毕业设计（论文）
1 概述
1.1 本课题研究背景
1.1.1 国内的研究现状
我国对机械制钵机研究始于20世纪70年代，至今已研制了多种型号的制钵机。在“七五”期间，北京引进国外机械化育苗生产线，主要以生产蔬菜苗钵为主，可以实现钵体制备、钵体成形、打坑、精密播种及覆土等工艺的机械化。在“八五”期间，经农业部立项，进行了“盘苗设备及配套技术研究”，研制出“精密播种生产线设备”，主要用来制造以蔬菜、甜菜、为主的苗钵，“机械化制钵机的研制”课题被估价科委列入“九五”项目研究，已研制出2JB—50型机械化制钵机，能实现制钵过程机械化操作，制造出来的营养钵能够满足玉米、棉花等经济作物的移栽要求[2]。总体来讲，我国制钵机的研制与开发有了较大进展。目前，我国在这方面的研究已很多，并有越来越多的适应性更广的机型正在研究中或已研制出来，将能更好的为国民生产发展做贡献。
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1.1.2 国外的研究现状
20世纪初期，欧洲一些国家开始大量种植蔬菜和经济作物，出现了早期的近代秧苗种植机具。这些机具仍为手动栽植，只是减轻了栽秧者肢体反复屈伸的繁重劳动；到20世纪30年代后期，出现了栽植机构或栽秧机器代替人工直接栽秧，使送秧入沟过程实现了机械化；自20世纪50年代开始，欧洲国家开展作物压缩土钵育苗及移栽的生产技术研究，研制出多种不同结构形式的半自动移栽机和制钵机；到20世纪70年代，前苏联蔬菜栽植机械化水平为58%,国营农场已达67%；到20世纪80年代，半自动移栽机已在西方国家的农业生产中广泛使用，制钵育苗和移栽已形成完整的机械作业系统，实现了各种机械配套使用。到目前为止，作物压缩土钵成型、钵上单位精密播种和相应的自动化移栽设备在技术上基本达到了完善，亦广泛应用于实际生产。
1.2 课题研究的目的及意义
育秧钵机是一种自动生产秧苗钵体的机械的设备。可用于制作圆柱形带籽孔的棉花、玉米、瓜果、花卉的农作物育苗用营养钵。秧苗用钵体培育后移栽，能保证秧苗质量，达
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到早育、早熟、早上市、稳产、高产、的目的，还可以节省劳动力、种子肥料、农药。中国是世界最大的蔬菜生产国，蔬菜产量占世界总产量的60%左右，我国蔬菜栽植机械的发展较慢，秧苗栽植几乎全部由人工完成，不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量差、生产成本高。显而易见，实现蔬菜农作物栽植机械化已成为农业生产的迫切需要。而本课题研制的新型制钵机能一次完成上料、压实、出钵等加工，大大的提高了生产效率，结构简单，稳固可靠，容易操作，且有较强的创新，是现代农业生产必不可少的工具。
同时选制钵机作为毕业设计的内容，一方面，可以总结大学所学专业知识，可以将本专业各方面的知识的运用结合起来，锻炼了自己的机械综合运用的专业素质；另一方面，初步尝试了从事系统设计的科学研究，通过本次设计，深入认识了一般成型机械的设计方法和思路，对毕业后的工作学习有很大的帮助。此外，制钵机的设计内容、工作量适合作为毕业设计的内容是完全符合要求的。
1.3 课题研究的内容及拟采取的技术和方法
目前国内外对规格化育秧播种机都有一定的研究，参照相关研究，经过深入分析规格化育秧配套的播种机的发展现状后，自己做了进一步分析，对本课题进行了的研究和探讨。
本课题本着使用方面、操作方便、易于维修、提高效率的原则上，也尽可能使设计的更加经济化。因此在设计中，该制钵机能一次完成上料、压实，出钵等作业环节。不同于国内外一些育秧播种机的研究，考虑目前中国农村现状，本着降低成本的前提下，本课题制钵机在设计的过程中尽量采取简单和实用的结构，保证其经济性和方便性。本制钵机的外型 1406×1062×2291㎜。配套的制钵模具为铸件，外形尺寸为119×86×150㎜，在正常运行时，可保证每时10800个钵的生产效率。
对此，本课题所做的具体工作是：分析制钵机的发展现状，探讨制钵机等农业机械的发展前景和发展方向。收集制钵种机方面的资料，初步拟定设计方案；根据工作性能指标再重新修订育制钵机的设计方案；对传动部分进行了设计；完成制钵机零部件的设计；绘制整体装配图和各部分零件图；三维建模及仿真；编写设计说明书。
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2 拟定方案
2.1工艺分析
2.1.1最早的手工制钵的方法
（1）步骤：1）将肥料和土壤搅拌均匀，然后用筛子筛细。 2) 将上土壤放入一个模子，见图2.1a。
3）用一冲头将土壤冲紧，冲头下部有一凸头，见图2.1b。 4) 再将模子托起，这样育秧钵被冲出见图2.1c。
图2-1 手工制育秧钵
由手工制造方法可知制造钵体需要三个流程，即填料 冲压成型 冲出成品 进入下一个循环。
（2）老式制钵机
如图2-2，这种是老式育秧制钵机，它的制钵方法很像制作蜂窝煤。它的工作过程是这样的：电动机经带传动、齿轮传动将动力和运动传给齿轮7。齿轮7一方面通过偏心销使运动经由连杆8传动滑动支架作上下移动，另一方面，齿轮7又由一对锥齿轮将运动传到端面凸轮离合器11（它和轴用导向键联接，不仅能随意转动，而且还能在轴上移动）。若端面凸轮在旁边固定着的从动滚子10的强制下，向上抬起并压缩弹簧，离合器11就处在脱开状态，在其下面的齿轮9（和空轴套）就不会转动。当端面凸轮继续转到凸轮凹面与从动滚子10接触时，端面凸轮就会在弹簧力的作用下向下退役。使离合器啮合，运动经过齿轮9带动转盘转动。当转到一定位置时，凸轮会再次转到凸轮面与滑轮接触，此时凸轮又会在滑轮的强制作用下使离合器再次脱开，齿轮9就会停止转动。这一过程恰好转盘转过60°，而被定位销20销住，也就是在转盘停顿的时间里，滑动支架正好带着固定
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在它上面的压紧冲头和冲出冲头在模孔中作一次上下往复运动，以完成压紧和冲出一只育秧钵的过程。这种制钵机有如下的缺点：1)结构复杂、零件较多；2)容易损坏、维修不方便；3)造价较高。
图2-2 老式制钵机
2.2 整体方案的拟定
2.2.1 方案分析
1-主动轴，2-滚筒，3-滚子，4、11-大凸轮，5、12-小齿轮，6、13-大齿轮，7、14-小凸轮，8-活塞
杆，9-制钵模具， 10-推杆，15、17-齿轮，16、18-齿轮，19-混料箱
图2-3 方案简图
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该方案原理：该机械的主要结构运动是才采用了滚子直动从动件盘形凸轮机构和活塞的运动结构。当运动传到主动轴1时会带动主动齿轮5、12、17运动，此时动力会分两条路线走：一条运动路线是经齿轮18与17啮合，从而运动会依次传到齿轮16，因为齿轮16是安装在滚筒2上，所以滚筒2会跟齿轮16一起运动，进而带动安装在其上的制钵模具9和活塞杆8一起以轴1作旋转运动，同时活塞也会在制钵模具9中作活塞运动；另一条运动路线是由齿轮5、12会带动与其啮合的齿轮6、13运动，而小凸轮7、14是安装在齿轮6、13上，所以会带动小凸轮14运动。
2.2.2 方案的主要运动机构的要求
在确定上述方案之后就可以进行机构设计，整个机器主要由以下机构组成： （1）混料机构 该机构要求完成：
1)将运输到混料箱中的土壤和肥料混合均匀，同时，绞轮在转的过程中应对土有个向下的推力，使料更容易进入制钵模具。
2)混料箱下方两侧板上安装有刮土机构，当制钵模具装满料运转到刮土板时，刮土板应能将多余的料刮去。
(2)压实与投出机构 该机构要求完成：
为了提高生产效率和简化结构，营养钵的压实和出在一个工序中实现，由于活塞杆在凸轮上运动，当推杆在凸轮上转过135°时钵被压实，然后在165°-180°过程中实现钵的投出。在投出的过程中设置了一个小凸轮，这里的小凸轮应与滚筒的运动正时，当活塞杆运动到165°时，小凸轮也应转过该角度，并与方轴接触。
（3）导向机构 该机构要求完成：
在活塞杆进行径向挤压和同时进行圆周旋转的过程中，保证压杆不会被卡死。
2.2.3 本课题研制的制钵机方案的实施
综合上述分析，确定出制钵机的整体方案图，见图2-4。
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