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氣吸式精量播種器的設(shè)計(jì)1摘要播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中六大環(huán)節(jié)之一，播種機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化過程中最為復(fù)雜，也是最為艱巨的工作。隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，精量播種機(jī)械受到了國(guó)內(nèi)外的普遍重視，精量播種技術(shù)有了更廣闊的發(fā)展前景。 精量播種技術(shù)的實(shí)施,可節(jié)省大量?jī)?yōu)良種子，可節(jié)省田間間苗、定苗用工，種子分布合理，減少肥料和光能損失，可增加作物產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。隨著育種、種子加工處理技術(shù)、農(nóng)藥、除草劑和水利灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,使種子的發(fā)芽率和保苗率有了一定的保證，從而使精量播種技術(shù)有了更可靠的保證。設(shè)計(jì)前期對(duì)國(guó)內(nèi)外最為常見的氣力式精量排種器：壓式、氣吹式、氣吸式排種器的結(jié)構(gòu)以及播種原理的研究學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)其他兩種方式的排種器排種性能均不及吸式排種器，氣吸式排種器有較好的排種性能，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但適于大功率、寬幅、高速作業(yè)，是未來精量排種器的發(fā)展方向之一。對(duì)此，本文提出了一種氣吸式穴播精量排種器的設(shè)計(jì)，查詢資料選定較優(yōu)參數(shù)作為依據(jù)，運(yùn)用 SolidWorks 軟件建立排種器和真空風(fēng)機(jī)的三維結(jié)構(gòu)模型和二維工程圖，對(duì)排種器的充種和排種過程進(jìn)行分析，并對(duì)這種排種器進(jìn)行了理論分析。關(guān)鍵詞：氣吸精量式排種器；真空風(fēng)機(jī)；SolidWorks 模型； 2AbstractSeeding is one of the six links in the process of agricultural production. The mechanization of sowing is the most complex and difficult task in the process of agricultural mechanization. With precision agriculture technology development and agricultural industrial structure adjustment and precision seeding machinery by the widespread attention at home and abroad, the precision seeding technology has more broad prospects for development.Precision seeding technology implementation, can save a large number of good seeds, field thinning and final singling labor saving, reasonable distribution of seeds, fertilizer and energy loss reduction, increase crop yield, significant economic benefits. Along with the continuous development and improvement of breeding, seed processing technologies, pesticides, herbicides, and irrigation technology, the seed germination rate and seedling survival rate have some assurance, so that the precision seeding technology is a more reliable guarantee.Preliminary design of domestic and international the most common type, gas blowing type, pneumatic three row kind of device structure and seeding principle research learning, found the other two seedmeter performance are not suction exhaust device, air suction exhaust device has good performance, while the structure is complex, cost is higher, but suitable for high power, wide range and high speed operation is future precision row which is one of the development directions. In this regard, this paper presents a pneumatic precision Hill drop row design, data query and the selected optimal parameters as the basis, using SolidWorks software to set up a row for vacuum apparatus and a fan of three-dimensional structure model and 2D engineering diagram, to row the charge and metering process were analyzed, and the metering device are analyzed in theory.Key words: seed metering device; experimental research; mathematical model; parameter optimization3目錄摘要 1Abstract.2第 1 章 緒論 41.1 研究的目的和意義 .41.2 國(guó)內(nèi)外研究概況 41.3 播種機(jī)發(fā)展前景 51.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 5第 2 章 排種器結(jié)構(gòu)形式的研究 .62.1 排種器結(jié)構(gòu)形式介紹 62.1 氣力式精量排種器介紹 6第 3 章 排種器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .83.1.氣吸式精量排種器簡(jiǎn)介 .83.2 氣吸式精量排種器的設(shè)計(jì) .103.3 吸室真空度的設(shè)計(jì) .11第 4 章 氣吸式排種器三維設(shè)計(jì) .134.1 Solidwork 軟件簡(jiǎn)介 134.2 三維模型 154.2.1 排種器三維模型 154.2.2 風(fēng)機(jī)三維模型 16第 5 章總結(jié)與展望 195.1 總結(jié) 195.2 展望 19第 6 章 致謝 204參考文獻(xiàn) 215第 1 章 緒論1.1 研 究 的 目 的 和 意 義在人類漫長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)文明中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的進(jìn)步推動(dòng)了農(nóng)業(yè)和整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是改善農(nóng)民生活條件、提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要措施，是提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)整體平衡的重要保證，是推動(dòng)農(nóng)村工業(yè)化、縮小城鄉(xiāng)差別的必由之路?？v觀發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程，如美國(guó)、日本和德國(guó)等，雖然選擇了不同的發(fā)展模式和途徑，但共同點(diǎn)一般都是在基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化之后的一年，才基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。沒有農(nóng)業(yè)的機(jī)械化，就談不上農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，也不可能實(shí)現(xiàn)農(nóng)村小康和社會(huì)的全面進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可逾越的發(fā)展階段。從新世紀(jì)開始，我國(guó)己進(jìn)入了 全面建設(shè)小康社會(huì)、加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的新階段[1]。播種作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，播種過程是占用勞動(dòng)力最多、勞動(dòng)強(qiáng) 度最大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。機(jī)械化播種效率高、速度快，同時(shí)可以為田間管理作業(yè)創(chuàng)造良好的條件，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要技術(shù)手段。而對(duì)于進(jìn)行播種作業(yè)的播種機(jī)來說，其播種方式和播種的質(zhì)量主要取決于排種器，排種器是播種機(jī)的核心部件[2]。 目前，穴播機(jī)的排種器有機(jī)械式和氣力式兩大類，國(guó)外主要使用氣力式排種器，但因其成本高、氣力裝置損壞難修復(fù)，國(guó)內(nèi)使用相對(duì)較少，仍廣泛使用機(jī)械式排種器。 隨著我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平的逐年提高，農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作的不斷發(fā)展，農(nóng)民朋友們期待高效率、 高質(zhì)量、高可靠性的精密播種機(jī)的出現(xiàn)。氣力式精密播種機(jī)由于對(duì)種子尺寸要求低，不傷種，通用性好，具備高速作業(yè)的性能，滿足對(duì)大功率拖拉機(jī)的配套和寬幅作業(yè)的要求，成為二十一世紀(jì)精密播種機(jī)的發(fā)展方向，是國(guó)內(nèi)外各大農(nóng)機(jī)企業(yè)都在競(jìng)相發(fā)展的機(jī)型[17]。1.2 國(guó) 內(nèi) 外 研 究 概 況1. 國(guó)外排種器研究現(xiàn)狀現(xiàn)在，國(guó)外生產(chǎn)和使用的精量排種器主要分為兩大類：一是機(jī)械式精量排種器，主要有窩眼輪式、環(huán)帶孔式、垂直圓盤式、水平圓盤式、傾斜圓盤式、指夾式等；二是氣力式精量排種器，主要有氣吸式、氣吹式、氣壓式 3 種。206世紀(jì) 40 年代，國(guó)外就己開始研究精量排種器，目前技術(shù)己相當(dāng)完善。到目前為止國(guó)外精密播種機(jī)上除了設(shè)有完善的整地、施肥、 噴藥、覆土及鎮(zhèn)壓裝置外，液壓技術(shù)及電子技術(shù)也廣泛應(yīng)用在播種機(jī)上。2. 國(guó)內(nèi)排種器研究現(xiàn)狀我國(guó)精量排種器的開發(fā)和研究開始于 20 世紀(jì) 70 年代初，但沒有得到快速發(fā)展。近幾年來，隨著國(guó)外不同類型精密播種機(jī)的相繼引進(jìn)，我國(guó)精量排種器的研制工作己取得了很大的進(jìn)步，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型式，并設(shè)計(jì)出屬于我國(guó)獨(dú)創(chuàng)特色的精量排種器。1.3 播種機(jī)發(fā)展前景在中國(guó)大型的農(nóng)戶日益顯現(xiàn)，但小型農(nóng)戶對(duì)播種機(jī)的需要也會(huì)不斷加大。中國(guó)的農(nóng)業(yè)需要更大更先進(jìn)更智能的大型播種機(jī)，同時(shí)還需要更小更實(shí)用更貼近普通農(nóng)戶需要的小型播種機(jī)，這些小巧的播種機(jī)能把那些擁有另外主要收入職業(yè)的農(nóng)戶從繁瑣的農(nóng)田里解脫出來，也會(huì)讓那些以特色農(nóng)業(yè)致富的農(nóng)戶更方便的管理自己地田園我國(guó)自 20 世紀(jì) 70 年代初開始研究精密播種，迄今精密播種的作物基本局限于中耕作物。氣吸式播種機(jī)由于對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)，不需精選分級(jí)，傷種少，易達(dá)到單粒點(diǎn)播，通用性較好，同時(shí)它也具備高速作業(yè)的性能，滿足了對(duì)大功率拖拉機(jī)的配套和寬幅作業(yè)的要求，作業(yè)速度可達(dá) 10~12 km/h，工作幅寬也可加大到 8~12m 以上。氣吸式播種機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，成為 21 世紀(jì)播種機(jī)械的發(fā)展方向。 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線本文針對(duì)排種器的結(jié)構(gòu)形式工作原理以及真空風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行深入了解和理論分析，并結(jié)合當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展借助 SolidWorks 軟件進(jìn)一步對(duì)氣吸式穴播精量排種器和真空風(fēng)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，希望借此以提高播種質(zhì)量。7第 2 章 排種器結(jié)構(gòu)形式的研究2.1 排種器結(jié)構(gòu)形式介紹排種器是播種機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部件，排種器的充、排種機(jī)理不合適會(huì)影響排種器的排種性能。排種器的工藝實(shí)質(zhì)是：通過排種器對(duì)種子的作用，將種子由群體化為個(gè)體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。目前國(guó)內(nèi)外較為成功的排種器的類型主要有機(jī)械式、氣力式和電磁振動(dòng)式等幾類，各有優(yōu)缺點(diǎn)：1. 機(jī)械式排種器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，排種精度較高，但對(duì)種子的要求比較嚴(yán)格，種子的破損率大，不適合高速作業(yè)；2. 氣力式排種器對(duì)種子尺寸要求不高，種子的破損率較低，適合于高速作業(yè)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，對(duì)氣密性的要求高；3. 電磁振動(dòng)式排種器對(duì)種子尺寸要求不高，傷種率低，排量穩(wěn)定及對(duì)種子的流動(dòng)性好壞要求不高，但排種器的排種均勻性不好，且造價(jià)高。但從當(dāng)前國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展來看，氣力式排種器中的氣吸式精量排種器應(yīng)用最為廣泛。2.1 氣力式精量排種器介紹國(guó)內(nèi)外所生產(chǎn)和使用的氣力式精密排種器，主要分為氣壓式、氣吹式、氣吸式三種，結(jié)構(gòu)如下圖所示。氣壓式精密排種器 氣吹式精密排種器 氣吸式精密排種器（1）氣壓式排種器氣壓式排種器主要用于玉米、大豆、高粱等作物的點(diǎn)播，分集中式排種和單個(gè)排種，均為內(nèi)充型的回轉(zhuǎn)排種器，窩眼在筒的內(nèi)壁上，在底部的窩眼型孔與筒外的大氣相連通。優(yōu)點(diǎn)：氣壓式排種器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)簡(jiǎn)單、通用性好，在充種、清種和卸種過程中種子不受損傷，充種性能好；此種卸種依靠種子自身重力的作用下卸8很好的解決了卸種過程中種子損傷問題。另外，此排種器還降低了投種的高度，減少種子落地后的彈跳，提高種子株距的均勻性及株距合格率。缺點(diǎn)：輸種距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致株距的合格率相對(duì)較低；由于壓力室壓力有風(fēng)機(jī)通過動(dòng)力傳動(dòng)軸傳輸，所以功率消耗較大。（2）氣吹式排種器氣吹式排種器以窩眼輪式排種器為基礎(chǔ)，改進(jìn)清種裝置，以氣流為清種手段的氣吹式排種器，很好的提高了取種盤（或輪）排種質(zhì)量。主要用于經(jīng)濟(jì)作物且種子較大的玉米和大豆或者經(jīng)過丸?；奶鸩朔N子等的播種作業(yè)，該排種器在國(guó)內(nèi)外大中型播種機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：種子充種性能良好；種子均在氣流傷種率很低，并且可在較高的作業(yè)速度(8km/h) 下完成排種作業(yè)。缺點(diǎn)：完成排種工作多在較高壓氣流的作用下，動(dòng)力消耗大；另外，要求機(jī)具具有較精準(zhǔn)的氣流壓力控制裝置；第三，取種盤（或輪）的加工制造相對(duì)窩眼輪較為復(fù)雜。（3）氣吸式排種器氣吸式排種器主要用于玉米、大豆、高粱等作物的播種，其工作通過帶有取種孔的型孔取種圓盤（或輪）將負(fù)壓室和充種室隔開，另一側(cè)是與風(fēng)機(jī)氣吸管相連接的真空室，正面是充種室。當(dāng)取種盤（或輪）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，取種盤（或輪）上的型孔在負(fù)壓室壓力的作用下將種子吸附在型孔上，并隨取種盤（或輪）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到剔種裝置時(shí)，多余的種子被剔種裝置剔掉，從而使每個(gè)型孔只保留一粒種子。轉(zhuǎn)至圓盤（或輪）下方寫的泄壓區(qū)即卸種位置時(shí)，吸附有種子的型孔越出負(fù)壓室，負(fù)壓消失，吸力消失，種子靠自重落入種溝內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)種子的尺寸和形狀要求不嚴(yán)，不必對(duì)種子嚴(yán)格進(jìn)行按尺寸分級(jí)，傷種率小，可提高播種作業(yè)速度。缺點(diǎn)：需要?jiǎng)恿敵鲚S帶動(dòng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，真空室氣密性要求也較高。910第 3 章 排種器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)氣力式精密播種機(jī)由于對(duì)種子尺寸要求低，不傷種，通用性好，具備高速作業(yè)的性 能，滿足對(duì)大功率拖拉機(jī)的配套和寬幅作業(yè)的要求，成為二十一世紀(jì)精密播種機(jī)的發(fā)展 方向，是國(guó)內(nèi)外各大農(nóng)機(jī)企業(yè)都在競(jìng)相發(fā)展的機(jī)型。本章結(jié)合氣吸式排種器性能影響大的真空度、吸種孔直徑和排種軸轉(zhuǎn)速等主要因素，了解氣吸式排種器的內(nèi)在規(guī)律，依照前人研究的最佳排種盤的吸孔直徑、排種盤轉(zhuǎn)速及真空度的大小，作為設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.1.氣吸式精量排種器簡(jiǎn)介氣吸式播種機(jī)是一種用氣流的吸附力將種子從種子堆中分離出來，從而達(dá)到單粒或雙粒精量播種的目的氣吸式播種機(jī)是一種用氣流的吸附力將種子從種子堆中分離出來，從而達(dá)到單?；螂p粒精量播種的目的。氣吸式精量排種器主要由氣室、種子室、排種盤、清種裝置、 攪種輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等零部件組成。攪種輪安裝到種子室中；排種盤將氣室與種子室分開; 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過鏈輪帶動(dòng)排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)；氣室通過軟管與風(fēng)機(jī)相連。1.氣流管道 2.傳動(dòng)軸 3.氣室 4.出種口 5.翻土插11排種器工作原理氣吸式排種器是應(yīng)用氣吸原理進(jìn)行排種的，其排種圓盤呈垂直狀安裝在種子箱底面，一側(cè)與種子室相接，另一側(cè)與氣吸室相接，在排種圓盤上開有氣流通道孔。排種盤上設(shè)有攪拌輪，以防種子架空，并通過壓緊裝置壓住排種盤以減少漏氣。在種子室內(nèi)還裝有刮種板，工作時(shí)可以剔除多余的種子。氣吸室和風(fēng)機(jī)相連，風(fēng)機(jī)工作時(shí)使氣吸室產(chǎn)生真空度，因而在排種盤兩側(cè)形成一定的壓力差，在該壓力差的作用下，種子被吸附在吸種孔上。由于排種盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)吸種孔帶著種子通過刮種板時(shí)，多余的種子便被剔除掉。當(dāng)排種盤旋轉(zhuǎn)到離開氣吸室時(shí)，便失去了對(duì)種子的吸附作用，此時(shí)種子便靠自身的重量下落，直接或經(jīng)導(dǎo)種管落入種溝。排種盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸種孔再次進(jìn)入氣吸室，在壓力差的作用下再次吸附種子，如此循環(huán)連續(xù)進(jìn)行排種。下圖為工作過程中種子的受力情況以垂直圓盤式排種盤為例，當(dāng)排種器工作時(shí)，種子所受外力主要有種子重力 G、種子旋轉(zhuǎn)慣性力 J、吸孔吸附力 P 及吸孔處產(chǎn)生的支持力 N。種子離開種子群開始移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力可忽略，如圖下所示G-種子所受重力，J-種子所受慣性力，T-G、J 的合力，d-吸種孔直徑，h-種子重心與排種盤的距離，F(xiàn)-種子所受吸附力，N-種子所受支持力其中：J=m rω(ω 為排種盤的角速度，r 為種子重心到排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離)。當(dāng)排種盤等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，慣性力 J 的大小保持恒定，而其方向不斷變化，重力 G的大小和方向恒定不變。從受力分析圖可以看出，合力的大小在開始吸種時(shí)最12大隨后減小，到排種盤頂部時(shí)所受合力最小，隨后又開始增大。當(dāng) G 與 J 方向相反時(shí)即種子達(dá)到排種盤頂部時(shí)種子所受外力的合力最小，此時(shí)所需吸孔的吸附力最小，要求的真空度亦最小。當(dāng)種子轉(zhuǎn)過頂部逐漸下降時(shí)所受合力又逐漸增大。計(jì)算真空室所需最小真空壓力時(shí)，應(yīng)以充種區(qū)所需真空壓力為基準(zhǔn)。因此要使吸孔吸住種子必須滿足下列條件: F×d/2≥ T×h 式中：F—種子受到的吸附力， ，其中 為大氣壓力， 為真空室壓力。ap1p3.2 氣吸式精量排種器的設(shè)計(jì)1. 排種盤吸孔的孔徑由吸室真空度的計(jì)算公式可知，吸孔孔徑大小對(duì)所需的吸室真空度影響很 大。在保證排種性能的情況下，孔徑小需要的真空度較高，既在真空度相同的條件下， 孔徑過小而使吸力不足，會(huì)使漏播增加；而在孔徑相同的條件下，真空度高則重播增加。 因此，為避免出現(xiàn)漏播和重播，就需要選擇適合于不同形狀、大小種子的吸種孔徑。對(duì)于兩種花生種子，可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定吸種孔徑:d = (0.64~0.66)b式中：b—種子的平均寬度。本次設(shè)計(jì)擬定選用玉米播種為例設(shè)計(jì)，所以查表可知玉米種子平均寬度13b=8.5mm故 d=0.65×8.65=5.5mm2. 排種盤的直徑排種盤或排種輪直徑是排種器的基本結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，決定了排種器殼體以及其它附屬零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸。增大排種盤或排種輪的直徑可使種盤上的型孔在種子充填區(qū)運(yùn)行的線路加長(zhǎng)，相對(duì)停留時(shí)間增加，進(jìn)而通過增加種子向型孔內(nèi)充入的幾率來提高充種的效果。對(duì)于絕大多數(shù)排種器而言，排種盤或排種輪的直徑與排種器性能指標(biāo)的提高成正比。但排種盤或排種輪直徑的上限值受限于整機(jī)結(jié)構(gòu)、排種器單體質(zhì)量、成本以及排種器殼體容腔內(nèi)種子的有效利用等諸多問題。因此，在能夠達(dá)到配套機(jī)組所要求的作業(yè)速度并保證作業(yè)質(zhì)量的前提下，確定其最小直徑是該因素的主要目標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的氣吸式播種機(jī)上的排種盤直徑大都為 240?320mm。綜合考慮，本試驗(yàn)選取排種盤直徑為 320mm。3. 排種盤吸孔的孔數(shù)提高排種頻率的途徑有兩個(gè)，一是增加吸種盤轉(zhuǎn)速，一是增加吸種孔數(shù)量。如吸孔數(shù)量不變，轉(zhuǎn)速增大，圓周線速度增大，吸種的時(shí)間相應(yīng)減小，充種率則大大降低，漏播指數(shù)激增，合格指數(shù)下降。如排種盤轉(zhuǎn)速不變，增加吸孔數(shù)量，排種頻率會(huì)相應(yīng)增大，但當(dāng)吸孔數(shù)量超過某一定值時(shí)，吸種能力則開始下降，合格指數(shù)下降，原因是吸孔總面積過大，氣室泄漏過多，氣室壓力損失過大，減弱了吸種能力；另外排種盤上兩個(gè)孔之間的距離縮短，氣流互相有影響，也惡化了吸種條件。式中 dm—輪盤直徑（m）vm—播種機(jī)組也速度 (m/s)，一般播種機(jī)速度為 2~6km/hvw—輪盤線速度（m/s）, 排種盤轉(zhuǎn)速不宜超過 55 rpm14S—株距（ m）,，一般株距為 100~300mm所以有故本次擬訂設(shè)計(jì)方案中排種盤型孔數(shù)量為 84. 排種盤轉(zhuǎn)速提高播種機(jī)的作業(yè)速度，對(duì)于氣吸式排種器關(guān)鍵在于提高排種盤的轉(zhuǎn)速，但是排種盤的轉(zhuǎn)速不能超過一定的限度，因?yàn)檗D(zhuǎn)速過高，充種時(shí)間過短，種室內(nèi)的種子來不及吸 到排種盤上，而造成漏播；另外轉(zhuǎn)速過高，排種盤的線速度過高，清種裝置清種時(shí)容易使種子受到損傷，使種子不能繼續(xù)生長(zhǎng)，影響出苗率，有時(shí)還會(huì)使種子飛出種室，影響排種均勻性。排種盤轉(zhuǎn)速 即 排種盤實(shí)際轉(zhuǎn)速排種盤線速度 3.3 吸室真空度的設(shè)計(jì)吸室的真空度直接影響到排種孔吸種的性能，各吸種孔處的均勻程度對(duì)排種質(zhì)量有較大影響。對(duì)于不同類型和品種的種子都有一個(gè)最佳的真空度范圍，真空度減小時(shí)，漏吸率會(huì)增大，當(dāng)真空度超過一定值時(shí)，重吸率會(huì)增加。在實(shí)際工作中，由于風(fēng)機(jī)與排種器之間存在管路壓力損失及機(jī)器振動(dòng)的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)真空度應(yīng)取大值。吸室所需真空度的最大值計(jì)算公式為：??????????grvdmCKHc2321max8式中：Hcmax—吸室臨界真空度最大值 (kPa)C—種子重心離排種盤之間距，cm；S—吸孔面積 (m2)，S =πd2/415G—粒種子的重量(N) ，G = mg g—重力加速度(m/s2)v—排種盤吸孔中心處的線速度(m/s)r—排種盤吸孔處的轉(zhuǎn)半徑（m）λ—種子的摩擦阻力綜合系數(shù)，λ=(6?10)tan θ,θ 為種子自然休止角K1—吸種可靠性系數(shù)，一般在種子千粒重小，形狀近似球形時(shí)選擇較小值，反之則選擇較大值，一般的中耕作物，如大豆、玉米、高粱等 K1=1.8?2.0 K2—外界條件影響系數(shù)，K2=1.6~2.0, 種子千粒重大時(shí)取大值K3—種子含水率影響系數(shù)，K3 =0.6?1.2 一般作物吸室的真空度和吸孔直徑選取作物 吸孔直徑（㎜） 吸室真空度（kp a）玉米 4~5.5 2.75~2.95大豆 3.5~4.5 2.75~2.95高粱 2~2.5 2.16~2.36向日葵 2.5~3.5 2.35~2.55小花生 5.5 5.88~7.85丸?；鸩?2~2.5谷子 長(zhǎng)孔 24×0.6番茄 1.1~1.5該設(shè)計(jì)排種盤直徑取 320mm，吸孔直徑取 5.5mm，兩側(cè)吸孔個(gè)數(shù)都為 8 個(gè)，排種盤的轉(zhuǎn)速為 0.63m/s 充種時(shí)間為 0.7s。取 θ=29.3 °、K1=2、 K2=1.8、K3=1.1 以及綜合系數(shù)取 0.85。所以有16為了使種子能可靠地吸附到吸孔上，在實(shí)際工作中吸室里的真空度必須大于 Hcmax，所以，根據(jù)計(jì)算真空度我們擬定設(shè)計(jì)所選風(fēng)機(jī)真空度為 4kPa 之間。17第 4 章 氣吸式排種器三維設(shè)計(jì)4.1 Solidwork 軟件簡(jiǎn)介SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸 SolidWorks2010 啟動(dòng)頁(yè)面。塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從 1995 年推出第一套 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今，至 2010 年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997 年，Solidworks 被法國(guó)達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購(gòu)，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks 公司于兩年間成為CAD/CAM 產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD 系統(tǒng)評(píng)比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999 年起，美國(guó)權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在 1997 年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將 SolidWorks 全資并購(gòu)。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 CAD 行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的 CAD 產(chǎn)品。由于使用了 Windows OLE 技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 parasolid 內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks 成為全球裝18機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國(guó)家的約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球 4，300 所教育機(jī)構(gòu)的近145，000 名學(xué)生通過 SolidWorks 的培訓(xùn)課程。據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D CAD 系統(tǒng)相比，與 SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭 SolidWorks 人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用 SolidWorks 的時(shí)間已達(dá) 5500 萬小時(shí)。在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT） 、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks 列為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用 SolidWorks 進(jìn)行教學(xué)。編輯本段 Solidworks 軟件特點(diǎn)：Solidworks 軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。對(duì)于熟悉微軟的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 SolidWorks 來搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks 獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks 資源管理器是同 Windows 資源管理器一樣的 CAD 文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks ，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 在目前市場(chǎng)上所見到的三維 CAD 解決方案中，SolidWorks 是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。美國(guó)著名咨詢公司 Daratech 所評(píng)論：“在基于 Windows 平臺(tái)的三維 CAD 軟件中，SolidWorks 是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。 ”19在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括 Windows 風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用 SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。4.2 三維模型4.2.1 排種器三維模型圖 4-1 固定盤圖 4-2 墊圈圖 4-3 外殼20圖 4-4 定鴨嘴 圖 4-5 動(dòng)鴨嘴圖 4-6 鴨嘴裝配圖圖 4-7 排種器4.2.2 風(fēng)機(jī)三維模型21圖 4-8 風(fēng)機(jī)外殼圖 4-9 吸氣口圖 4-10 葉片組件22圖 4-11 連接盤圖 4-12 風(fēng)機(jī)組件23第 5 章總結(jié)與展望氣吸式精量播種有諸多好處，而目氣吸式精量播種機(jī)在全國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用很少，農(nóng)民也急需性能好、價(jià)格合適、能夠增加收入的花生精量播種機(jī)。在此情況下，本文擬定參數(shù)設(shè)計(jì)了一種氣吸式精量播種機(jī)的關(guān)鍵部件—?dú)馕骄颗欧N器和真空風(fēng)機(jī)，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的種排種器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論分析和三維建模，從而為今后氣吸式精量播種機(jī)具的設(shè)計(jì)研究提供參考。5.1 總結(jié)本次設(shè)計(jì)的播種機(jī)無論從性能方面，還是從結(jié)構(gòu)的合理方面，都符合農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求。設(shè)計(jì)工作主要進(jìn)行了對(duì)氣吸式排種器在國(guó)能外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了大致的介紹，根據(jù)查閱資料深入了解掌握氣吸式精量排種器的工作原理，再根據(jù)自身目前所掌握的有限知識(shí)設(shè)計(jì)了一種氣吸式穴播精量排種器，并進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。為畢業(yè)以后從事農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作做一定的鋪墊。5.2 展望本課題研究過程中，由于時(shí)間（及條件）限制，還有一些內(nèi)容沒有進(jìn)行深入研究，筆者認(rèn)為有必要在以下幾個(gè)方面做進(jìn)一步的工作：對(duì)內(nèi)充種式排種器的容腔和清種裝置進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，這兩個(gè)因素對(duì)排種器的種子破碎率有一定的影響，可通過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步加深研究。對(duì)氣吸式排種器的吸種盤厚度、吸孔形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，與原有的吸種盤參數(shù)進(jìn)行比較，取更優(yōu)的參數(shù)以提高播種性能。優(yōu)化氣室結(jié)構(gòu)，獲取排種器較優(yōu)參數(shù)，從而減少研制周期，降低制造成本，提高產(chǎn)品價(jià)值。24第 6 章 致謝感謝 xxx 大學(xué)，感謝學(xué)院的每一位老師，無論是從學(xué)識(shí)上，還是從人格上，他們都是最值得尊敬的的人。這些老師知識(shí)淵博，閱歷豐富，聽他們的課是一種享受，享受知識(shí)、享受智慧、享受人格魅力。這些老師不但幫助我們構(gòu)建知識(shí)，更在生活上給我們無微不至的關(guān)懷，指導(dǎo)我們處理生活中的許多問題，他們總能高屋建瓴地給我們的生活導(dǎo)航。是他們開啟了我對(duì)歷史的興趣，激發(fā)了我對(duì)知識(shí)的渴望，同時(shí)我也從他們身上學(xué)到了很多難能可貴的精神：認(rèn)真、感恩、負(fù)責(zé)、謙和，所有這些都讓我終身受益。感謝您們??！在這里我想特別感謝一位老師，就是我的導(dǎo)師，在收集資料的過程中，老師給我提供了很多寶貴的意見。他讓我多閱讀外文文獻(xiàn)，多收集前人的研究成果。與此同時(shí)，還根據(jù)我的材料幫助我確定題目和論文的結(jié)構(gòu)安排。在設(shè)計(jì)過程中，我們會(huì)碰到好多問題，這些都是平時(shí)上理論課中不會(huì)碰到，比如夾具厚度不合格或者有應(yīng)力集中等要加以改進(jìn)，各個(gè)尺寸的確定，以及約束定義等。以前雖然做過作業(yè)，但是畢竟沒有放到非常實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中去，畢竟考慮的還不是很多，而且對(duì)所學(xué)的那些原理性的東西掌握的還不是很透徹。感謝我的同學(xué)在這幾年里對(duì)我生活上、學(xué)習(xí)上的幫助。我們?cè)谝黄鸸餐?jīng)歷了很多歡樂和難忘的時(shí)光：大學(xué)校園里有我們的笑聲，有我們共同的足跡，有我們美麗的倩影，有我們的歡聲笑語(yǔ)。是你們祛除了我內(nèi)心的孤獨(dú)，教會(huì)了我做人處事的方法。不管以后我的道路是駛向何方，但是在學(xué)習(xí)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴在我腦海所留下的記憶片段是永恒難忘的。最后在此我要再一次對(duì)我親愛的老師和同學(xué)們致以我發(fā)自內(nèi)心深處的感謝。25參考文獻(xiàn)[1] 程 興 田 .播 種 機(jī) 械 的 現(xiàn) 狀 與 發(fā) 展 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