插秧机设计论文Word下载.doc

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关键词：

曲柄摇杆分插机构运动轨迹

目录

1引言 1

2水稻插秧机的研究与发展 1

2.1水稻插秧机械化的重要作用 1

2.2我国插秧机的研究与发展 2

2.2.1人力插秧机 2

2.2.2机动插秧机 2

2.2.3大小苗两用插秧机 2

2.2.42ZT系列机动插秧机 2

2.3发展水稻插秧机械化的经济效益和社会效益 3

2.3.1节省秧田 3

2.3.2节水省肥省药 3

2.3.3节本增效 3

2.3.4高产稳产 3

2.3.5如何推广机械化水稻 3

2.3.6加强示范，提高农民购买的兴趣 4

2.4展望 4

3曲柄摇杆式分插机构的技术要求 4

3.1分插机构概述 4

3.2曲柄摇杆式分插机构概述 6

3.2.1曲柄摇杆式分插机构的类型 7

3.2.2曲柄摇杆式分插机构运动学数学模型 8

3．3曲柄摇杆式分插机构测绘及零件建模 11

3.4模型装配及运动轨迹 14

3.5运动轨迹总结 15

结论 16

参考文献 18

Abstract 19

致谢 20

-II-

作者：

孙艳丽指导老师：

陈迎春

（安徽农业大学经济技术学院08机械设计制造及其自动化专业合肥230036）

1引言

水稻插秧机械化是继品种和栽培技术更新之后，进一步提高水稻劳动生产率的又一次技术革命。

目前，世界上水稻机械插秧技术已经成熟，日本、韩国等国家以及我国台湾省的水稻生产已经全面实现了机械化。

我国是世界上最早研究实验机动插秧机的国家。

20世纪50年代初，中国就已经提出秧箱移动、群体分秧、独轮驱动、波浪形船底和利用插入段取秧器失控原理来保持秧苗直立性等设计方案，成功地设计制成我国第一台畜水力水稻插秧机。

到1960年，各地推荐生产上使用的人力、畜力插秧机已达21种。

1967年，第一台自走式机动插秧机“东风-2S”型通过鉴定定型并投入生产,每天可插秧15～20亩。

日本于1898年,发表第一个水稻插秧机专利；

意大利于1915年开始研究拔秧苗的水稻插秧机，至50年代已有拖拉机配套的商品出售,但都由于结构复杂、造价高,作业时需用辅助劳力多而未能推广。

日本于60年代研制带土小苗的栽植技术和相应的水稻插秧机。

2水稻插秧机的研究与发展

2.1水稻插秧机械化的重要作用

水稻是我国主要粮食作物之一，在我国粮食生产中有着举足轻重的地位。

水稻在我国有悠久的栽培历史，水稻插秧是我国农业精耕细作的优良传统。

但历来依靠手工栽插，工作条件差，劳动强度大，作业效率低。

插秧季节又是其他农活的大忙季节，劳动力比较紧张。

因此，用机械插秧来代替传统的“弯腰曲背手插秧”是艰巨而迫切的任务。

因此解决水稻插秧机械化问题，是实现水稻生产机械化的重要部分。

据有关部门测算，如果我国插秧机械化水平提高，就能增产3.75亿千克。

资料表明用插秧机插秧的增产效果为5％～109。

因此，实现水稻插秧机械化，既能减轻劳动强度，又能增加收入，必将使农业生产产生一个大的飞跃，促进整个国民经济的发展与农民收入水平的提高。

2.2我国插秧机的研究与发展

我国是首先研制并用于生产插秧机的国家之一，于1953年开始研究插秧机，在此之前，国外只有意大利、日本等国研究过插秧机，但因质量差、成本高等原因均未使用。

我国插秧机的研究大致分4个阶段：

2.2.1人力插秧机

1953年原华东农业科学研究所（1957年改建为南京农机所）将插秧机列入科研课题i1956年梳齿纵拉分秧原理初步成型，试制出样机；

1956年4月，在武昌召开的全国第一次插秧机试验座谈会上，有两台插秧机参加田问试验，证明了实现插秧机械化的可能性。

1965年，广西65型人力夹式水稻插秧机通过部级鉴定。

产品定型后，由南宁插秧机厂与耒阳插秧机厂生产。

3年调整期间，在压缩基本建设投资的情况下，国家仍分别投资143万元和62万元给南宁和末阳插秧机厂，以推动插秧机的发展。

2.2.2机动插秧机

我国于1964年开始出现机动插秧机，1967年l1月东风2S型机动插秧机通过部级鉴定，该机获全国科技发明奖。

它是一种插洗根苗的插秧机，采用转臂滑道式分插机构。

2.2.3大小苗两用插秧机

7O年代为适应农业部推广带土苗移栽的要求，出现既可插带土苗，又可插洗根大苗的两用插秧机。

如东风一74型、湖北一32型等。

为便于推广使用，国家决定统一插秧机型号，定点生产，以保证质量。

1979年，全国统型2Z系列机动水稻插秧机通过部级鉴定。

这一系列共l2个型号，吸收了各机型的优点，插秧方式为滚动直插式。

分插机构为转臂滑道式机构，继续采用单轮水田叶轮驱动、铰接秧船滑行的行走方式，配备4．08kW的风冷柴油机，有效地解决了插秧机作业的行走问题，该系列基本满足我国各地农业的要求，部件通用化程度达到70％，零件通用化率达80％～88％。

2.2.42ZT系列机动插秧机

1979年我国从日本引进成套的水田农机具。

上海市和四平市在2Z的系列插秧机的基础上，参照日本插秧机的曲柄摇杆式分插机构，研制成中头日尾式2ZLr系列机型t于1980年和1982年分别通过鉴定。

其代表为我国普遍使用的吉林延边插秧机厂制造的2ZT-935系列插秧机。

2Z3-935型机的分插机构以日本井关公司的PL_820型为原型设计的，分插频率高，为263次／min，行距3Om，插6行，生产率为1．6ha／h-2ha／h．实践证明，该种机型用于栽插带土中、小苗较为理想。

2.3发展水稻插秧机械化的经济效益和社会效益

2.3.1节省秧田

由于机械插采用的是毯状秧苗，育秧凸显高密度、短秧龄特性、秧田及肥水利用率高，可大量节省秧田并显著提高育秧工效，秧田利用率比常规育秧提高8-10倍。

课大幅度节约耕地，增加农民收入。

全国4亿亩水稻秧田，常规育秧约需占用4000万亩，节约秧田面积3600万亩，将极大的降低水稻生产成本，因此带来的间接效益也极为可观。

特别是在我国耕地面积日益减少的情况下。

具有重大的现实意义。

2.3.2节水省肥省药

机插育秧苗期易于管理，大大提高肥、水、药的使用效果，减少了施用量。

大田期，采用薄水活棵，间歇灌溉的管水方式，亦可大量节省用水。

适当调节用肥比例与用肥时机，可大大提高肥料的增产效果。

由于机插秧采用的是大小秧苗，其播期比常规育秧适当延迟，错开了条纹叶枯病等病害的高发期，有效降低了水稻害虫的侵染途径，移栽至大田时带病率低，因而发病的轻，能减少用药次数。

另外，机插秧宽行移栽，通风透光条件优越，也增强了水稻的抗逆性。

因此，机插水稻省肥省药优势明显，机插秧防治病虫用药要比手工插秧省2-3次，对“无公害”、“绿色”稻米生产有显著作用，更能体现发展资源节约型和环境友好型农业的要求。

2.3.3节本增效

机插秧与传流手工种植方式相比，可大幅降低育秧和栽插环节的劳动强度，有明显的省工优势。

一般人工手插水稻每亩需15个工作日，采用手扶插秧机和高速插秧机栽插每亩需15-20分钟。

在生产成本方面，与常规作业相比，机插秧节本优势明显，而且种植规模越大，效益越显著。

此外，机插双模、软盘育秧流程与技术工艺简单明了，易操作，适应性广，投资少，农民易接受应用。

2.3.4高产稳产

机插秧实现了款行、浅栽、定穴、定苗栽插，栽后发根力抗逆性强，能够早扎根力苗，早活早发，秧龄短、栽后分蘖期短增加了两个分蘖节，为增足穗奠定了基础，群体质量易于调控，且适应性广，容易获得高产稳产。

2.3.5如何推广机械化水稻

我国水稻机械化种植技术应当以机插秧为主要发展方向。

当前，我国形成了机抛秧、机直播、机插秧等几种水稻机械化种植方式。

这几种种植方式与人工作业相比都能够大幅度减轻劳动强度，提高劳动生产率，获得水稻高产，且机插秧可利用不同地区气候条件所造成的插秧时间差，组织插秧机跨区作业。

所以机插秧更具有大面积推广的前景。

2.4机械插秧发展前景

国家重视农业的发展。

我国农业部制定的《水稻生产机械化发展“九五”和2010年规划》中要求。

到2000年水稻机械化栽植面积达到4500kha，占种植面积的15％左右，到2010年全面实行水稻生产机械化。

经1993年国务院批准，插秧机械产品享受13％的增值税率。

这些均为插秧机的发展提供了良好的环境与条件。

在从传统农业向现代农业转变的过程中，随着农村产业结构的调整，农民收入水平、生活水平的提高和劳动观念的改变，特别是南方主要水稻生产区，经济发展较快，劳动力不断转移到其它产业，机插面积较少，对水稻插秧机的需求更为强烈。

当插秧机质量提高，插秩机所创造的经济效益、物质利益大于人力，农民将踊跃购买既能减轻劳动强度又能增加收入的插秧机。

我们相信实现农业机械化指日可待。

3曲柄摇杆式分插机构的技术要求

3.1分插机构概述

分插机构是目前应用最普遍的水稻秧苗栽植机构，该机构主要特点是工作可靠，插秧质量好。

国内生产的较先进的2ZT一935型水稻插秧机，其分插部件就采用了这种形式。

田间实际工作插次为每分钟200次左右。

使用表明，当插次增至每分钟260次以上时，振动相当剧烈，以至无法正常工作。

为解决这一问题，并为探索分插机构的工作机理，本文以主要振动力源——曲柄轴和连杆轴作用力为主要研究对象，对分插机构进行分析和探讨。

在此过程中，为了使分析更接近于机构的实际工作状态，改变了把机构简化为一般的曲柄摇杆机构的传统研究方式，分析了推秧装置的推秧和碰撞过程。

分插机构是水稻插秧机的主要工作部件，由取秧器及其驱动机构和轨迹控制机构组成。

取秧器在驱动机构的驱动和轨迹控制机构的控制下，按照一定的轨迹从秧箱中分取一定数量的秧苗并将其插入土中，然后返回原始位置开始下一次循环动作。

按分秧动作，有横分和纵分两种。

①横分取秧器有适于拔取苗栽插的秧夹和适于带土苗栽插的切扒式秧爪，两者根据需要可互换使用。

秧夹由活动夹片和固定夹片构成，其张开度根据秧苗的粗细和秧苗数量进行调节；

切扒式秧爪带有脱秧片，使带土秧苗从秧爪上顺利脱出。

②纵分取秧器有适于拔取苗栽插的梳式秧爪，适于带土苗栽插的有装上脱秧器的梳式秧爪，或采用筷子式秧爪。

梳式秧爪在分秧过程中对秧苗有分理作用；

筷子式秧爪在插入带土秧苗中取秧时，由推秧片把带土苗强制推出。

一定数量的秧夹或秧爪按规定行距配置在秧夹（或秧爪）排上。

在滚动直插式插秧机上，一般有2～4个秧爪排与作圆周运动的分插轮转臂铰接相连；

在摆动直插式插秧机上。

一般是一个秧爪排同作往复摆动的摇臂铰接相连，也可将一个取秧器直接装在一组曲柄连杆机构的连杆上，进行分组驱动。

在多数插秧机上，取秧器的运动轨迹除由驱动机构控制外，还受轨迹控制机构的