毕业设计（论文）-营养钵制钵机的设计.docx

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1、营养钵制钵机的设计摘要：以前老式的制钵机体积庞大，结构复杂，制作成本高，效率比较低。我的设计以老式的制钵机为源头对其进行分析与改进。该机器每小时能生产2500个营养钵，制作出来的营养钵可以用于农作物的育秧以及移植。选用功率为1.1千瓦的电动机作为动力源，可以满足在农村或农场使用，不必担心电压不足的问题。本文重点对制钵机的传动系统和执行机构进行详细的分析与设计，对各个零部件认真的做了结构尺寸设计，并且受力较大的零部件进行了强度校核。包括了齿轮、皮带轮、轴等零件的校核。在设计时灵活使用标准件，大大缩短了设计的工作量并且在设计和制作时也能节约大量时间以及成本。本文的主要涉及内容包括：方案的确定、电动

2、机的选择、各轴的转速及功率计算、皮带及齿轮的设计与计算还有轴的直径以及齿轮的尺寸设计计算。最终绘制出零件图与装配图。关键词：制钵机；营养钵；传动系统Design of nutrition bowl making machineAbstract ： In the past, the old bowl making machine had large volume, complex structure, highproduction cost and low efficiency. My design takes the old bowl making machine as the source

3、toanalyze and improve it The machine can produce 2500 nutrition bowls per hour, which can be usedfor seedling raising and transplanting of crops. The motor with power of 1.1KW is selected as thepower source, which can be used in rural areas or farms without worrying about the problem of1绪论21.1选题的目的和

4、意义2L 2本课题在国内外的研究状况21.3课题研究的内容32营养钵制钵机的用途和设计要求32. 1用途32.2设计要求33方案确定43. 1工艺分析43. 1. 1手工制作的工艺 43 .L 2各运动机构的分析64 .1.3运动机构的确定73.2 轮盘的方案讨论83.3 拟定机器的工作原理图93.4 绘制运动循环图94运动设计与动力计算104. 1 电动机的确定104. 1. 1电动机的功率计算104.L2确定电动机114.2 确定各传动机构的传动比 124.3 3计算各轴的转速和功率 135结构设计145.1 模孔转盘的结构和尺寸145.2 转盘齿轮的结构和尺寸155.3 曲柄滑块机构的结

5、构尺寸165.4 锥齿轮的结构尺寸195. 5直齿圆柱齿轮的结构和尺寸215.6 带轮的结构和尺寸215.7 轴的结构设计245.8 总装配图256主要零件的强度校核266.1转盘齿轮（齿轮5、齿轮6）的强度校核26总结27参考文献28致谢291绪论1.1 选题的目的和意义制钵机是一种可以自动压制营养钵的机器。该机器可以制作出圆柱形状的中间带有凹孔的营养钵。种子种植在营养钵内并等待其发芽成长后移栽到农田，能保证种子成长的质量，可以节省更多的劳动力、肥料以及对农药的使用，更加环保。同时，制钵机的生产效率更高，结构比较简单，稳固可靠，操作简单。制钵机是我国的农业生产过程中极其需要的器械。我们中国是

6、全世界最大的农作物生产国，但我国的农业作物栽植机械化程度比较低，种子与秧苗的培育与移植几乎全部靠人工去实施，不仅使我们人力消耗过大、生产效率较低，而且培育与移植的结果比较差、生产成本较高。因此，加快农作物的培育与移植的机械化已成为我国农业生产发展的必须需求。1.2 本课题在国内外的研究状况1 .国内的发展概况我们国家对营养钵制钵机的研究早从I960年后就开始了，到如今已经研发并制作了很多种不同型号的器械。1980年前后，我国从国外学习了一系列的机械化的育苗技术，从此我国拥有了一条以生产秧苗钵为主的生产线，这样我国就初步提高了秧苗营养钵的制作、钵体的压制、打坑等各项农业技术工艺的机械水平。之后，

7、经国家农业部批准设立了一个重点的项目，我国又进行了新的研究与再次创新，研发出一种“精密播种生产线设备”，主要是用来制造和生产营养钵这种可以对多种植物蔬菜等农作物进行移植。“机械化制钵机的研制”这一重要的项目被国家科委列入“九五”重点攻关项目，并在之后自主研发并设计制出2zbj-50型机械化营养钵制钵机，这样就基本实现了营养钵制作和加工过程的机械化，新一代机器所制造出来的营养钵可以满足多种农业生产中多种植株和农作物移植的需要。总而言之，我国制钵机的技术开发与研制和应用都取得了巨大的突破和进步。到目前为止，我国在农业机械化的发展和研究上也没有停止，并且有越来越多的如zb2500型制上士工口 m a

8、 r七攵土4 dr 4 Yz 8/t 由，于人 HU F3 JI,壬 4 立已上门 五H 切/ 口 上几，一L 工口 HIT 、 i I i dr工作量占据很大部分；1980年代后期，半自动化的农用器械在西方各个国家的农业生产中已经得到了更广泛的应用，制作营养钵、育苗的移植已经拥有了完整的机械化作业系统,满足了当地人民对农业种植的需求。日前，压缩土钵的成型、钵上种子的精密播种和需求的全新的自动化移植装置等技术已经基本实现，并且广泛的实现在了人们的日常生产。欧洲的大部分国家的蔬菜生产、花卉生产都使用了制钵机移植。1.3本设计研究的内容我的任务是设计一台营养钵制钵机。从营养钵尺寸开始分析，根据给定

9、的参数。设计各个机构，满足机器各机构运动的精度和生产效率，设计出的传动系统必须有很高的精度而且各传动元件与传动机构之间需要精密配合，从而可以完成各零部件的共同的工作。2营养钵制钵机的用途和设计要求2.1用途营养钵制钵机是一种用来制作为农作物所使用的营养钵的器械，此机器可以很大程度上的替代劳动人民手工制作营养土钵，该器械生产效率更高，而且结构比较简单，拥有结构稳固，操作简单方便等特点。营养钵可以让秧苗在育秧阶段就有足够的营养物质，在这些秧苗成长后还可以很好的运送到田间进行种植。营养钵是用混合了多种不同肥料的营养土制成一个圆柱体，并在其顶端挖一个凹孔使之成钵体。使用的时候把种子放入凹孔中，之后用土

10、覆盖住，待种子发芽和成长后连营养钵一起转移到田间进行栽种。2.2设计要求1.营养钵的结构尺寸（见图2.1）图2.1营养钵2 .生产率3 .机器名称20002500只/小时。型营养钵制钵机。4 .特点结构简单，修理方便，使用简单，节约制造成本。5 .使用期限约8年，6个月检修一次。3方案确定3.1 工艺分析3.1.1 手工制作的工艺步骤：（1）将准备好的土壤（配好肥料）搅拌均匀。（2）将搅拌好的土壤放入模具，见图3.11） o（3）用手握紧冲头向下压将土壤压紧，见图3.12） o（4）再将模具端起，营养钵被冲出，见图3.13）。1)IB/X.2)3)图3.1手工制作营养钵由以上的手工制造方法可知

11、，制造营养钵大约三个工艺流程，填料一冲压成型一冲出成品，并以此为循环制作营养钵。2 .老式制钵机对老式的制钵机进行分析更改，对机器的结构与功能一步步分析，并分别对各个机构讨论和研究，从而修改得出新的设计方案。老式机器的结构简图如下：机行机构 JJT1I I,-图3.2老式制钵机的工作原理图以ZB2500型制钵机为例该机器在操作使用前，靠人力将准备好的适合的营养土装入进料箱，机器工作时,刮板将填入的土壤刮入轮盘中的钵腔，然后转动的齿轮拨转机构拨转轮盘转动，钵腔随着轮盘的转动一起转动，转动到冲头需要进行冲压的位置之后，曲柄滑块机构向下运动对轮盘内的土壤进行冲压，之后冲头向上运动，离开轮盘，轮盘继续

12、旋转，转过一个孔的位置时，在该位置停止，冲压机构向下运动，进入轮盘的孔内，冲压机构将压好的营养钵从轮盘孔中推出来落到下面的传送带上，这样进行重复循环的工作。这台机器需要人提前进行营养土的填充，制作好营养钵后还需要人工取出营养钵，劳动强度还是比较大。这种制钵机有如下的缺点：（1）结构相对复杂、零部件的数量较多;(2)损坏后不容易修复；(3)制作的成本比较高。3 .改进的新方案(1)制作营养钵时的冲压压力比较小，对比手工制作时工人手部所使用的力大约有100公斤，所以冲压机构可以不用设计的过于复杂就能满足需求；(2)老式制钵机的转盘转动时做的是间歇运动，由凸轮机构来完成间歇运动。凸轮机构每转动60度

13、就停止一下，但凸轮机构的设计比较难，凸轮制作起来不简单，并且容易失效，造价还很高，性价比太低。改进的机器想办法实现在转盘转动的同时冲压机构也一起进行压紧和冲出营养钵的动作；(3)用转盘的方法将模孔旋转，此方法应该保留；(4)传动机构设计得更简单一些。综上所述，在分析改进老式的机器后，改进得出新的设计方案，如图3.4。3.1.2 各运动机构的分析1 .搅拌原料、填料土壤加入填料箱之前先进行初步的人工搅拌，这样能使营养土初步混合，之后将土壤加入填料箱让其在填料箱内再次进行充分的搅拌，搅拌后土壤将会被填入轮盘孔中。填料箱中设计用来搅拌的机构通过旋转来实现重复循环的工作。2 .物料的输送和各工艺的转接

14、为了满足给定的生产参数，设计转盘时轮盘上的模孔应该设计6个。模孔在转盘中，模孔随着轮盘的转动一起旋转循环运动，在各个零部件的共同工作下，轮盘孔也有了一定的转动速度和循环位移，实现了制钵的循环工艺。图3.3制作营养钵的工艺流程图3 .成型和冲出的实现设计出更简单的结构同时拥有更高的工作效率，将冲压和冲出设计成两个冲头共同工作，两个冲头同时重复作垂直上下的循环工作，进行冲压和冲出的冲头需要完成不同的工作，因此需要设计不同的行程，故通过设计两个冲头为不同的长度以满足工作要求,冲头的尺寸数据与营养钵的尺寸大小息息相关。虽然两冲头工作不同行程不同但两冲头的垂直上下的运动是一样的规律，因此安装在同一个部件

15、上完成同时运动，用曲柄滑块机构可以满足要求进而设计出两冲头。3.1.3 运动机构的确定综上所述，根据改进好的方案开始对运动执行机构进行修改设计，运动机构能够满足实现以下几点：1可以将填入的营养土充分搅拌，然后刮板将营养土拨入模孔；2轮盘孔中刚填入的营养土经工位的压紧成型后被冲头将压制好的营养钵从轮盘孔中冲出。为了使我们的机构能够满足需求，根据老式机器的工作机构分析改进，得到有以下多种特点的新方案：(1)对填入的土壤还是在料箱中搅拌；(2)转盘的设计不变，但是使用连续不停的转动来代替之前的转动方式，删除凸轮机构，以此简化机器的结构；(3)转盘的转动是连续不停的，所以要设计出使冲头在压制和冲出营养钵的过程中，也同时跟着转盘转动。并且在返回时当离开转盘之后，要回归到起始的位置，以此循环往复的进行压紧和冲出的动作。所以，就设想出如图的机器