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本科生畢業(yè)設(shè)計 題目 多行人工玉米播種機(jī) 目 錄 中文摘要及關(guān)鍵詞 I 英文摘要及關(guān)鍵詞 II 第1章 緒論 1 1.1 本課題研究的背景、目的和意義 1 1.2 研究的目的和意義 1 1.3 國內(nèi)外播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 2 1.3.1 國外機(jī)具研究現(xiàn)狀 2 1.3.2 國內(nèi)播種機(jī)研究概況 2 1.4 課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法 3 1.4.1 課題的主要任務(wù) 4 1.4.2 本課題研究的內(nèi)容 4 第2章 玉米播種機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 2.1 農(nóng)藝要求 5 2.2 機(jī)具要求 5 2.3 播種機(jī)的性能要求和性能指標(biāo) 5 2.4 小型玉米播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 6 2.4.1 播種機(jī)的整體設(shè)計原則 6 2.4.2 播種機(jī)設(shè)計前期準(zhǔn)備 6 2.4.3 設(shè)計方案 7 第3章 多行人工玉米播種機(jī)傳動部分的設(shè)計 8 3.1 I軸的相關(guān)計算 8 3.2 II軸與III軸的相關(guān)計算 9 3.3 III軸與IV軸之間的相關(guān)計算 10 3.4 柴油機(jī)與III軸之間的設(shè)計 11 第4章 排種器的選型設(shè)計 13 4.1 小型玉米播種機(jī)對排種器的性能要求 13 4.2 現(xiàn)有排種器的類型和特點(diǎn) 13 4.3 排肥器的性能要求 15 4.4 常用排肥器的種類和特點(diǎn) 15 4.5 本次設(shè)計選用排種器 16 第5章 開溝器的選型設(shè)計 17 5.1 開溝器的性能要求 17 5.2 開溝器的性能要求 17 5.3 現(xiàn)有開溝器的種類和特點(diǎn) 17 5.4 開溝器的選型 18 5.5 入土角α的確定 18 第6章 播種機(jī)其它部件設(shè)計 20 6.1 機(jī)架設(shè)計 20 6.2 接種裝置設(shè)計 20 6.3 地輪設(shè)計 20 6.4 傳動設(shè)計 21 6.5 其它部件設(shè)計 21 結(jié) 論 22 致 謝 23 參 考 文 獻(xiàn) 24 中文摘要及關(guān)鍵詞 隨著我國玉米科研和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的發(fā)展，玉米在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越高。目前我國大中型播種機(jī)技術(shù)比較成熟，本文設(shè)計了一種小型玉米播種機(jī)，該播種機(jī)由拖拉機(jī)牽引，能一次完成施肥，直播，鎮(zhèn)壓作業(yè)。本文對播種機(jī)的排種器，開溝器，鎮(zhèn)壓輪以及覆土器等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計確定了工作部件的關(guān)鍵參數(shù),最后對關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，各部件均能滿足要求。 關(guān)鍵詞：小型播種機(jī) 播種機(jī)構(gòu) 開溝器 英文摘要及關(guān)鍵詞 With the development of scientific research and industrial development of canola, rapeseed position in agricultural production is increasing. At present, China and medium-sized live machine technology is relatively mature, we design a small cole Seeder, direct seeding machine towed by the tractor, it can be a complete fertilizer, live, repression operations. In this paper, the key components of live machine Seedmeter, opener, repression and wheel casing and other key parameters were designed to determine the working parts, and finally on the key components of the strength check, the components can meet the requirements. Keywords: Small machine live broadcast mechanism opener I 第1章 緒論 我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械相對于發(fā)達(dá)國家還比較落后。其他發(fā)達(dá)國家在早期的美國和20世紀(jì)，20世紀(jì)70年代，以實(shí)現(xiàn)在20世紀(jì)90年代的全面機(jī)械化，土地管理的積極的規(guī)模，和實(shí)施替代機(jī)械力的人力和畜力它開始推廣，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備水平得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)工人或超過產(chǎn)業(yè)工人更加接近。然而，在以家庭為單位實(shí)施的小規(guī)模農(nóng)戶，沒有在推廣和應(yīng)用了一定程度的農(nóng)業(yè)機(jī)械，但仍有，人類，動物，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)仍占主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計國際年鑒，占中國的中值平均經(jīng)濟(jì)活動人口的0.7％，是美國，占世界平均水平的44.1％，占0.2公頃的耕地，每千化肥比一般亞洲略高的64.6噸，但是，只有67.5的世界平均普通美國人的1.2％個百分點(diǎn)。但增加了每年，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的科學(xué)和技術(shù)的應(yīng)用，但應(yīng)用程序的寬度和深度就足夠了。在這種形式下，我們要提高我國農(nóng)業(yè)水平，就要實(shí)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化，但對于我國小規(guī)模經(jīng)營的現(xiàn)狀，實(shí)施大型播種機(jī)械難度很大。因此本課題設(shè)計出的小型玉米播種機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、功率消耗小、體積小等特點(diǎn)，對推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械化相當(dāng)有利。 1.1 本課題研究的背景、目的和意義 食物是增加糧食生產(chǎn)的最基本的戰(zhàn)略物資，糧食安全維護(hù)國家的社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，預(yù)設(shè)公眾健康，通過確保安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是自給自足的最基本的手段，以維持人類社會的生存和發(fā)展，另外，農(nóng)業(yè)科技的主要任務(wù)。 機(jī)械化水平是衡量農(nóng)村、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是確保提高農(nóng)村生產(chǎn)力，促進(jìn)更多的勞動力轉(zhuǎn)移，徹底改變傳統(tǒng)的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)耕作方式的前提和依據(jù)。因此，社會主義新農(nóng)村建設(shè)繼續(xù)增加，在農(nóng)村地區(qū)，以加強(qiáng)支持機(jī)械化水平的努力，中央農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展也逐漸增多。中國也對農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶動了強(qiáng)勁的需求對于提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度，“高產(chǎn)，高效，優(yōu)質(zhì)，安全，它已經(jīng)進(jìn)入”一個新的階段。 1.2 研究的目的和意義 玉米在我國屬于經(jīng)濟(jì)作物，目前大部分地區(qū)都未實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化。小型玉米播種機(jī)同時考慮到了農(nóng)戶經(jīng)營面積少，作業(yè)地塊小等特點(diǎn)，且功能較多，可一次性完成化肥深施、傳統(tǒng)的耕作方式以降低的操作規(guī)程，如省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，環(huán)保，降塵，糧食產(chǎn)量相比，種植，土壤水分等程序的抑制，。通過改變開溝器的形狀和安裝形式能有效解決作業(yè)時的壅堵現(xiàn)象。此外還能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高出苗率、品質(zhì)和產(chǎn)量，降低化肥施用量30%左右；可在平原和丘陵地區(qū)的小平原上作業(yè)。因此有著較高的應(yīng)用價值和廣闊的推廣前景。 1.3 國內(nèi)外播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 1.3.1 國外機(jī)具研究現(xiàn)狀 目前國外對播種機(jī)具的研究已取得了較大的成就。國外農(nóng)場的土地面積一般比較大，田間拖拉機(jī)的功率也較大，國外的播種機(jī)大都以大中型為主，它們基本是多梁牽引式大型播種機(jī)（如圖2所示），橫梁多、開溝器之間間距大，播種機(jī)又寬又重，一般都是氣力式的，土壤工作部件也做得比較復(fù)雜。但轉(zhuǎn)彎半徑大，需要很長的地頭，主要用于大面積作業(yè)，與我國地塊小的實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)。如美國的USDA型、John Deer型和澳大利亞的KMC型等播種機(jī)的性能等都比較優(yōu)良。 圖2 澳大利亞鋤鏟式播種機(jī)圖 1.3.2 國內(nèi)播種機(jī)研究概況 中國從20世紀(jì)50年代引進(jìn)了谷物條播機(jī)、棉花播種機(jī)等。40多年來，幾代農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作者汲取傳統(tǒng)抗旱耕作法的精華，并結(jié)合現(xiàn)代耕作技術(shù)與機(jī)械化手段，已先后研制出一批機(jī)械化程度較高的旱地耕作機(jī)具，它們將逐步取代傳統(tǒng)的耕作機(jī)具，現(xiàn)已形成了適用于不同區(qū)域的機(jī)械化耕作體系。但目前國內(nèi)生產(chǎn)施肥播種機(jī)的專業(yè)廠產(chǎn)品開發(fā)能力很弱，現(xiàn)有的施肥播種機(jī)在產(chǎn)品數(shù)量質(zhì)量和上都不能滿足生產(chǎn)需要。而且存在對地域和土壤條件適宜能力差、機(jī)具通過能力不強(qiáng)、可靠性差，不能一次完成開溝、排種、排肥、覆土、鎮(zhèn)壓功能等問題。 圖3是由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2BMF-9型小麥免耕覆蓋播種機(jī)。它采用了雙排梁結(jié)構(gòu)，使同一排梁上的開溝器間距達(dá)到40cm，采用了專利產(chǎn)品“復(fù)合型開溝器”實(shí)現(xiàn)現(xiàn)種肥垂直分施，種肥間距可達(dá)到5cm以上，但是體積大，不適合小地塊作業(yè)。 圖3 2BMF-9型免耕覆蓋播種機(jī) 圖4 LZFB-200（14）系列聯(lián)合整地施肥播種機(jī) ?如圖4所示，LZFB-200（14）系列聯(lián)合整地施肥播種機(jī)是由旋耕機(jī)部分和播種、施肥部分組合而成的農(nóng)業(yè)機(jī)械，一次完成旋耕碎土、施肥、播種和震壓等多種農(nóng)藝，適用于種子直徑不小于2mm麥類、玉米、豆類、花生等農(nóng)作物的旋耕、播種作業(yè)，也可單獨(dú)完成旋耕、整地作業(yè)。但是制造成本高，價格昂貴，得不到很好的普及。 我國個體農(nóng)戶較多，地塊較小，為了操縱靈活，播種機(jī)一般都設(shè)計為懸掛式的，質(zhì)量相對比較小。但是由于土壤容重一般較高，故要求播種機(jī)單體又必須有一定的重量才能達(dá)到入土開溝的目的。同時，在我國拖拉機(jī)功率有限，播行不能太多，否則播種機(jī)工作阻力太大，而拖拉機(jī)動力不足，這就要求我們必須在現(xiàn)有的條件下，選擇或設(shè)計合適的小型稻麥兩用施肥播種機(jī)。 1.4 課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法 1.4.1 課題的主要任務(wù) 本課題的主要任務(wù)是根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀完成一臺小型玉米播種機(jī)的總體設(shè)計?？偨Y(jié)現(xiàn)在已有的播種機(jī)的不足，對其進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計出適合我國玉米種植的播種機(jī)械。設(shè)計時不僅要確定各部件的結(jié)構(gòu)還要確定最佳的工作參數(shù)，使其適合各種田地環(huán)境，工作效果最優(yōu)化。 1.4.2 本課題研究的內(nèi)容 該課題主要完成對小型玉米播種機(jī)的總體構(gòu)造的設(shè)計。用CAD制圖軟件進(jìn)行整體機(jī)構(gòu)設(shè)計分析，包括排種器，排肥器，種肥箱，開溝器，鎮(zhèn)壓輪等的設(shè)計。設(shè)計分析后對各關(guān)鍵部件進(jìn)行校核，使其滿足工作要求。 23 第2章 玉米播種機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 農(nóng)藝要求 （1）能按質(zhì)量完成播種作業(yè)，適時播種，適量播種，保證合理的播種深度； （2）能適應(yīng)小地塊作業(yè)； （3）能改善土壤狀況，上下層土壤不翻轉(zhuǎn)，土壤側(cè)向位移小，保墑蓄水，提高地表積溫； （4）可以一次完成播種，施肥，鎮(zhèn)壓等工序。 2.2 機(jī)具要求 （1）針對我國農(nóng)業(yè)動力機(jī)械馬力小的特點(diǎn)，設(shè)計播種機(jī)具，機(jī)組作業(yè)速度5.4km/h； （2）結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，盡量減輕機(jī)具質(zhì)量； （3）作業(yè)時穩(wěn)定性好，播深和播量均勻。易于操作，減少作業(yè)過程中機(jī)具的振動； （4）地輪滑移率應(yīng)該在農(nóng)藝要求的范圍之內(nèi)； （5）要有很好的上下左右仿形功能，覆土鎮(zhèn)壓效果要好，播種作業(yè)后，仍然能保持良好的地形。 2.3 播種機(jī)的性能要求和性能指標(biāo) 播種應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖魑镌耘嘀贫?，農(nóng)藝要求進(jìn)行作業(yè)。播種時要求播種量滿足農(nóng)藝要求且可調(diào)；種子在田間分布均勻合理，保證播深、株距、行距一致且可調(diào)；種子播在濕土層中且用濕土覆蓋；施肥時要求肥料施于側(cè)下方，種子損傷率低。 播種機(jī)的性能指標(biāo)是評價其工作質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，常用如下指標(biāo)來評價： ①總排種穩(wěn)定性：播種機(jī)在規(guī)定的工作條件下排種量的穩(wěn)定程度，即在播種機(jī)允許的工作環(huán)境內(nèi)（如允許在±10o的坡地播種，允許機(jī)速在一定范圍內(nèi)變化，允許種箱沒種子量變化，等等）總排種量保持不變。田間可用不同行程或不同地段的整機(jī)總排量的變異系數(shù)或相對誤差來表示。 ②各行排量一致性：指一臺播種機(jī)上各個排種器在相同條件下排種量的一致程度。要求各行的排量一致。通常以播種機(jī)一定行距內(nèi)各行排量的變異系數(shù)或相對誤差來表示。 ③排種均勻性：指從排種器排種口排出種子的均勻程度。 ④播種均勻性：在種子種溝內(nèi)分布的均勻程度。 ⑤播深穩(wěn)定性：在種子上面覆土層的穩(wěn)定程度。要求規(guī)定播深±1cm為合格。 ⑥種子破碎率：在排種器排出種子中受機(jī)械損傷的種子量占排出種子的百分比。 ⑦粒距合格率：對單粒精密播種通常以測得粒距的合格率來表示。設(shè)t為粒距樣本（不小于250）的平均值，則0.5t<粒距≤1.5t為合格；粒距≤0.5t為重播，粒距>1.5t為漏播。合格粒距數(shù)占取樣總粒距數(shù)的百分比為粒距合格率。 2.4 小型玉米播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.4.1 播種機(jī)的整體設(shè)計原則 ①結(jié)合我國農(nóng)業(yè)的實(shí)際情況，參考玉米本身特性和國內(nèi)外的播種機(jī)，設(shè)計出一種既滿足功能要求又適合我國農(nóng)藝情況的播種機(jī)； ②為了避免土壤被壓實(shí)，盡量減少作業(yè)機(jī)器進(jìn)入土地作業(yè)的次數(shù)，因此采用復(fù)式作業(yè)，將施肥、播種、鎮(zhèn)壓等作業(yè)一次性完成； ③為了作業(yè)方便，要在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，減少整機(jī)的體積，盡量將整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊。另外，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，要減輕整機(jī)的重量，節(jié)約使用材料； ④為了降低成本，要在滿足各項要求的基礎(chǔ)上，盡量簡化結(jié)構(gòu)，同時還要考慮到零件的互換性和可裝配性。 2.4.2 播種機(jī)設(shè)計前期準(zhǔn)備 ①工作環(huán)境 本次設(shè)計的小型玉米播種機(jī)是用于山地條件下的播種施肥。山地地形下決定其作業(yè)地面高低不等，形狀不規(guī)則，因此播種機(jī)的整體大小較小。 玉米的播種 ②生產(chǎn)100kg玉米子實(shí)，需要從土壤中吸收氮3.3kg磷1.5kg，鉀4.3kg。磷肥能促進(jìn)子粒形成，增加飽滿度，并能促進(jìn)蜜腺的分泌作用，有利于授粉結(jié)實(shí)，提高產(chǎn)量。玉米忌用氯化鉀，因氯離子常引起葉斑病發(fā)生，鉀肥以施用草木灰為宜。氮肥不能多施或晚施，否則會延遲成熟和引起倒伏而減產(chǎn)。 玉米一般每公頃播種量45 - 60kg。南方多采用點(diǎn)播，行距30-35cm，穴距20cm左右；北方多采用條播，播幅10 - 12cm，行距30cm。播種深度3-4cm。綜合本次設(shè)計的是山地用小型播種機(jī)，選取播種的行距為30cm，播種間距為20cm。 2.4.3 設(shè)計方案 ①方案一：類似市場上其他播種機(jī)，采用種肥分開播種，即有兩箱體，一個放種子，一個放肥料。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是播種均勻，可靠性較強(qiáng)。缺點(diǎn)是它的兩個箱體都需要電動機(jī)的支持，玉米種子形狀不規(guī)則，造成播種器設(shè)計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形體較大，成本也會較高。 ②方案二：目前玉米在我國大部分地區(qū)都是作為一種經(jīng)濟(jì)作物，多在山地和旱地種植，并且玉米籽粒小普通播種機(jī)不宜普通播種機(jī)播種。因此擬將肥料和種子混合在一起同時播種，這樣就只需要一個種箱。這種方案的缺點(diǎn)是播種可能會不夠均勻。但是優(yōu)點(diǎn)很明顯：種子和肥料能夠更好的結(jié)合，避免了浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本相對較低。 綜合選取方案二。 第3章 多行人工玉米播種機(jī)傳動部分的設(shè)計 通過類比同類型機(jī)械選擇功率P1=2KW。 查《機(jī)械設(shè)計》得，齒輪傳動效率η1=0.99，V帶傳動效率為η2=0.97，所以輸入軸到電機(jī)之間的總效率為：η總=0.97*0.99*0.97*0.99=0.92 柴油機(jī)功率為： P=P1/η總=2.2KW I軸功率： P1=2.02KW II軸功率： P2=2.08KW III軸功率： P3=2.10KW 確定各部分傳動比：I軸與收割部分輸入軸的傳動比為k1=1：1,I軸與II的傳動比為k2=1:1，II軸與III軸的傳動比為k3=2:1，III軸與IV軸的傳動比為k4=1：5。 確定各軸轉(zhuǎn)速 I軸： n1=k1*390=390r/min II軸： n2=k2*390=390r/min III軸： n3=k3*390=2*390=780r/min IV軸： n4=k4*790=790/5=156r/min 3.1 I軸的相關(guān)計算 I軸帶輪 （1）工作情況系數(shù)： （2）計算功率：=2x1.2=2.4kw （3）選帶型號：Z型 （4）小帶輪直徑：查表的=50mm （5）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 =150=50mm （6）確定帶的根數(shù)Z Z=2.4/2=1.2，故選2根 I軸設(shè)計 選擇軸的材料：選取45鋼,調(diào)質(zhì)處理30 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計算公式： ，選用40Cr調(diào)質(zhì)鋼，查《機(jī)械設(shè)計》書P370表15-3，得 d≧14.2312917 初選d=15mm I軸的各段長度如圖3-1 圖3-1 I軸的設(shè)計 I軸軸承選取角接觸球軸承S7203，內(nèi)徑為17mm。外徑為40mm，寬度為12mm。 3.2 II軸與III軸的相關(guān)計算 II軸帶輪 由于II軸與I軸的傳動比為1：1，所以II軸帶輪與I軸一樣。 II軸與III軸的齒輪設(shè)計 選擇齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，選7級精度 選取III軸小齒輪齒數(shù)為27，模數(shù)為2，故II軸齒輪的齒數(shù)為2*27=54。 II軸的設(shè)計 選擇軸的材料：選取45鋼,調(diào)質(zhì)處理30 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計算公式： ，選用40Cr調(diào)質(zhì)鋼，查《機(jī)械設(shè)計》書P370表15-3，得 d≧18.34 初選d=20mm II軸的各段長度如圖3-2 圖3-2 II軸的設(shè)計 II軸軸承選取角接觸球軸承S7203，內(nèi)徑為17mm。外徑為40mm，寬度為12mm。 3.3 III軸與IV軸之間的相關(guān)計算 III軸與IV軸的傳動比為5：1。 選取選擇齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，選7級精度 選取III軸的小齒輪齒數(shù)為30，模數(shù)為4。IV軸的齒輪齒數(shù)為30*5=150，模數(shù)為4. III軸的設(shè)計 選擇軸的材料：選取45鋼,調(diào)質(zhì)處理30 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計算公式： ，選用40Cr調(diào)質(zhì)鋼，查《機(jī)械設(shè)計》書P370表15-3，得 d≧14.68 初選d=15mm III軸的各段長度如圖3-3: 圖3-3 III軸的設(shè)計 III軸軸承選取角接觸球軸承S7203，內(nèi)徑為17mm。外徑為40mm，寬度為12mm。 IV軸的設(shè)計 選擇軸的材料：選取45鋼,調(diào)質(zhì)處理30 IV即輪胎軸，設(shè)計輪胎直徑為800mm，輪胎軸徑為144mm，所以選取軸承為角接觸球軸承S7230，內(nèi)徑為150mm。外徑為270mm，寬度為45mm。所以齒輪軸徑選在155mm。 3.4 柴油機(jī)與III軸之間的設(shè)計 選取柴油機(jī)與III軸之間的傳動比為2:1，所以柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速為2*790=1580r/min。 帶傳動設(shè)計 （1）工作情況系數(shù)： （2）計算功率：kw （3）選帶型號：Z型 （4）小帶輪直徑：查表的=50mm （5）驗(yàn)證帶速==4.14m/s<25m/s,故帶合適。 （6）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 =250=100mm （7）確定中心距 1）初定中心距 105a300 取=300 2）計算相應(yīng)帶長 922.3mm 取整選=1000mm 3）計算中心距a及其變動范圍 傳動的實(shí)際中心距近似為： a338.85 中心距的變動范圍：=a-0.015=323.82 =a+0.03=368.85 （8） 確定帶的根數(shù)Z Z==1.2，故選2根. 第4章 排種器的選型設(shè)計 對本次設(shè)計播種機(jī)來說，排種器是其最核心的部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響播種機(jī)的播種質(zhì)量，因此，對排種器的要求是很高的。并且本機(jī)的排種器包含了排種和排肥兩項功能。 4.1 小型玉米播種機(jī)對排種器的性能要求 ①排種器應(yīng)該具備較大的排種均勻性和穩(wěn)定性，能均勻連續(xù)地排種，并且能在不同外界條件下作業(yè)，其播量要保持穩(wěn)定，排種要均勻； ②具有較強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性，播量調(diào)節(jié)范圍大； ③對種子的損傷率較小，一般要求不超過3%； ④結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，易于制造和維護(hù)，調(diào)整方便； ⑤漏種率和重播率低，皆要求不超過3%。 4.2 現(xiàn)有排種器的類型和特點(diǎn) 排種器種類很多，通常按播種方式分為撒播器、條播排種器和點(diǎn)播排種器三大類。條播是按要求的行距，播深與播量將種子播成條行，一般不計較種子的粒距，只注意一定長度區(qū)段內(nèi)的粒數(shù)，在農(nóng)業(yè)上使用的條播排種器有外槽輪式、內(nèi)槽輪式、磨紋盤式、錐面型孔式、擺桿式、離心式、匙式及刷式等類型。以下是幾種排4.2.3 種器的特點(diǎn)與適用范圍 ①水平圓盤式 排種盤上的孔形由種子形狀、尺寸和每穴要求粒數(shù)確定，并按一定的間距排列。排種的株（穴）距與排種盤轉(zhuǎn)速和孔數(shù)有關(guān)。播種機(jī)上都配有多種槽孔尺寸的排種盤?？筛鶕?jù)所播作物、種子尺寸、播量和株（穴）距來選用。該排種器主要用于精密播種玉米、高粱、大豆等種子的播種機(jī)上。作業(yè)速度一般不大于6km／h，否則排種質(zhì)量顯著惡化。 ②傾斜圓盤式 特點(diǎn)是排種通過充種、排種二個過程完成，即種子經(jīng)過充種盤進(jìn)入排種盤，然后再排入種溝內(nèi)。該排種器投種高度較低，有利于提高株距均勻性。傾斜配置的排種器提高了充種盤型孔側(cè)向填充能力和自然清種能力，損傷率較低。根據(jù)所播作物種子大小，有多種充種盤，排種盤供選用。還可通過傳動比的調(diào)節(jié)來改變株距大小。該排種器主要用于點(diǎn)（穴）播玉米、大豆、甜菜、蔬菜、花生等種子，其使用的作業(yè)速度較低。一般不超過6km／h，其排種性能尚好。 ③窩眼輪式 窩眼輪上的型孔大小可根據(jù)所播作物種子形狀、大小、每穴要求粒數(shù)設(shè)計，有單排型孔、雙排型孔，也可以設(shè)計成組合式排種輪，以滿足多種作物的點(diǎn)播、穴播或條播，因此，通用性較好。但是型孔對種子外形尺寸要求較廣，種子需清選分級，而且在排種過程中，易損傷種子。待排種器大多用于播種玉米、大豆、高粱、丸粒化甜菜等中耕作物播種機(jī)上。組合式排種輪還可條播谷子。 ④傾斜勺式 特點(diǎn)是不需專門清種裝置的機(jī)械式排種器。排種勺盤的傾斜角為40°～45°，才能克服種子沿勺盤下滑時產(chǎn)生的摩擦阻力，而使多余種子在自身重力下滑落。通過更換排種勺盤可精播玉米、豆類、甜菜、棉花、花生、向日葵等作物。株距可通過改變傳動比調(diào)節(jié)，從8～25.5cm分為15級。傾斜勺式排種器結(jié)構(gòu)較簡單，不易傷種，對種子形狀、尺寸要求不高。在作業(yè)速度不大于8km／h時，排種性能尚可。 ⑤內(nèi)充型孔輪式 與傳統(tǒng)的型孔輪相比，其型孔的種子填充性能大大改善。因內(nèi)充型孔輪的充種區(qū)在下方內(nèi)部，種子充填入型孔時，除種子自重作用外，排種盤旋轉(zhuǎn)時，使種子產(chǎn)生的離心力與種子進(jìn)入型孔的方向一致，有助于種子充填入型孔內(nèi)。因此，內(nèi)充型孔輪排種器的作業(yè)速度可達(dá)7km／h，其排種性能良好。型孔尺寸根據(jù)種子形狀、大小設(shè)計?？梢詥瘟２シN和穴播玉米、甜菜和豆類等多種作物。 ⑥垂直轉(zhuǎn)勺式 更換不同型號的勺匙（其形狀為不同直徑的圓形、橢圓形、橄欖形）可以播種蔬菜、豆類、甜菜、玉米等。勺匙的容積與種子大小決定了每勺匙內(nèi)中子數(shù)，可單粒點(diǎn)播、穴播和條播。該排種器在運(yùn)轉(zhuǎn)中不損傷種子，無清種裝置。調(diào)節(jié)傳動比可改變株距或每米粒數(shù)。作業(yè)速度較低，最大速度不能超過4.5km／h。 ⑦指夾式 排種過程中分夾種、清種、推種和導(dǎo)種四部分。種子被指夾強(qiáng)制夾住，工作可靠。對形狀較規(guī)則、尺寸差別不大的玉米種子比較適用。該排種器大部分零件是薄鋼板沖壓件和塑料件，重量較輕，拆裝方便。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排種底座及指夾磨損后排種性能下降，需定期更換，使用成本較高。播種株距由改變排種盤轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。在作業(yè)速度8km／h以內(nèi)排種性能良好。主要用于精密點(diǎn)播玉米，播大豆等其它作物時，需換用內(nèi)槽輪排種器，通用性差。 ⑧帶式 排種膠帶可根據(jù)不同作物的種子大小和穴粒數(shù)，用打孔機(jī)打出不同的型孔，可以有單排孔、雙排空和三排孔，以滿足點(diǎn)播、穴播或帶播的要求。結(jié)構(gòu)比較簡單，損傷種子較少，但型孔對種子形狀、尺寸要求較高，種子需篩選分級或球粒化處理。該排種器主要用于播蔬菜、甜菜等小粒種子，更換排種帶后可播玉米、大豆，通用性較廣。由于它投種高度很低，在作業(yè)速度不大于5km／h條件下，排種性能良好。但作業(yè)速度超過6km／h時，排種性能顯著下降。 ⑨氣吸式 排種盤吸孔直徑根據(jù)作物種子尺寸確定?？梢詥瘟｜c(diǎn)播、穴播和條播。氣室吸力可通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)、出口風(fēng)門大小來調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)排種盤轉(zhuǎn)速或改變孔數(shù)來適應(yīng)不同的株距的要求。該排種器的優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)不同作物種子，對種子尺寸要求不嚴(yán)，損傷率小，能適應(yīng)較高速的播種作業(yè)，但需配置風(fēng)機(jī)，消耗功率多，而且制造和使用要求較高。主要用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播種機(jī)上。 ⑩氣壓式 其特點(diǎn)是采用集中排種，即只有一個排種滾筒，其上有6～8排排種孔，通過不同長度的輸種管將種子送到各行，可同時播種6～8行。改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)風(fēng)壓來滿足不同種子所需壓附力。改變排種滾筒轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)株距。更換帶有不同型孔大小和孔數(shù)的排種滾筒，可以精密點(diǎn)播玉米、大豆、甜菜、高粱和向日葵等作物。在作業(yè)速度不大于8km／h時，其排種性能良好。 ⑾氣吹式 與窩眼輪排種器相比，其特點(diǎn)為：除種子自重充填入型孔外，還有氣流輔助力，且型孔較大，因此充填性能很好，對種子形狀尺寸要求也不嚴(yán)；利用氣嘴射出的氣流將多余種子吹掉，達(dá)到單粒精播；能在較高作業(yè)速度（８km／h）下，排種性能較好，不損傷種子。通過更換不同型孔的排種輪和調(diào)節(jié)吹氣壓力，可以精密播種玉米、大豆、脫絨棉籽、球化甜菜和菜籽等，改變排種輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)株距。 4.3 排肥器的性能要求 ①排肥量穩(wěn)定、均勻，不受肥箱內(nèi)肥料的多少、地形傾斜起伏及前進(jìn)速度等因素的影響。 ②通用性好，能施多種肥料。要求排肥器除了能排施流動性好的顆粒狀化肥和復(fù)合顆粒化肥外，也能排施流動性差的粉狀化肥。 ③排肥量調(diào)節(jié)靈敏、準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)范圍能適應(yīng)不同化肥品種與不同作物的施用要求。 ④工作阻力小，使用調(diào)節(jié)方便，便于作業(yè)后清理殘茬化肥。 ⑤排肥器所有與肥料接觸的機(jī)構(gòu)、零件最好采用防腐耐磨材料制造。 4.4 常用排肥器的種類和特點(diǎn) 常用的化肥排肥器有以下幾種類型： ①外槽輪式排肥器外槽輪排肥器工作時，外槽輪旋轉(zhuǎn)，顆粒化肥靠自重充滿槽輪的凹槽并被槽輪帶著一起旋轉(zhuǎn)，在槽輪外面的肥料在槽輪的拔動和肥料顆粒之間的摩擦力作用下也被帶動起來由槽輪強(qiáng)制帶出，從排肥舌上調(diào)入輸肥管，然后經(jīng)開溝器導(dǎo)入種溝。該排肥器轉(zhuǎn)動的槽輪和不轉(zhuǎn)動的阻塞套可以在排種盒內(nèi)隨排種軸左右移動，通過改變槽輪的長度來調(diào)節(jié)排肥量。外槽輪排肥器的槽輪可以換成齒輪。槽輪的齒數(shù)相對排種器的來說有所減少。 ②星輪式排肥器工作時，旋轉(zhuǎn)的星輪星齒間的化肥強(qiáng)制排出。常用兩個星輪對轉(zhuǎn)以消除肥料架空和錐齒輪的軸向力。該排肥器的肥箱底部裝有活頁式鉸鏈，箱底可以打開，便于消除殘存的化肥；星輪的拆卸也很方便。排肥量的調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)手柄改變排肥量活門的開度來實(shí)現(xiàn)。 ③螺旋式排肥器其主要工作部件是排肥螺旋。工作是螺旋回轉(zhuǎn)，將肥料導(dǎo)入排肥管。在排肥量較小時，螺旋式排肥器的排肥均勻性很差 ④水平刮板式排肥器水平刮板式排肥器是近年來我國為解決碳酸氫銨排肥問題而研制的一種排肥器。它的基本特征是由在水平面旋轉(zhuǎn)的曲面刮板或彈擊刮板將化肥排出。 ⑤攪---撥輪式排肥器這是一種通用型排肥器。其突出特點(diǎn)是能有效地消除肥料的“架空”可靠的排施含水量很大的碳酸氫銨。缺點(diǎn)是清肥不便。 ⑥振動式排肥器由于震動關(guān)系，肥料排量受肥箱內(nèi)肥料多少、肥料密度、粘結(jié)力等的影響較大排肥量的穩(wěn)定性和均勻性差。 4.5 本次設(shè)計選用排種器 因?yàn)橛衩追N子以及起播種的特殊性，以上所說的幾種排種器和排肥器結(jié)構(gòu)都不能很好的滿足播種的條件，借鑒以上的幾種機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意特征自行設(shè)計了一個排種器。如圖所示 排種器的工作原理是：動力通過鏈傳動傳遞到鏈輪，鏈輪通過鍵傳遞給軸，軸的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)出種功能。 出種功能的具體是由一個撥動輪實(shí)現(xiàn)的。撥動輪上開有4個槽口，軸轉(zhuǎn)動到槽口對準(zhǔn)種箱出種口的時候種子滑落到下箱體，通過下箱體出種口到輸種管。 第5章 開溝器的選型設(shè)計 5.1 開溝器的性能要求 開溝器是播種機(jī)上重要的部件之一，其功用是開溝、整理種床、自動覆土和導(dǎo)種、肥入土，開溝器工作性能的好壞將直接影響播種質(zhì)量和種子發(fā)芽生長條件。 因此，開溝器應(yīng)滿足如下幾個條件： ①開溝直、深淺一致，幅寬合適，溝底平整，有一定的自動覆土功能； ②有良好的入土性能，不壅土、不纏草、不堵塞、阻力小、工作可靠； ③使種子全部落如溝底，行內(nèi)種子分布幅度、均勻度應(yīng)符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。 5.2 開溝器的性能要求 開溝器是播種機(jī)上重要的部件之一，其功用是開溝、整理種床、自動覆土和導(dǎo)種、肥入土，開溝器工作性能的好壞將直接影響播種質(zhì)量和種子發(fā)芽生長條件。因此，開溝器應(yīng)滿足如下幾個條件： ①開溝直、深淺一致，幅寬合適，溝底平整，有一定的自動覆土功能； ②有良好的入土性能，不壅土、不纏草、不堵塞、阻力小、工作可靠； ③使種子全部落如溝底，行內(nèi)種子分布幅度、均勻度應(yīng)符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。 5.3 現(xiàn)有開溝器的種類和特點(diǎn) 根據(jù)開溝器的入土角不同可分為銳角和鈍角二種。 ①鋤鏟式開溝器：屬于銳角型開溝器，工作時開溝器隨著播種機(jī)向前移動，土壤在鏟前突起，兩側(cè)土壤受擠壓而分開，開溝器離開后溝壁上的土壤自行下落覆蓋種子。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、入土能力強(qiáng)、工作阻力小，a=3~6cm，R=30~65N/個。缺點(diǎn)是易壅土和纏草，會使干濕土混雜，高速作業(yè)時播深不穩(wěn)。 ②雙圓盤開溝器：鈍角型開溝器，主要由一對平面圓盤、開溝器體、圓盤軸和散種板組成。工作時，兩圓盤向前滾動，利用兩圓盤在前下方一點(diǎn)（稱聚點(diǎn)）接觸所形成的夾角，將土壤向兩側(cè)擠壓，開成中間代郵凸尖的溝（溝底呈W 形）。種子和肥料由種、肥輸入管通過開溝器體上的種、肥輸送筒落入溝底。工作平穩(wěn)、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強(qiáng)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大，工作阻力大。a=4~8cm，R=80~160N/個。 ③芯鏵式開溝器：銳角型開溝器，工作時先由芯鏵入土開溝，兩個側(cè)板向兩側(cè)分土形成種溝。開溝寬度大、入土性能好，但工作阻力大。a=6~12cm，R=200~800N/個。 ④滑刀式開溝器：鈍角型開溝器，工作時滑刀在豎直方向切入土壤，刀后側(cè)板向兩側(cè)擠壓土壤形成種溝。特點(diǎn)是靠重力入土，溝深穩(wěn)定、溝形整齊、不亂土層，斷草能力強(qiáng)、工作阻力大。a＝5~10cm，R=200~400N/個。 5.4 開溝器的選型 玉米播種機(jī)通常在新耕地上進(jìn)行播種，新耕地的雜草和殘茬對開溝器的影響不大，出現(xiàn)纏繞和堵塞的幾率不大，再考慮到開溝的性能和經(jīng)濟(jì)因素，本次設(shè)計決定選用鋤鏟式開溝器。其優(yōu)點(diǎn)是： （1) 開溝深度大，因?yàn)橐箝_溝深度最大達(dá)到50mm，上述幾種開溝器只有鋤鏟式能達(dá)到要求； （2) 開出的地溝平整、開闊，受地形的影響較??； （3) 結(jié)構(gòu)簡單，易于制造與維護(hù)。 5.5 入土角α的確定 入土角α選得過大，開溝器工作時土壤上移大，土層也抬得高，并有相互混亂的趨勢，同時還會加大工作阻力；入土角也不能選得過小，過小的入土角將會造成刃部強(qiáng)度減弱。通常情況下入土角的取值范圍在30°～50°之間，為了保證入土能力，因此入土角不應(yīng)該取得太小，這里取入土角為45°。 最終結(jié)果如圖8所示為開溝器的三維建模圖形，上方通過兩個螺栓孔連接到機(jī)架上，其入土角為45度，最大的開溝深度為52.3mm。 該開溝器高為265mm，通過兩個M5的螺栓連接到機(jī)架上。開溝器后方的凸起的作用是確定開溝深度，確保所開的溝不會超過52.3mm。 圖8 第6章 播種機(jī)其它部件設(shè)計 6.1 機(jī)架設(shè)計 機(jī)架就是起支撐、固定、聯(lián)結(jié)作用的框架，懸掛裝置焊接在機(jī)架上，開溝器、種箱、地輪等用螺栓固定在機(jī)架上，機(jī)架外圍主要受力處的方管選擇50mm×60mm的規(guī)格，防止受力彎曲斷裂，機(jī)架內(nèi)部起加強(qiáng)筋作用的方管采用40mm×60mm的規(guī)格。 6.2 接種裝置設(shè)計 接種設(shè)備，并連接到從盒和導(dǎo)向管種子接種箱開口接種種子管引導(dǎo)框排出的廢氣播種接種在遠(yuǎn)離固定的種子種子種子導(dǎo)向管，所述導(dǎo)向管種子到種子種子開溝器，種子的頂部打開下探種子槽。 接種箱中播種排種種子，種子接種的外槽輪排種接種箱兩排，以便固定兩個框，播種將被糾正，但被膠合用鋼絲一起接種裝置中的兩個盒子的播種在口中。由于開口游戲排列成四行，在中間位置接種，導(dǎo)向管的類型對播種質(zhì)量的影響，而不是彎曲大太，設(shè)計為對應(yīng)于為了這樣做下出口箱類型的開罐器。為了防止錯過種子，以密切確保種子框和種子計量裝置，由于需要一些接種以除去盒的一部分，結(jié)合排種密切保證。 導(dǎo)種管應(yīng)對排種過程干擾小，彎曲伸縮性能好，以滿足地面仿形與開溝器調(diào)整等的要求。 本播種機(jī)首次時采用接種盒所配導(dǎo)種管，導(dǎo)種管壁成波浪形，可隨意彎曲，但經(jīng)直播實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此導(dǎo)種管對直播均勻性影響較大。 后換用導(dǎo)種管，導(dǎo)種管內(nèi)壁光滑，導(dǎo)種管與接種盒用環(huán)形卡子連接固定。導(dǎo)種管更換后又進(jìn)行直播實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直播均勻性有所改善。 6.3 地輪設(shè)計 為了完成在地面上的壓力彈簧作用下的使用前的車輪15厘米驅(qū)動14玉米活機(jī)，車輪壓迫有一定的壓力，使得壓制總是與輪表面接觸的壓制現(xiàn)象不妨礙輪開銷，實(shí)現(xiàn)抑制減少車輪的滑移率，減少泄漏的廣播，即使廣播用途。 帶電作業(yè)，往往需要考慮車輪的滑移率壓制的問題。影響滑的大小因素將對通常會發(fā)現(xiàn)，輪結(jié)構(gòu)，活重機(jī)和土壤質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)以15厘米行測試車輪的滑移率能滿足這些活機(jī)的要求之前，間隔14玉米播種機(jī)的設(shè)計，原來是一個嚴(yán)重的打滑車輪。 文獻(xiàn)檢索透露，膠輪壓路機(jī)，防止打滑可以玩，可以大大降低車輪的滑移率。因此，十橡膠輪胎上之前，車輪的增加。 6.4 傳動設(shè)計 常用傳動方式有鏈傳動、齒輪傳動與帶傳動，排種器的轉(zhuǎn)動動力通過提供從傳輸車輪轉(zhuǎn)動播種和種子計量裝置，變速器，輪轂的3處不遠(yuǎn)的地方，在工作環(huán)境方面，綜合研究后，通用滾子鏈它是壞到驅(qū)動器的選擇。 通過鏈條驅(qū)動，從動齒輪，其經(jīng)由與外部傳輸鏈的接種軸齒輪連接連接到齒輪上的接地用外部驅(qū)動齒輪。輪（包含在土地四輪驅(qū)動部分），手臂，并拉動現(xiàn)有15厘米的選擇的齒輪部分的播種軸。行距14行播種機(jī)的配套部分，拉臂將地輪轉(zhuǎn)速以1:1的比例傳入拉臂處齒輪，拉臂處齒輪可更換，排種軸處齒輪齒數(shù)為36。 6.5 其它部件設(shè)計 玉米直播作業(yè)時需有人跟隨播種機(jī)攪動種箱內(nèi)的種子，避免直播作業(yè)一段時間后，由于種箱內(nèi)種子變少，種箱內(nèi)種子不能順利流入排種盒，導(dǎo)致漏播，故需在種箱后的機(jī)架上安裝踏板，用于站人，為保證安全，踏板設(shè)有防滑凸起。 結(jié) 論 本設(shè)計書較全面的闡述了播種機(jī)的概況和發(fā)展歷程，并結(jié)合本課題提出了存在的問題，著重分析了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及排種器、開溝器和鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計思路，的總體設(shè)計方案。該機(jī)具主要由開溝器、排種器、鎮(zhèn)壓輪，覆土板等部件組成。能一次完成施肥、播種、鎮(zhèn)壓等多道工序。對關(guān)鍵部件的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計，開溝器采用前方布置；排種器經(jīng)老師指導(dǎo)設(shè)計出了個結(jié)構(gòu)簡單更為適合的機(jī)構(gòu)；鎮(zhèn)壓輪采用圓柱形鎮(zhèn)壓輪。 在本次設(shè)計過程中，由于理論知識掌握的不夠和經(jīng)驗(yàn)不足，因此在設(shè)計一些裝置時需要很長的時間和精力，而結(jié)果卻不大理想（例如沒能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)種子和肥料播種量的功能，開溝器的深度調(diào)節(jié)不方便，主要靠操作人員實(shí)現(xiàn)開溝深度的調(diào)節(jié)）。由于條件有限，沒有實(shí)際的參照機(jī)械，因此只能通過書上的圖形資料再結(jié)合自己的想法進(jìn)行設(shè)計，因此有的數(shù)據(jù)只能有大體估算（例如種箱體的結(jié)構(gòu)尺寸），不能很準(zhǔn)確的確定機(jī)具的結(jié)構(gòu)形狀、受力情況以及性能指標(biāo)。希望以后有機(jī)會繼續(xù)以上研究，以求得到一個圓滿的結(jié)論。 致 謝 首先我要感謝的是我的導(dǎo)師老師，在整個設(shè)計過程中， 遇到困難的時候，他給予了我很大的支持；其次我要感謝的是我的父母，是他們?yōu)槲姨峁┝松畹谋Ｕ虾蛯W(xué)習(xí)的動力，使得我能順利完成這次畢業(yè)設(shè)計；再次，我要感謝我的同學(xué)和朋友，在本次設(shè)計中他們在困惑的時候總是不斷地鼓勵我，讓我知難而進(jìn)，迎難而上。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（第四版）.化學(xué)工業(yè)出版社.2002，3：13—100~13—126 [2] 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