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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械化電氣工程學(xué)院
班級(jí)
農(nóng)機(jī)16-2
學(xué)生姓名
張新
學(xué)號(hào)
8031212208
課題名稱
新型小麥聯(lián)合播種機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2015年10月1日—— 2016年 6月1日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
賀小偉
職稱
講師
課題內(nèi)容
該課題主要完成對(duì)小麥?zhǔn)┓什シN機(jī)的總體構(gòu)造的設(shè)計(jì)。用SolidWorks、CAD等制圖軟件進(jìn)行整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。設(shè)計(jì)分析后對(duì)各關(guān)鍵部件進(jìn)行校核，使其滿足工作要求。?
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
1-2周 ?收集、查閱關(guān)于播種機(jī)的文獻(xiàn)，對(duì)其結(jié)構(gòu)有初步的了解，熟悉設(shè)計(jì)的程序，注意事項(xiàng)。???
3-5周?? 學(xué)習(xí)掌握SolIdWorks或CAD軟件，并進(jìn)行可行性的分析，同時(shí)完成綜述和英文翻譯。?
6-8周 ? 總體方案的擬訂從而開(kāi)始施肥播種機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，受力分析，不斷改進(jìn)和完善。?
9-11周? 用SolidWorks進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，并對(duì)部分部件進(jìn)行校核分析。??
12-13周? 畢業(yè)論文的整理和撰寫(xiě)，并對(duì)設(shè)計(jì)作最后的檢查和必要的修改。?
14周 答辯
主要參考文獻(xiàn)
[1] 靳樹(shù)中，陳紹文，陳利平，等.2BJM型小麥精密播種機(jī)試種情況與增產(chǎn)原因初析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，1996(1):25-26.
[2] 張文靜.播種密度與氮肥運(yùn)籌對(duì)冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究[D]安徽：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作物栽培學(xué)與耕作學(xué)，2004.
[3] 張波屏.國(guó)內(nèi)外小麥精密播種機(jī)技術(shù)縱橫[J].農(nóng)牧與食品機(jī)械.1992(4):37-40.
[4] 孫齊磊，孫立濤，張曉輝.淺析播種機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2002(5):51-52.
[5] 程興田.播種機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].糧食加工與食品機(jī)械.1999(6):1-2.
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[7] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.2BSJ-16小麥深施肥精少量播種機(jī)[J].萬(wàn)方科技成果庫(kù).序列號(hào):9112004000069.
[8] 龍口市農(nóng)機(jī)研究所.2BJP-6型小麥精密播種機(jī)[J].萬(wàn)方科技成果庫(kù).序列號(hào):9371998001742.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名 張新
2015 年 11月 1 日
注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
新型小麥播種機(jī)的設(shè)計(jì)
張新 賀小偉
(1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：由于播種機(jī)播種質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量以及農(nóng)產(chǎn)品的成本，因此研制高質(zhì)量的播種機(jī)械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迫切要求。盡管我國(guó)大部分地區(qū)早已實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化，但目前的播種機(jī)質(zhì)量還不能滿足高產(chǎn)的要求?，F(xiàn)在大面積麥田普遍存在著植株疏密不勻，出苗參差不齊，單株個(gè)體之間性狀也表現(xiàn)較大差異等問(wèn)題，限制了小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。生產(chǎn)實(shí)踐證明，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)行均勻播種。本課題的目的是針對(duì)現(xiàn)有小麥播種機(jī)播種中存在缺苗斷壟現(xiàn)象嚴(yán)重，存在疙瘩苗，設(shè)計(jì)制造了一種裝配有窩眼式穴播器的小麥播種機(jī)一12行小麥網(wǎng)狀播種機(jī)，該小麥播種機(jī)能夠顯著提高小麥播種的均勻性，達(dá)到了節(jié)種、增產(chǎn)的目的。
關(guān)鍵詞：精量播種；小麥；施肥
中圖分類號(hào):TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
研究本課題的目的是提高小麥的播種質(zhì)量，降低播種成本，在提高小麥播種質(zhì)量的基礎(chǔ)上給小麥一個(gè)適合種植密度和土壤生長(zhǎng)環(huán)境，保證小麥的健康成長(zhǎng)。設(shè)計(jì)一個(gè)適合大型農(nóng)場(chǎng)作業(yè)的中大型小麥播種機(jī)，來(lái)滿足大型農(nóng)場(chǎng)的作業(yè)強(qiáng)度，特別適合和內(nèi)蒙古這些擁有大量農(nóng)耕地的省份。
提高麥田植株分布均勻度和群體整齊度(簡(jiǎn)稱兩度)是小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)指標(biāo)的重要措施，“兩度”情況如何也是衡量麥田產(chǎn)量高低的重要標(biāo)志.但現(xiàn)在大面積麥田普遍存在著植株疏密不勻，出苗參差不齊，單株個(gè)體之間性狀也表現(xiàn)較大差異等問(wèn)題，限制了小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。生產(chǎn)實(shí)踐證明，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)行精密播種和均勻播種，這是提高“兩度”實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提。但現(xiàn)在小麥生產(chǎn)中使用的播種機(jī)達(dá)不到精密勻播要求，從而影響了這一技術(shù)的推廣應(yīng)用[1]。
群體質(zhì)量一方面受作物本身遺傳特性的影響，同時(shí)也是栽培技術(shù)和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。播量對(duì)小麥生長(zhǎng)之所以能夠產(chǎn)生影響是因?yàn)椴シN密度必然造成個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的差異，而個(gè)體的分菜數(shù)量、生長(zhǎng)狀況、成穗情況對(duì)群體結(jié)構(gòu)、群體環(huán)境、產(chǎn)量和品質(zhì)形成都有很大的影響。適宜的播種密度可以獲得理想的群體結(jié)構(gòu)，有利于作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[2]。
1總體設(shè)計(jì)思路
避免現(xiàn)有播種機(jī)播種后出現(xiàn)嚴(yán)重的漏播和如土深度不到位的現(xiàn)象，保證播種均勻性和出苗率顯著提高。在設(shè)計(jì)制造能夠提高播種均勻性的相關(guān)裝置時(shí)，盡量降低其成本。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家頒布的谷物播種標(biāo)準(zhǔn)。保證整機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3]。
1.1設(shè)計(jì)原理
作業(yè)時(shí)，小麥播種機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛掛接在20馬力的拖拉機(jī)上，播種機(jī)在拖拉機(jī)的牽引下工作，地輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)肥箱的中的排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，排肥螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將肥料推入出料口，肥料掉進(jìn)開(kāi)溝器，開(kāi)溝器采用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)溝同時(shí)施肥。在雙圓盤(pán)上設(shè)計(jì)安裝一刮土裝置，以防粘土。在播種過(guò)程中，穴播器的腰盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，取種器將進(jìn)入種腔的小麥種子甩到鴨嘴中，鴨嘴通過(guò)破土定穴將種子排刀適合的土層。鎮(zhèn)壓器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將圖層壓實(shí)，覆土板將土覆蓋均勻，完成播種工作。
1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)
新型小麥播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。新型小麥播種機(jī)由地輪、鏈輪鏈條支架、 三點(diǎn)懸掛、肥箱、種箱、鎮(zhèn)壓輪、覆土板、穴播器、開(kāi)溝器等組成。
為了防止打滑，保證動(dòng)力輸出，在地輪一周裝有長(zhǎng)方形鐵片，使播種機(jī)在行進(jìn)的過(guò)程中增加整體的抓地力，保證撥肥螺旋有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，使得播肥能夠均勻。
作業(yè)時(shí)，小麥播種機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛掛接在20馬力的拖拉機(jī)上，播種機(jī)在拖拉機(jī)的牽引下工作，地輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)肥箱的中的排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，排肥螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將肥料推入出料口，肥料掉進(jìn)開(kāi)溝器，開(kāi)溝器采用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)溝同時(shí)施肥。在雙圓盤(pán)上設(shè)計(jì)安裝一刮土裝置，以防粘土。在播種過(guò)程中，穴播器的腰盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，取種器將進(jìn)入種腔的小麥種子甩到鴨嘴中，鴨嘴通過(guò)破土定穴將種子排刀適合的土層。鎮(zhèn)壓器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將圖層壓實(shí)，覆土板將土覆蓋均勻，完成播種工作。
圖1 新型小麥播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖
1.地輪 2.鏈輪1 3.鏈條1 4.支架 5.鏈條2 6.三點(diǎn)懸掛 7.鏈輪2 8.肥箱 9 .種箱
10.鎮(zhèn)壓輪 11.覆土板 12.穴播器 13.開(kāi)溝器
2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)
2.1機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架是機(jī)體重要的組成部分和支撐部分，機(jī)架配合各部件與拖拉機(jī)相連，承受拖拉機(jī)施加的拉力，完成移動(dòng)。其只要是與鋼材焊接而成。
2.2穴播器的設(shè)計(jì)
穴播器工作時(shí)，種子在穴播器內(nèi)隨著腰帶轉(zhuǎn)動(dòng)，在前進(jìn)過(guò)程中利用種子的重力和慣性，通過(guò)取種器拾取種子，達(dá)到精量播種的目的。取種器進(jìn)入種子群，種子進(jìn)入充種腔；取種器經(jīng)過(guò)橡膠刷時(shí)，多余的種子被清掉，毛刷的末端和充種腔形成很小的空間，只容下一排種子，此時(shí)種子在充種腔內(nèi)排成整齊的一隊(duì)；底盤(pán)上方的撥齒撥動(dòng)取種器的撥桿，撥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，離開(kāi)撥桿后完成取種工作，橡膠刷擋在定種孔不讓接下來(lái)的種子進(jìn)入；取種器繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)取種器運(yùn)動(dòng)到滾筒上方時(shí)多余種子滑落，通過(guò)定種孔的種子大部分己經(jīng)進(jìn)入到攜種腔不會(huì)滑落；當(dāng)取種器經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)，開(kāi)始往低處運(yùn)動(dòng)時(shí)，種子從攜種腔的投種孔進(jìn)入到鴨嘴成穴器等待排出。
2.3 取種器的設(shè)計(jì)
取種器是機(jī)械式精量小麥穴播器實(shí)現(xiàn)小麥精密播種的核心部件，其工作性能的好壞直接影響播種質(zhì)量和出苗率。新型取種器由并排排列的充種腔和攜種腔構(gòu)成。充種腔和攜種腔之間通過(guò)定種板隔開(kāi)，取種器的底端截面是O型槽，取種器的底端位于攜種腔一側(cè)。定種板的后端下部開(kāi)有定種孔，用于精量取種。取種器的O型槽的尺寸為：長(zhǎng)2cm，寬0.5cm，深0.5cm，假設(shè)小麥種粒的平均體積為0.1cm2，那么O型槽在充滿的狀態(tài)下能容下5～6粒小麥種。
圖3-3 取種器結(jié)構(gòu)示意圖
1.橡膠刷 2.撥桿 3.取種圓柱 4.種槽 5.基體
2.3.1取種過(guò)程分析
取種器的整個(gè)取種過(guò)程分為3個(gè)階段，取種器進(jìn)入種子群充種腔開(kāi)始充種、毛刷刮種，目標(biāo)種子側(cè)充到攜種腔。
充種范圍： 小麥種是散粒體，穴播輪工作時(shí)種子在種子室內(nèi)圈的帶動(dòng)下聚集在充種區(qū)，假設(shè)此時(shí)種子群面為平面，種子在種子室內(nèi)的形態(tài)如圖3-4所示[10]。圖3-4中，圓O為種子室，直線AB為種子面，ABC區(qū)域?yàn)榉N子群橫端面。以種子室中點(diǎn)O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，種子室的半徑為r，則直線AB的方程為
（2-1）
其中，h為種子深度；為種子室半徑，為種子面與水平面的夾角。
圓O的方程為
（2-2）
其中，為方程角度參數(shù)，(O)。
直線AB與圓0的交點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為
、，
，
。
其中，A、B分別為A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角。
圖3-4 充種范圍示意圖
充種速度：取種器隨著穴播器的滾動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，種子室內(nèi)的種子在滾筒帶動(dòng)下，呈半月型環(huán)流群。在重力、離心力和種子間推擠力聯(lián)合作用下，充種腔中的種子大部分由徑向進(jìn)入，小部分種子由軸向進(jìn)入。種子進(jìn)入充種腔的方式有兩種：①取種器經(jīng)過(guò)種子群時(shí)，種子在重力、離心力和種子群力的作用下填補(bǔ)空間的形式進(jìn)入；②種子從最高點(diǎn)沿種子面下落到種子室底面后，以一定的速度直接進(jìn)入。呈環(huán)流群狀態(tài)的種子從最高點(diǎn)滑落時(shí)的角速度ki≈0，離心力p = mRki2 ≈0，重力mg，在下落種子的沖擊力F i及環(huán)流中種子的動(dòng)能聯(lián)合作用下以填補(bǔ)空間原理給充種腔充種。由徑向進(jìn)入充種腔的種子速度為
（2-3）
式中 hi一種子在環(huán)流中被拖帶的高度；
F b一種間摩擦力；
s一種子在種堆上的滑移長(zhǎng)度；
ti一沖力的作用時(shí)間；
t一種子充入時(shí)間；
g一重力加速度；
m一種子質(zhì)量；
從環(huán)流群最高點(diǎn)沿滾筒端部間隙落下的種子在種子室底部發(fā)生種子之間推擠碰撞，部分種子可軸向進(jìn)入充種腔。
2.4 開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)
2.4.1 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)
圖2-2雙圓盤(pán)開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)示意圖
1.支架 2.進(jìn)肥口 3.主軸 4.導(dǎo)肥板 5.圓盤(pán) 6.分土板
2.4.2 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器
雙圓盤(pán)開(kāi)溝器有兩個(gè)相互傾斜對(duì)稱安裝形成夾角的平面圓盤(pán)。兩個(gè)圓盤(pán)的交點(diǎn)在圓盤(pán)前沿下方的m處，工作時(shí)在土壤反力的作用下各自繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)。圓盤(pán)滾轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)平面將土壤向兩側(cè)推擠而形成的種溝。導(dǎo)種板將肥料導(dǎo)入溝底。它的特點(diǎn)是類似于滑刀切削入土，能切斷土中殘根，對(duì)土壤的適應(yīng)能力較強(qiáng)，工作可靠。
雙圓盤(pán)開(kāi)溝器在播種作業(yè)時(shí)m點(diǎn)的位置一般取在地面稍上方，它的開(kāi)溝寬度b在圖中為B1B2兩點(diǎn)間的距離。設(shè)圓盤(pán)的直徑為D，則溝底的寬度b為：
b=B1B2=2mB2sin （2-4）
（2-5）
（2-6）
圖4-1 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的開(kāi)溝寬度
如圖4-1所示，兩個(gè)圓盤(pán)各開(kāi)出一條凹溝，而在兩凹溝之間形成一個(gè)凹埂。在開(kāi)溝寬度不大時(shí)，此凹埂對(duì)播種深度的影響可忽略不計(jì)；但在開(kāi)溝寬度比較大時(shí)，凸埂將影響種子在溝內(nèi)的橫向分布，因此m點(diǎn)的位置，即角的大小應(yīng)合理選擇，一般的雙圓盤(pán)開(kāi)溝器，角為12度到16度，角約為12度，D為350mm，b為1.5~4mm。
3總結(jié)
本課題要在排種器、開(kāi)溝器、鎮(zhèn)壓輪等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)來(lái)提高播種均勻性。(1)對(duì)排種器分析后采用窩眼式穴播器。 (2)對(duì)目前圓盤(pán)開(kāi)溝器存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。 (3)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有鎮(zhèn)壓輪存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析比較，確定了既能減小打滑率又能對(duì)行鎮(zhèn)壓的鎮(zhèn)壓輪方案，并通過(guò)受力分析確定了鎮(zhèn)壓輪的主要參數(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 靳樹(shù)中，陳紹文，陳利平，等.2BJM型小麥精密播種機(jī)試種情況與增產(chǎn)原因初析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，1996(1):25-26.
[2] 張文靜.播種密度與氮肥運(yùn)籌對(duì)冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究[D]安徽:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作物栽培學(xué)與耕作學(xué)，2004.
[3] 張波屏.國(guó)內(nèi)外小麥精密播種機(jī)技術(shù)縱橫[J].農(nóng)牧與食品機(jī)械.1992(4):37-40.
16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
新型小麥聯(lián)合播種機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 張新
學(xué) 號(hào) 8031212208
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 16-2
指導(dǎo)老師 賀小偉
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
由于播種機(jī)播種質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量以及農(nóng)產(chǎn)品的成本，因此研制高質(zhì)量的播種機(jī)械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迫切要求。盡管我國(guó)大部分地區(qū)早已實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化，但目前的播種機(jī)質(zhì)量還不能滿足高產(chǎn)的要求?，F(xiàn)在大面積麥田普遍存在著植株疏密不勻，出苗參差不齊，單株個(gè)體之間性狀也表現(xiàn)較大差異等問(wèn)題，限制了小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。生產(chǎn)實(shí)踐證明，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)行均勻播種。本課題的目的是針對(duì)現(xiàn)有小麥播種機(jī)播種中存在缺苗斷壟現(xiàn)象嚴(yán)重，存在疙瘩苗，設(shè)計(jì)制造了一種裝配有窩眼式穴播器的小麥播種機(jī)一12行小麥網(wǎng)狀播種機(jī)，該小麥播種機(jī)能夠顯著提高小麥播種的均勻性，達(dá)到了節(jié)種、增產(chǎn)的目的。
由于我國(guó)大部分地區(qū)小麥播種機(jī)都采用外槽輪排種器排種，因此本文分析了現(xiàn)有外槽輪小麥播種機(jī)播種存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。本文主要在排種器、開(kāi)溝器、鎮(zhèn)壓輪等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)來(lái)提高播種均勻性。(1)對(duì)排種器分析后采用窩眼式穴播器。 (2)對(duì)目前圓盤(pán)開(kāi)溝器存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。 (3)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有鎮(zhèn)壓輪存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析比較，確定了既能減小打滑率又能對(duì)行鎮(zhèn)壓的鎮(zhèn)壓輪方案，并通過(guò)受力分析確定了鎮(zhèn)壓輪的主要參數(shù)。
關(guān)鍵詞：精量播種；小麥；施肥
目 錄
1 緒論 1
1.1提高小麥播種均勻性的目的和意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外小麥播種機(jī)發(fā)展?fàn)顩r 1
1.3研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn) 3
1.4 預(yù)期目標(biāo) 3
1.5重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路 3
1.6工作條件及解決方法 4
2 新型小麥播種機(jī)的可行性分析及整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.1新型小麥播種機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)原則 4
2.2 新型小麥播種機(jī)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益指標(biāo) 4
2.3 整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 4
2.4 新型小麥播種機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 6
3 新型小麥播種機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究 6
3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)說(shuō)明 6
3.2 排種器的選型與試驗(yàn)研究 7
4開(kāi)溝器的設(shè)計(jì) 10
4.1開(kāi)溝器的的種類 10
4.2開(kāi)溝器的選擇和設(shè)計(jì) 11
4.3 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器溝底形狀的描述與模擬 14
4.3 開(kāi)溝器參數(shù) 15
5 鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計(jì) 15
6 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
6.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 17
6.2鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析 17
總 結(jié) 19
致 謝 20
參考文獻(xiàn) 21
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1提高小麥播種均勻性的目的和意義
研究本課題的目的是提高小麥的播種質(zhì)量，降低播種成本，在提高小麥播種質(zhì)量的基礎(chǔ)上給小麥一個(gè)適合種植密度和土壤生長(zhǎng)環(huán)境，保證小麥的健康成長(zhǎng)。設(shè)計(jì)一個(gè)適合大型農(nóng)場(chǎng)作業(yè)的中大型小麥播種機(jī)，來(lái)滿足大型農(nóng)場(chǎng)的作業(yè)強(qiáng)度，特別適合和內(nèi)蒙古這些擁有大量農(nóng)耕地的省份。
提高麥田植株分布均勻度和群體整齊度(簡(jiǎn)稱兩度)是小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)指標(biāo)的重要措施，“兩度”情況如何也是衡量麥田產(chǎn)量高低的重要標(biāo)志.但現(xiàn)在大面積麥田普遍存在著植株疏密不勻，出苗參差不齊，單株個(gè)體之間性狀也表現(xiàn)較大差異等問(wèn)題，限制了小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。生產(chǎn)實(shí)踐證明，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)行精密播種和均勻播種，這是提高“兩度”實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提。但現(xiàn)在小麥生產(chǎn)中使用的播種機(jī)達(dá)不到精密勻播要求，從而影響了這一技術(shù)的推廣應(yīng)用[1]。
群體質(zhì)量一方面受作物本身遺傳特性的影響，同時(shí)也是栽培技術(shù)和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。播量對(duì)小麥生長(zhǎng)之所以能夠產(chǎn)生影響是因?yàn)椴シN密度必然造成個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的差異，而個(gè)體的分菜數(shù)量、生長(zhǎng)狀況、成穗情況對(duì)群體結(jié)構(gòu)、群體環(huán)境、產(chǎn)量和品質(zhì)形成都有很大的影響。適宜的播種密度可以獲得理想的群體結(jié)構(gòu)，有利于作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[2]。
1.2國(guó)內(nèi)外小麥播種機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1國(guó)外小麥播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
麥類作物精密播種是一個(gè)世界性難題[3]。上世紀(jì)60～70年代，蘇聯(lián)、英國(guó)、德國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)
國(guó)家曾先后起步試驗(yàn)研究小麥等精密播種技術(shù)。蘇聯(lián)：1960～1975年國(guó)家曾高懸重賞(1萬(wàn)盧布)解決小麥(黑麥等)精密播種問(wèn)題。BHCXOM等單位曾列題解決小麥精密播種的技術(shù)問(wèn)題，但三起三落。
英國(guó)：1971~1974年進(jìn)行了小麥精播機(jī)試驗(yàn)，Stanhey公司設(shè)計(jì)制造了PSD-80小麥精播機(jī)，由于結(jié)構(gòu)笨重、通過(guò)性能差、種子破碎率大等一系列缺點(diǎn)，只生產(chǎn)了20臺(tái)樣機(jī)便停產(chǎn)了。80年代至今，英國(guó)再?zèng)]有新精播機(jī)出現(xiàn)。
德國(guó)約與英國(guó)同時(shí)，制造了GS-23氣吸式小麥精播機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)，沒(méi)有進(jìn)行批量生產(chǎn)。據(jù)蘇聯(lián)小麥精播機(jī)研究者E1述，1980年英國(guó)、德國(guó)的小麥精播農(nóng)藝實(shí)際上是窄行距(10.5cm)大播量(80kg / ha)的條播每株分蘗只有2個(gè)左右，歐洲、蘇聯(lián)的農(nóng)學(xué)家至令仍堅(jiān)持采用7.5cm、 10.5cm、15cm的窄行距條播農(nóng)藝規(guī)范和25.8cm2的營(yíng)養(yǎng)面積，因而沒(méi)有可能實(shí)現(xiàn)真正的小麥精少量播種。
近幾年，國(guó)外在發(fā)展播種機(jī)時(shí)所遵循的原則是不斷更新工作原理，盡量完善其結(jié)構(gòu)，使其具備良好的工作性能，以提高播種質(zhì)量，并注重提高播種機(jī)具的通用性和適應(yīng)性，例如配備多種排種部件以適應(yīng)不同作物種子的要求：采用不同的開(kāi)溝器和鎮(zhèn)壓輪以適應(yīng)不同的土坡條件，運(yùn)用變速裝里加大播量與施肥量的調(diào)節(jié)范圍；增加播種機(jī)的系列型號(hào)，以適應(yīng)與不同功率的拖拉機(jī)配套；通過(guò)提高作業(yè)速度或加大工作幅寬來(lái)提高工作效率，目前國(guó)外谷物播種機(jī)的最高工作速度已達(dá)到15km/h，個(gè)別機(jī)型甚至達(dá)20km/h[4]，己達(dá)到駕駛員所能忍受的極限速度。由于播種速度的提高不是無(wú)限制的，速度過(guò)高將導(dǎo)致播種質(zhì)量的惡化。目前西歐谷物播種機(jī)的工作幅寬一般在5~6m而美國(guó)、加拿大、俄羅斯等幅員遼闊的國(guó)家，不少機(jī)型已達(dá)l0～15m。
80年代，美國(guó)、澳大利亞、加拿大、法國(guó)等國(guó)家開(kāi)始研制并廣泛使用氣力式精密播種機(jī)械，其中氣流一階分配式集排排種系統(tǒng)大重應(yīng)用在谷物條播機(jī)上，例如美國(guó)的sunflower、法國(guó)的Accord、澳大利亞的Napier600, IohnS-hearer、加拿大的MotrisM620等大型集排條播機(jī)，工作幅寬可達(dá)8~15m。目前，美國(guó)的John Deere、加拿大的flex-iCoil、 Masseyfergson谷物播種機(jī)已開(kāi)始使用二階分配式集排系統(tǒng)，工作幅寬已達(dá) 19.52m，大大提高了播種作業(yè)的各行一致性和生產(chǎn)效率。機(jī)械式精密排種器播種小粒距作物在國(guó)外研究較少，近幾年也沒(méi)有相應(yīng)的文章發(fā)表[5]。
目前國(guó)外的精密播種機(jī)已達(dá)到相當(dāng)完善的程度。在精密播種機(jī)上除了設(shè)有完善的整地、扭土、鎮(zhèn)壓及施肥、撒農(nóng)藥裝置外其排種裝置多采用新的工作原理，包括各種氣力式排種原理與機(jī)械式排種原理，以保證單粒精密播種。歐美國(guó)家地廣人稀的特點(diǎn)決定了對(duì)排種器的漏播、重播及種子破損問(wèn)題在實(shí)際作業(yè)中要求相對(duì)寬松，日本島國(guó)人口眾多與國(guó)土面積狹小的矛盾又不適合播種中耕作物，同時(shí)，歐美及日本都是機(jī)械化程度較高的國(guó)家。因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)精密排種器的研究方向各有特點(diǎn)。1.2.2國(guó)內(nèi)小麥播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)從70年代便開(kāi)始研制精密播種機(jī)械[6]。其較早的代表機(jī)型主要有2BY-24壓輪式谷物播種機(jī)、2BQ-6氣吸式精密播種機(jī)等。由于種子質(zhì)量、整地條件、機(jī)器制造水平及機(jī)器價(jià)格等因素制約，我國(guó)80年代主要是推廣半精量播種機(jī)為適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制的要求，大量推廣了小型單體播種機(jī)。90年代以來(lái)，我國(guó)逐步推廣精密播種機(jī)，有10多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號(hào)的精密播種機(jī)。精密播種機(jī)依作物種類分為玉米及大豆精密播種機(jī)、谷物(小麥)精密播種機(jī)、甜菜精密播種機(jī)；依配套動(dòng)力分為小型(5.8-13.2kW)、中型((16.2-36.8 kW)和大型(40.4 kW以上)精密播種機(jī)；依排種器形式分為機(jī)械式和氣力式兩大類精密播種機(jī)；機(jī)械式中又可分為垂直圓盤(pán)式、垂直窩眼式、錐盤(pán)式、紋盤(pán)式、水平圓盤(pán)式、帶夾式等型式精密播種機(jī)。精密播種受高速作業(yè)的影響很大.現(xiàn)有的精密播種機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，一般作業(yè)速度在4-8 km/h時(shí)，其株距合格率達(dá)80%以上；而作業(yè)速度提高到11-12 km/h時(shí)，株距合格率下降到60%以下，可見(jiàn)高速精密播種機(jī)還有待進(jìn)一步發(fā)展、完善。
在條件適宜的地區(qū)積極推廣小麥精播技術(shù)是農(nóng)業(yè)部近幾年開(kāi)展的“節(jié)本增效工程”中的一個(gè)重要內(nèi)容。我國(guó)小麥種植面積很大，隨著人們對(duì)精少量播種技術(shù)認(rèn)識(shí)的加深，市場(chǎng)對(duì)機(jī)具的需求也會(huì)加大。以小麥為主的機(jī)械精少量播種技術(shù)，是一項(xiàng)新開(kāi)發(fā)成功并迅速得到推廣的農(nóng)機(jī)化新技術(shù)。談起這項(xiàng)技術(shù)的來(lái)源，要追溯到70年代末，當(dāng)時(shí)，山東農(nóng)學(xué)院教授于松烈等人通過(guò)科學(xué)研究與試驗(yàn)，提出了“冬小麥精播高產(chǎn)載培技術(shù)”[7]，基本內(nèi)容是:在地力較高、土城水肥條件好的地塊，小麥畝播量可減少1/21～1/6，但由于人們傳統(tǒng)觀念的約束，再加上沒(méi)有先進(jìn)適宜的播種機(jī)具，一直未能得到大面積推廣。1984年，山東省諸城縣農(nóng)機(jī)局在6.67hm2的試驗(yàn)田里進(jìn)行了小麥精少童機(jī)播試驗(yàn)，并獲得了成功。在播量為45kg/hm2的試驗(yàn)田塊取得了7620kg/hm2的產(chǎn)量，從此，這項(xiàng)技術(shù)被迅速推廣。
我國(guó)從70年代末開(kāi)始精密播種機(jī)的開(kāi)發(fā)和研究，至今還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，其中主要原因是沒(méi)有適用的排種器、種子的質(zhì)量不能保證等。我國(guó)的排種器型式主要也是氣力式和機(jī)械式兩人類，其它還有磁力式和振動(dòng)式等。近幾年來(lái)，隨著國(guó)外不同類型精密播種機(jī)的相繼引進(jìn)，我國(guó)對(duì)精密播種機(jī)的研制上不斷出現(xiàn)新的高潮，新式播種機(jī)和不同型式的排種器也不斷出現(xiàn)，如吉林工業(yè)大學(xué)李成華搏士后研制成功的傾斜圓盤(pán)勺式排種器等都是比較新穎的精密播種機(jī)[8]。
中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院的成果，研究的2BSJ-16小麥深施肥精少量播種機(jī)關(guān)鍵是研究了小麥控制室密齒型排種器，實(shí)現(xiàn)小麥精少量均勻播種。該機(jī)一次進(jìn)地完成開(kāi)溝，深施肥、精少量均勻播種、覆土、平地等作業(yè)。采用地掄屋脊調(diào)節(jié)開(kāi)溝器深度，采用地輪無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)開(kāi)溝器深度，傳動(dòng)可靠，調(diào)整方便。
龍口市農(nóng)機(jī)研究所的成果，研究的2BJP-6型小麥精密播種機(jī)，采用龍口市農(nóng)機(jī)研究所最新研制的“水平圓盤(pán)圓形孔式排種器”與雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的最佳組合，既提高了排種的均勻性，又提高了生產(chǎn)環(huán)境尤其是秸稈還田后的小麥播種的適應(yīng)性，提高播種質(zhì)量，滿足小麥精播的農(nóng)藝要求。其主要技術(shù)指標(biāo)播種均勻性變異系數(shù)<35%,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，播種均勻性高，排種盤(pán)圓形型孔的加工精度易于保證，生產(chǎn)成本低易于推廣等優(yōu)點(diǎn)[9]。
1.3研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1主要研究?jī)?nèi)容
(1)分析現(xiàn)有小麥播種機(jī)存在的問(wèn)題，提出本次小麥播種機(jī)的改進(jìn)方案和整機(jī)結(jié)構(gòu)方案。現(xiàn)有小麥播種機(jī)普遍存在缺苗斷壟和疙瘩苗現(xiàn)象嚴(yán)重，因此需要從排種器、鎮(zhèn)壓輪、開(kāi)溝器等方面進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
(2)對(duì)穴播器器結(jié)構(gòu)、參數(shù)和性能進(jìn)行研究改進(jìn)，設(shè)計(jì)一個(gè)適合小麥播種的穴播器。
(3)為防止缺苗斷壟現(xiàn)象，鎮(zhèn)壓輪作為排種器的傳動(dòng)輪起到了重要的作用，對(duì)鎮(zhèn)壓輪進(jìn)行改進(jìn)不僅可以減少打滑率，而且可以鎮(zhèn)壓種行，提高出苗率。
(4)得出主要結(jié)論和提出存在的問(wèn)題。
1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
本課題設(shè)計(jì)了一種播小麥的穴播器，該穴播器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、能夠顯著提高小麥播種均勻性。
1.4 預(yù)期目標(biāo)
1.4.1
(1)研究制造出能夠提高播種均勻性的小麥播種機(jī)樣機(jī)。
(2)播種均勻性變異系數(shù)在現(xiàn)有水平上有顯著提高，能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，機(jī)具性能指標(biāo)優(yōu)于農(nóng)業(yè)部關(guān)于“農(nóng)作物節(jié)種種植機(jī)械化實(shí)施要點(diǎn)”中的性能要求：小麥播種機(jī)在播量為150～240 kg/hm，的條件下，各項(xiàng)指標(biāo)滿的指標(biāo)：各行排量一致性變異系數(shù)≤6%以下；總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)≤6.5%；斷條效率≤0.25%；種子破損率≤0.5%播種均勻性變異系數(shù)≤60%（按5厘米分段）≤40%（按10厘米分段）。
1.5重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路
1.5.1
(1)避免現(xiàn)有播種機(jī)播種后出現(xiàn)嚴(yán)重的漏播和如土深度不到位的現(xiàn)象，保證播種均勻性和出苗率顯著提高。
(2)在設(shè)計(jì)制造能夠提高播種均勻性的相關(guān)裝置時(shí)，盡量降低其成本。
(3)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家頒布的谷物播種標(biāo)準(zhǔn)。
(4)保證整機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
1.6工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有實(shí)習(xí)工廠、土槽實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，設(shè)計(jì)條件較好，為項(xiàng)目開(kāi)展提供了場(chǎng)地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足新型小麥播種機(jī)的工作條件。
2新型小麥播種機(jī)的可行性分析及整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1新型小麥播種機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)原則
2.1.1
(1)避免現(xiàn)有播種機(jī)播種后出現(xiàn)嚴(yán)重缺苗斷壟和疙瘩苗現(xiàn)象，保證播種均勻性有顯著提高。
(2)在設(shè)計(jì)制造能夠提高播種均勻性的相關(guān)裝置時(shí)，盡量降低其成本。
(3)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家頒布的谷物播種標(biāo)準(zhǔn)。
(4)保證整機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
2.2 新型小麥播種機(jī)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益指標(biāo)
2.2.1
(1)可節(jié)省大量的良種。與傳統(tǒng)的機(jī)械條播相比，節(jié)約麥種100kg/hm2(按生產(chǎn)田節(jié)約麥種最低量計(jì)算)，金額120元/hm2。
(2)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程機(jī)械化莫定了基礎(chǔ)。精少量播種行帶整齊、株距均勻，十分有利于田間管理。為機(jī)械除草、追肥、收獲創(chuàng)造了良好條件。目前我省已把推廣精少量播種技術(shù)工作作為促進(jìn)糧食增產(chǎn)的一項(xiàng)重要的技術(shù)措施，加快推廣這一技術(shù)，隨著這項(xiàng)技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用，我省小麥生產(chǎn)必將出現(xiàn)中產(chǎn)變高產(chǎn)，高產(chǎn)更高產(chǎn)的新局面。
2.3 整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理
2.3.1整機(jī)結(jié)構(gòu)
新型小麥播種機(jī)主要由開(kāi)溝施肥機(jī)架總成、穴播器總成、鎮(zhèn)壓輪、覆土裝置等組成。
2.3.2工作原理
作業(yè)時(shí)，小麥播種機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛掛接在20馬力的拖拉機(jī)上，播種機(jī)在拖拉機(jī)的牽引下工作，地輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)肥箱的中的排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，排肥螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將肥料推入出料口，肥料掉進(jìn)開(kāi)溝器，開(kāi)溝器采用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)溝同時(shí)施肥。在雙圓盤(pán)上設(shè)計(jì)安裝一刮土裝置，以防粘土。在播種過(guò)程中，穴播器的腰盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，取種器將進(jìn)入種腔的小麥種子甩到鴨嘴中，鴨嘴通過(guò)破土定穴將種子排刀適合的土層。鎮(zhèn)壓器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將圖層壓實(shí)，覆土板將土覆蓋均勻，完成播種工作。
1.地輪 2.鏈輪1 3.鏈條1 4.支架 5.鏈條2 6.三點(diǎn)懸掛 7.鏈輪2 8.肥箱 9 .種箱
10.鎮(zhèn)壓輪 11.覆土板 12.穴播器 13.開(kāi)溝器
圖2-1 新型小麥播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖
2.4 新型小麥播種機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
型號(hào)：2BXJF-12
結(jié)構(gòu)質(zhì)量： 400kg
外形尺寸：23402100
掛接方式：三點(diǎn)懸掛
配套動(dòng)力：8.8~18.4KW輪式拖拉機(jī)
工作幅寬：2m~2.4m
播種深度：3厘米~5厘米
施肥深度：7厘米~10厘米
行距：15厘米~20厘米可調(diào)
行數(shù)：12行
作業(yè)效率：12畝/h
3 新型小麥播種機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究
小麥播種時(shí)均勻種子流的形成取決于排種、投種、著地3個(gè)主要環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，每個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)種溝內(nèi)種子排列均勻度有影響，輸種管、開(kāi)溝器、其中排種器的排種均勻性起到了主導(dǎo)作用。
3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)說(shuō)明
機(jī)架是機(jī)體重要的組成部分和支撐部分，機(jī)架配合各部件與拖拉機(jī)相連，承受拖拉機(jī)施加的拉力，完成移動(dòng)。其只要是與鋼材焊接而成。結(jié)構(gòu)框架如下圖
圖3-1 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖
3.2 排種器的選型與試驗(yàn)研究
3.2.1 排種器的研究現(xiàn)狀
迄今為止，我國(guó)的播種機(jī)械專家、學(xué)者幾乎涉獵了世界上所有的排種器形式，屬于引進(jìn)、仿制、研究、探討的按播種方式分有條播排種器和點(diǎn)播排種器.條播排種器有外槽輪式、內(nèi)槽輪式、釘輪式、葉輪式、磨紋式、擺桿式、離心式和氣力式等，點(diǎn)播排種器有型孔盤(pán)式(包括水平圓盤(pán)、垂直圓盤(pán)、傾斜圓盤(pán))、窩眼輪式、型孔帶式、指夾式、氣吸式、氣吹式、氣壓式等[10]
3.2.2 穴播器的結(jié)構(gòu)組成
機(jī)械式精量小麥穴播器的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。
1.主軸 2.取種器 3.鴨嘴 4.錐形彈簧 5.刮種器 6.觀察室 7.導(dǎo)種管 8.壓盤(pán)
圖3-2 機(jī)械式精量小麥穴播器結(jié)構(gòu)示意圖
3.2.3 穴播器工作原理
穴播器工作時(shí)，種子在穴播器內(nèi)隨著腰帶轉(zhuǎn)動(dòng)，在前進(jìn)過(guò)程中利用種子的重力和慣性，通過(guò)取種器拾取種子，達(dá)到精量播種的目的。取種器進(jìn)入種子群，種子進(jìn)入充種腔；取種器經(jīng)過(guò)橡膠刷時(shí)，多余的種子被清掉，毛刷的末端和充種腔形成很小的空間，只容下一排種子，此時(shí)種子在充種腔內(nèi)排成整齊的一隊(duì)；底盤(pán)上方的撥齒撥動(dòng)取種器的撥桿，撥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，離開(kāi)撥桿后完成取種工作，橡膠刷擋在定種孔不讓接下來(lái)的種子進(jìn)入；取種器繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)取種器運(yùn)動(dòng)到滾筒上方時(shí)多余種子滑落，通過(guò)定種孔的種子大部分己經(jīng)進(jìn)入到攜種腔不會(huì)滑落；當(dāng)取種器經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)，開(kāi)始往低處運(yùn)動(dòng)時(shí)，種子從攜種腔的投種孔進(jìn)入到鴨嘴成穴器等待排出。
3.2.4 取種器設(shè)計(jì)
取種器是機(jī)械式精量小麥穴播器實(shí)現(xiàn)小麥精密播種的核心部件，其工作性能的好壞直接影響播種質(zhì)量和出苗率。新型取種器由并排排列的充種腔和攜種腔構(gòu)成，取種器的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。
1.橡膠刷 2.撥桿 3.取種圓柱 4.種槽 5.基體
圖3-3 取種器結(jié)構(gòu)示意圖
充種腔和攜種腔之間通過(guò)定種板隔開(kāi)，取種器的底端截面是O型槽，取種器的底端位于攜種腔一側(cè)。定種板的后端下部開(kāi)有定種孔，用于精量取種。取種器的O型槽的尺寸為：長(zhǎng)2cm，寬0.5cm，深0.5cm，假設(shè)小麥種粒的平均體積為0.1cm2，那么O型槽在充滿的狀態(tài)下能容下5～6粒小麥種。
3.2.6 取種過(guò)程分析
取種器的整個(gè)取種過(guò)程分為3個(gè)階段，取種器進(jìn)入種子群充種腔開(kāi)始充種、毛刷刮種，目標(biāo)種子側(cè)充到攜種腔。
3.2.7 充種范圍
小麥種是散粒體，穴播輪工作時(shí)種子在種子室內(nèi)圈的帶動(dòng)下聚集在充種區(qū)，假設(shè)此時(shí)種子群面為平面，種子在種子室內(nèi)的形態(tài)如圖3-4所示[10]。圖3-4中，圓O為種子室，直線AB為種子面，ABC區(qū)域?yàn)榉N子群橫端面。以種子室中點(diǎn)O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，種子室的半徑為r，則直線AB的方程為
(3-1)
其中，h為種子深度；為種子室半徑，為種子面與水平面的夾角。
圓O的方程為
（3-2）
其中，為方程角度參數(shù)，(O)。
直線AB與圓0的交點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為
、，
，。
其中，A、B分別為A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角。
圖3-4 充種范圍示意圖
3.2.8 充種速度
取種器隨著穴播器的滾動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，種子室內(nèi)的種子在滾筒帶動(dòng)下，呈半月型環(huán)流群。在重力、離心力和種子間推擠力聯(lián)合作用下，充種腔中的種子大部分由徑向進(jìn)入，小部分種子由軸向進(jìn)入。種子進(jìn)入充種腔的方式有兩種：①取種器經(jīng)過(guò)種子群時(shí)，種子在重力、離心力和種子群力的作用下填補(bǔ)空間的形式進(jìn)入；②種子從最高點(diǎn)沿種子面下落到種子室底面后，以一定的速度直接進(jìn)入。呈環(huán)流群狀態(tài)的種子從最高點(diǎn)滑落時(shí)的角速度ki≈0，離心力p = mRki2 ≈0，重力mg，在下落種子的沖擊力F i及環(huán)流中種子的動(dòng)能聯(lián)合作用下以填補(bǔ)空間原理給充種腔充種。由徑向進(jìn)入充種腔的種子速度為
（3-3）
式中 hi一種子在環(huán)流中被拖帶的高度；
F b一種間摩擦力；
s一種子在種堆上的滑移長(zhǎng)度；
ti一沖力的作用時(shí)間；
t一種子充入時(shí)間；
g一重力加速度；
m一種子質(zhì)量；
從環(huán)流群最高點(diǎn)沿滾筒端部間隙落下的種子在種子室底部發(fā)生種子之間推擠碰撞，部分種子可軸向進(jìn)入充種腔。
3.2.9刮種過(guò)程
種子充到充種腔里，但是種子仍然是無(wú)序狀態(tài)。當(dāng)取種器運(yùn)動(dòng)到毛刷下時(shí)，毛刷尖端伸入充種腔的部分開(kāi)始刮種，這時(shí)有兩種情況：一種是種子堆積在充種腔，毛刷將所有種子清光，等待2次充種；另一種是毛刷將立著的種子刮倒，刮倒的種子向定種孔移動(dòng)，準(zhǔn)備側(cè)充。
3.2.10側(cè)充過(guò)程
被刮倒的種子，隨著穴播器的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)到定種口，準(zhǔn)備側(cè)充到攜種腔。
4開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)
4.1開(kāi)溝器的的種類
近年來(lái)在播種機(jī)中最常用的開(kāi)溝器主要是圓盤(pán)式開(kāi)溝器和尖角型開(kāi)溝器。圓盤(pán)式開(kāi)溝器包括單圓盤(pán)開(kāi)溝器、雙圓盤(pán)開(kāi)溝器和三圓盤(pán)開(kāi)溝器，目前雙圓盤(pán)開(kāi)溝器是在美國(guó)和歐洲最為常用的一種開(kāi)溝器。尖角開(kāi)溝器一般包括標(biāo)槍式、矛尖式、鴨腳式開(kāi)溝器等，這些開(kāi)溝器在澳大利亞被廣泛應(yīng)用于免耕播種[11]。
4.1.1雙圓盤(pán)開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)
圖4-1 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)示意圖
1.支架 2.進(jìn)肥口 3.主軸 4.導(dǎo)肥板 5.圓盤(pán) 6.分土板
4.2開(kāi)溝器的選擇和設(shè)計(jì)
4.2.1 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器
雙圓盤(pán)開(kāi)溝器有兩個(gè)相互傾斜對(duì)稱安裝形成夾角的平面圓盤(pán)。兩個(gè)圓盤(pán)的交點(diǎn)在圓盤(pán)前沿下方的m處，工作時(shí)在土壤反力的作用下各自繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)。圓盤(pán)滾轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)平面將土壤向兩側(cè)推擠而形成的種溝。導(dǎo)種板將肥料導(dǎo)入溝底。它的特點(diǎn)是類似于滑刀切削入土，能切斷土中殘根，對(duì)土壤的適應(yīng)能力較強(qiáng)，工作可靠。
雙圓盤(pán)開(kāi)溝器在播種作業(yè)時(shí)m點(diǎn)的位置一般取在地面稍上方，它的開(kāi)溝寬度b在圖中為B1B2兩點(diǎn)間的距離。設(shè)圓盤(pán)的直徑為D，則溝底的寬度b為：
b=B1B2=2mB2sin （4-1）
（4-2）
（4-3）
圖4-1 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的開(kāi)溝寬度
如圖4-1所示，兩個(gè)圓盤(pán)各開(kāi)出一條凹溝，而在兩凹溝之間形成一個(gè)凹埂。在開(kāi)溝寬度不大時(shí)，此凹埂對(duì)播種深度的影響可忽略不計(jì)；但在開(kāi)溝寬度比較大時(shí)，凸埂將影響種子在溝內(nèi)的橫向分布，因此m點(diǎn)的位置，即角的大小應(yīng)合理選擇，一般的雙圓盤(pán)開(kāi)溝器，角為12度到16度，角約為12度，D為350mm，b為1.5~4mm。
4.2.2 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的運(yùn)動(dòng)方程及運(yùn)動(dòng)軌跡
開(kāi)溝器工作時(shí)，圓盤(pán)上任一點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的合成，軌跡為擺線。以圓盤(pán)中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，x軸正向和機(jī)組前進(jìn)方向一致，Y軸正向垂直向上(圖4-2)。以圓盤(pán)邊緣上A點(diǎn)為研究對(duì)象，t時(shí)刻A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A’點(diǎn)，則A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：
（4-4）
（4-5）
圖4-2 速度分析
R—圓盤(pán)的回轉(zhuǎn)半徑，—圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，m—機(jī)組前進(jìn)速度。
上式表明圓盤(pán)的運(yùn)動(dòng)軌跡隨著R ， ，的不同而具有不同的形狀和特性。將上式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，得A點(diǎn)在x軸和Y軸的分速度：
（4-6）
（4-7）
（4-8）
其中R是A點(diǎn)的圓周速度，令=v p/v m=R w/ v m，它表示圓盤(pán)端點(diǎn)圓周速度與機(jī)組前進(jìn)速度的比值，入的大小對(duì)開(kāi)溝器的運(yùn)動(dòng)軌跡及工作狀況有重要影響。
因
故
（4-9）
> 1時(shí)，即v p
0，即端點(diǎn)A的水平分速度始終與機(jī)組前進(jìn)方向相同，其運(yùn)動(dòng)軌跡是短擺線。
4.3 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器溝底形狀的描述與模擬
4.3.1 溝底形狀數(shù)學(xué)方程的建立及模擬
圖4-6 參數(shù)分析
如圖4-6所示，圓盤(pán)開(kāi)溝器的兩圓盤(pán)各開(kāi)出一條凹溝，在兩凹溝之間形成一個(gè)凸起。凸起隨著開(kāi)溝寬度的增大而增高，凸起的高低將直接影響到溝底的平整性，從而影響到播種的一致性。因此要選擇合適的開(kāi)溝寬度。本部分程序通過(guò)數(shù)據(jù)輸入模塊接收數(shù)據(jù)，選擇各參數(shù)值，并將其傳給數(shù)據(jù)處理模塊。在處理模塊中，各參數(shù)被傳遞給所建立的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)公式的計(jì)算結(jié)果描繪出其相應(yīng)的溝底形狀。
(1)開(kāi)溝寬度b
b=B1B2=2mB2sin(/2) (4-10)
mB2=D(1-sin)/2 (4-11)
將公式（4-11）帶入公式（4-10）整理得：
b=D(1-sin)sin(/2) (4-12)
式中：D—圓盤(pán)直徑，—圓盤(pán)聚點(diǎn)與水平直徑的夾角，—兩圓盤(pán)間的夾角
(2)溝底凸起h
設(shè)：h=H
其中，H—耕深，—土壤的崩塌系數(shù)（）。
在土壤不坍塌的理想狀態(tài)下，因?yàn)榫埸c(diǎn)位于土層以上，所以溝底突起高度h= H。實(shí)際上，在接近聚點(diǎn)處。兩圓盤(pán)刃口間的夾縫較小，在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下，形不成凸起。只有在接近溝底的部位，凸起才形成。凸起的高低隨土壤的干濕狀況、質(zhì)地粒級(jí)、粘結(jié)性等物理特性的不同而不同。在一定的圓盤(pán)轉(zhuǎn)速下，土壤越干、粒級(jí)越大、粘結(jié)性越差，越小，形成的凸起也就越小。通過(guò)查閱農(nóng)機(jī)手冊(cè)可確定不同作物所需的耕深;通過(guò)編程，設(shè)定土壤的不同物理性狀，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、模擬確定系數(shù)俘，從而計(jì)算出凸起高度，為后續(xù)的刮土板設(shè)計(jì)及阻力、功耗計(jì)算提供依據(jù)。動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果如圖4-7所示。
圖4-7 構(gòu)形結(jié)果
4.3 開(kāi)溝器參數(shù)
4.3.1
（1）圓盤(pán)直徑：D
減小圓盤(pán)直徑D，開(kāi)溝寬度減小，從而溝底的凸起高度隨之降低，使得溝底平整;圓盤(pán)前面的漏土量減少，播種質(zhì)量得到改善；同時(shí)使得機(jī)具結(jié)構(gòu)緊湊，減少各行間的壟土干擾。
傳統(tǒng)的開(kāi)溝器一般直徑D—350 mm，改進(jìn)后一般可減小到D—300 mm 。
（2）兩圓盤(pán)夾角：
張角越大，開(kāi)溝寬度越大，溝底凸起越高。在窄行距播種機(jī)上，增大張角（），同時(shí)增大圓盤(pán)直徑和提高聚點(diǎn)位置，可使得溝底的凸起高度很大，從而形成兩條種溝，使得每個(gè)開(kāi)溝器可同時(shí)播種兩行。
一般角約為12度~16度。
（3）聚點(diǎn)：m
聚點(diǎn)m的位置一般以角度表示（如圖4-1）。增大(降低聚點(diǎn)m位置)從而可降低凸起高度，減小開(kāi)溝寬度。但一般要求位于土層以上，以便順利將土層切開(kāi)；又不導(dǎo)致土壤從聚點(diǎn)上方涌入兩圓盤(pán)之間，造成圓盤(pán)夾土和開(kāi)溝器堵土，并加快軸承磨損。
一般約為15度~30度。
5 鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計(jì)
秸稈粉碎還田地播種小麥出苗晚、出苗率低、苗期作物生長(zhǎng)狀況不好。其中一個(gè)很重要的原因是播種質(zhì)量比較差，而影響播種質(zhì)量因素主要有地表狀況、開(kāi)溝器的工作狀況、搜土鎮(zhèn)壓狀況等。若能因地制宜選用合適的開(kāi)溝器、鎮(zhèn)壓輪，就能為作物營(yíng)造良好的生長(zhǎng)條件，改善秸稈粉碎還田地苗期作物的生長(zhǎng)，發(fā)揮秸稈粉碎還田保水、保土等優(yōu)勢(shì)，提高作物產(chǎn)量。
在播種機(jī)土坡工作部件中，鎮(zhèn)壓輪是一個(gè)重要部件。鎮(zhèn)壓的主要作用是進(jìn)一步壓碎土塊，沉實(shí)土壤，促使土壤下層水分上升(俗稱提墑)；同時(shí)還可以使種子和土壤進(jìn)一步密接，有利于早出苗，育壯苗。播后鎮(zhèn)壓的時(shí)間和工具，視土壤水分而定。一般應(yīng)隨播隨壓。但土坡過(guò)濕的麥田，應(yīng)適當(dāng)推遲鎮(zhèn)壓時(shí)間，以防板結(jié)，影響出苗?！斑x擇或設(shè)計(jì)合適的鎮(zhèn)壓輪，可減少土城中的大空隙，減少水分蒸發(fā)，以使土壤保墑，可加強(qiáng)土城毛細(xì)管作用，使水分沿毛細(xì)管上升，起到“調(diào)水”和“保墑”的作用，可使種子與土坡緊密接觸，有利于種子發(fā)芽和生長(zhǎng)。
農(nóng)學(xué)專家通過(guò)試驗(yàn)證明在鎮(zhèn)壓輪壓實(shí)土坡的過(guò)程中，使種子與土坡有一定的緊密度，而使種子兩側(cè)土城較種子上方的土坡疏松有利于種子發(fā)芽，同時(shí)這種鎮(zhèn)壓方式還有壓碎土塊和平整地面的作用.我們可以看到玉米播種機(jī)和免耕播種機(jī)都是對(duì)行鎮(zhèn)壓，而小麥播種機(jī)因?yàn)樾芯嘈。越?jīng)常采用整體鎮(zhèn)壓的鎮(zhèn)壓輪。
從以上我們可以看到小麥對(duì)行鎮(zhèn)壓輪制作工藝比較復(fù)雜，成本較高。為了使成本最低而且能夠起到鎮(zhèn)壓種行、降低滑移率的效果，本文在由若干根鑰管焊接而成的籠型鎮(zhèn)壓輪上對(duì)行安裝橡膠胎，可以防止打滑并可以對(duì)行鎮(zhèn)壓種行，在兩側(cè)焊接抓地爪，用來(lái)防止鎮(zhèn)壓輪打滑。見(jiàn)圖5-1
圖5-1 鎮(zhèn)壓器
當(dāng)考慮地輪滑移時(shí)，播量的理論計(jì)算公式有為：
（5-1）
式中：Q一畝播量(g/畝) q一各次總排t的平均值(g)
一地輪滑移率 L一機(jī)具走過(guò)的長(zhǎng)度((m)
a一平均行距(m) m一每一次排種行數(shù)(行)
從上式可以看出，播量與滑移率有關(guān)，隨滑移率的增大播童減小，可以知道滑移率影響播種均勻性。
6 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
1.鏈輪2 2.鏈條2 3.鏈輪3 4.鏈條1 5.鏈輪1 6.地輪
圖6-1 傳動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
6.2鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析
傳動(dòng)系統(tǒng)在整個(gè)播種機(jī)中占有非常重要的地位，它是播種機(jī)動(dòng)力傳遞的主要渠道和重要形式。傳動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞將直接影響到播種機(jī)其它相關(guān)工作部件的性能，因此在設(shè)計(jì)播種機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面的要求和設(shè)計(jì)的可行性。
考慮到播種機(jī)的農(nóng)藝要求較高、作業(yè)環(huán)境較惡劣和工作特點(diǎn)等因素，采用鏈傳動(dòng)作為傳動(dòng)系統(tǒng)工作方式。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，能較好的保持準(zhǔn)確平均傳動(dòng)比，所需的張緊力較小，作用在傳動(dòng)軸上的壓力也相對(duì)較小，可減少摩擦損失，且鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低，中心距較大時(shí)其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其主要缺點(diǎn)是瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，具有脈動(dòng)性，故傳動(dòng)平穩(wěn)性相對(duì)差，需定時(shí)對(duì)鏈輪和鏈條進(jìn)行潤(rùn)滑。
當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)中的鏈條進(jìn)入鏈輪后，鏈條與鏈輪相嚙合后形成折線，因此鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)多邊形的轉(zhuǎn)動(dòng)。則鏈條線速度為：
(6-1)
式中：P一節(jié)距(mm)
n一兩鏈輪的轉(zhuǎn)速(r/min)
z一兩鏈輪的齒數(shù)
傳動(dòng)比為：
（6-2）
以上兩式所求得的鏈速和傳動(dòng)比都是平均值。實(shí)際上，由于鏈條的多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是處于動(dòng)態(tài)變化中的。因此在對(duì)鏈傳動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)際的因素加以考慮，從而盡可能的減小鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析誤差。
5.2 鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)
(1)小鏈輪轉(zhuǎn)速
(2)小鏈輪齒數(shù)z1，和大鏈輪齒數(shù)z2
(3)傳動(dòng)比i計(jì)算公式
傳動(dòng)比為：
（6-3）
本傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中小齒輪的齒數(shù)z1為13，大齒輪z2的齒數(shù)為20，則傳動(dòng)比約為1.53
總 結(jié)
?
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的技能和解決技術(shù)問(wèn)題的能力。進(jìn)一步加深和拓寬大學(xué)期間所學(xué)的有關(guān)波束形成、信號(hào)處理和軟件界面編程方面的知識(shí)，同時(shí)，我還學(xué)到許多新的知識(shí)，基本養(yǎng)成了嚴(yán)肅認(rèn)真和求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)和工作態(tài)度。??
??首先，我認(rèn)識(shí)到對(duì)于研究要擺正心態(tài)，穩(wěn)重、耐心、細(xì)心的心態(tài)是取得研究成功的必要條件。任何研究成果的取得之前都會(huì)經(jīng)過(guò)大量探索的過(guò)程，在探索過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，只有擺正心態(tài)，勇于面對(duì)困難，認(rèn)真仔細(xì)分析問(wèn)題，才可能走上成功之路。??
其次，團(tuán)隊(duì)精神是科學(xué)研究必不可少的部分，一個(gè)人的力量是有限的，一個(gè)人的知識(shí)也不是全面的，只有大家集思廣益，才能更好的解決問(wèn)題。在臨畢業(yè)時(shí)，得到了多位同學(xué)的幫助，在他們的熱心幫助下，工作才得以順利完成。最后，我覺(jué)得獨(dú)立思考是一項(xiàng)非常重要的能力，只有不停地思索，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能有所創(chuàng)新。正如孔夫子所說(shuō)：學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆。如果光學(xué)習(xí)前人的研究，不知思考，停滯不前，那么人的思維就會(huì)墮落，自然就不能解決更多的新問(wèn)題。在科學(xué)的大道上要勇于思考，勇于打破規(guī)律，用于解決問(wèn)題。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作中，學(xué)到的東西真的很多很多，在即將畢業(yè)之際，給我的大學(xué)生活畫(huà)一個(gè)圓滿的句號(hào)。
致 謝
設(shè)計(jì)的順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師賀小偉以及教導(dǎo)過(guò)我的各位老師。賀老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，平易近人，在他的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也為以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的工作作風(fēng)和誨人不倦的育人精神讓我受益菲淺。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，給予我精心的指導(dǎo)與幫助，為我們的設(shè)計(jì)付出了辛勤的勞動(dòng)，傾注了大量時(shí)間和精力，在此向他們表示誠(chéng)摯的敬意和衷心的感謝。
感謝塔里木大學(xué)所有曾經(jīng)幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，他們教授與幫助，使我獲得了大量的知識(shí)，圓滿完成了學(xué)業(yè)，在此我深深地表示敬意和由衷的感激之情。最后，我要感謝所有在論文撰寫(xiě)過(guò)程中給我以支持和幫助的老師、同學(xué)和朋友們。
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