2001，23(6)：563．[3]王君玲等．旱地缽苗移栽機械化生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。中國農(nóng)機化[J]．2003(6)12-14．[4]陳永慶等.我國栽植機具研制概況.農(nóng)業(yè)工程學報，1984:1-8棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 14 -[5]農(nóng)業(yè)機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1988.4[6]丁為民.園藝機械化.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.6[7]王曉東，封俊等.國內(nèi)外膜上移栽機械化的發(fā)展狀況.中國農(nóng)機化，2005(3):25-28[8]封俊等.導苗管式栽植機的試驗研究(2).農(nóng)業(yè)工程學報，1998(2).[9]張又良等.吊杯式缽苗移栽機.ZL97226447.7,1999.8.4[10]李建明，棉花營養(yǎng)缽打穴機推廣效益淺析。江蘇省高郵市農(nóng)機局[11]朱龍根主編.簡明機械零件設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997.11[12]郭良，余兵輝，石國元。庫爾勒墾區(qū)棉花穴盤育苗移栽技術。農(nóng)墾科技。2006.6[13]陳永慶.我過栽植機具研制概況.農(nóng)機情報資料，1983(1)[14]韓占全，封俊等。我國早地栽植機械的現(xiàn)狀和發(fā)展前景?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2008(8).29-31棉花秧苗移栽機的結(jié)構(gòu)設計- 15 -致 謝這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 經(jīng)過一個多月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導師肖麗萍老師。肖麗萍老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是肖麗萍老師仍然細心地糾正設計中的錯誤。除了肖麗萍老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。ht其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的吳錦同學，他在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，并承擔了一部分的工作量。如果沒有他的努力工作，此次設計的完成將變得非常困難。Htt然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。