椭圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计开题报告.doc

浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班级09机制4班姓名杨海龙课题名称椭圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计开题报告（包括选题意义、研究的基本内容与拟解决的主要问题、总体研究思路与可行性分析，预期研究成果、研究工作计划等内容，非艺术类不少于3000字）目录1选题的背景与意义1.1国内外研究现状和发展趋势1.2椭圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计的研究意义2研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1基本内容2.2拟解决的主要问题3研究思路方案、可行性分析及预期研究成果3.1研究思路方案3.2可行性分析3.3预期研究成果4研究工作计划参考文献（开题报告全文附后）成绩：答辩意见（从选题、任务工作量、质量预期、可行性等几个方面）答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日椭圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计杨海龙(09机制4班B09300424)1选题的背景与意义据FAO统计，2006年中国已成为世界上最大的蔬菜生产国，蔬菜产量约占世界总产量的49.61。改革开放以来，我国蔬菜产量每年呈持续增长的势头，发展迅猛。据中国农业统计资料显示，我国蔬菜播种面积在上世纪80年代年均增长近10%，90年代年均增长14.5%，本世纪前7年平均增长1.9%，到2007年达到2.94亿亩，总产量6.41亿吨。其中，蔬菜2.6亿亩，5.65亿吨，人均占有量427公斤。蔬菜已经成为我国农业中仅次于粮食的第二重要农产品，近年来，浙江省在种植业结构调整和效益农业的发展上取得了显著成效，蔬菜生产面积、总产量、总产值逐年增加。浙江省已成为长江三角洲地区重要的蔬菜生产基地，基本培育形成沿杭州湾两岸及沿海设施出口蔬菜产业带。同时，蔬菜种植业也逐步成为发展我国和我省农村经济的重要组成部分2。实现蔬菜顺利移植是蔬菜生产过程中的重要环节之一。目前，我国约有60蔬菜是采用育苗移植方式种植的3-4，但是由于我国蔬菜栽植机械的发展滞后，栽植作业仍以人工为主，而钵苗手工栽植需要弯腰和肢体屈伸。从蔬菜移植整个工序的劳动强度来看，手工移植蔬菜是仅次于收获作业的一项劳动强度非常大的农事活动，它占作物从种植到收获所需总劳动量的20左右。不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量低、生产成本高，难以实现大面积移植，从而限制了生产规模的扩大和生产效益的提高，制约了我国蔬菜生产的发展。由此可见，实现蔬菜移植机械化已成为我国蔬菜生产的迫切需要5-7。另一方面，在我国使用的绝大部分蔬菜移植为半自动移植机，半自动移植机构需要手工实现分苗和取苗，即手工喂苗，植苗操作则由植苗器完成,每行的移植效率仅为3040株/分钟。近年来,自动蔬菜移植机的研究在国内外已引起农机专家和相关企业的重视。自动移植机构一般由取苗机构和植苗机构组成，从分苗、取苗到植苗操作都是由机械自动完成，不仅工作效率高,而且大大降低了工人的劳动强度。目前植苗机构现已比较成熟,有现成的应用。1.1国内外研究现状和发展趋势植苗机构一个作业循环包括接苗、运苗、植苗和回程4个阶段，如图1.1所示。根据能否在膜上打孔实现铺膜移栽，分膜下移栽（不能在塑料薄膜上打孔移栽，开沟器事先开沟，秧苗被栽植嘴植入沟中并由后续的覆土镇压轮定植，栽植嘴主要有钳夹、链夹、挠性圆盘和导苗管）和膜上移栽（可在事先铺好的塑料薄膜上打孔移栽，无需开沟器，秧苗被植入穴口（栽植嘴从进入到退出垄面过程中在垄面以下包络出来的凹坑）中，栽植嘴通常为对开的鸭嘴）。根据作业方式还可分为旋转式机构（包括钳夹式、链夹式、挠性圆盘式和吊杯式植苗机构）、往复式机构（七杆式和多杆式植苗机构）和滑道式机构（四连杆滑道式和行星轮滑道式植苗机构）。图1.1植苗作业的4个阶段只适合膜下移栽的植苗机构(1)钳夹式植苗机构(2)链夹式植苗机构(3)挠性圆盘式植苗机构(4)四连杆滑道式植苗机构(5)导苗管式植苗机构适合膜上移栽的植苗机构(1)吊杯式植苗机构(2)行星轮滑道式植苗机构1.2非圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计的研究意义从蔬菜移植整个工序的劳动强度来看，手工移植蔬菜是仅次于收获作业的一项劳动强度非常大的农事活动，它占作物从种植到收获所需总劳动量的20左右。不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量低、生产成本高，难以实现大面积移植，从而限制了生产规模的扩大和生产效益的提高，制约了我国蔬菜生产的发展。由此可见，实现蔬菜移植机械化已成为我国蔬菜生产的迫切需要5-7。另一方面，在我国使用的绝大部分蔬菜移植为半自动移植机，半自动移植机构需要手工实现分苗和取苗，即手工喂苗，植苗操作则由植苗器完成,每行的移植效率仅为3040株/分钟。近年来,自动蔬菜移植机的研究在国内外已引起农机专家和相关企业的重视。自动移植机构一般由取苗机构和植苗机构组成，从分苗、取苗到植苗操作都是由机械自动完成，不仅工作效率高,而且大大降低了工人的劳动强度。2研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1基本内容本次毕业设计中主要完成的内容包括：1、了解非圆齿轮行星系大株距植苗机构的设计的目的，了解非圆齿轮行星系大株距植苗机构的结构及特点，确定总体方案。2、非圆齿轮行星系大株距植苗机构的运动学建模与分析。3、行星轮系的设计。4、栽植嘴及零部件的设计。2.2拟解决的主要问题以任务书所要求的具体设计要求为根本设计目标，充分考虑非圆齿轮行星系大株距植苗机构的具体要求。在满足工作要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。本着科学经济和满足生产要求的设计原则，同时也考虑本次设计是毕业设计的特点，将大学期间所学的知识，如机械设计、机械原理、液压、电气传动及控制、理论力学、材料力学、CAD、PRO/E仿真等知识尽可能多的综合运用到设计中，使得经过本次设计对大学阶段的知识得到巩固和强化，同时也考虑个人能力水平和时间的客观实际，充分发挥个人能动性，脚踏实地，实事求是的做好本次设计。3研究思路方案、可行性分析及预期成果3.1研究思路方案图2.1为非圆齿轮行星系大株距植苗机构二维装配图。作业时太阳齿轮16固定不动，中心轴1带动右箱体13匀速转动。通过太阳齿轮16、中间轮6和行星轮3的啮合，使得行星轮轴2相对右箱体13做反方向非匀速转动，由于鸭嘴型栽植器固定在左、右摆动齿轮上，左、右摆动齿轮连接在右定位法兰(左)8上，右定位法兰(左)8通过右定位法兰(右)9以及行星轴定位销5固定在行星轮轴2上,所以就形成了鸭嘴型栽植器的随箱体转动的特殊植苗轨迹。行星轮轴2相对右箱体13做反方向非匀速转动,行星轮轴2和右箱体13的相对运动,使得固定在右箱体13上的凸轮14挤压摆动齿轮(左)17使其摆动,由于摆动齿轮(左)17摆动齿轮(右)18啮合,鸭嘴型栽植器固定在左、右摆动齿轮上,左、右摆动齿轮通过复位弹簧11连接,所以就形成了鸭嘴型栽植器的开、合运动，使秧苗通过重力落入穴口，形成植苗过程。植苗机构旋转一周植苗3次，效率高，振动较小。1.中心轴2.行星轮轴3.行星轮4.中心轴固定销5.行星轴定位销6.中间轮7.中间轴8.右定位法兰(左)9.右定位法兰(右)10.鸭嘴型栽植器11.复位弹簧12.左箱体13.右箱体14.凸轮15.牙嵌式法兰16.太阳轮17.摆动齿轮(左)18.摆动齿轮(右)图2.1椭圆齿轮行星系大株距植苗机构装配图植苗机构的初始安装位置的角度是-58°，行星架顺时针转动190°时，栽植嘴开始张开；行星架顺时针继续转动60°时，栽植嘴张开到最大；行星架顺时针