小麥精密播種機(jī)說明書本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 jiangxi agricultural university本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）題目： 小麥精密播種機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)制 年 級： 機(jī)制093 目錄中文摘要英文摘要第一章 緒論11.1 選題的目的和意義11.2國外對小麥播種機(jī)的研究11.3 國內(nèi)對小麥精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀2第二章 整機(jī)總體方案設(shè)計(jì)32.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)方案32.1.1 整機(jī)三維視圖32.1.2 工作原理32.2 小麥精密播種機(jī)的主要參數(shù)4第三章 排種器63.1 排種器的技術(shù)要求以及外槽輪排種器的選擇63.1.1 排種器的技術(shù)要求63.1.2 外槽輪排種器的選擇63.2 外槽輪式排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及

2、工作原理63.3 外槽輪式排種器主要部件參數(shù)設(shè)計(jì)83.4 外槽輪式排種器播種量的計(jì)算10第四章 開溝器124.1 開溝器的設(shè)計(jì)要求124.2 開溝器的設(shè)計(jì)124.2.1 開溝器的選擇124.2.2 箭鏟式開溝器的設(shè)計(jì)13第五章 其他工作部件和機(jī)構(gòu)155.1 輸種管的設(shè)計(jì)155.1.1 輸種管的類型155.1.2 輸種管的主要參數(shù)155.2 地輪的設(shè)計(jì)165.3 地輪軸的選擇與校核165.3.1 地輪軸的選擇165.3.2 地輪的校核175.3.3 軸承的選擇及其校核185.4 鎮(zhèn)壓輪 /覆土器185.5 種子箱的設(shè)計(jì)195.6 種子箱容量計(jì)算205.7 機(jī)架的設(shè)計(jì)20第六章 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22

3、6.1 傳動機(jī)構(gòu)的選擇226.2 傳動比的確定以及齒輪的參數(shù)確定226.2.1 傳動比的計(jì)算226.2.2 傳動機(jī)構(gòu)中各齒輪齒寸的確定24第七章 結(jié)論25參考文獻(xiàn)摘 要民以食為天，糧食自古以來就是人們生存的必要條件，在北方，大都以小麥為主食，南方雖然是以大米為主食，可是對于小麥作物的種植，也是隨處可見，而小麥作物的生長條件，以及播種后的收成就成為了農(nóng)民最為關(guān)心的事情，而小麥作物的生長條件，產(chǎn)量的多少，與播種技術(shù)程度的高低息息相關(guān)，在以往，農(nóng)民只是靠人畜力來進(jìn)行播種，小麥生長的條件差，小麥之間株距分布不均勻，播深深淺不一，使得種植下來的小麥矮小，產(chǎn)量低，在我國，70、80年代，為了解決小麥產(chǎn)量高

4、低的問題，投入了大部分精力來研究農(nóng)業(yè)播種機(jī)械，但還只是停留在傳統(tǒng)的機(jī)械化播種方向上。隨著科學(xué)種植技術(shù)的發(fā)展，以及我們對農(nóng)藝技術(shù)要求的不斷提高，我們將需要研究一種精密化的播種機(jī)械。小麥精密播種，能夠使生長出來的小麥苗勻、苗齊、苗壯，能夠保證種子的田間分布最合理，播下的種子量精確，株距均勻，行距一致，株距也一致，播深一致，為種子的生長發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，可以大量節(jié)省種子，增強(qiáng)種子的使用率，保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。本設(shè)計(jì)是根據(jù)國內(nèi)外播種機(jī)的發(fā)展趨勢，通用性和適應(yīng)性不斷提高以及本著結(jié)構(gòu)簡單操作靈活的原則，而設(shè)計(jì)的一種能完成播種工作的小型精密播種機(jī)。該機(jī)結(jié)構(gòu)上優(yōu)點(diǎn)，使之能適應(yīng)各種田地的播種。小到1-2分大的田塊

5、，大到上百畝的田塊，不管是平壩、還是淺丘地區(qū)；無論是板結(jié)的土質(zhì)，還是疏松的土質(zhì)都能適應(yīng)。還可以根據(jù)小麥播量的不同，調(diào)節(jié)外槽輪工作長度，以及排種器排種軸的轉(zhuǎn)速。來適應(yīng)不同條件下的播種情況，本例著重對播種機(jī)排種器、開溝器、覆土器以及鎮(zhèn)壓輪等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。關(guān)鍵字：小麥 精密播種機(jī) abstracthunger breeds discontentment, food since ancient times is the necessary condition for the survival of people, in the north, mostly in the wheat is the s

6、taple food, although the south rice is the main food, but for the wheat crop, is everywhere, and the wheat crop growth conditions, and the achievement received after sowing has become the most concern for farmers, but the wheat crop growth conditions, the number of production, are closely related, a

7、nd planting technology of level in the past, the farmers only by human and animal power to seeds, wheat growth conditions, between wheat plant distribution uneven, not deeply shallow sowing, planting wheat dwarf that down, yield is low, in china, 70, 80 time, in order to solve the problem of wheat y

8、ield, put the most effort to research agricultural seeding machinery, but also just stay in the mechanized planting direction on the traditional. with the development of science and technology of planting, we on agronomic technique requirements increasing, sowing machinery we will need to research a

9、 kind of precision. wheat precision seeding, can make grow wheat seedling evenly, qi miao, miao zhuang, can guarantee the seed field distribution is the most reasonable, accurate, amount of seeds sown evenly spacing, row spacing, plant spacing is consistent, sowing depth, to create the best conditio

10、ns for seed growth and development, can save a lot of seeds, enhance seed use rate, to ensure stable and high yield of crops.the design is based on the development trend of domestic and foreign seeder, interoperability and adaptability in a constantly improving in line with simple structure and flex

11、ible operation of the principle, and the design of a small-sized precision seeding can complete seeding machine. this structural advantages, so that it can adapt to various fields of sowing. small to 1-2 large field, through acres of field, whether it is flat, or hilly area; whether hard soil or loo

12、se soil, can adapt to. also according to the different amount of wheat sowing, regulation of geneva working length, and seed metering shaft speed. to adapt to the sowing under different conditions, this example focuses on the seed metering device, a furrow opener, cover and press wheel structure des

13、ign.keywords: wheat precision seeding machine productionii小麥精密播種機(jī)第一章 緒論1.1 選題的目的和意義糧食是維持人類社會生存和發(fā)展的最基本的生活資料，是最具基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的物資。提高糧食產(chǎn)量、保證糧食安全是保持國家深灰穩(wěn)定、保證國民健康、保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。也是農(nóng)業(yè)科技工作的首要任務(wù)。小麥?zhǔn)俏覈狈降闹饕澄飦碓?，在膳食結(jié)構(gòu)中占有重要地位，發(fā)揮著不可替代的作用。河北省是全國小麥的主產(chǎn)區(qū)，是保障全國糧食安全負(fù)有重要責(zé)任。河北省屬于溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候，是全國糧食主產(chǎn)省之一。因此，加強(qiáng)有關(guān)提高河北省糧食生產(chǎn)能力的科

14、學(xué)研究和技術(shù)集成示范，對于提高全省糧食生產(chǎn)能力，保障國家糧食安全具有重要意義。播種機(jī)械是農(nóng)業(yè)機(jī)械重要組成部分，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、精密播種機(jī)械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迫切要求。盡管我國大部分地區(qū)早已實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化，但目前的播種質(zhì)量還不能滿足高產(chǎn)的要求，生產(chǎn)實(shí)際中的小麥播種機(jī)只是通過簡單播種機(jī)械代替一部分的人畜力來進(jìn)行播種，使得大面積麥田普遍存在著植株疏密不勻，出苗參次不齊，單株個體之間性狀也表現(xiàn)較大差異等問題，限制了小麥產(chǎn)量的提高，故此，我們將研制出精密播種機(jī)。精密播種機(jī)又叫精量播種機(jī)，它是在等行距，等播深，等株距的前提下，將種子撥入土地中。精密播種

15、一般是每穴中一粒種子，也可以是多粒，但每穴的種子數(shù)一定要相等。1.2國外對小麥播種機(jī)的研究近幾年，國外在發(fā)展播種機(jī)時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;采用不同的開溝器和鎮(zhèn)壓輪以適應(yīng)不同的土坡條件，運(yùn)用變速裝置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，以適應(yīng)與不同功率的拖拉機(jī)配套;通過提高作業(yè)速度或加大工作幅寬來提高工作效率，目前國外谷物播種機(jī)的最高工作速度已達(dá)到15km/h，個別機(jī)型甚至達(dá)20km/h，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

16、不是無限制的，速度過高將導(dǎo)致播種質(zhì)量的惡化。目前國外的精密播種機(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、搜土、鎮(zhèn)壓及施肥、撤農(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.歐美國家地廣人稀的特點(diǎn)決定了對排種器的漏播、重播及種子破損問題在實(shí)際作業(yè)中要求相對寬松，日本島國人口眾多與國土面積狹小的矛盾又不適合播種中耕作物，同時，歐美及日本都是機(jī)械化程度較高的國家.因此，國內(nèi)外對精密排種器的研究方向各有特點(diǎn)。1.3 國內(nèi)對小麥精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀我國從 80 年代末便開始研制精密播種機(jī)械。由于種子質(zhì)量、整地條件、機(jī)械制造水平及機(jī)器價格

17、等因素制約，我國 80 年代主要是推廣半精量播種。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，我國逐步推廣精密播種機(jī)，有10多個企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號的精密播種機(jī)。精密播種機(jī)以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)；以配套動力分為小型（5.8-13.2kw）、中型（16.2-36.8kw）和大型播種機(jī)；機(jī)械式中又可分為垂直圓盤式、垂直窩眼式、錐盤式、紋盤式、水平圓盤式、帶夾式等形式精密播種機(jī)。第二章 整機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)方案21.1 整機(jī)三維視圖圖2-1 整機(jī)三維視圖1、儲種箱2、機(jī)架3、開溝器4、鎮(zhèn)壓輪/覆土器5、地輪6、

18、排種器7、擋板8、傳動機(jī)構(gòu)如圖所示的小麥精密播種機(jī)是有機(jī)架、三點(diǎn)懸掛式裝置、帶爪驅(qū)動輪、動力傳動裝置（齒輪傳動）、外槽輪式排種器、鋤鏟式開溝器、 鎮(zhèn)壓輪、覆土器等組成2.1.2 工作原理作業(yè)時，小麥播種機(jī)通過三點(diǎn)懸掛掛接在12馬力的拖拉機(jī)上，開溝器采用鋤鏟式開溝器，在驅(qū)動輪向前行駛的時候，通過齒輪傳動，帶動排種器上的槽輪轉(zhuǎn)動，使種子進(jìn)入槽輪的槽中，落入導(dǎo)種管中，通過安裝在開溝器上的導(dǎo)種管使種子落入土槽中，覆土器/鎮(zhèn)壓輪將土覆蓋在種子上，以及將土壓實(shí)。這種小麥播種機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）裝有帶有爪的地輪，使地輪的抓地能力增強(qiáng)了，增強(qiáng)了摩擦力，減少了打滑;（2）排種器使用外槽輪式排種器，較以往的比較，凹槽

19、的數(shù)量加多了，減少了脈動性;（3）機(jī)架材料選用的是方鋼，減少了機(jī)體的總重量，提高了拖拉機(jī)的效率;（4）開溝器上具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠調(diào)節(jié)開溝器的高度來控制播深;（5）開溝器采用鋤鏟式具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，開溝阻力小，且入土能力強(qiáng)，價格低廉等優(yōu)點(diǎn);（6）鎮(zhèn)壓輪能同時起到覆土和鎮(zhèn)壓的功能。而且鎮(zhèn)壓輪采用中空的，大大減少材料。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：（1）確定排種器、開溝器、地輪、鎮(zhèn)壓輪、種子箱、傳動機(jī)構(gòu)等裝置的類型和結(jié)構(gòu)。（2）確定各結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，并進(jìn)行理論分析與計(jì)算。（3）計(jì)算出合理的傳動系統(tǒng)。 2.2 小麥精密播種機(jī)的主要參數(shù)表2-1 小麥播種機(jī)的參數(shù)名稱參數(shù)外形尺寸1074760702配套動力8.8

20、kw輪式拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量180kg掛接方式三點(diǎn)懸掛工作幅寬1060mm播種深度3040mm行距550mm行數(shù)2行種箱容積排種器的形式外槽輪式開溝器的形式鋤鏟式作業(yè)速度39km/h小麥播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求：1、 必須使開溝深度能夠調(diào)節(jié)，且能保證調(diào)整后的位置，2、 種子箱應(yīng)便于清掃3、 保證小麥的播種量4、 種子在田間的分布應(yīng)均勻合理5、 保證作物的行、株距要求6、 種子損傷率底，小麥的損傷率應(yīng)小于0.5%7、 開溝、覆土深度應(yīng)均勻一致：一般播深要求27cm8、 排種器排種量穩(wěn)定亦面積播量一致9、 小麥播種機(jī)上各個排種器在相同條件下排種量的程度一致第三章 排種器3.1 排種器的技術(shù)要求以及外槽輪排種器的

21、選擇3.1.1 排種器的技術(shù)要求對于任何一種播種機(jī)來說，核心就是排種器，它決定播種機(jī)工作質(zhì)量和工作性能優(yōu)劣的重要因素，播種機(jī)能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或滿足程度如何，在很大程度上主要取決于排種器的工作狀況。排種器可謂播種機(jī)的心臟，通常配置在種子箱的底部或側(cè)壁式箱內(nèi)。對于排種器的技術(shù)要求主要有：(1) 要有均勻穩(wěn)定的排種，能夠使排種連續(xù)均勻。(2) 通用性好，播種量的調(diào)節(jié)范圍要大。(3) 排種過程中盡量使種子的破壞率達(dá)到最低。(4) 不要使其堵塞，調(diào)節(jié)起來比較方便，而且能迅速清除排種器中殘留下的種子。(5) 能在高速條件下工作，而且要可靠。3.1.2 外槽輪排種器的選擇由于播種要求、作物品種、作業(yè)區(qū)

22、經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)水平等存在較大的差異，目前使用的排種器種類繁多，主要有槽輪式排種器，型孔式排種器，氣力式排種器， 對于型孔式排種器對高速播種的適應(yīng)性差，對種子尺寸要求很嚴(yán)，種子必須嚴(yán)格按尺寸分級，增加了播前作業(yè)工序，投種高度大，且種子在溝底彈跳大，會影響株距合格率，而氣力式排種器對于氣密性要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且容易磨損，刮種片的調(diào)整也比較麻煩。外槽輪式排種器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，有一定的通用性，適用性廣，播量穩(wěn)定，各行一致性好，經(jīng)濟(jì)性好，相比之下，最終選擇外槽輪式排種器。3.2 外槽輪式排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理外槽輪式排種器主要由外槽輪、排種盒、阻塞輪、排種舌、清種軸、擋圈以及擋圈蓋等組成如圖所

23、示為外槽輪排種器的三維實(shí)體模型，它是運(yùn)用三維軟件所畫出的模型，能真實(shí)的表達(dá)出排種器的正確結(jié)構(gòu)圖3-1 排種器1、 排種盒2、槽輪3、阻塞輪4、清種軸5、擋圈6、擋圈蓋外槽輪式排種器的工作原理：排種盒裝在儲種箱底下，當(dāng)外槽輪排種器工作時，種子通過箱底開口流入排種杯，并靠重力充滿槽輪凹槽，同時被槽輪帶動一起旋轉(zhuǎn)；處于槽輪外面的一層種子在槽輪外圈的撥動和種子粒間的摩擦力作用下也被帶動起來，這一層種子被稱為帶動層，帶動層內(nèi)的種子速度不等，位于槽輪周面上的速度最大，但仍低于槽輪的速度，距槽輪中心越遠(yuǎn)速度越小，直至為零，在帶動層外的種子不受槽輪作用為相對靜止層，該層內(nèi)的種子緊靠重力作用自流，由槽輪強(qiáng)制帶出

24、和帶動層帶出的種子從排種舌上掉入導(dǎo)種管，然后經(jīng)過開溝器落入種溝內(nèi)。圖3-2 排種器內(nèi)排種情況3.3 外槽輪式排種器主要部件參數(shù)設(shè)計(jì)1、外槽輪的直徑d、工作長度l外槽輪式排種器的主要工作部件是槽輪，槽輪的工作長度 l 和直徑 d 是槽輪的兩個主要參數(shù)，這兩個參數(shù)對排種均勻性都會產(chǎn)生影響，那么該如何選取這兩個參數(shù)才能使播種性能更好，下面做一下介紹。當(dāng)播量一定時，槽輪直徑d過大，轉(zhuǎn)速和工作長度就相應(yīng)減小，這會影響排種均勻性。直徑d過小，就必須提高轉(zhuǎn)速，這又會增加種子損傷率。故槽輪直徑選擇要適當(dāng)。目前以播麥類為主的槽輪直徑一般為 4051mm ，用的最多的是小槽輪排種器，直徑d為40mm。由于小槽輪的

25、直徑稍小，播種小麥時，可以通過適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速達(dá)到要求播量，從而可使排種脈沖頻率增加，脈沖振幅減小，因而排種均勻性略比大槽輪為好。所以本次設(shè)計(jì)的槽輪直徑d為 40mm,槽輪工作長度l對播量影響很大，工作長度l選用值大，播量也大，工作長度小，播量也小。傳統(tǒng)條播麥類谷物時，畝播量為 2030 萬株，工作長度l取 3042mm為宜。但槽輪工作長度不宜取值過大以免達(dá)不到精量播種的農(nóng)藝要求，而且槽輪工作長度l也不宜太小，以免排種器內(nèi)種子流動受阻，使排種斷續(xù)不勻，由資料可知，槽輪最小工作長度也不應(yīng)小于種子長度的 1.52 倍，所以本次設(shè)計(jì)選用槽輪工作長度為30mm，槽輪的長度為50mm。2、凹槽斷面形狀和槽數(shù)

26、z凹槽斷面形狀要便于種子的充填和排出，其容積要符合排量的要求。一般凹槽斷面為圓弧形斷面，凹槽半徑r=49mm，槽數(shù)z=1018 個。播小粒種子時槽形宜淺，槽數(shù)宜多，此時播量小，排種較均勻。播大粒種子時，為了減小損傷率，凹槽半徑宜適當(dāng)增大，槽深宜適當(dāng)減小，但不應(yīng)小于種子厚度之半。根據(jù)上述原則我們選用了凹槽斷面為圓弧形斷面，凹槽半徑r=4mm，槽數(shù)z=10 個的槽輪。3、排種盒結(jié)構(gòu)參數(shù)圖為排種器結(jié)構(gòu)參數(shù)圖圖3-3 排種器結(jié)構(gòu)參數(shù)圖排種盒前壁 a 的傾角 須大于小苗種子的自然休止角28，以便種子自流充滿排種盒。前壁不應(yīng)過于靠里，以免槽輪被遮蓋部分增加，影響充種。種子排出通道應(yīng)由寬變窄，以保證種子能充

27、滿排種盒，并使種子不易從出口自流而出。下排式排種器的排種舌（種子出口處de部分）可繞排種軸d擺動而調(diào)節(jié)出口大小，以適應(yīng)大小粒種子的播種。排種舌位置及長短應(yīng)保證種子在靜止?fàn)顟B(tài)下不會自流，自e點(diǎn)作槽輪的切線，此切線與水平線夾角應(yīng)小于種子的自然休止角28，將排種舌的外端做成傾斜的以改善排種均勻性。4、排種器的其他部件尺寸確定阻塞輪活套在排種軸上，它的外緣嵌入排種盒側(cè)壁的切口，使阻塞輪只能在軸上移動而不能轉(zhuǎn)動，移動在排種軸上的距離來調(diào)節(jié)槽輪工作長度l,它內(nèi)壁與外槽輪斷面相吻合，防止種子從側(cè)壁流出。阻擋環(huán)的尺寸圖所示。圖3-4 阻塞輪擋圈的作用是與槽輪的斷面槽型相嚙合，與槽輪一起在排種盒側(cè)壁轉(zhuǎn)動，它的形

28、狀類似內(nèi)凹的槽輪，形狀及尺寸如圖所示。 圖3-5 擋圈3.4 外槽輪式排種器播種量的計(jì)算小麥的播種量不是一成不變而是根據(jù)不同的地形，不同的地質(zhì)來改變的。小麥播種機(jī)的調(diào)種量調(diào)整一般有兩種方法：一是通過改變外槽輪排種器上槽輪的工作長度，外槽輪式排種器的槽輪的工作長度是可以來調(diào)整的。槽輪的長度的調(diào)整是通過軸的一端的螺旋鈕來調(diào)節(jié)的；二是改變傳動比，也就是改變轉(zhuǎn)速，調(diào)整槽輪的轉(zhuǎn)速是通過更換傳動機(jī)構(gòu)中齒輪的齒數(shù)的多少來進(jìn)行調(diào)節(jié)。在種子箱內(nèi)加入以上的種子，將播種機(jī)離地面有一定的距離，使地輪懸空，并使機(jī)架保持水平，然后按照實(shí)際播種作業(yè)速度，以相同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動地輪30圈，測定各行的排種量，重復(fù)3次，最后取平均

29、值，按下面的公式計(jì)算播種量 （3-1） 式中：播種機(jī)總播種量,；被測的總行數(shù)下的總排量,kg；地輪的直徑，m;被測定行數(shù)的幅寬，m;地輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，可取30圈；圓周率，3.14；驅(qū)動平均滑移率，可取10或按實(shí)際滑移率取值。外槽輪排種器排種均勻性由排種量標(biāo)準(zhǔn)差和排種量變異系數(shù)表征排種量標(biāo)準(zhǔn)差： （3-2）排種均勻性變異系數(shù)： （3-3）圖3-6 排種器不同工作長度排種均勻性變異系數(shù)從上圖可以看到：1、轉(zhuǎn)速固定時，較大槽輪工作長度有較好的排種均勻性：2、槽輪工作長度固定時,較大轉(zhuǎn)速有較好的排種均勻性。由此看出,工作長度和轉(zhuǎn)速對排種量、標(biāo)準(zhǔn)差和排種均勻性變異系數(shù)均存在極為顯著的影響,外槽輪排種器工作

30、宜采用較大工作長度匹配較大轉(zhuǎn)速的策略。第四章 開溝器4.1 開溝器的設(shè)計(jì)要求開溝器的作用是根據(jù)播種深度要求在播種時開出種溝，將種子導(dǎo)入溝底并用濕土覆蓋。對于開溝器的設(shè)計(jì)要求有如下幾點(diǎn)：1.開出的種溝深淺一致，溝底松軟平整，開溝平直，同時不亂土層，能達(dá)到農(nóng)藝要求的苗幅寬度；2.導(dǎo)種入土后，對條播分布均勻，對穴播落粒位置準(zhǔn)確；3.覆土?xí)r，應(yīng)使細(xì)濕土層緊靠種子，且種子全部被覆蓋，覆土深度一致，覆土后地表平整；4.有良好入土性能，工作可靠，不易被雜草和濕土堵塞；5.工作阻力盡可能小。4.2 開溝器的設(shè)計(jì)4.2.1 開溝器的選擇按入土角的不同，開溝器可以分為銳角（90）開溝器和鈍角（90）開溝器，銳角開

31、溝器的形式有鋤鏟式、箭鏟式、翼鏟式、船形鏟式和芯鏵式等，鈍角開溝器形式有靴鞋式、滑刀式、單圓盤式和雙圓盤式。開溝器和破茬開溝土壤工作部件，有平面圓盤、缺口圓盤、帶限深輪圓盤、寬波紋圓盤、窄波紋圓盤、驅(qū)動圓盤、窄型旋耕刀、鑿形鏟、窄尖角式開溝器等。對于開溝器直接安裝在機(jī)架上的播種機(jī)，開溝器的工作深度可以通過開溝器上的調(diào)節(jié)刻度上下來調(diào)整的；對于單體仿形式播種機(jī)，開溝器深度通常是通過開溝器下壓彈簧的的工作行程來調(diào)整的；對于液壓控制深度的播種機(jī)，是通過調(diào)節(jié)液壓缸的收縮長度來調(diào)節(jié)開溝器的深度的，應(yīng)根據(jù)使用說明書的規(guī)定進(jìn)行操作。注意對于拖拉機(jī)輪轍處，如果必要的話，應(yīng)單獨(dú)調(diào)整犁刀或者開溝器的深度，來保證開溝

32、、播種深度的一致性。雙圓盤開溝器是兩個相互傾斜的成一定夾角的平面圓角組成的，但是圓盤一周都有刃口，工作時，能把土塊草根和殘茬切割掉，因此在整地條件差和土壤濕度較大時也能正常工作，而且工作較穩(wěn)定，在高速作業(yè)時也能工作；開溝過程中，不容易粘土、堵塞，上下土層相互混合的現(xiàn)象較少。雙圓盤開溝器主要由開溝器柄、 圓盤、 圓盤轂、 開溝器軸、 防塵蓋等組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 ：開溝器軸的設(shè)計(jì)經(jīng)過一次沖壓就可成形，與傳統(tǒng)的開溝器相比， 具有一定的優(yōu)點(diǎn)，也就是無論正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)都不會退扣。聚點(diǎn)的位置主要取決于開溝器的寬度。聚點(diǎn)位置越高，開出的種溝寬度越大，種溝中的尖度越高，聚點(diǎn)位置越低，開出的種溝的寬度越小，但這樣

33、會使土壤從聚點(diǎn)上面進(jìn)入雙圓盤之間，這樣會造成圓盤夾土和堵塞，而且會加快軸承的磨損。但是雙圓盤開溝器的重量較一般的開溝器的重量較重，開溝的阻力也比較大，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高。鋤鏟式開溝器的結(jié)構(gòu)主要有拉桿，開溝器體，開溝鏟和反射板等。開溝器工作時，入土?xí)r用開溝鏟的銳角，先把土壤向前推，然后在開溝鏟前形成土丘，而后鏟壁將土丘向兩側(cè)推擠，分開成溝。種子就會沿著中空的開溝器體落下，由反射板導(dǎo)種向兩側(cè)分散，可以使苗幅寬度達(dá)到4-6cm。鏟翼側(cè)板的后邊線為斜邊，是為了保證濕土先落入種溝，然后再覆蓋種子。鋤鏟式開溝器的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，入土性能好，開溝阻力小，種下的種子苗幅較寬，但是在工作過程中容易纏草粘土

34、，開溝深度不穩(wěn)定，多用于小型播種機(jī)上。靴式開溝器，前沿外形像靴子，依靠自身的重量，再加上壓力，把土壤擠開成溝，對于種溝的底部土壤，具有壓密作用。這樣能促進(jìn)種子水分上升，對種子的發(fā)芽有利。箭形開溝器體的鏟面外角和張角小，體型窄，開溝時對土壤的翻轉(zhuǎn)小，使干土與濕土混合得少，使種子盡量埋入濕土內(nèi)，有利于保墑出苗；有無縫鋼管制成的導(dǎo)種管強(qiáng)度好，制造工藝簡單，阻力??；后踵的作用是擠壓溝底，使溝底的土壤平整堅(jiān)實(shí)，有利于土壤下層水分上移，并能防止開溝器腔管的堵塞；開溝器立柱是支撐臂，開溝器上方裝有固定牛蹄型螺栓，能調(diào)節(jié)開溝深度，滿足需要。最后確定箭鏟式開溝器。4.2.2 箭鏟式開溝器的設(shè)計(jì)箭鏟式開溝器，其構(gòu)

35、造如圖所示，主要由箭形開溝器體，導(dǎo)種管，開溝器立柱等組成。圖 4-1 箭鏟式開溝器1、導(dǎo)種管結(jié)合處2、后踵3、立柱4鏟刀當(dāng)播種工作時，箭鏟式開溝器的底部扎入土層，潛入到地下。隨著牽引機(jī)組的不斷前進(jìn)，開溝器將土層輕輕抬起，土流繞開溝器導(dǎo)管向后流出，直接把溝底的種子覆蓋住。在開溝器整個工作過程中，種子完全被濕土掩埋，加上它的溝底土壤十分堅(jiān)實(shí)，有利于種子發(fā)芽，出苗效果好。所以，我選擇箭鏟式開溝器。開溝器上面裝有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在播種時，可以根據(jù)土壤的軟硬進(jìn)行調(diào)節(jié)。立柱的形狀可以通過鑄造的方式獲得。第五章 其他工作部件和機(jī)構(gòu)5.1 輸種管的設(shè)計(jì)5.1.1 輸種管的類型輸種管的作用是將排種器排出的種子引導(dǎo)到開

36、溝器的溝內(nèi)，其上端與排種器連接，下端插入開溝器內(nèi)。由于開溝器在工作中需經(jīng)常升起和降落，因此要求輸種管能自由彎曲和伸縮，下部能前后擺動，并有足夠大的內(nèi)徑面積，以保證種子暢通無阻。常用的輸種管有漏斗管，卷片管，波紋管和直膠管4種。5.1.2 輸種管的主要參數(shù)(1)輸種管的直徑 輸種管的作用是把由排種器排下的種子傳輸?shù)介_溝器里，直到種子播到地里。輸種管最小的直徑應(yīng)根據(jù)作物的最大播量和種子的最大物理機(jī)械特性來確定的。通過實(shí)驗(yàn)，有三分之二的種子集中在半徑為20mm的范圍之內(nèi)，因此，輸種管的最小直徑為26mm，最大直徑為40mm。(2)輸種管的傾斜角和長度。根據(jù)不同類型播種機(jī)的需要，排種器工作特點(diǎn)和對種子

37、下落到種溝的要求，確定輸種管的傾斜角和長度。有時，為了使種子落入種溝時，相對于地面的速度為零，提高株距均勻性，專門設(shè)計(jì)了導(dǎo)種管。即要求種子沿導(dǎo)種管向前滑行運(yùn)動，并具有一定的速度，因此要設(shè)計(jì)成曲線導(dǎo)種管。5.2 地輪的設(shè)計(jì)圖5-1地輪如圖所示，地輪的最大外徑是400mm，地輪具有支撐，仿形，驅(qū)動等多種作用，在輪的外圓上鑄有抓地爪，以增加地輪的抓地功能，增大摩擦力，減少打滑。地輪是驅(qū)動裝置中最重要的一部分，拖拉機(jī)上的牽引力經(jīng)過連接架傳到了地輪，地輪經(jīng)過齒輪傳動把動力傳給了排種器，來完成播種。地輪容易出現(xiàn)的主要問題是滑移問題。造成滑移的主要原因有：（1）地的表面不平，地輪與地面的接觸不均勻。（2）地

38、的表面太硬，開溝器入土深度受到影響，有時地輪會出現(xiàn)被架空不轉(zhuǎn)動的情況。為了解決這些問題，采取了一些措施：（1）采用橡膠充氣地輪，據(jù)研究結(jié)果，橡膠充氣地輪的滑移率為4-6.21，其變化范圍滿足播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求。但是它的價格有點(diǎn)貴。（2）采用鐵質(zhì)地輪，來增加地輪外廓抓地爪的高度。由于地輪一般是鑄鐵做成的，成本比較高，而且重量重，為了能在完成工作的情況下，還能節(jié)省材料，我們需要做成如圖式形狀。5.3 地輪軸的選擇與校核5.3.1 地輪軸的選擇地輪軸是隨著轉(zhuǎn)動的地輪轉(zhuǎn)動的，帶動安裝在地輪軸上的齒輪轉(zhuǎn)動的。故地輪軸受到機(jī)身對它的彎矩以及齒輪傳動的扭矩，故需要同時考慮彎矩與扭矩對軸上的合力矩的作用。而軸上

39、所受的扭矩相對于所受的彎矩很小，故軸上所受的扭矩可忽略不計(jì)，由彎扭合成條件公式：（5-1）式中： 軸的計(jì)算應(yīng)力，mpa； 軸所受的彎矩，nmm; 軸所受的扭矩，nmm t=0； 軸的抗彎截面系數(shù)，w= 對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力。 折合系數(shù)，初步選取軸的材料為45號鋼，正火熱處理，直徑為20mm.5.3.2 地輪的校核下面是軸的載荷分析圖。 圖5-2 軸的載荷分布 (5-6) f1=f2=g/2 (5-7)整機(jī)的重量以及滿箱種子的質(zhì)量之和的總質(zhì)量m=200kg，f1=f2=1000n （5-8） l=130mm 有計(jì)算得軸的彎扭組合公式是： （5-9）式中：符合條件，這種材料的軸主要用于

40、受到不大的沖擊的情況下。5.3.3 軸承的選擇及其校核 整機(jī)在行進(jìn)的過程中，地輪帶動軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而傳遞動力給排種器，而地輪軸需要與機(jī)架通過軸承配合連接，因?yàn)檩S承主要是承受徑向力，以及根據(jù)地形的不同，可能會承受不大的軸向力，因此，選取深溝球軸承類型。軸向力與徑向力的比值為： ，因此，；由當(dāng)量動載荷的一般公式為： （5-9）由整機(jī)的重量，可得, ， (5-10)，；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可得，選取深溝球軸承的型號為6004，d=20mm，d=42mm，b=12mm。5.4 鎮(zhèn)壓輪 /覆土器 播種同時鎮(zhèn)壓可減少土壤中的大孔隙，減少水分蒸發(fā)，以使土壤保墑；可加強(qiáng)土壤毛細(xì)管作用，使水分沿毛細(xì)管上升，起到“調(diào)水”和

41、“保墑”的作用；可使種子與土壤緊密接觸，有利于種子發(fā)芽和生長；春播鎮(zhèn)壓還可適當(dāng)提高地溫。因此，播種同時鎮(zhèn)壓對干旱地區(qū)的播種是非常必要的。播種同時鎮(zhèn)壓主要是在苗幅內(nèi)鎮(zhèn)壓，而行間土壤仍保持疏松，因而通氣性好，還可利于接納雨水。鎮(zhèn)壓輪對土壤的壓強(qiáng)主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水分、密度和作物的要求而定，一般為3050kpa。鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于鎮(zhèn)壓輪本身重量和作用在它上面的附加重量（播種機(jī)部分重量的轉(zhuǎn)移和輔助彈簧作用力等）。由于采用的是箭鏟式開溝器，故此次設(shè)計(jì)采用凹面鎮(zhèn)壓輪，它還能充當(dāng)覆土器的功能，鎮(zhèn)壓輪通過桁架與機(jī)架相連，并且運(yùn)用彈簧的壓力作用將鎮(zhèn)壓輪緊緊壓向地面。鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。圖5-3 +鎮(zhèn)壓

42、輪5.5 種子箱的設(shè)計(jì)種子箱的設(shè)計(jì)要求有以下幾個方面：1、必須有足夠的容量，以減少加種次數(shù)，并做到播到地頭時才加種。2、但種子箱過大，播種機(jī)組結(jié)構(gòu)龐大，且使機(jī)組牽引阻力增加。3、此外，對懸掛式播種機(jī)來說，將直接使機(jī)組縱向穩(wěn)定性變壞。箱底板的傾斜角應(yīng)大于種子的自然休止角，保證種子順利流入排種器內(nèi)。4、種子箱應(yīng)堅(jiān)固耐用、重量輕，剛度好。箱內(nèi)外應(yīng)涂以耐腐油漆。加種方便，容易清理和不殘留種子。5、箱蓋關(guān)閉嚴(yán)禁，防止雨水浸入。6、對于氣力式播種機(jī)的種箱，蓋好后要承受一定氣壓，并應(yīng)嚴(yán)密不漏氣。播種機(jī)上的種子箱的形狀大多是矩形、梯形或圓形的，用薄鋼板成，也有用玻璃纖維或塑料制成。種子箱的尺寸要根據(jù)種子的量來

43、設(shè)計(jì)，種子箱的尺寸及結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。圖5-4 種子箱5.6 種子箱容量計(jì)算種子箱的容積要有一定的大小，種子箱的容量v可用下式確定： （5-10）式中：v種子箱的容積；單位面積最大播種量（）；b工作幅寬（m）；l裝滿一箱種子所能播種的距離，最少應(yīng)等于一個往返行程，即地塊長度的兩倍（m）；r種子的密度（kg/l）。5.7 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架是連接拖拉機(jī)和播種機(jī)之間的橋梁，機(jī)架支撐整個播種機(jī)，拖拉機(jī)和機(jī)架的前身（三腳架）相連，牽引整個播種機(jī)前進(jìn)。機(jī)架的材料選用的是空心方鋼，采用的是矩形管。采用空心管，不僅節(jié)省了材料，而且也減輕了整機(jī)的重量。機(jī)架的與拖拉機(jī)相連的部分采用三角架，三角式的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，連接固

44、定性好。整機(jī)全長840mm，高344mm。機(jī)架的尺寸及結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。圖5-5 機(jī)架第六章 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 傳動機(jī)構(gòu)的選擇考慮該小麥播種機(jī)的尺寸，以及在行進(jìn)過程中，傳動機(jī)構(gòu)要有可靠的傳動比，致使排種器排種均勻。使用鏈傳動機(jī)構(gòu)，鏈輪的中心距太小，不能實(shí)現(xiàn)傳動，而使用帶傳動機(jī)構(gòu)，帶傳動機(jī)構(gòu)會出現(xiàn)打滑，造成傳動比不穩(wěn)定，齒輪機(jī)構(gòu)傳動擁有穩(wěn)定的傳動比，能夠使排種器排種均勻，并且滿足中心距離較適中的情況，在設(shè)計(jì)該小麥播種機(jī)時，我選擇運(yùn)用齒輪傳動機(jī)構(gòu)?？紤]到齒輪的尺寸會很大，故采用了三個齒輪雙嚙合傳動。該傳動機(jī)構(gòu)的傳動過程是由地輪的轉(zhuǎn)動帶動齒輪1，通過齒輪1與惰輪2的嚙合，將動力傳遞到與惰輪2嚙

45、合的齒輪3，齒輪3帶動排種軸轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)排種器的排種。傳動機(jī)構(gòu)如圖所示1、地輪2、儲種箱3、小齒輪4、惰輪5、大齒輪6、鎮(zhèn)壓輪6.2 傳動比的確定以及齒輪的參數(shù)確定6.2.1 傳動比的計(jì)算在實(shí)際播種過程中，拖拉機(jī)的有效行進(jìn)速度 =4m/h，外槽輪式小麥排種器每圈平均下的種子量 n=30粒，排種器工作時的打滑率記為,如果播下的種子，粒與粒之間的距離是2公分，按照精密播種的要求，則排種器要求的實(shí)際轉(zhuǎn)速 (r/min)的公式為： (6-1)上式中：外槽輪式小麥精密排種器的實(shí)際轉(zhuǎn)速(r/min)；拖拉機(jī)的有效行進(jìn)速度;=4km/h=6666.67cm/minn外槽式小麥精密排種器每圈播下的平均粒數(shù)；外槽輪式小麥精密排種器的工作打滑率；然而，在實(shí)際工作過程中，外槽輪式小麥精密排種器的打滑率主要有兩部分組成，這兩部分主要包括調(diào)速器的自身打滑率和提供排種器驅(qū)動力的地輪存在的打滑率。其中，槽縫式小麥氣吸精密播種機(jī)使用的無級調(diào)速器自身打滑率經(jīng)試驗(yàn)測定4%,所以=1-(1- )(1-)=0.0784 （6-2）因?yàn)閷?shí)際傳動中地輪會出現(xiàn)滑移的情況，所以地輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n(r/min)為： r/min （6-3)上式中：n2播種機(jī)地輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速(rpm)；d 地輪的直徑,d=40cm播種機(jī)工作時地輪的滑移率，根據(jù)查詢農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，在地塊比較平整，耕地耕得比較精細(xì)的地塊中工作時，播種機(jī)