水稻在我国有着悠久的种植历史,水稻插秧机也在广泛的使用,本文探讨了插秧机变速器的设计以及制造工艺,并对高速插秧机的插秧性能进行了相关的研究分析,结果指出:高速插秧机的变速方式一般为机械变速,变速器的设计主要包括设计目标
广东深圳专业威力方舟输液泵产品设计公司工业设计以及相关传动齿轮与轴的具体参数选择,最终目标是要实现变速器的轻量化;最后分析所设计插秧机的插秧性能,能够基本满足秧苗的插秧精度要求。
关键词:高速插秧机;设计制造;插秧性能
本文所涉及的农业机械设备均为水稻插秧机,水稻在我国具有悠久的种植历史,机械插秧机的插秧秧苗行距与株距均匀、通风和透光性比较好,尤其是机械插秧种植的增产效果比较明显。
目前发达国家都已经开始了高速插秧机的广泛应用,我国对于高速插秧机的研究起始于上个世纪八十年代,目前高速插秧主要是以国外引进为主,国内关于高速插秧机设备的设计制造工艺还处在初级的阶段,还需要很多的时间去研究。
本文通过对相关参考文献的分析,结合作者多年的农业设备设计制造经验,对高速插秧机的设计制造目前存在的问题进行了相关分析,提出了相关的解决对策。
1.高速插秧机底盘的变速方式
现在市场上车辆的变速方式大多数采用的都是机械式变速方式,变速器主要由齿轮、轴以及相关的传动装置组成。
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广东深圳专业医用产品外壳工业产品设计医疗信息系统安全性设计.1.高速插秧机采用的机械式变速器主要是三轴式变速器,齿轮副的传动效率超过了90%。
机械式变速器对于环境的变化并不敏感,不会因为润滑油的不同导致机械传动性能的下降。
但是使用中有关行距、株距调节范围的设计使得底盘变
广东深圳专业华大基因产品设计公司工业设计速器的体积比较庞大,导致安装比较麻烦。
1.2.液压无级变速装置,这种变速器操纵比较简单,能够与不同类型的发动机之间实现良好的匹配。
液压无级变速装置的核心部件只有泵与马达,传动效率较低,通常变速器的传动效率只有80%;
1.3.液压机械无级变速器:这种变速器的传动效率达到85%左右,介于上述两种变速器之间,但是制造结构比较复杂,成本较高,不宜大规模在高速插秧机的制造过程中应用。
2. 高速插秧机变速箱传动系统的设计
在变速箱传动系统设计的过程中,缩小齿轮的设计尺寸,减小变速箱的重量,对传动的齿轮进行结构化的合理选择,具体的设计过程主要包括以下几个方面:
2.1.变速器设计变量的确定:高速插秧机变速器涉及的零部件比较多,本文对高速插秧机主变速箱进行机构方面的优化,主要的优化参数有变速齿轮和传动齿轮的模数、齿宽以及齿数等30个设计变量作为齿轮的结构参数;
2.2.设计目标的建立:对于高速插秧机变速箱的传动齿轮而言,优化设计
广东深圳专业医用电子产品工业产品设计深圳的主要目标就是在保证使用条件的前提下,如何将齿轮的体积达到最小,重量最轻是本文优化设计的最终目标函数;
标题2.3.齿轮约束条件的选择:一般来说高速插秧机的齿轮变速箱齿轮的选择原则是为了降低传动过程中所产生的噪音,降低转速以及减小齿轮宽度;由于齿宽较大,则会很容易造成齿轮轴向载荷的不均匀,降低齿轮的使用寿命,所以要在保证齿轮强度的情况下,尽量选择较小的齿宽;在齿数的限制方面,12≤z≤17,为了防止发生根切的现象,通常采用正变位齿轮。
3.高速插秧机的齿轮变速器的机械加工工艺及关键技术研究
高速齿轮的加工按照图纸来进行,为了齿轮与轴之间加工装配的方便,通常采用焊接的方式进行连接,但是要保证在焊接过程中产生的热变形要在设计所允许的跳动范围之内。
本文所设计的高速插秧机的变速系统主要由五个传动轴组成,I轴的连接套和轴之间主要采用焊接工艺进行连接,大幅度降低了I号齿轮轴的加工难度,提高了生产效率;II轴与III轴均采用花键联接的方式进行,这样保证连接强度的同时还可以保证安全性。
IV的主要作用是实现插秧速度的变化的输入轴 ,受到的作用力较少,齿轮与轴采取焊接的方式进行。
其次对于主变速箱的装配工艺而言,首先应该将齿轮、轴、拨叉以及轴承和一些相关的转向零部件装入箱体之中,然后再将变速箱的中分连接面涂上密封胶,使得上下箱体能够很好的使用罗栓连接起来。
4.高速插秧机的插秧性能测试
高速插秧机变速器使用以来,经过在田间长时间的测试,发现齿轮箱内部并没有发生脆性断裂的现象,也没有出现齿轮与轴之间的疲劳失效的现象,说明上述对变速器及齿轮箱结构的设计和制造工艺是正确的,其中也间接说明了齿轮与轴的选择和设计是比较合理的,达到了设计的具体要求。
在插秧性能测试方面,更换IV轴齿轮上的齿数,分别为22,、24、28、32,在苗床上进行插秧测试,然后进行株距的相关测试。
每轮插秧结束以后,随机选取10个株距,得到如图1的实验结果。
图1 插秧次数与实测株距之间的关系
图1的实验结果表明,输入轴的齿轮的齿数分为22,24,28,32时,能够满足插秧株距的要求。
5.小结
随着我国农业经济社会的不断发展,有关农业
广东深圳专业医用产品外壳工业产品设计医疗信息系统安全性设计机械设备的研究也在逐渐的开展起来。
本文以高速插秧机为研究对象,探讨了插秧机变速器的设计以及制造工艺,并对高速插秧机的插秧性能进行了相关的研究分析,结果指出:高速插秧机的变速方式一般为机械变速,变速器的设计主要包括设计目标以及相关传动齿轮与轴的具体参数选择,最终目标是要实现变速器的轻量化;最后分析所设计插秧机的插秧性能,能够基本满足秧苗的插秧精度要求。
参考文献:
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广东深圳专业华大基因产品设计公司工业设计. 农业机械学报, 2004, 35(1): 162~166.