手提式播种机排种轮结构设计与模具设计开题报告.doc

1手提式播种机排种轮结构设计与模具设计一课题研究的背景及意义当前,我国农业正由传统农业向现代农业转变,进入了全面建设社会主义新农村和发展现代农业的新阶段。农业机械化水平是衡量农业现代化水平的重要标志,实现农业机械化是农业现代化的必然选择。农业机械化不仅能够提高农产品综合生产能力,节约农业生产成本,提高农产品质量,促进农民增产增收,还有助于实现以人为本,深化农业、农村经济结构调整,构建节约型和谐社会的战略目标。随着我国工业化和城镇化进程加快，农业人员迅速向非农产业转移，2004年以来，第一产业从业人员年均减少1200多万人，劳动力成本逐年上涨，农民和农业生产对机械化作业的依赖性显著增强。另一方面，随着农民收入的增长和劳动观念的转变，农民要求改善生产和生活条件的愿望强烈。可以预见，我国农机作业的市场需求将呈现刚性增长态势，“农机热”将会在今后长一段时期持续下去。农民是农机化发展的受益者，也是主要推动者，2006年我国农村农机户近3360万户，乡村农机人员达到4100多万人，农机销售、作业和维修市场等服务的经营收入达到2829亿元。20012006年，我国农机总动力从5.50亿kW增长至7.26亿kW，拖拉机保有量由1405.5万台增长到1728.3万台。2006年大中型拖拉机保有量达到167.6万台，比2005年增长20；联合收割机保有量55.6万台，同比增长17；水稻插秧机保有11.2万台，同比增长40。高性能、大功率和复式作业的农业机械保持高速增长，农机装备结构得到明显改善。新时期以来我国大力发展农业，积极调整农业政策和产业结构，连续几年中央一号文件都已发展农业为工作重点，从农业税的减免到农机具及农民种地的补贴，大大的提高了农民种地的积极性，因此当前发展农业机械是我国的大势所趋，农业机械化是我国农业的必由之路。二国内外研究现状经过曲折的发展,农业机械化事业取得了巨大的进步。截止到2005年底,我国农机工业总产值1083亿元,全国农机总动力6.8亿kW,大中型拖拉机8.9万台,联合收获机47.4万台,水稻插秧机8.0万台。全国耕种收综合机械水平达到36.50%,在粮食作物中,小麦机播和机收水平达到80.00%,基本实现了机械化,水稻机收水平达到30.00%,机械化种植水平达到10.00%,玉米的机播水平达到了50.00%,机械化水平还相当低,甜菜、棉花、甘蔗、油菜等主要经济作物及牧草生产机械化水平等更低。据测算,使用先进的农机化技术对增加粮食产量贡献率达到11.17%20.79%,2可使农产品加工增值12倍。特别是在抢农时和抵御自然灾害等方面,农业机械化的作用是不可替代的。我国有效灌溉面积中70.00%是机电排灌面积,使我国旱灾成灾率降低10.00%,水灾成灾率降低20.00%；全国有机动植保机械100多万台,能及时有效地控制病虫害,平均每年挽回粮、棉损失分别为总产量的10.00%和30.00%左右。机械化旱地保护型耕作技术给无灌溉条件地区抵御干旱危害带来希望。目前,我国农业械化作业领域正由粮食作物向经济作物,由大田农业向设施农业,由种植业向养殖业、农产品加工业发展,由产中向产前、产后延伸,发展空间不断扩大。虽然我国农业机械化事业取得了巨大发展,传统农业向现代农业转变的伐加快,但是同世界先进国家、甚至世界平均水平相比,我国农业机械化水平还是较低的。欧洲、美国、日本等发达国家在20世纪4060年代农业生产就实现了机械化,农业机械应用于农业生产的各个环节。日本和美国的学者研究显示,18801960年80年间,农业机械化对美国农业生产率增长的贡献率达70.00%；2000年,美国工程院把农业机械化评为20世纪对人类社会生活影响最大的20项工程技术之一,说明农业机械化对美国乃至世的农业发展有重要影响。目前,美国农业人口占总人口的比重为2.20%,农业劳动者仅占总人口的1.00%,占全社会从业人员的2.31%,平均每个农业劳动力负担人口达128人；法国农业人口占总人口的比重为3.20%,农业劳动者仅占总人口的1.40%,占全社会从业人员的4.24%,平均每个农业劳动力负担耕地面积21hm2。由于农业机械化和农机社会化服务的发展,从事农业的人口比例下降,更多的人从事其他工作,推动了其他行业的发展,促进了农业生产的可持续发展和经济繁荣。80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，其中塑料模约30%左右1。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具2。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m等，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的350%80%相比，差距较大3。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer，但在我国模具行业中，只有很小一部分实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟。他们在这一领域取得了一定的技术经济效益，也进一步的促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展4。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件5。中国塑料工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量位居世界第二。虽然我国塑料模工业从起步到现在，模具水平也有了较大提高，但和国外相比还有一定差距。目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有明显差距6（如表1.1所示）。表1.1国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%三课题的理论依据、主要内容及研究方法3.1课题（论文）的理论依据手提式播种器用来实现穴种玉米作物的播种，利用大三机械原理当中所学的：连杆机构、凸轮机构、棘轮机构、齿轮齿条等来实现穴种玉米作物的播种7。塑料注射模具主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块，常用的材质主要为碳素结构钢、4碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑性塑料品种的制品生产，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法8。在设计过程中将应用到许多机械方面的书籍，如金属材料、金属切削工艺、机械零件、机械原理、工程图学、理论力学、材料力学、注塑模具设计等课程，以及一些必要的应用软件，如UG，CAD，CAXA等。3.2课题（论文）的主要内容课题主要内容及研究方法（1）确定播种箱的结构设计，计算校核肥轴的结构与尺寸。（2）根据任务书中的内容，确定注塑机型号、模具型腔数量、浇口流道的形式、顶杆数量及位置等参数；（3）提出两种以上的方案，确定基本方案；（4）确定各部分尺寸并绘制草图；（5）利用UG软件建立模具的三维实体模型；（6）生成模具的零件工程图和装配工程图；以所学课程为理论依据，设计确定出各部分零件的结构尺寸、工艺参数、型腔数目、开模方法、浇口形式等，制定初步设计方案，再由指导老师的引领、修正，使其成为比较合理的设计方案，以完成结构的设计、图纸的绘制以及三维模型的建立。完成毕业设计的任务。3.3课题的设计方案及关键问题3.3.1设计方案（1）根据目前农机市场上已有的模型进行比对设计，对现在存在的缺点以及不能实现的功能进行改进和提高。合理的设计杆机构和相关尺寸。（2）根据已设计出来的尺寸进行三维建模，进行下一步的模具设计。3.3.2关键问题（1）由于题目涉及到模具的设计，在设计环节就要考虑到肥轴的侧向抽芯结构，在这个方面自己是第一次接触，需要不断的向老师请教，和查阅相关的书籍。（2）由于实践经验的不足，可能会走一些弯路，影响进度安排，但可以在设计过程中克服注意，并保持和老师、同学之间的请教和交流，尽量避免此等问题的出现。（3）对提出的方案需要做一些具体的实验来加以论证，由于玉米种子的形状的不规则性，在设计的过程中应采取尽可能多的数据，用平均值来进行设计。