溫室卷簾機構設計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,溫室,卷簾,機構,設計,cad,圖紙,文檔 開題報告 題　　目 溫室卷簾機構設計 學生姓名、學號 專業(yè) 指導教師姓名 職稱 一 研究的背景、意義 溫室的自然通風設備是一個極其復雜的過程，這一過程取決于溫室的所有參數(shù)（額定值，位置和窗戶的幾何形狀以及漏孔面積等等）和外部環(huán)境條件。這種現(xiàn)象持續(xù)不斷的利害關系會導致自然通風設備在質量和能量上的不平衡，并進一步嚴重影響室內(nèi)環(huán)境。 自從1954年Morris和Neale 第一次對溫室開窗設備中的自然通風設備進行實驗性研究以來，人們越來越多地考慮到潛在的物理現(xiàn)象對通風設備影響。幾十年后，Baiely和Cotton以及Miguel以及其他的實驗論證了在植物和溫室頂棚之間使用遮陽網(wǎng)的潛在好處。近期以來，在開窗設備5處采用幕簾下是為了防止昆蟲進入，這樣即可減少用化學殺蟲劑。所以，幕簾表面的氣流研究同樣是一門重要的課題?，F(xiàn)有的對這個課題的分析方法大致可以分為以下兩種： （1）：經(jīng)驗主義和半經(jīng)驗主義的研究方法研究穿過和幕簾的氣流。 （2）：以流體機械公式為指導數(shù)字化的解決問題。 屬于第一種類型的所有模式基于的理論思想是在氣流與驅動氣流循環(huán)運動的潛在物之間有一種簡單的非線性關系。這種分析認為溫室室內(nèi)的空氣是不可壓縮的，這一分析純碎根據(jù)經(jīng)驗或貝努利方程所得。盡管簡單的假設是與具體實驗下得到的改正系數(shù)結合在一起的，還是大大限制了這項研究成果的有效范圍。 第二種模式中，采用一種數(shù)字化模擬程序來解決慣性方程，動能和能量方程，決定速度，溫度及壓力和溫室內(nèi)最終氣流循環(huán)模式。 世界各國的現(xiàn)代溫室，于20世紀60年代逐步完善并快速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后，各國都致力于自身的經(jīng)濟發(fā)展。因此，經(jīng)濟迅速恢復和快速發(fā)展，人們的生活質量大幅度提高，對農(nóng)產(chǎn)品提出了更高的要求；隨著科學技術的進步和工業(yè)水平的提高，也加快了農(nóng)業(yè)的工業(yè)化進程，設施農(nóng)業(yè)應運而生，在全球迅速崛起，并形成資金、技術勞動力密集型的高新技術產(chǎn)業(yè)，也是當今世界最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)代溫室也隨之快速發(fā)展。從國內(nèi)外現(xiàn)代設施園藝發(fā)展情況來看，特別是發(fā)達國家，現(xiàn)代溫室大多以大型連棟溫室為主，其中塑料薄膜溫室約60萬公頃（含中國的日光溫室及塑料大棚），主要分布在亞洲；玻璃溫室約4萬公頃，主要分布在歐洲；新型覆蓋材料聚碳酸酯板溫室近幾年來有較快發(fā)展，目前約有1萬公頃，零星分布于世界各國。 荷蘭是世界上溫室產(chǎn)生最發(fā)達的國家，其溫室以大型玻璃溫室為主體，現(xiàn)有大型連棟玻璃溫室面積1.0*104hm2，約占世界玻璃溫室的1/4，居世界之首。其中花卉栽培面積為5000hm2,蔬菜栽培面積為5000hm2。荷蘭溫室生產(chǎn)水平很高，如番茄的生產(chǎn)，20世紀80年代初以來其產(chǎn)量提高很快，每平方米番茄年產(chǎn)量1970年為20kg左右，80年代后期超過40kg，現(xiàn)在達到50-60kg。其主要原因是：無土栽培的普及，高產(chǎn)品種的開發(fā)，增加溫室高度而改善了栽培環(huán)境，計算機應用的普及，施肥和環(huán)境管理的改善，利用昆蟲授粉和利用昆蟲天敵治理蟲害等。荷蘭全國每年花卉出口收入達15億美元。蔬菜出口收入達10億美元。其全自動化溫室成套設備在世界上享有很高的聲譽. 我國現(xiàn)有現(xiàn)代化的大型連棟溫室大棚面積近200hm2，其中，由我國自行設計和建造的有50hm2，自荷蘭、美國、以色列、日本、韓國、法國、西班牙等11個國家和地區(qū)引進的現(xiàn)代化溫室140hm2以上，其中大型連棟充氣大棚約占2/3，玻璃溫室占1/3。大型現(xiàn)代化溫室及大棚南方多用于花卉栽培，而北方以蔬菜為主，部分用于栽培苗木。 引進國外的玻璃溫室骨架多采用雙層面式鋼骨架，而塑料薄膜連棟充氣溫室，采用圓弧拱頂結構，有的可將部分拱頂開作天窗。除日本的連棟大棚高度為3.5 m較矮以外，其他國家的連棟溫室、大棚一般高達5-6.5m，結構高大；因溫室、大棚要常年處在高溫高濕條件下，對骨架材料不僅要求強度高，而且要耐蝕性好，要熱鍍鋅或進行防繡處理，溫室大棚的立柱及拱架粗度為50-75mm間，壁厚達3mm以上。引進的溫室其連棟大棚的結構也有所不同。 我國溫室發(fā)展迅猛，但由于冬季溫度低，日照時間短，成為發(fā)展溫室的兩大自然障礙。日光溫室在寒冷的冬季必須在透明物上覆蓋保溫材料，從而解決溫度低，日照時間短的問題。卷簾機構就成為溫室發(fā)展不可或缺的設備。卷簾是溫室的通風換氣和溫度調節(jié)裝置之一。溫室的迅猛發(fā)展對之配套的卷簾裝置提出了新的要求。以往卷簾雖要人工干預手動控制，能實現(xiàn)任意開度控制，但其低效率和高勞動強度嚴重影響作業(yè)質量?，F(xiàn)在的卷簾機構可由計算機自動控制，能實現(xiàn)開啟或關閉兩種狀態(tài)。結合兩種控制的優(yōu)點，計算機控制并可實現(xiàn)任意開度的卷簾裝置成為今后的發(fā)展趨勢。 國內(nèi)外現(xiàn)有的卷簾機構大體可分為手搖式和電動式。由于經(jīng)濟，技術等條件的制約，手動卷簾機構和機動卷簾機構在國內(nèi)的溫室栽培中都受到廣泛運用。 卷簾機構主要分為： （一）.手搖卷簾機：最初的卷簾設備是人工的，稱為手搖卷簾機。人力卷簾機以纏繞式為主。 主要是根據(jù)保溫被的巻鋪原理，在保溫被的下端橫向固定一根鐵管作為卷簾軸， 在軸的兩端安裝卷簾機構。通過搖轉繞線輪，鋼索牽引卷簾輪轉動，即可實現(xiàn)卷簾; （二）.電動卷簾機：電動卷簾機的種類很多，根據(jù)傳動方式的不同就可分為V帶傳動，齒輪傳動，滑輪移動等卷簾機。從工作原理區(qū)別，電動卷簾機可分為以下幾種： 1.單軸牽引型卷簾機：該機由卷簾機組、牽引軸、軸承座、軸承支架、牽引繩、卷簾桿等構成。卷簾機組固定安裝在溫室頂部的一端，包括三相電動機與蝸輪傳動減速器。減速器的輸出軸為單頭，與牽引軸相聯(lián)。牽引軸沿溫室縱長方向通過軸承座、軸承支架固定在溫室頂部。牽引繩呈對折狀，其1/2長度鋪壓在草簾之下，此段的繩頭拴系在溫室頂端，另1/2長度位于草簾之上，其繩頭按一致的旋向纏繞在牽引軸上，并通過繩卡將繩頭固定在牽引軸上。草簾的上端被固定在溫室頂部，下端與卷簾桿固定在一起。按動卷簾機控制開關的按鈕，令卷簾機組驅動牽引軸轉動，隨著牽引繩在牽引軸上被纏繞的圈數(shù)增多，牽引繩對折于草簾上、下方的長度不斷縮短，草簾即被平穩(wěn)地沿棚面向上拉動卷起。反之，令卷簾機組驅動牽引軸反向轉動，使牽引繩在牽引軸上纏繞的回數(shù)減少，牽引繩對折于草簾上、下方的繩長增加，在被卷草簾自重的作用下，草簾逐漸沿棚面向下展開，直至完全將溫室棚面覆蓋。由于減速器為單頭蝸桿減速器，其輸出軸具有自鎖功能，因此牽引軸可在任意轉動位置鎖止，被卷動的草簾亦可在揭啟的任意位置上停滯靜止。為防止因偶然停電而影響保溫簾的正常揭啟、覆蓋作業(yè)，同時兼顧某些地方使用三相電源不便，減速器的輸入軸設為雙頭，除一頭與電機相聯(lián)外，另一頭可聯(lián)結手輪。在停電或無電源的情況下，通過轉動手輪操縱卷簾機組運轉，即可使保溫簾得以揭、蓋。手輪以輔助勞力即可輕松搖動，以此操縱整棟溫室。單軸驅動的牽引型卷簾機主要適于長度為60米以內(nèi)的單坡面溫室應用。 2.雙軸牽引型卷簾機：該機的機構和工作原理與單軸驅動牽引型卷簾機相似，不同點在于：其蝸輪減速器的輸出軸為雙頭，使用時固定安裝在溫室頂部的中央（圖2.3），兩輸出軸分別與兩邊的牽引軸聯(lián)接，并驅動其對牽引繩進行牽引或放松動作。這種雙軸驅動牽引型卷簾機適合長度為120米以內(nèi)的單坡面溫室應用。 以上兩種形式卷簾機構簡單、造價低廉、工作性能可靠。但是，由于其卷簾機組、牽引軸等主要工作部件須安裝固定于溫室頂部，因而對溫室頂部建筑結構極其強度有一定要求，同時對安裝的技術也相對較高。 3.自驅動型卷簾機：該機由卷簾機組、卷簾桿、壓鐵、伸縮支桿和鉸接支座等構成（圖2.4）。卷簾機組固定在伸縮支桿上端的機座上，減速器的輸出軸通過法蘭盤與橫貫溫室全長的卷簾桿相聯(lián)，卷簾桿全長上均勻地設有螺孔。保溫簾的上端固定在溫室頂部，下端通過螺栓與壓鐵被壓緊在卷簾桿上。按動卷簾機控制開關的按鈕，卷簾組即直接驅動卷簾桿轉動。當驅動卷簾桿沿棚面向上方轉動時，卷簾桿即帶動保溫簾邊自卷邊向上滾動，由于支撐卷簾機組的伸縮支桿的長度可隨卷簾機組位置變動而自由變化，因此卷簾機組亦隨之上升，從而使保溫簾揭啟。反之，令卷簾機驅動卷簾桿反向轉動時，保溫簾則在自重作用下沿棚面向下方滾動，使其重新恢復到覆蓋狀態(tài)。 與牽引型卷簾機相比，這種自驅動型卷簾機的構造更為簡單。特別是它無須在溫室頂部安裝任何附屬構件，因而不僅對溫室頂部的建筑結構與強度無特別要求，而且安裝施工亦非常方便、快捷。但是，自驅動型卷簾機要求減速器的傳動比較大，一般為1：300左右，減速器設計一般為二級傳動，故成本略高。 4.雙向牽引型卷簾機：對于棚面坡度平緩（小于10度）的溫室，當需要保溫簾由卷起狀態(tài)向下翻滾，展開到覆蓋狀態(tài)時，僅依靠保溫簾的自重是難以實現(xiàn)的。另外，對于具有后坡，并且后坡亦以保溫簾覆蓋的溫室，欲將保溫簾從后坡底部由卷起狀態(tài)向上翻滾展開時，不借助外力更是不可能的。因此，這些情況下須采用雙向牽引型卷簾機，即保溫簾由卷起狀態(tài)向覆蓋態(tài)翻滾展開時，也利用動力和牽引繩作反向拉動。 雙向牽引型卷簾機與其它形式卷簾機的區(qū)別在于，它在溫室的前沿多設置若干組滑輪和反拉牽引繩等構件。反拉牽引繩的一端拴系于保溫簾最下部，另一頭按正拉牽引繩相反的旋向纏繞固定在牽引軸上。當保溫簾卷起時，反拉牽引繩在牽引軸上纏繞的圈數(shù)隨牽引軸轉動而減少。其下端則隨保溫簾卷動而卷夾在保溫簾各層之間，并向上卷動。當雖要保溫簾翻滾展開時，則驅動減速器反轉，使正拉牽引繩在牽引軸上的纏繞圈數(shù)逐圈減少，而反拉牽引繩在牽引軸上纏繞圈增多，反拉牽引繩即通過滑輪而拉動保溫簾反向翻滾，從而實現(xiàn)展開。 二 課題研究的基本內(nèi)容、重點難點及要解決的主要問題 2.1基本內(nèi)容 大體思路是設計一種啟動裝置能與卷軸同步升降的自驅動卷簾機。卷軸從下往上卷動，因為纏繞在卷軸上的透明幕簾（多用薄膜）的上端粘結在溫室側墻頂端，承受了作用力，卷軸就不會明顯彎曲（少許的彎曲是在誤差范圍內(nèi)的）。同步升降卷簾機主要包括：啟動裝置（電動機），傳動裝置（減速器，聯(lián)軸器傳動），執(zhí)行裝置（卷軸）以及同步升降配套裝置（固定導軌，鋼絲等）。 2.2主要問題 牽引型卷簾機的啟動和傳動裝置一般裝在溫室頂部，對溫室的頂部的建筑結構和強度要求很高，鋸齒形溫室不太適用。不選用牽引型卷簾機的主要原因還不僅僅以上的問題。首先，60米長的卷簾軸可由10根標準鍍鋅鋼管（自來水管）焊接而成，但牽引型卷簾機構中卷軸位于頂端，是完全受力桿，所以不可避免會出現(xiàn)中間下凹的情況。其次，傳動機構的安裝也是一個問題。從減速機構到卷簾軸的傳動無法實現(xiàn)。如果將鏈輪安裝在卷簾軸的最外端又會出現(xiàn)第一種情況的問題。關鍵就在于無法在旋轉的卷簾軸的任何部位加一個支承。第三，也是最關鍵的問題。因為該溫室沒有坡度，在這種溫室上安裝牽引式卷簾機構根本就不能實現(xiàn)薄膜上卷的動作。 三 課題研究計劃與寫作提綱 (1) 設計步驟：調研收集設計資料——根據(jù)所給定的參數(shù)制定總體設計方案——完成總裝圖及部裝圖——完成零件圖——編寫設計說明書。 (2)20**年 2月20日----20**年 2 月 26 日： 下達設計任務書，明確任務，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。 20**年 2 月 27 日----20**年4 月 15 日： 制定總體方案，繪制總裝圖草圖。 20**年4月16 日----20**年 5月 27日： 修改并完成總裝圖及部裝圖，完成有關零件圖的設計。 20**年 5 月28日----20**年 6 月5 日： 編寫設計說明書 20**年 6月 6日----20**年6 月 8 日： 準備答辯 四 參考文獻 1.周長吉主編.現(xiàn)代溫室工程.北京:化學化工出版社,2003 2.王耀林等主編.設施園藝工程技術.鄭州:河南科學技術出版社,2000,10 3.劉步洲等主編.蔬菜塑料大棚的機構和性能.上海:上?？茖W技術出版社,1982.9 4.馮廣和主編.設施農(nóng)業(yè)技術.北京:氣象出版社,1997.12 5.尚書旗.董佑福等設施栽培工程技術.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,P189,1999.12 6.貢月玲等.幾種不同形式的溫室保溫覆蓋卷簾機.設施園藝，2000年第4期 7.趙樹朋等.日光溫室單軸牽引型卷簾機設計.石家莊：河北農(nóng)業(yè)大學學報，2002.第25卷第4期 8.胡躍高.農(nóng)業(yè)總論【M】.北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2000 9.Physical Modeling of Natural Ventilation Through Screens and Windows In Greenhouses.J.agric.Eggnog Rees.(1998) 70,165-176,Article Number:ag970262 10.濮良貴.紀名剛.機械設計.北京：高等教育出版社，2001 11.王世剛，張春，徐起賀.機械設計實踐.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2001 12.吳宗澤.機械設計實用手冊.北京：中央廣播電視大學出版社，1998 13.劉鴻文.材料力學.北京：高等教育出版社，1991 14.甘永力.幾何量公差與檢測.上海：上?？茖W技術出版社，2001.4 15.西北工業(yè)大學工程制圖教研室編.畫法幾何及機械制圖.西安：陜西科學技術出版社，1998 學生簽名： 年 月 日 指導教師批閱意見 （指導教師應對課題研究的思路、方法、對策、措施和預期成效等做出評價，并提出具體的改進意見） 指導教師簽名： 年 月 日 5