果蔬大棚电动卷帘机设计【12张CAD图纸】【优秀】

果蔬大棚电动卷帘机设计

53页 15000字数+说明书+12张CAD图纸

传动轴.dwg

卷绳管.dwg

果蔬大棚电动卷帘机设计说明书.doc

法兰.dwg

箱座.dwg

箱盖.dwg

绞盘.dwg

蜗杆.dwg

蜗轮.dwg

装配图.dwg

轴承支座.dwg

输出轴.dwg

齿轮.dwg

果蔬大棚电动卷帘机

摘 要

果蔬大棚卷帘机是今后大棚种植必需的机械装备和发展方向，它改变了传统人工卷帘操作的方法，比人工操作提高效率十几倍以上，解决了每天卷放草帘的劳动强度，改善了严冬露天操作的环境，重要的是缩短了卷、放草帘所消耗的时间,延长了光照时间.大大提高了劳动效率和经济效益.

现今市场上主要供应的是一种是走动式卷帘机这种卷帘机利用卷帘机的动力上下自由卷放草帘子，不必受大棚坡度大小的限制。但这种卷帘机结构复杂，稳定性差，寿命低，且不适合长度过大的大棚。

本课题所设计的是一种固定式卷帘机，它模拟人工操作,通过缠绕在绳上的绳子的拉紧和放松,实现草帘的卷收和铺放。

其主要机构包括电动机、减速机、卷帘装置等。本课题着重对卷帘机的减速机及卷帘装置进行设计，使其在压低成本的前提下满足普通斜坡式大棚的要求。

关键词：卷帘机，减速机，传动比，抗弯强度  

FRUITS AND VEGETABLES BIG AWNING ELECTRICALLY OPERATED VOLUME CURTAIN MACHINE

Abstract：The fruits and vegetables big awning volume curtain machine will be the next big awning planter essential machinery equipment and the development direction, it changed the traditional artificial volume curtain operation method, will enhance above efficiency several times compared to the manual control, solved the daily volume to graze animals the curtain the labor intensity, improved the severe winter open-air operation environment, more importantly reduced the volume, has grazed animals the time which the curtain consumed,Lengthened the illumination time.Enhanced the labor efficiency and the economic efficiency greatly.

Nowadays in the market the main supply is one kind is takes a walk about the type volume curtain machine this kind of volume curtain machine use volume curtain machine power the free volume to graze animals the curtain screen, does not need to receive the big awning slope size the limit. But this kind of volume curtain machine structure is complex, the stability is bad, the life is low, also does not suit the length oversized big awning.

What this topic designs is one kind of stationary volume curtain machine, it simulates the manual control,Through winding on rope string tautness and relaxation,The realization grass curtain volume receives and sets.

Its main organization including electric motor, speed reducer, volume curtain installment and so on. This topic emphatically carries on the design to the volume curtain machine speed reducer and the volume curtain installment, causes it in to reduce the cost under the premise to satisfy the ordinary pitch type big awning the request.

Key word  Volume curtain machine，Speed reducer，Velocity ratio，Bending strength.

目   录

1  绪论1

1.1     本课题研究意义1

1.2     本课题的研究现状1

1.3     设计任务与要求3

1.4     拟解决的关键问题3

1.5     拟采用的研究手段4

2      传动装置的总体设计4

2.1     确定传动方案4

2.2     电动机的选择4

2.3     计算总传动比和分配各级传动比5

2.4     计算传动装置的运动和动力参数5

3      传动机构及零件的设计计算6

3.1     带传动的设计计算6

3.2     减速器的设计计算7

3.2.1  蜗轮蜗杆的设计计算7

3.2.2  蜗杆的设计10

3.2.3  齿轮的设计计算17

3.2.4  传动轴的设计22

3.2.5  输出轴的设计29

3.2.6  箱体的设计36

3.3     卷动机构的设计38

3.3.1  卷绳管的设计计算38

3.3.2  绞盘的设计计算41

3.3.3  滑动轴承的设计43

3.3.4  法兰连接的设计43

4  结论46

参考文献47

致谢49

1.1  本课题研究意义

随着城乡人民生活水平的提高，冬季栽培鲜菜、鲜果的温室大棚蓬勃发展，其规模越来越大。但是，在温室大棚作业中，卷铺草帘是最费时费工的主要作业环节之一，尤其在严寒冬季的凌晨和傍晚，在寒风刺骨的恶劣条件下，农民站在大棚顶上从事着艰苦笨重的草帘卷铺劳动，情况可想而知。对于一个长80米大棚来说，每天都要在早上拉启、傍晚放下，各要用大约40分钟左右。严格的来说，冬天里的阳光和温度是“果蔬大棚”中作物正常生长所依赖的珍贵资源。农民要争分夺秒，辛苦是可想而知的[1]。但这仍然解决不了问题， 由于“果蔬大棚”保温帘开启和关闭时间相对集中，引起的劳力不足和耗用时间过长，已经严重制约了“果蔬大棚”的产量效益和发展空间。

电动卷帘机的出现则彻底解决了人工卷铺帘子带来的一系列不便。使用电动卷帘机，可随时启动，延长了光照时间，增加了光合作用，更重要的是节省劳动时间，减轻了劳动强度。日光温室在深冬生产过程中，每一千平方米温室人工控帘约需1.5小时，而卷帘机只需5分钟左右，太阳落山前，人工放帘需用约1小时左右，由此看来，每天若用卷帘机起放帘子，比人工节约近2小时的时间。同时延长了室内宝贵的光照时间，增加了光合作用时间 。另外，使用电动卷帘机对草帘、棉帘保护性好，延长了草帘、棉帘的使用寿命，既降低生产成本，同时因其整体起放，其抗风能力也大大增强。总体上可使农民能比较轻松地用更多的精力提高对蔬菜进行管理，提高品质、扩大规模[2]。

因此，开发经济、实用的电动卷帘机是一项很好的研究课题。

1.2  本课题的研究现状

目前国内生产的卷帘机主要有两种工作方式[3]：一种是固定式，卷帘机固定在大棚后墙的砖垛上，它模拟人工操作，通过缠绕在轴上的绳子的拉紧和放松。利用机械动力把草帘子卷上去，利用大棚的坡度和草帘子的重量往下滚放草帘子。该种型号的卷帘机造价较高，大棚要有一定的坡度，如果棚面坡度太平，草帘子滚不下来，当风大时容易乱绳并影响工作，且安装复杂。另一种是走动式，这种卷帘机由悬臂杆、支撑杆、电机、减速机构和卷帘轴等组成。其工作方式是采用机械手的原理，利用卷帘机的动力上下自由卷放草帘子，不必受大棚坡度大小的限制。但存在以下不足，悬臂杆和支撑杆稳定性差，对草帘整体弯度要求较高，不易满足长度较大的大棚，且其卷帘轴被焊接成整体构件，拆装不方便。

对于较常见的80米长的果蔬大棚，通过文献检索，有一些满足要求的卷帘机械，现将代表性的结构特点分析如下。

图1[4]是一种卷帘机的使用状态示意图，该卷帘机采用固定式结构，主要由工作电机及固定机构，减速机，卷绳管，卷帘绳，螺栓，轴承等组成。其工作原理为电机通过减速箱减速，使输出轴与卷绳管连接，带动卷绳管转动，卷绳管与卷帘绳一端固定，电机工作，卷绳管带动卷帘绳卷起，卷帘绳带动草帘卷起，完成卷的过程。电动反转，卷帘在自身重力作用下沿绳放下，完成放的过程。其中卷帘机的电机和减速机分别固定在一电机支杆上，电机支杆的下端固定在温室的墙上。大棚卷帘机包括多个卷绳管支承机构，卷绳管直接与减速箱的输出轴相连。卷绳管通过支架固定。支架通过螺栓固定在大棚的顶墙上。卷帘绳一端套在卷绳轴上，另一端绕过卷轴大棚顶端。其中电机通过减速机予以减速，带动整体。优点：结构简单，以电机驱动，卷帘卷起速度快，省工省力，适合大面积作业。经过上述分析，为了适应农业上的需要，本课题要设计一种操作简单，经济实用的卷帘机。此款卷帘机结构要合理，维修要方便，能在北方恶劣的环境下长期工作。此款卷帘机依靠电力采用电机驱动。经过减速机降速，将扭矩传输给卷动机构。卷动通则带动草帘完成卷帘，放帘作业。卷帘机通过控制电机正反转，完成卷帘，放帘作业。其操作方式为固定式，可降低对大棚结构的要求，适应绝大多数农民的需要,具有广阔的市场。

1.3  设计任务与要求

1)利用电机作动力，经减速机降速，通过控制电机正反转，完成卷帘、放帘作业。

2)用于长度在80米以内的常用形状的温室大棚。

3)需在5分钟内完成卷、放帘作业。结构合理、成本较低。

4)电动机功率为1.1KW，经减速机减速后降为1.6e/min。

1.4  拟解决的关键问题

1.电机与减速箱的固定及稳定性问题

由于卷帘机要在露天的状态下作业，因此电机和减速机一定要固定好。经过分析可将电机和减速机分别固定在一个电机支杆上。电机支杆则固定在温室的后墙上。另外减速机的两端输出轴分别和一个与之相对应的卷绳管相连接。卷绳管可通过多哥支架固定。支架则固定在温室后墙的顶部。

2.减速箱内部结构及配合

根据课题需要采用的电动机功率为1.1千瓦，减速机降速后速度为1.6r/min。要在五分钟内完成作业。考虑到所需扭矩的大小，又要尽可能减小减速机的尺寸和自重。所以本款卷帘机拟采用两级传动结构，第一级是蜗轮蜗杆传动结构，转速高、受力小、效率损毫小，第二级是齿轮传动结构。并且减速机有二个输出轴，二个输出轴分别和与二个输出轴相对应的卷绳管的一端连接。

3.卷绳管与支架之间的嵌套

支架上端固定有卷绳管支承环，支架与支承环之间可通过螺栓连接或焊接。另外支承环内嵌有轴承，卷绳管可嵌套在轴承内。通过螺栓可减少滚动摩擦。

1.5  拟采用的研究手段

首先通过查找和收集资料，对设计有一个初步的了解，然后运用力学，机械原理，机械设计与数学等知识确定箱体的位置，计算出减速箱的传动关系。根据切削加工的知识及材料的力学性能确定卷绳管的长度直径及机构的材料构成。通过实际考察草帘的大小重量及尺寸，绳的长度及扭矩。用CAD制图，并分析图纸总结出现的情况和结果。