裝配圖插秧機及其側離合器手柄的探討和改善設計(論文+DWG圖紙)

裝配圖插秧機及其側離合器手柄的探討和改善設計(論文+DWG圖紙),裝配,插秧機,及其,離合器,手柄,探討,以及,改善,改良,設計,論文,dwg,圖紙 鹽城工學院機械工程系 畢業(yè)設計(論文)任務書 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 設計（論文）題目PF455S插秧機及其側離合器手柄的探討和改善設計 學生姓名 汪 波 班 級 材機99(5) 學 號 B9912015 起訖日期 3.21~6.26 指導教師 倪文龍 教研室主任 系 主 任 發(fā)任務書日期 年 月 日 鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 摘 要 本文主要介紹了有關當前中國從韓國引進的PF455S動力插秧機的主要原理，特征和性能，以及在使用過程中出現(xiàn)的與中國土地種植環(huán)境的差異而出現(xiàn)的問題，比如說：并對此問題，作了研究，提出了一些解決方案。由于篇幅有限，本文在解決方案上主要介紹了側離合器手柄的探討與改進設計。針對此問題列出了不同的方案，最總經過方案比較，考慮高效、穩(wěn)定和經濟的方案，使插秧機的性能得到進一步的完善。 關鍵詞：PF455S插秧機 側離合器手柄 改進設計 Abstract Cardinal principle about present PF455S power Rice transplanter introduced from Korea S. of China of main introduction of this text, Characteristic and performance, and appear in the course of using plant problem that difference appear of environment with Chinese land, And this question, have been studied, has put forward some solutions. Because space limited, this text main introduction incline clutch discussion and improvement of handle design at solution. List different scheme to question this , compare scheme always most, Consider that high-efficient, stability and economic scheme, make the performance of the seeding machine get further perfection. Keywords：PF455S Rice Transplanter Incline the clutch handle Improve and design 1 鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 目 錄 引言 ……………………………………………………………………………………………………………….1 1 正文 ………………………………………………………………………3 1.1總體方案論證 …………………………………………………………………… 3 1.1.1PF455S插秧機的動力傳遞 …………………………………………………… 5 1.1.1.1驅動和轉向驅動路線 …………………………………………………… 6 1.1.1.2插植臂驅動和株距調整傳動路線……………………………………………7 1.1.1.3苗箱移動及橫向送秧量的調節(jié)………………………………………………8 1.1.1.4 縱向送秧傳動路線 …………………………………………………………8 1.1.2插秧機主要部件的構造…………………………………………………………8 1.1.2.1 發(fā)動機…………………………………………………………………………8 1.1.2.2 主變速箱……………………………………………………………………11 1.1.2.3 插植臂基本構造及工作原理..……………………………………………12 1.1.2.4 插植鏈輪箱基本構造……..………………………………………………12 1.2計算部分………………………………………………………………………… 18 1.2.1幾何尺寸的確認計算……………….…………………………………………18 1.2..2材料硬度的校核計算……………………………………………………………19 1.2.3螺栓校核計算 ………………………………………………………………21 1.3 設計部分 …………………………………………………………………………23 1.3.1對于調速手柄附和板的改進設計 ……………………………………………23 1.3.2 對于附著板的改進設計 ……………………………………………………24 2 結論 ………………………………………………………………………………26 致謝 ………………………………………………………………………………… 27 參考文獻 ………………………………………………………………………………28 附件清單……………………………………………………………………………… 29 1 鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設計說明書 0 引言 我國是農業(yè)大國，水稻是我國的主要糧食作物，種植面積為0.29億公頃.各級技術人員通過多年的探索,總結出群體質量栽培模式。高性能插秧機是與當今世界插秧機設計、制造技術接軌的高新技術，他與過去的插秧機有關很大的區(qū)別，首先他的性能依據(jù)于現(xiàn)代水道群體質量栽培管理理論，促進水稻高產穩(wěn)定。高興能插秧機所插的秧苗是通過表準化育秧規(guī)范培育而成的，插秧機所用的秧苗規(guī)格基本一致，插秧機就是為這樣的秧苗而設計的所以查插秧質量比過去高的多，這也符合現(xiàn)代前后工序的銜接的工業(yè)化原理，這顯然與形態(tài)千差萬別的手撥有著本質的區(qū)別，可以說是先帶農業(yè)發(fā)展的必然結果。它的行走底盤和國產機不同，有別于國產機的獨輪驅動的插秧機，機動性能和水田通過性好。還有高性能插秧機的分體式浮板及液壓放行裝置基本上解決了長期以來國產機插秧機沒有解決的壅泥、壅水及栽插深度不一致等弊端。它配有調整取秧數(shù)量的手柄，可以方便的調整索取秧苗的數(shù)量。他采用高強度鋁合金、合金鋼、PVC等材料先進工藝制造，保證了機器使用的可靠性。但是由于我國土地條件的不同，及其正進行國產化開發(fā)，所以在使用中出現(xiàn)了和多的問題，首先是側理合器手柄組裝，調試，使用都出現(xiàn)了比較嚴重的問題，還有就是齒輪箱等也出現(xiàn)不少問題。本設計也是最求進經濟合理，和穩(wěn)定性的方案進行的。PF455S可以說是一種完美的中國型插秧機，但是問題也是不可避免的。首先，對于它的的手柄安裝加緊不當問題，其次，再者，支螺栓改進，最后，油門拉線的安裝孔改進等問題。本課題所著重研究是側離器手柄板金件加工，操作設計較為簡單，由于本次是改進設計，所設計的模具修改，沒有作詳細的介紹，本文著重于改進設計的探討和相關的設計計算。我的畢業(yè)設計題目是《PF455S插秧機及其側離合器手柄的探討和改善設計》，在東洋插秧機公司實習且完成了我的畢業(yè)設計。在公司的開發(fā)部，我協(xié)助同事對策離合器手柄進行了改進設計。對插秧機的工作原理及其特點有了深入的了解，在此基礎上，我開始完成我的畢業(yè)設計。我先熟悉產品的工作原理，熟悉各零件的加工工藝，在充分了解產品的基礎上，我確定了設計思路和總體的方案。先設計計合尺寸，對材料的校核計算，但因為時間的關系，我只是對于策離合器手柄進行了探討和改善設計，我將在以后的工作中完善我的知識。在設計過程中，我把整個產品每一個部分進行了較為深刻了解，然后分別根據(jù)各自的組成原理，初步設計零件以及機構傳動特點，然后考慮其裝配的要求，力爭小巧，美觀；在鏈輪的設計中我主要考慮其以前出現(xiàn)的問題點，以及重要部件的加工工藝，熱處理工藝，裝配關系。在此改進設計中，我都提供了裝配圖以及非標的零件圖其中包括改進前后的圖紙；此外，還提供了一些和計算相關的主要的零件圖和PF455S插秧機總裝圖，以保持設計的完整。經過本次改進設計之后，我們取得更好的產品、更廉價的成本，完全符合我們所研究的初衷，原來配件生產中出現(xiàn)的問題，在此我們都已經解決。很多東西。本文所用公式引用及文獻的引用，均來自與參考文獻資料，見參考文獻。 1 設計說明書正文 1．1 總體方案論證 PF455S插秧機是一種適合于我國水稻產區(qū)廣大經濟條件使用的步行式水稻插秧機，PF455S插秧機設計結構簡單、輕巧，操作靈便，使用安全可靠，他主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、機架及行走系統(tǒng)、液壓仿行及插深控制系統(tǒng)等組成。見圖（1-1） 1－1 PF455S插秧機是雙輪驅動步行式插秧機，人在機后步行操作，其主要操作系統(tǒng)都在機器后部，用剛絲與各控制部分相連，便于操作，控制機器。苗箱與插植臂也在機器后部，便于機手查看并添加秧苗。為了提高機器的機動性能，減輕重量，PF455S插秧機大大采用了工程塑料（浮板、秧箱、罩蓋等）和鋁合金鑄件（主變速箱、插枝傳動箱、導軌等）。插秧機的發(fā)動機在前部，使機器前后平衡。 PF455S插秧機技術參數(shù)如下： 機器主要部件具有以下特點： 動力部分：采用2.3馬力汽油發(fā)動機，性能穩(wěn)定，啟動方便。 插植部分：配有調整秧數(shù)量的手柄，縱向取苗量調節(jié)從0.8cm到1.7cm,共10檔;橫向取苗調節(jié)有20、24、26三檔，能提供0.9-2.4cm內30個不同的量化面積和形狀，給局農藝要求調整。 行走部分：采用三條船行浮板，可以有效的防止或減少水田行走時產生的壅泥而沖起已插好的秧苗的弊端。采用鋼圈式包叫膠驅動輪，在水田行走時，附著效果好，打滑率低，同時由于輪子很窄，所留輪痕輕微。 1.1.1 PF455S插秧機的動力傳遞 1-2 從傳動簡圖（1-2）看出插秧機的動力傳遞大致可分為三條路線：一是車輪驅動和轉向路線；二是插植驅動及株距調整傳動路線；三是苗箱移動和送秧量調節(jié)傳動路線。這三條動力傳遞路線想互協(xié)作共同完成插植部插秧機的動作。具提過程如下： 1.1.1.1動和轉向驅動路線 PF455S插秧機工作檔位分為3檔：插秧工作檔、行走工作檔和到退檔。不同的檔位是依靠主變速箱內的不同齒輪副相互嚙合來實現(xiàn)的。發(fā)動機輸出的動力經過兩級皮帶輪傳入輸入軸。通過變速桿撥叉帶動雙聯(lián)猾移齒輪22-13左右猾移來實現(xiàn)檔位選擇。插秧檔時齒輪13和齒輪53相互嚙合，行走檔時齒輪22與45相互嚙合，后退檔時齒輪22與47嚙合再由齒輪21與53嚙合，將動力傳入側離合器軸，通過轉向離合器，再由齒輪14和齒輪45嚙合將動力傳入驅動輪，鏈輪11與鏈輪25通過鏈條將動力傳入行走驅動輪，驅動機器前進或后退。（1-3、1-4） 1－3 1.1.1.2插植臂驅動和株距調整傳動路線 當動力傳入輸入軸后，除通過雙聯(lián)滑移齒輪22-13傳遞給行走驅動輪一條線外，還有通過雙聯(lián)滑移齒輪48-51左右滑移與不同的齒輪相互嚙合，改變插植臂的轉速來實現(xiàn)的。當株距選擇為“70”檔時，齒輪18 與齒輪51嚙合。當株距選擇為“80”檔時齒輪20與齒輪51嚙合。當株距選擇“90”是 齒輪21與齒輪48嚙合，將動力插植臂輸入軸，再由鏈輪12與鏈輪11通過鏈條將動力輸入插植臂輸入軸，再由鏈輪9將動力傳給插植臂，實現(xiàn)插秧動作。 1.1.1.3苗箱移動及橫向送秧量的調節(jié) 當動力傳入插秧輸入軸后又分兩條傳動線路，一條傳動線路由鏈輪9傳入插植臂，另一條線路由雙聯(lián)滑移齒輪12-12與不同齒輪想嚙合傳入導向凸輪軸，通過凸輪滑塊組帶動苗箱移動。橫向送秧量調節(jié)是通過移箱器內的雙聯(lián)齒輪12-12與不同的齒輪相互嚙合，改變廟箱的移動速度來實現(xiàn)的，當橫向送秧量選擇為“20”時，齒輪20與齒輪12嚙合，選擇為“24”擋時。齒輪24與齒輪12嚙合，選擇為“26”擋時，齒輪26與齒輪12嚙合，將動力傳入導向凸輪軸，通過凸輪滑塊組帶動苗箱移動。 1.1.1.4 縱向送秧傳動路線 當秧箱移至左右極限位置時，導向滑塊推動縱向送秧軸和縱向送秧凸輪左右移動使送秧凸輪組合咬合，將動力傳入縱向送秧軸，從而帶動縱向送秧苗桿和苗移送支架組成的四連桿機構轉動，撥動縱送秧星輪轉動，完成縱送秧動作?？v送秧結速后，縱向送秧凸輪組合在彈簧的作用下，切斷動力傳遞。 1.1.2插秧機主要部件的構造 1.1.2.1 發(fā)動機 發(fā)動機是一種能量個轉換工具，它把燃料燃燒產生的熱能轉化成機械能。PF455S插秧機中，它可以說是整個插秧機的心臟，是產生并輸出動力的部件。PF455S插秧機采用的是四沖程汽油機。它主要由發(fā)動機缸體、反沖式啟動器、燃油過濾器、空氣濾清器、汽化器、消音器等組成。首先探討一下它的曲柄連桿機構。它包括活塞組、連桿組和曲軸等部件構成。它的作用是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍男D運動，將作用在活塞上的燃氣壓力變?yōu)榕ぞ?，通過曲軸輸出?；钊M由活塞、活塞環(huán)、活塞銷等組成?；钊敳颗c汽缸蓋、汽缸共同組成燃燒室。活塞就是要推動曲軸旋轉。那么連桿組主要由連桿、連桿蓋、連桿軸瓦幾連桿螺栓等組成。它的作用就是就是將活塞承受的力傳遞給曲柄，并使活塞的往副運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動。曲軸組主要使用來承受連桿傳來的力，并轉換成曲軸曲線的轉矩，用以輸出所需的動力。發(fā)動機的配氣系統(tǒng)由氣門、氣門彈簧、彈簧上下托盤、氣門推桿和配時齒輪組成，它可以根據(jù)工作循環(huán)的需要，及時正確的是混合器進入汽缸，并將燃燒后的廢氣排除氣缸。其工作原理是：當曲軸回轉時配時齒輪以2：1的比速帶動凸輪回轉，凸輪定時的將推桿頂起，推桿克服氣門彈簧的彈力，把氣門推開。當凸輪的頂端離開推桿時，靠氣門彈簧的彈力將氣門推入氣門座，使氣門關閉。這是它的曲柄連桿機構。燃油供給系統(tǒng)主要由油箱、燃油過濾器、汽化器等組成，其功能就是將汽油和空氣按比例形成的可燃混合氣供給氣缸，以滿足燃燒過程的需要。燃油過濾器主要由濾芯、油杯等組成，作用是濾去油液中的雜質，保持油液清潔； 1－5 汽化器主要由浮子室、浮子、針閥、噴有管、量孔、喉管、混合室、節(jié)氣門、油門等零件組成，主要作用是將液態(tài)汽油通過控制油路從主噴嘴噴出（霧化），并于空氣按一定的的比例混合，形成可燃氣體。汽油從油箱經過過濾后流到汽化器的浮子室，斧子室頂部有空與大氣相通，此處壓力與大氣壓相同。汽化器混合室兩端，一端與空氣濾輕騎清器相連，異端和汽油機進氣口想連?；旌鲜覂扔幸蛔钫幏Q為喉管，然油主噴嘴位于喉管附近，此處空氣流速最大。當氣門打開時，活塞下行，氣室容積增大，缸內壓力小于大氣壓。此時主噴嘴處空氣壓力形成較大的壓力差。汽油在壓力的作用下，自浮子室主噴嘴噴入混合室，噴出的燃油即被高速的氣流沖散，成為大小不等的霧狀顆粒與空氣混合后達汽缸。由于實際情況中汽油機負載會發(fā)生變化，所需的功率也響應的變化。需要控制油門大小來改變混合氣的量。當油門的開度越大，整個空氣管道內的空氣流量也越大。汽油機的功率也響應加大。反之，油門開度變小，功率也隨之減小。當油門小到一定程度時，喉管處的副壓幾乎不存在，主噴嘴就無法依靠壓力差噴出汽油，為此，汽化器的工作系統(tǒng)中除了主供油系統(tǒng)外，還設計了輔助供油有系統(tǒng)。即增設了一怠速裝置，作用就是再保證很小負荷市，為汽缸提供混合氣，不致使發(fā)動機熄火，同時可以節(jié)省燃油。它的潤滑系統(tǒng)主要有油槽、賤油匙等組成。該系統(tǒng)采用飛濺潤滑方式將油送到個運動部件的磨查表面，起到潤滑的作用。其過程為：將潤滑油加注到曲軸箱內并保持一定潤滑油面高度，曲柄連桿機構運轉時，連桿打頭的濺油匙把有槽內的內的機油濺起，被濺起的機油顆粒直接飛濺到汽缸、活塞，連桿的大小等需要潤滑的表面上，使這些磨檫表面得到潤滑。它的點火系統(tǒng)主要有火花塞、高壓導線、飛輪磁電機等組成?？稍陬A定得時間，及時產生點火花，點燃汽缸內受壓縮的可燃混合氣從而是內燃機實現(xiàn)做功過程。飛輪磁惦記電機的作用是直接產生火花塞所需的高電壓。對于啟動系統(tǒng)，主要是由反沖式啟動器和輔助機構組成。他的作用是給汽油機提供初始運動能量，使反動機進入原轉狀態(tài)。發(fā)沖式啟動器和輔助機構組成：殼體、反沖彈簧、反沖卷軸、棘爪、啟動鋼套、拉繩等組成。有于發(fā)動機為四沖程汽油機，再它的一個工作循環(huán)內的四個沖程中，只有一個是做功的，其余三個沖程是為做工作準備。因此，發(fā)動機每轉兩周只有半周是由膨脹氣體作用是曲軸旋轉的，其余一周半只靠慣性維持運動，故曲軸轉速是不均勻的。為了調節(jié)曲軸的轉速，使其運動趨向平穩(wěn)，在曲軸上裝有離心式自動調速裝置。該裝置由飛球、彈簧、杠桿、拉桿等組成。它是利用回轉物體的離心力，隨回轉速度的增減，自動地控制油門的開度。兩個有一定重量的飛球（飛塊）由活動杠桿連接于軸上，軸由傳動裝置帶動而回轉，飛球也隨著回轉。飛球回轉時，即產生離開旋轉軸心的離心力。在飛球的活動杠桿之間有一彈簧3，轉速不夠高時，飛球上的離心力不足以克服彈簧3的張力，就不能飛開，這時與杠桿5、拉桿6相連接的油門7開度很大，大量的混合氣吸進汽缸，機組的轉速隨即增加。隨著機器轉速的增加，調速器轉軸的轉速也增加，飛球的離心力隨著加大。當軸1的轉速足夠大時，飛球的離心力會增大到足以克服彈簧的張力而向外飛開，帶動滑環(huán)4向上移動，通過杠桿5和拉桿6使油門關小，轉速降低。轉速降低到飛球上的離心力與彈簧的張力平衡時，機組就穩(wěn)定在這個轉速上。 發(fā)動機負荷增加時，轉速降低，飛球上的離心力減少，由于彈簧的作用，飛球下降，滑環(huán)4下移，通過調速杠桿5和拉桿6使油門開大，轉速因之增加。飛球的離心力與彈簧張力再度平衡時，油門又位于一個新的開度（較以前的開度大），機組保持近于要求的額定轉速。除去負荷時，由于轉速的增加使飛球受較大離心力的作用而飛開，并通過調速杠桿使油門關小，因此仍能保持額定的轉速。 1.1.2.2 主變速箱 主變速箱主要由輸入軸及齒輪組件、插植驅動軸及齒輪組件、側離合器軸及齒輪組件、驅動輪軸組件、變速撥叉組件、株距撥叉組件、轉向撥叉組件及安全離合器組件等部件構成。通過它將發(fā)動機的動力及運動按不同的參數(shù)傳遞給行走機構和插植機構。 主變速箱內輸入軸組件、插植驅動軸組件、側離合器軸組件、驅動輪軸組件結構呈空間分布如下。 1、輸入軸與輸入皮帶輪通過鍵聯(lián)接，軸上分布有齒輪（21、20、18）、雙聯(lián)滑移齒輪22-13。作用是將發(fā)動機的動力傳遞給側離合器軸和驅動輪軸。 2、插植驅動軸上分布有雙聯(lián)滑移齒輪48-51、雙聯(lián)齒輪47-21。作用是將輸入齒輪軸傳遞的動力傳給安全離合器組件。 3、側離合器軸上分布有側離合器齒輪（45、53）、壓緊彈簧組成。作用是將輸入齒輪軸或雙聯(lián)齒輪47-21傳遞的動力傳給驅動輪軸。 4、驅動輪軸組件有兩套，有左右之分，由驅動輪齒輪軸（44）驅動鏈輪（11）、C型卡環(huán)組成。作用是將側離合器齒輪軸傳遞的動力傳給行走機構。 5、變速撥叉組件由變速撥叉、鋼珠、壓緊彈簧、O型橡膠圈組成。作用是撥動雙聯(lián)滑移齒輪22-13左右滑移，實現(xiàn)不同工作檔位的選擇。 6、株距撥叉組件由株距撥叉、鋼珠、壓緊彈簧、O型橡膠圈組成。作用是撥動雙聯(lián)滑移齒輪48-51左右滑移。 1.1.2.3 插植臂基本構造及工作原理 PF455S插秧機插植臂共有四個，兩個一組，呈左右對稱狀。插植臂主要由壓出臂組件、秧針、插植叉組件和插植臂殼體組件組成，其用途是從苗箱上切取下秧塊，并栽插到田里。 一、基本構成 壓出臂組件由壓出凸輪、壓出臂、壓出臂銷組成。其作用是在秧針入土前瞬間，將插植叉迅速下壓，彈出秧苗。 插植叉組件由插植叉、開口銷、壓出螺母、壓出鎖母、緩沖墊、插植襯套、油封組成，作用是在秧針和插植叉前端的配合下，從苗箱上取下設定大小的秧苗塊，并在秧針入土前夕，插植叉在壓出凸輪和壓出臂的作用下，以彈出速度將秧苗從秧針上推出，插入田里。 插植臂殼體組件由插植臂外殼、蓋板、注油帽、搖動曲柄、插植曲柄、插植臂曲柄鎖銷組成，其作用是安裝各類插植零件，并按設定的軌跡完成插植動作。 二、工作原理 1、插植臂的基本工作原理和運動軌跡可以簡化成四連桿機構。圖中“BED”為插植臂主體，“OA”為帶動插植臂運動的曲柄，以角速度ωt旋轉，動力由此輸入，一端與插臂主體相連，“BC”為搖桿（搖動曲柄），即OABC組成一個曲柄搖桿機構，插秧的運動軌跡取決于四根桿子“OA”、“AB”、“BC”、“CO”的長度，曲柄“OA”的轉速及插秧機的運動速度V0，一般來說，為了模仿人工插秧，在插植動作完成并提起插植臂時不把已插秧苗“帶出”或“帶倒”，秧針前端的運動軌跡應呈“V”型余搖線體或“V”型尖稅狀。 2、為了減少搖植臂工作過程中產生的振動，克服插植臂產生的慣性，插植曲柄另一端形成一扇形配重 3、由插植傳動箱傳來的動力，通過插植臂曲柄軸帶動壓出凸輪轉動，當壓出凸輪作用于壓出臂時，壓出臂彈簧被壓縮，插植叉提起。秧針進入秧門取秧后，帶住秧塊往下達到栽插位置時，壓出臂瞬時間脫離壓出凸輪，在壓出臂彈簧的作用下，插植叉把秧塊彈出，完成栽插動作。接著插植臂提起，壓出凸輪再次作用于壓出臂，由此往返動作，完成栽插工作。 1.1.2.4 插植鏈輪箱基本構造 插植鏈輪箱有兩個，左右對稱，各負責一組（兩個）插植臂勸力和運動傳遞。鏈輪箱主要由箱體、驅動鏈輪、從動鏈輪、鏈條和張緊彈簧片組成。 基本構造及其作用 1、驅動鏈輪，作用是將傳動軸傳來的動力通過鏈條傳給從動鏈輪。 2、從動鏈輪，作用是將鏈條傳來的動力再通過從動鏈輪軸傳輸出來。 3、鏈條，作用是將驅動鏈輪的動力傳給從動鏈輪。 4、張緊彈簧片，作用是保持鏈條一定的張緊度。 傳動軸帶動驅動鏈輪，驅動鏈輪通過鏈條將動力傳給從動鏈輪，從動鏈輪再通過從動鏈輪軸將動力傳輸出來，張緊片是調整鏈條張緊度的。 裝配調整時，應注意定位，軸和鏈輪的鍵槽和鏈輪箱一小凸起對齊，這樣才能保證運轉正常。否則兩組插植臂動將會不一致，而且與苗箱橫向移動也無法配合，插植臂將會打到苗箱及導軌上。 另外，插植鏈輪箱為哈夫式鏈輪箱，箱體和箱蓋由銷釘和銷孔定位，密封紙墊兩面要用密封膠涂勻，使其配合緊密，防止漏油。 1.1.2.5 液壓控制系統(tǒng) PF455S插秧機液壓控制系統(tǒng)主要由液壓泵、油缸、控制閥、控制閥臂、仿形連動臂、油壓連動臂、控制手柄及連接鋼絲等組成。 插秧機的液壓控制系統(tǒng)依據(jù)對液壓控制閥門的控制方式的不同可分為手柄控制的液壓升降系統(tǒng)和浮板控制的液壓仿形插深控制系統(tǒng)。 1-6 一、手柄控制的液壓升降系統(tǒng) 液壓升降系統(tǒng)的控制手柄共有三個位置，“上升”、“固定”、“下降”。當液壓控制手柄處于“上升”位置時，手柄連接鋼絲帶動控制閥臂動作，液壓閥臂靠向后面10mm凸臺，液壓泵向油缸供油，使油液從左向右流動（如圖1-6），推動活塞桿向右移動。由于活塞桿與仿形連動臂相連，從而推動仿形連動臂往上移動，仿形連動臂通過調節(jié)螺栓帶動仿形臂連同鏈輪箱（鏈輪箭頭方向），仿形連動臂通過調節(jié)螺栓帶動仿形臂連同鏈輪箱（鏈輪箱與仿形臂剛性連接）繞驅動輪軸向上轉過一個角度，從而使機身相對地面上升一定的高度，即機體上升。當控制手柄處于“固定”位置時，液壓閥臂在兩個10mm凸臺中間，液壓泵既不向油缸供油，油缸的油也回不到油箱?；钊麠U保持原有狀態(tài)，機體也保持原有高度。當將液壓手柄撥至“下降”位置，液壓閥臂靠向前面10mm凸臺，液壓泵不向油缸供油，同時油缸向油箱的回流油路打通，機體在自重的作用下，油缸活塞腔內的液壓油回流到油箱，活塞桿從右向左移動，仿形臂連同鏈輪箱繞驅動輪軸向下轉過一個角度，從而使機體下降一定的高度。 當插秧機在道路、田硬上行走和過溝埂時，機體應處于上升狀態(tài)，以利于行走方便快捷。在田中插秧作業(yè) 時，應處于下降狀態(tài)，讓浮板緊貼地面，使液壓壓自動插深控制系統(tǒng)起作用。 二、液壓仿形自動插深控制系統(tǒng)。液壓仿形自動插深控制系統(tǒng)是通過利用浮板與機體之間的相對位置變化來控制液壓油缸的動作，改變行走輪與機體的位置，使機體與浮板保持一個穩(wěn)定的相對位置關系，從而達到穩(wěn)定插秧深度的目的。 當插秧機在田中插秧作業(yè)時，液壓手柄應處于“下降”位置，讓浮板緊貼地面。遇田間不平時，浮板就隨田面的高低相對于機體作上下浮動。浮板用一連桿與油壓連動臂連接。當浮板上下浮動時，帶動油壓連動臂及油壓閥臂轉動，繼而牽動控制閥動作（基本原理與手柄控制系統(tǒng)相同），完成機體的自動升降。這樣在田間的插秧深度隨著機體的自我調節(jié)，基本保持一致。 1－7 在油壓閥臂構件上，有兩個長形腰孔，下面一個腰孔為液壓鋼絲銷孔，受液壓手柄控制；上面腰孔為液壓控制啟動鋼絲（秧苗支架鋼絲）銷孔，受主離合器手柄控制。當主離合器手柄在“斷開”位置時，液壓控制啟動鋼絲（秧苗支架鋼絲）受彈簧彈力的作用頂在前面，中浮板前端抬起時不能克服彈簧彈力，使油壓閥臂不能向后移動，液壓仿形不起作用。此時將液壓手柄置于“上升”位置，液壓鋼絲帶動油壓閥臂向后移動，并將液壓控制啟動鋼絲（秧苗支架鋼絲）向后收縮，壓縮彈簧。因此主離合器手柄在“斷開”位置時，液壓手柄仍可起作用，液壓自動仿形不起作用。當主離合器手柄在“連接”位置時，液壓控制啟動鋼絲（秧苗支架鋼絲）被拉向后方，使油壓閥臂可自由地帶動液壓控制閥臂處于“上升”、“下降”位置，液壓仿形起作用。 以上為PF455S插秧機的主要系統(tǒng)組成及其原理特點，可以說是一種完美的中國型插秧機，但是問題也是不可避免的，下面主要談談側離合器手柄的問題解決方案。 首先對于它的的手柄安裝加緊不當問題 方案1：改變附著板的支落孔的位置 方案2：改變側離合器手把的尺寸 1－8 比較兩種方案前者需更改孔的位置，而后者則需要考慮其受力等因素，成型要做較為嚴重的調整，無論是經濟還是工序上還是前者更符合我門的設計思想和要求。 其次，12-05部件的焊接改為鉚接 焊接 1－9 再次支螺栓改進 方案1：使用國產防水螺母 方案2：使用普通螺母，將螺栓端部打鐓 比較兩種方案由于次螺栓的主要作用是作為一種支架使用防水螺母的意義不是太大，所以第二種方案更好。 最后對油門拉線的安裝孔改進 方案1：將孔徑由Φ6.2變位Φ6.0 方案2：將油門拉線頭加大 本方案主要考慮生產廠家的地域問題，就近解決能解決好的問題，要就近處理1.2計算部分 本部裝選擇了冷軋鋼板作為加工原材料，其許用應力[δ]=275MPa,材料厚度1.6mm 根據(jù)GB707-88和GB700-88 1.2.1幾何尺寸的確認計算 撥叉的行程,在完全分離是行程4mm, 由于撥叉和轉相撥插軸轉角可以認為是大小一樣.則拉線的行程為:l=,即l=12.8mm 1－10 可以看出12.8mm為拉線的最小移動行程 1－11 在此種情況下手柄7所產生的轉角為 α= α=21o <38o 在完全離合上沒有問題,側離合器的手柄行程足夠,即使在包含其他因素在內的情況下，所以在幾何尺寸上應該沒有問題，下面就要進行材料硬度的校核計算。 1.2.2材料硬度的校核計算 本材料為冷拉鋼板GB/708-88和GB700-88 查的材料的抗拉強度[δ]=275MPa 1-12 當側離合器手柄達最大位置時，此時各部位的受力也就是最大的時候。 此時 拉線的行程：S= S=22.5mm 彈簧的行程：s= s= s=7.03mm 有虎克定理 F1== F1= F1=17.43kgf 由力矩平衡原理 = 則 F2= F2= F2=5.45kgf 1-13 對與側離合器手柄來說,上圖中的3.66mm處可以說是最危險面,因為這里受力較為復雜. 1-14 我們假設所有拉線的作用的力都集中在這一面內,則其應力如下: δ= δ= δ=9.12 MPa<[δ] 由此看出,我們選材在此處正確,可以滿足配件所需的硬度。 1．2．3 螺栓的受力分析 1． 將繩子的拉力F向結合面平移，附加翻轉力矩M 1） 橫向載荷力 F=50N 2） 翻轉力矩M=3mm×50N=150N·mm 該螺栓組聯(lián)接受翻轉力矩和橫向載荷聯(lián)合作用，載荷方向如圖所示。 2．螺栓的工作載荷 1）螺栓所受的橫向載荷 F= F=50N 按結合面m=1，查表14-4取f=0.15防滑系數(shù)k取1.1，則單個螺栓的預緊力F≥==110N 2）翻轉力矩M引起的螺栓載荷 在翻轉力矩M的作用下，螺栓所受拉力F=M/Z=150/3=50N 3）螺栓所受軸向總拉力F∑，查表14-11取k=0.25 F∑=F0+ kF=110×0.25×50=22.5N 3．強度計算 1)計算許用拉應力［σ］ 選4.8級螺栓,查表14-7,σ=340MPa,考慮嚴格控制與緊力，S=1.4 ［σ］=σ/S=340/1.4=242.9MPa 2)計算螺栓直徑： d≥≈2.42mm 取M=5mm 5．校核接合面上的擠壓應力 總的要求：上端接合面間不出現(xiàn)縫隙，下端接合面不被壓潰。 1）計算結合面面積A和抗彎截面系數(shù)W A=b×b=5×5=25mm W=M/σ=150N·mm 2)接合面下端不壓潰 由表14-5查出許用擠壓應力［σ］=0.8σ=0.8×340=272MPa σ=+ =+=4.6MPa<［σ］ 3)接合面上端不開逢 σ=-=-=4.2MPa>0 故滿足要求 因此取M5的六角頭螺栓（GB5781-86），查《機械設計手冊》，選擇其余參數(shù) d=5mm d=5.2mm, e=10mm, k=3.5mm, r=0.2 s=8mm l=12mm 材料為45鋼，鍍鋅鈍化，公差等級為C，螺紋公差6g 標記：螺紋規(guī)格d=M5, 公稱長度l=16mm,C級六角頭螺栓 性能等級48級，螺栓GB5781-86 M6×16 經過鍍鋅鈍化 1.3 設計部分 通過上面的介紹和計算我們可以清楚看到，我們設計的思想和設計的方法，還有我們設計的初衷。對于整臺插秧機來說機器的每一個環(huán)節(jié) ，都不容我們的忽視，小問題就是大問題的前言，可能更嚴重后果即將出現(xiàn)，所我們會細心注意他的每一個環(huán)節(jié)。當前插秧機技術發(fā)展迅速，特別是日本的企業(yè)有為精湛。這就要求我們對插秧機每一個環(huán)節(jié)細心精致，保持他優(yōu)良的品質。下面就是我們計算所得的方案。 1.3.1對于調速手柄附和板的改進設計 1-15 以前Φ27.2尺寸為Φ25.4，只所做出如此改進方案，考慮的是多方面的原因。首先從它的安裝出現(xiàn)的問題，那就是安裝不能到位，理論上講，手把支架的直徑也是Φ25.4但是為什么如此問題呢？就是因為沒有考慮到他們公差累加，他們的相關配件公差累加以后，就造成超差，安裝是問題自然就出來了。對于這部分的改進操作經過了實際的操作獲得了成功。 1.3.2 對于附著板的改進設計 首先我們對于原來所選材料再次進行了粗估計算，能滿足我們的要求，于是就在它和相關部件的結構修改上，因為都是鈑金件，采用了沖壓工藝，精度能滿足我們所要得精度要求。表面的熱處理依然采用的是電泳處理，他問題的和所在就是中間孔Φ8.2的位置問題。見下頁圖所示 （具體見附件PF455S-12-03） 1- 16 如果在此狀態(tài)下，產生如附件（pf455s-12 改進前）圖樣，無法正確動作，經過實際部件組裝得出如下解決方案，即將孔的位置往右偏移1mm,往下偏移3mm。如附件PF455S-12所示。 2結論 本文主要介紹了PF455S動力插秧機的設計原理與主要特征參數(shù)，對發(fā)現(xiàn)部分問題進行研究和探討，解決側離器手柄的以前存在問題，因為本課題所著重研究是側離器手柄板金件加工，操作較為簡單，但經過本次改進設計之后，我們取得更好的產品、更廉價的成本，完全符合我們所研究的初衷，原來配件生產中出現(xiàn)的問題，在此我們都已經解決，但是研究中也難免出現(xiàn)不足之處，那就是由于時間和水平所限，在外觀上沒能作出生大改進，只是基于所出現(xiàn)問題，作了針對性的改進。愿我日后的努力，來彌補當前的不足。 3致謝 對于本次畢業(yè)設計，由于本人在單位實習，參加畢業(yè)設計沒有充足的材料，但是在倪文龍老師不惜辛苦的指導下，我們在本次畢業(yè)設計學習了很多東西。當然本次畢業(yè)設計中也要感謝所在單位的江蘇東洋插秧機有限公司高級工程師孫承顯指導和安排，使我能順利地進行畢業(yè)設計。在這里向倪老師和同學們以及所在單位領導同事的大力支持表示衷心的感謝。畢業(yè)設計是一個系統(tǒng)的過程，通過這個過程，我們學會了分析問題、解決問題的一些基本的方法，讓我們系統(tǒng)回顧了大學四年學過的知識，也為我們將來的工作打下了基礎。本次課程設計中，接觸了一種新的事物——農機機械，對我們來說可能有些生疏，但也是機械工程的一個分支，所以在本次畢業(yè)設計中擴大和鞏固了我們的知識面，更深層次的了解零件的加工工藝方法和工藝過程，本課題主要是對插秧機部分配件的改進提出改進方案，但任何配件都不能在組裝獨立存在，所以本次設計中對相關配件也作了相關說明，不足之處請批評指正。 參考文獻 1 張貴林，何志剛，朱柏林.簡明農業(yè)機械設計標準應用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1993.11，第一版 2 農業(yè)機械編寫小組，農業(yè)機械.北京：北京出版社，1978年2月第1版 3 劉鴻文，材料力學.北京：高等教育出版社，1992.9年第3版 4 機械設計.北京：高等教育出版社 5 PF455S插秧機培訓教材.南京：江蘇省農業(yè)機械技術推廣站 6 天津大學，機械設計零件手冊.北京：高等教育出版社 7 機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社 8 機械原理.北京：高等教育出版社 9 陳秀寧，施高義，機械設計課程設計.杭州：浙江大學出版社 10 江蘇東洋插秧機有限公司.《PF455S插秧機使用說明書》.江蘇：江蘇東洋插秧機有限公司，2003.1 附件清單 1、 插秧機總裝圖 B9912015-PF455S-00 A0+ 1張； 2、 側離合器手柄部裝圖（左） B9912015-PF455S-14 A2 1張； 3、 側離合器手柄部裝圖（右） B9912015-PF455S-12 A2 1張； 4、 調速手柄罩 B9912015-PF455S-12-101 A3 1張； 5、 彈簧板 B9912015-PF455S-12-102 A4 1張； 6、 調速拉線手柄 B9912015-PF455S-12-01 A4 1張； 7、 調速手把 B9912015-PF455S-12-01-101 A3 1張； 8、 調速拉線導板 B9912015-PF455S-12-01-102 A3 1張； 9、 固定銷 B9912015-PF455S-12-01-103 A4 1張； 10、間距板 B9912015-PF455S-12-103 A4 1張； 11、調速手柄附和板 B9912015-PF455S-12-02 A4 1張； 12、附著板 B9912015-PF455S-12-03 A3 1張； 13、附著板 B9912015-PF455S-12-03- 101 A3 1張； 14、側離合器手柄 B9912015-PF455S-12-04 A3 1張； 15、側離合器手柄 B9912015-PF455S-12-04- 101 A3 1張； 16、襯套 B9912015-PF455S-12-04- 103 A3 1張； 17、制動鐵 B9912015-PF455S-12-04- 102 A4 1張; 18、張緊彈簧 B9912015-PF455S-12-104 A4 1張； 19、支螺栓 B9912015-PF455S-12-105 A4 1張； 20、壓緊橡膠 B9912015-PF455S-12-106 A4 1張； 21、螺栓 B9912015-PF455S-12-107 A4 1張； 22、固定板 B9912015-PF455S-14-101 A4 1張； 相關零件圖： 1、 側離合器撥叉 B9912015-PF455S-04- 124 A3 1張； 2、 離合器臂組合 B9912015-PF455S-04- 02 A4 1張； 3、 轉動片 B9912015PF455S-04-02-101 A4 1張； 4、 主離合器銷 B9912015-PF455S-04-113 A4 1張； 改進前圖紙： 1、 離合器手柄部裝圖（左） B9912015-PF455S-14 A2 1張； 2、 離合器手柄部裝圖（右） B9912015-PF455S-12 A2 1張； 3、附著板 B9912015-PF455S-12- 03 A3 1張； 4、附著板 B9912015-PF455S-12-03-101 A3 1張； 5、調速手柄附和板 B9912015-PF455S-12-02 A4 1張 31