免耕播種機總體設計,播種機,總體,整體,設計 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題目： 免耕施肥播種機 學 院： 工學院 姓 名： 林瑞華 學 號： 20090973 專 業(yè)： 農業(yè)機械化及其自動化 年 級： 09級 指導教師： 吳彥紅 職 稱： 教授 二0一三 年 五 月 摘 要 隨著我國對農業(yè)的越來越重視，科技對農業(yè)的支持力度不斷加大。農業(yè)生產方式也朝著機械化，自動化的方向發(fā)展。由于我國地域遼闊，各個地域地形地貌差距較大，很多地區(qū)地形復雜多變。本次所設計的免耕施肥播種機作業(yè)項目多，通用性廣，綜合利用率高，節(jié)能，省工，省種，減少農耗等特點作業(yè)行距，作業(yè)深度，株距，和施肥量都能在一定范圍內調節(jié)。因而適應性廣，能滿足東北、西北、和華北部分旱作地區(qū)的農業(yè)技術要求?？刹シN玉米、大豆、花生等作物。它是通過和小型輪式拖拉機配套通過全懸掛裝置和拖拉機掛接，生產效率高。本機的排種器軸用覆土鎮(zhèn)壓傳動輪傳動，再帶動窩眼輪式播種器工作。因為傳動輪行走速度不大，本機采用鏈傳動，經濟可靠，可實現(xiàn)中心距較大的傳動。 關鍵詞：農業(yè) 免耕施肥播種機 覆土鎮(zhèn)壓傳動輪 鏈傳動 Abstract Along with our country to the agricultural pay more and more attention to science and technology to the agricultural support increasing continuously. Agricultural production means also toward mechanical, automation direction. Because our country region is vast, each regional topography difference, many regions complicated terrain. The design of this small grain seeder is applicable in the plains and hilly area, soil preparation condition good medium and small plot, can drill wheat, sorghum, millet and other crops. It is through the and so small tractor kit through the three suspension devices and tractor articulated, turning radius small unit operation, and high production efficiency. This machine is of the device with two land wheel shaft transmission, and the wheel drive slot garden seeder is work, can ensure that the article continuously, land wheel in sowing width stock within the frame of the front, can guarantee to landside sowing. The machine adopts is installed inside double sealed bearing light double disc open ditch device, can in many grass and returning crop tillage soil has smooth planting operation. Because the land wheel walking speed is small,the machine adopts chain Transmission reliability,economy,realize the larger gear center distance. Keywords:agriculture planter a land wheel chain drive 目 錄 1 緒論 2 1.1 國內外免耕播種機發(fā)展概況 2 1.1.1 國內免耕播種機發(fā)展概況 2 1.1.2 國外免耕播種機的研究現(xiàn)狀 3 2 免耕播種機總體設計 3 2．1 總機結構及功能 4 2.1.1 總機結構 4 2.2 免耕播種機的工作過程 4 2.3 配套拖拉機的選擇 5 2.4 動力傳動線路 5 2.5 主要技術參數(shù) 5 3 傳動比的確定 5 4 鏈輪的傳動設計 6 4.1 第一組鏈輪的傳動設計 6 4.1.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z1、Z2 6 4.1.2 確定鏈接數(shù) 6 4.1.3 確定鏈條節(jié)距P 6 4.1.4 確定鏈長L和實際中心距a 6 4.1.5 驗算鏈速v： 7 4.1.6 求作用在軸上的壓力 7 4.1.7 最后設計結果： 7 4.1.8 鏈輪尺寸設計 7 4.2 第二組鏈輪的傳動設計 8 4.2.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z3、Z4 8 4.2.2 確定鏈接數(shù) 8 4.2.3 確定鏈條節(jié)距P 8 4.2.4 確定鏈長L和實際中心距a 8 4.2.5 驗算鏈速v： 9 4.2.6 求作用在軸上的壓力 9 4.2.7 最后設計結果： 9 4.2.8 鏈輪尺寸設計 9 5 主軸的設計和校核 10 5.1 覆土鎮(zhèn)壓傳動輪軸的設計和校核 10 5.1.1 選擇軸的材料為45鋼，經調質處理，其機械性能查表得 10 5.1.2 求輸出軸上的功率 和轉速n和轉矩T 10 5.1.3 初步確定軸的最小直徑（根據(jù)查表選c=112） 10 5.1.4 軸的結構設計 10 5.1.5 求軸上的載荷 10 5.1.6 按彎牛扭組合應力條件校核軸的強度 11 總結 13 參考文獻 14 1 緒論 播種機是農業(yè)生產中關鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農時內，根據(jù)農業(yè)技術要求，將種子播到田地里去，使作物獲得良好的發(fā)育生長條件。播種質量的好壞，將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯，因而對產量的影響很大。 1.1 國內外免耕播種機發(fā)展概況 1.1.1 國內免耕播種機發(fā)展概況 1.1.1.1 免耕播種機的發(fā)展背景 保護性耕作技術是農機與農藝相結合的一次農業(yè)革命。目前，推廣與應用保護性耕作技術的核心是免耕播種機。由于保護性耕作的特殊性，如地表覆蓋有大量秸稈、地下有作物根茬等，對實現(xiàn)北方旱地農業(yè)的免耕播種提出了更高的要求。因此，研究開發(fā)集節(jié)水、精量播種、側深施肥和藥劑滅草的聯(lián)合作業(yè)機具，其前景十分廣闊，具有深遠的歷史意義和重要的現(xiàn)實意義。 1.1.1.2 國內外保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀分析 我國干旱和半干旱地區(qū)較多，干旱、半干旱及半濕潤偏旱地區(qū)面積占國土面積的52%。目前,我國的旱作農業(yè)一方面是旱災問題，造成糧食產量低而不穩(wěn)；另一方面是水土流失嚴重，造成土壤貧瘠，而且蠶食耕地。但我國在地理位置與環(huán)境上與國外有很大的差異，許多國外的免耕播種機在我國并不適用，因此要開發(fā)與研制適合我國地理狀況與經濟狀況的免耕播種機。我國的免耕播種機研制起步較晚，但近幾年已有了很大的發(fā)展。國家攻關課題“旱地保護性耕作體系和機具研究”項目，針對山西省干旱少雨、水土流失的嚴重情況，1442年又與山西省農機局共同主持了中國—澳大利亞合作課題“ 旱地農業(yè)保護性與帶狀研究”項目。在山西省壽陽和臨汾市分別建立旱地玉米和小麥保護性耕作試驗研究基地，探索保護性耕作模式。經過3年的試驗研究，1445年8月，通過澳大利亞國際農業(yè)研究中心組織中外專家對遼寧省的評估，1446年開始在山西建立7個重點推廣試驗區(qū)，主要對免耕、少耕、深松免耕、深松少耕、機械化旱作農業(yè)等5種保護性耕作技術體系，與傳統(tǒng)耕作進行對比試驗。經過幾年的試驗示范和推廣探索，總結出了“玉米少耕、免耕保護性耕作技術體系”等幾種適合當?shù)剞r業(yè)生產實際的機械化保護性耕作技術體系。 1.1.1.3 我國免耕播種機存在的問題 免耕法使用特定的免耕播種機，機組進地一次完成破茬、開溝、播種、施肥、撒藥、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)，在作物全部生長過程中，除采用除草劑控制雜草外，不再進行任何田間作業(yè)，直至收獲。免耕播種機與普通播種機的不同之處主要表現(xiàn)在土壤工作部件的作業(yè)環(huán)境不同，需要具備的功能不同。免耕播種機要在未經翻耕且有作物殘茬覆蓋的土壤條件下工作，其工作條件惡劣，工作難度大，必須滿足多方面要求:一是免耕播種機要有較強的入土能力及切草能力，避免作物殘茬造成播種機的堵塞；二是具有較好的開溝能力，能夠開出適合作物生長的溝型；三是覆土能力要好，可保水保墑，提高出苗率；四是免耕播種機要具有良好的仿形能力，保證播深一致；五是要有有效的防堵裝置，保證播種的順利進行。 我國的免耕播種機已有了很大的發(fā)展，但還存在許多不足：首先是工作效率低，工作速度與國外機型相比有一定的差距：其次是工作效果不理想，由于有些工作部件不完善，影響工作質量；最后是推廣力度較低，免耕播種機應用及銷售與其近一步研制是相關的。 1.1.1.4 免耕播種機的發(fā)展前景 近年來，我國免耕機具的研制方面取得了長足進展，但適用于北方免耕技術與配套機具的研究和開發(fā)還遠遠不能滿足需要。推廣應用免耕技術及其配套機具，不但能夠取得很好的經濟效益，而且會獲得較好的生態(tài)效益和社會效益。 1.1.2 國外免耕播種機的研究現(xiàn)狀 國外從20世紀40年代初已開始保護性耕作的研究,形成了各種型式的配套機具。隨著化學除草劑和免耕播種機具的研制成功,保護性耕作得到了大面積的推廣應用。目前國外的免耕播種機以聯(lián)合作業(yè)機為主,一次完成破茬、松土、開溝、播種、施肥、撒藥等多項作業(yè)。國外農場的土地面積一般比較大,拖拉機的功率也較大,免耕播種機一般是牽引式的,采用多梁結構、多排開溝器,各開溝器之間間隔大,播種機又寬又重,播種機是氣力式的,土壤工作部件比較復雜。美國的JohnDeer、Case、Greatplain,加拿大的Flexi一coil,澳大利亞的JohnShearer等著名公司生產的免耕播種機,性能優(yōu)良。 2 免耕播種機總體設計 此設計能適用于硬茬地免耕播種，在播種的同時深施種肥。。能一次完成深施化肥，開溝播種，復土鎮(zhèn)壓等幾道工序，所以該播種機有作業(yè)項目多，通用性廣，綜合利用率高，節(jié)能，省工，省種，減少農耗等特點。作業(yè)行距，作業(yè)深度，株距，和施肥量都能在一定范圍內調節(jié)。 2．1 總機結構及功能 2.1.1 總機結構 圖 1 1—排肥系統(tǒng)：排肥系統(tǒng)包括肥箱、排肥器、排肥鏈輪、調節(jié)手輪等。 2—排種系統(tǒng)：排鐘部分由種子箱、排種器、排種軸和排種鏈輪組成 。 3—四連桿部分：采用四連桿單體仿形裝置，松開單體兩側的卡板，即可進入仿形狀態(tài)。它一端連接主梁，另一端連接工作部件并使工作部件隨地面仿形，保持穩(wěn)定的工作深度。 4—復土鎮(zhèn)壓輪：該鎮(zhèn)壓輪的作用是支撐單體仿形和動力傳動，并起播種后鎮(zhèn)壓作用，該輪轉動時通過鏈條驅動排種器、排肥器工作。 5—圓盤開溝器 6—破茬開溝鏟：破茬開溝鏟由破茬鏟柄、破茬鏟刀、左右分土板等組成 2.2 免耕播種機的工作過程 免耕播種機的作業(yè)過程如圖2—1所示，當播種機進行作業(yè)時，6破茬開溝鏟入土，對土壤進行開溝破茬。同時肥料從肥箱經由1排肥系統(tǒng)落入溝內。然后5圓盤開溝器入土，對土地進一步開溝，種子通過2排種系統(tǒng)落入土中；最后，4復土鎮(zhèn)壓輪在播種后進行復土鎮(zhèn)壓，這就完成了播種的全過程。 2.3 配套拖拉機的選擇 由于免耕播種機是全懸掛在拖拉機上的，同時播種機的動力來源于拖拉機，所以，選擇一輛合適的拖拉機很重要。 根據(jù)初步估算，選擇功率范圍為36.75—40.4 Kw的拖拉機作為免耕播種機的配套拖拉機。 2.4 動力傳動線路 機組與拖拉機配套，用U型釘與拖拉機掛接。由拖拉機作為動力來源帶動機具行走，鎮(zhèn)壓輪經拖拉機牽引轉動，并帶動鎮(zhèn)壓輪上的鏈輪轉動經由鏈傳動1帶動排種器工作進行排種，同時利用軸的轉動，帶動排種器軸另一邊的鏈輪運動，驅動排種器與排肥器之間的鏈傳動2進行運動，從而使排肥器工作。 圖 2—2 1—排肥系統(tǒng) 2、4—鏈傳動 3—排種系統(tǒng) 5—復土鎮(zhèn)壓輪 2.5 主要技術參數(shù) 配套動力(kW)：36.75-40.4 株距范圍(mm)：160 工作速度(km/h)：6 排肥器型式：振動式排肥器 排種器型式：窩眼式 適用作物：玉米、大豆、花生 3 傳動比的確定 由工作速度及排種器的線速度確定：鎮(zhèn)壓輪的轉速為n1=64 r/min 排種器的轉速為n2=53r/min 則傳動比為： 4 鏈輪的傳動設計 4.1 第一組鏈輪的傳動設計 4.1.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z1、Z2 因為傳動比為i1=1.2，初選Z1=27，Z2=Z1×i1=32 4.1.2 確定鏈接數(shù) 初定中心距,則鏈接數(shù)為 （4—1） 得到=40節(jié)（取偶數(shù)）。 4.1.3 確定鏈條節(jié)距P 查相關資料得到工作情況系數(shù)=1.4，小鏈輪齒數(shù)為=1.46，鏈長系數(shù)=0.48，采用單排鏈，多排鏈系數(shù)=1.0. 因此，實際工作條件下的傳動功率為： （4—2） 根據(jù)轉速和功率查表選擇滾子鏈型號為16A，其節(jié)距為25.4mm。 4.1.4 確定鏈長L和實際中心距a （4—3） 中心距減小量： 實際中心距： 取。 4.1.5 驗算鏈速v： （4—4） 4.1.6 求作用在軸上的壓力 工作壓力： （4—5） 工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù) 軸上的壓力： 4.1.7 最后設計結果： 設計結果：滾子鏈型號 16A—1×40 GB1243.1—83 鏈輪齒數(shù) Z1=27 Z2=32 中心距 a=718 mm 壓軸力 4.1.8 鏈輪尺寸設計 分度圓直徑 圖 4—1 鏈輪1 圖 4—2 鏈輪2 4.2 第二組鏈輪的傳動設計 4.2.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z3、Z4 因為傳動比為， 初選Z3=17，Z4=Z3×i2=21 4.2.2 確定鏈接數(shù) 初定中心距,則鏈接數(shù)為 （4—6） 得到=80節(jié)（取偶數(shù)）。 4.2.3 確定鏈條節(jié)距P 查相關資料得到工作情況系數(shù)=1.4，小鏈輪齒數(shù)為=0.887，鏈長系數(shù)=0.45，采用單排鏈，多排鏈系數(shù)=1.0. 因此，實際工作條件下的傳動功率為 （4—7） 根據(jù)轉速和功率查表選擇滾子鏈型號為16A，其節(jié)距為25.4mm。 4.2.4 確定鏈長L和實際中心距a （4—8） 中心距減小量： 實際中心距： 取。 4.2.5 驗算鏈速v： （4—9） 4.2.6 求作用在軸上的壓力 工作壓力： （4—10） 因為傾斜角大于40度，取壓軸力系數(shù) 軸上的壓力： 4.2.7 最后設計結果： 設計結果：滾子鏈型號 16A—1×80 GB1243.1—83 鏈輪齒數(shù) Z3=17 Z4=21 中心距 a=724 mm 壓軸力 4.2.8 鏈輪尺寸設計 分度圓直徑 圖 4—3 鏈輪3 圖4—4 鏈輪4 5 主軸的設計和校核 5.1 覆土鎮(zhèn)壓傳動輪軸的設計和校核 5.1.1 選擇軸的材料為45鋼，經調質處理，其機械性能查表得 5.1.2 求輸出軸上的功率 和轉速n和轉矩T 5.1.3 初步確定軸的最小直徑（根據(jù)查表選c=112） 取d=16mm （5—1） 5.1.4 軸的結構設計 5.1.4.1 軸上零件的裝配方案 圖 5—1 復土鎮(zhèn)壓傳動輪軸 從左到右依次安裝支架、地輪、支架、鏈輪、鏈輪盒 5.1.4.2 軸上零件的周向定位 鏈輪與軸用緊定螺釘定位，套筒與支架及軸用軸肩及螺栓定位，取軸肩高度為h=3mm 5.1.4.3 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考相關表，取軸端倒角為145度 5.1.5 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結構作軸的計算簡圖 設定機架最大重量為300kg，得分配到軸的垂直方向的力1009.8=980N，加上鏈的壓軸力和扭矩，其受力如圖 5.1.6 按彎牛扭組合應力條件校核軸的強度 5.1.6.1 作出彎矩圖 分別求水平面和垂直面內各力產生的彎矩 （5—2） 5.1.6.2 作扭矩圖 5.1.6.3 校核軸的強度 （5—3） 5.1.6.4 結論 此軸校核達到標準，安全。 總結 經過一個多月的準備及實際工作，此次畢業(yè)設計終于順利完成了。雖然由于自身認識有限，時間不充足，同時又缺乏實踐經驗，在設計的過程中遇到很多問題難以解決，但在嚴老師和吳老師的親切指導下和同學的幫助下，大部分困難都已經攻克，但在該設計存在缺陷還是在所難免的。 這次畢業(yè)設計，讓我對大學四年各專業(yè)知識進行了一次系統(tǒng)性的復習。對知識的綜合運用，也有了一些進步。在這段時間里，我經歷了查閱資料、到廠參觀、對機器動手拆卸再安裝，繪制零件草圖、裝配圖、零件圖及修改裝配圖這系列的過程，雖然有點累，但使我學到了很多東西，讓我對小型谷物播種器的工作原理有了深入的了解。整個設計過程中，我在繪制CAD圖紙花費了很長的時間再次熟練操作。CAD因為太長時間沒用，不熟練。很多零件都是在邊學邊畫，出現(xiàn)了很多問題。但通過努力和同學的幫助還是基本上解決了。這次的設計過程我又一次溫習了二維制圖軟件的操作，運用并熟悉相關設計資料以及進行經驗估算等方面也有了一定的提高。 總之，此次畢業(yè)設計是我邁出大學校園，走向工作崗位的綜合演練，它讓我得到了一次印象深刻的鍛煉，也為我今后的工作打下了堅實而牢固的基礎。 參考文獻 [1] 汝元功 唐照民主編 機械設計手冊 北京:高等教育出版社 1994 [2] 成大先主編 機械設計手冊（第三版第3卷） 北京:化學工業(yè)出版社 1979 [3] 農業(yè)機械原理和構造（第一分冊 耕種機械） 吉林工業(yè)大學農機系1977 [4] 蔣曉主編 機械設計標準實例教程 北京大學出版社2008 [5] 劉鴻文主編 材料力學 北京:高等教育出版社 2004 [6] 機械設計手冊 軟件版V3.0 [7] 鄭文緯 吳克堅主編 機械原理 北京:高等教育出版社,1997 [8] 洛陽農業(yè)機械學院編 農業(yè)機械結構原理及計算1961 [9] 機械工業(yè)出版社 機械工程手冊（農業(yè)機械）1980 [10] 胡宗武主編 非標準機械設備設計手冊 機械工業(yè)出版社 2002.9 [11] 何銘新 錢可強 主編 機械制圖 高等教育出版社2004.1 [12] 陳于萍 周兆元 主編 互換性與測量技術基礎 機械工業(yè)出版社2005.10 [13] 劉永堅 田道全 主編 機械設計 武漢理工大學出版社 2001 1 緒論 錯誤！未定義書簽。 1.1 國內外免耕播種機發(fā)展概況 錯誤！未定義書簽。 1.1.1 國內免耕播種機發(fā)展概況 錯誤！未定義書簽。 1.1.2 國外免耕播種機的研究現(xiàn)狀 錯誤！未定義書簽。 2 免耕播種機總體設計 錯誤！未定義書簽。 2．1 總機結構及功能 錯誤！未定義書簽。 2.1.1 總機結構 錯誤！未定義書簽。 2.2 免耕播種機的工作過程 錯誤！未定義書簽。 2.3 配套拖拉機的選擇 錯誤！未定義書簽。 2.4 動力傳動線路 錯誤！未定義書簽。 2.5 主要技術參數(shù) 錯誤！未定義書簽。 3 傳動比的確定 錯誤！未定義書簽。 4 鏈輪的傳動設計 錯誤！未定義書簽。 4.1 第一組鏈輪的傳動設計 錯誤！未定義書簽。 4.1.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z1、Z2 錯誤！未定義書簽。 4.1.2 確定鏈接數(shù) 錯誤！未定義書簽。 4.1.3 確定鏈條節(jié)距P 錯誤！未定義書簽。 4.1.4 確定鏈長L和實際中心距a 錯誤！未定義書簽。 4.1.5 驗算鏈速v： 錯誤！未定義書簽。 4.1.6 求作用在軸上的壓力 錯誤！未定義書簽。 4.1.7 最后設計結果： 錯誤！未定義書簽。 4.1.8 鏈輪尺寸設計 錯誤！未定義書簽。 4.2 第二組鏈輪的傳動設計 錯誤！未定義書簽。 4.2.1 選擇鏈輪齒數(shù)為Z3、Z4 錯誤！未定義書簽。 4.2.2 確定鏈接數(shù) 錯誤！未定義書簽。 4.2.3 確定鏈條節(jié)距P 錯誤！未定義書簽。 4.2.4 確定鏈長L和實際中心距a 錯誤！未定義書簽。 4.2.5 驗算鏈速v： 錯誤！未定義書簽。 4.2.6 求作用在軸上的壓力 錯誤！未定義書簽。 4.2.7 最后設計結果： 錯誤！未定義書簽。 4.2.8 鏈輪尺寸設計 錯誤！未定義書簽。 5 主軸的設計和校核 錯誤！未定義書簽。 5.1 覆土鎮(zhèn)壓傳動輪軸的設計和校核 錯誤！未定義書簽。 5.1.1 選擇軸的材料為45鋼，經調質處理，其機械性能查表得 錯誤！未定義書簽。 5.1.2 求輸出軸上的功率 和轉速n和轉矩T 錯誤！未定義書簽。 5.1.3 初步確定軸的最小直徑（根據(jù)查表選c=112） 錯誤！未定義書簽。 5.1.4 軸的結構設計 錯誤！未定義書簽。 5.1.5 求軸上的載荷 錯誤！未定義書簽。 5.1.6 按彎牛扭組合應力條件校核軸的強度 錯誤！未定義書簽。 總結 錯誤！未定義書簽。 參考文獻 錯誤！未定義書簽。 時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意! 衷心感謝我的導師嚴霖元老師及吳彥紅老師對本人的精心指導。他在承擔教學任務的同時，還要忙于學院學生工作活動，工作異常繁忙。但他總時時關心著我的設計進展，幫我們解決遇到的問題，與我深入討論解決方案。尤其是在繪圖方面，吳老師老師的指點往往能一針見血地指出我們在繪圖時候的不良習慣。這些是我在以后工作中的寶貴財富。 同時還感謝四年來幫助和教育過我的所有老師和那些一起學習進步的同學們……一路走來，從你們的身上我收獲無數(shù)，無以回報，謹此一并表達我的謝意。 19