免耕播種試驗臺設(shè)計

PAGE13畢業(yè)設(shè)計題目：免耕播種試驗臺的設(shè)計院、系：榮成學院機械工程系姓名：指導(dǎo)教師：系主任：2014年6月18日PAGEPAGEIII免耕播種試驗臺設(shè)計摘要課題設(shè)計了一套結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、靈活的免耕直播用播種試驗臺。試驗臺由分別搭載精密式排種器和外槽輪式排種器的兩個基礎(chǔ)模塊組成。臺架基礎(chǔ)部分由鋁合金型材搭建而成，可方便進行不同類型排種器的快速拆裝。排種器的驅(qū)動由可調(diào)速的電機完成，可進行不同試驗要求下的排種作業(yè)。播種試驗臺整體既可以在試驗室內(nèi)進行靜態(tài)排種試驗，也可以由簡易小車搭載進行動態(tài)排種試驗。最后完成了播種試驗臺兩種排種器模塊的設(shè)計，三維造型，以及對外槽輪式排種器模塊的實體制造。關(guān)鍵詞免耕；直播；試驗臺；排種器Designofsowingtest-bedfordrillingmachineAbstractInviewoftheproblemoftheno-tillagedirectseedingtest-bedstructurecomplex,occupyspace.designasetofsimplestructure,convenientoperation,flexibleunderno-tillageanddirectsowingtest-bed.Thetestrigconsistsoftwobasicmodules,respectivelywithprecisionseedmeteringdeviceandmeteringdevice.Benchbasedinpartbythealuminumalloysections.Rapiddismountingisconvenientfordifferentkindsofseedmeteringdevice.Drivemeteringdevicebythemotorspeed,canbeofdifferenttestrequirementsforoperationundertherow.Sowingtestbenchcouldbestaticseedingtestinthelaboratory,alsobecomposedofsimplecarequippedwithdynamicseedingtest.Finallycompletedthetworowsowingteststandformoduledesign,3Dmodeling,andthemeteringdevicemodulemanufacturingentities.KeywordsNo-Tillage;Metering;Device;Test-bed;Seedmeter目錄TOC\o"1-3"\h\u10877摘要 I23289Abstract II25998第1章緒論 1166101.1本課題研究目的、現(xiàn)狀及意義 141271.2排種裝置國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 1182801.2.1國外研究概況 162681.2.2國內(nèi)研究概況 1201331.2.3課題的應(yīng)用前景 2177671.3本章小結(jié) 25406第2章試驗臺總體方案的設(shè)計 3191902.1免耕直播用播種試驗臺整體構(gòu)想 3142452.2試驗臺功能 339382.3精密排種器模塊臺架的設(shè)計 455032.4外槽輪式排種器模塊臺架的設(shè)計 4264002.5本章小結(jié) 525216第3章傳動系統(tǒng)的設(shè)計 628223.1鏈傳動的設(shè)計計算： 6161843.2本章小結(jié) 1324643第4章軸的設(shè)計與校核 14121434.1精密排種器模塊軸的設(shè)計與校核 14106134.2外槽輪式排種器軸的設(shè)計和校核 21188054.3本章小結(jié) 2812586第5章其他工作部件和機構(gòu) 2933575.1深溝球軸承的校核計算 29167685.2電機的選擇計算 2918775.3其他部件的三維設(shè)計 3066045.4本章小結(jié) 3220409總結(jié) 3323146參考文獻 346042致謝 3524619附錄 36PAGEPAGE32第1章緒論1.1本課題研究目的、現(xiàn)狀及意義聯(lián)合收獲免耕直播用播種試驗臺可以對免耕直播作業(yè)進行檢測。通過對播種裝置各行排量一致性、總排量穩(wěn)定性、播種均勻性等播種性能的測試，完成播種裝置故障排查，還可以對免耕直播裝置進行性能評估與結(jié)構(gòu)的改進以及輔助免耕直播機新產(chǎn)品的研發(fā)。本課題來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求，屬于農(nóng)業(yè)機械的檢測裝置，是小批量生產(chǎn)的機械裝置。具體理論結(jié)合實踐的意義，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著促進作用。1.2排種裝置試驗臺國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀1.2.1國外研究概況現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)主要以經(jīng)濟發(fā)達的歐美國家作為代表。這些國家在農(nóng)業(yè)裝備和機械化水平等方面具有一定典型性。美國是世界上農(nóng)業(yè)最發(fā)達、技術(shù)最先進的國家之一。近幾年，美國在谷物聯(lián)合收割機、噴霧機、播種機等農(nóng)業(yè)裝備上開始采用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)監(jiān)控等高新技術(shù)。農(nóng)業(yè)技術(shù)出現(xiàn)了向精準農(nóng)業(yè)方向發(fā)展的趨勢。美國、加拿大以及西歐各發(fā)達國家的播種裝置播種幅度比較大，且速度相對更快，這就說明這些國家在一定程度上解決了播種機滾筒的不同轉(zhuǎn)速對排種精度產(chǎn)生影響的問題，并且通過對相關(guān)器件性能的改進和提高，加上高新技術(shù)的使用，使得在農(nóng)業(yè)播種特別是農(nóng)業(yè)機械檢測方面的水平得以提升，檢測精度也大大提高。1.2.2國內(nèi)研究概況現(xiàn)階段，我國的播種裝置試驗平臺主要是帶輸送式。例如由中國農(nóng)業(yè)大學所研究的STB-700型排種器試驗臺。這個試驗臺是針對現(xiàn)有的帶式排種器試驗臺不能針對不同類型排種器進行試驗的問題及不能模擬播種機實際工作情況而進行的優(yōu)化改進，試驗臺可以實現(xiàn)對播種機田間工作狀態(tài)的模擬，排種高度在0-400mm可調(diào)，排種器各方向傾斜角度0-15度可調(diào)，能完成標準規(guī)定的排種性能指標的檢測要求。2BST-160型播種機性能試驗平臺是集膠帶運動系統(tǒng)，自動噴油刮種和基于圖像處理分析的粒距檢測系統(tǒng)于一體?？蓪崿F(xiàn)對精密播種器，谷物條播排種器的播種均勻性實驗以及其他作業(yè)性能試驗，具有檢測精確，數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)勢。試驗平臺采用全液壓自動控制與十字軸機構(gòu)，可以實現(xiàn)播種機4個方向傾斜11度的功能及高度升降調(diào)節(jié)功能；還可通過計算機和PLC系統(tǒng)對執(zhí)行機構(gòu)進行實時控制，可實現(xiàn)全自動控制的性能試驗，同時也可用手動方式進行試驗。綜合幾個典型的國內(nèi)播種裝置試驗臺來看，國內(nèi)現(xiàn)階段的播種裝置試驗臺都具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，使用不靈活的問題，只能進行試驗室內(nèi)的試驗，不能結(jié)合實際田間情況進行調(diào)整。1.2.3課題的應(yīng)用前景經(jīng)過10多年的試驗研究、示范推廣，證明免耕耕作在我國北方是適用、可行的，具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、節(jié)本增收的綜合效益。免耕耕作的適應(yīng)范圍廣。特別適合土壤侵蝕嚴重、干旱缺水、資源消耗大的地區(qū)。我國推廣免耕耕作是在生態(tài)環(huán)境惡化的壓力下起步的，受到黨和政府的高度重視，政府的政策和經(jīng)濟引導(dǎo)將起巨大的推動作用。農(nóng)業(yè)部已制定并已在實施保護性耕作推廣計劃：將成兩個保護性防護帶，一是沿京津唐防護帶；二是沙塵源區(qū)防護帶，包括內(nèi)蒙、陜西山西、河北部分地區(qū)；用7-10年時間在“三北”地區(qū)全面推廣免耕耕作。免耕耕作一保護資源、保護環(huán)境、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點，將生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益三者很好的結(jié)合，同時也已具備了“天時、地力、人和”的發(fā)展條件，因此這項技術(shù)在我國得到快速發(fā)展，具有巨大的推廣前景免耕直播播種技術(shù)的推廣符合可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，免耕直播播種試驗臺通過對播種過程的模擬，可以對排種器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，對播種機作業(yè)參數(shù)優(yōu)選，最終達到提高播種作業(yè)質(zhì)量、減少農(nóng)民的勞動消耗，增強作業(yè)效率，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)苗齊苗壯、保證糧食穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的效果。這也十分符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求，并對于我國國情有著極大的推進作用，解放了勞動力，并且有極強的理論結(jié)合實踐性，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的促進作用。1.3本章小結(jié)本章介紹了播種機在國內(nèi)外的研究狀況，對比的結(jié)果就是我國的播種技術(shù)水平相對滯后，并且播種裝置在我國有著廣大的應(yīng)用市場。第2章試驗臺總體方案的設(shè)計2.1免耕直播用播種試驗臺整體構(gòu)想查閱了大量關(guān)于排種器試驗臺的文獻后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段,播種試驗主要集中在播種機的核心部件排種器上。對排種器各項性能進行測試就可以確定播種機的主要參數(shù)。此外，現(xiàn)在的大型播種機器都是以大功率的拖拉機帶動行駛的。如果對整個播種裝置進行試驗評估就需要解決試驗空間的問題，并且測試效果不一定明顯。通常情況下，實驗室內(nèi)的播種試驗臺的機體本身采用的是輸送帶運動的形式，使用電機和減速裝置帶動輸送帶運動，通過控制輸送帶的運動速度來模擬播種裝置在田間的實際運行速度。排種器被固定在機架上，通過驅(qū)動裝置單獨控制排種器進行排種作業(yè)。輸送帶式播種試驗臺只能模擬路況良好時的田間播種作業(yè)情況，而實際田間的勞作的路況條件是不可以模擬的，受到播種機的啟發(fā)，我所設(shè)計的播種試驗臺是既可以在實驗室的空間內(nèi)進行理想狀態(tài)的試驗，又可以深入田間，進行實際路況下的排種試驗的多功能播種試驗臺，使理想狀態(tài)和實際工況狀態(tài)試驗結(jié)果相結(jié)合，最終可以最精確的測試排種器的性能。綜合以上的實際問題，設(shè)計出一套播種裝置試驗臺架，臺架由簡易的可以行駛的小車帶動。相當于一個小型的播種設(shè)備。與播種設(shè)備不同的是，整套裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便操作，不需要很強的動力性。成本低，而且可以進行不同型號排種器的試驗。最終形成一套多功能，全地形的播種試驗平臺。2.2試驗臺功能初選兩種排種器進行模塊化設(shè)計，兩種不同類型的排種器安裝在試驗臺架上。經(jīng)過對現(xiàn)有的排種器進行對比，兩個模塊的排種器分別選用外槽輪式排種器以及指夾式精密排種器。外槽輪式排種器是因為十分通用的一種排種器，很多現(xiàn)有的排種器都是由外槽輪式排種器改進演變而來。指夾式精密排種器是現(xiàn)在很先進的一種排種器。也是精量播種常用的一款排種器，主要是實現(xiàn)對玉米的種子進行穴播。在完成排種器的選型后，初步設(shè)定播種裝置試驗臺可以在相當于1km/h—12km/h的作業(yè)速度范圍內(nèi)運行，以便滿足不同機器速度、不同工況播種作業(yè)需求。兩套試驗臺架分別帶有3臺和12臺排種器。根據(jù)作物條播的間距要求，選取精密式排種器的播種間距為400mm，外槽輪式排種器的播種間距為150mm。排種器的工作轉(zhuǎn)速可以實現(xiàn)50r/min—150r/min間的不同速度的運行，這樣就可以十分好的測試出不同播種速度條件下種子的分布情況。根據(jù)精密式排種器排種扭矩的要求，需要實現(xiàn)對單個精密式排種器驅(qū)動扭矩T=10N·m。外槽輪式排種器的排種扭矩很小，12個外槽輪式排種器串聯(lián)起來共需扭矩為T=30N·m。排種器試驗臺可以在田間進行實地測試，可以滿足復(fù)雜工況下的排種器試驗要求，并且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。2.3精密排種器模塊臺架的設(shè)計對于試驗臺架的設(shè)計，秉承著經(jīng)濟性和可靠性的原則。首先對于精密排種器的結(jié)構(gòu)尺寸進行了解：排種器的（長×寬×高）：250×142×285mm排種器的布置方式：采用三臺精密排種器并排布置，根據(jù)玉米種子的播種行距，采用400m布置行距。試驗臺架材料的選?。哼x取主要結(jié)構(gòu)的材料為：等邊熱咋角鋼，型號：5號[1]。臺架基本尺寸（長×寬×高）：2150×480×550mm采用材料數(shù)量：5號等邊熱咋角鋼1215mm4根；390mm6根鋁合金型材:2070mm8根；480mm4根；550mm4根采用焊接連接和螺栓連接相結(jié)合的方式制成。2.4外槽輪式排種器模塊臺架的設(shè)計排種器的布置方式：采用十二臺外槽輪式排種器并排布置，根據(jù)種子的播種行距的要求，采用170mm的布置行距。首先對于外槽輪式排種器的結(jié)構(gòu)尺寸進行了解：排種器的（長×寬×高）120×136×100mm試驗臺架材料的選取，選取結(jié)構(gòu)材料為：等邊熱咋角鋼，型號：3號5號。[1]臺架基本尺寸：（長×寬×高）2150×480×550mm采用材料數(shù)量和鋁合金型材：2070mm8根480mm4根550mm4根采用焊接連接和螺栓連接相結(jié)合的方式制成。2.5本章小結(jié)我的實驗臺是由外槽輪式排種器及精密式排種器這兩個模塊所構(gòu)成介紹了兩種排種器臺架的設(shè)計，以及整體構(gòu)想。第3章傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.1鏈傳動的設(shè)計計算：精密排種器實驗臺鏈條的設(shè)計：精密排種器的扭矩為10N·M根據(jù)電機所選取的靜扭矩10N·M既選取傳動比i＝1：3由精密排種器的最大轉(zhuǎn)速為n=150r/min可以計算其中為工況系數(shù)為多排鏈系數(shù)為主動鏈輪齒數(shù)由排種器的轉(zhuǎn)動為平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，得。初選小鏈輪齒數(shù)齒。由傳動比i＝1：3，大鏈輪齒數(shù)，得，。由得P=0.17kw根據(jù)知選擇08A型鏈條[1]。得滾子鏈條規(guī)格如下(mm)：節(jié)距排距滾子直徑d17.92單排抗拉載荷13.8kN計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距按下列公式計算鏈節(jié)數(shù)：取a=500mm取113節(jié)由得[3]則鏈傳動的最大中心距為：a=502mm故取中心距500mm可行。計算鏈速,確定潤滑方式由式9-1計算由鏈子型號08A采用定期人工潤滑的潤滑方式。計算鏈傳動作用軸的壓軸力：壓軸力有效圓周力由鏈條布置的工況條件確定則壓軸力為圖3-1齒輪與軸受力分析鏈輪的設(shè)計：主動鏈輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計由初選主動鏈輪齒08A型滾子鏈條可知鏈輪的分度圓直徑：d=69.5mm齒頂圓直徑查得[1]齒根圓直徑確定最大凸圓直徑：單排齒寬;根據(jù)選取08A型滾子鏈條[1]P≤12.7mm齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬確定鏈輪齒槽形狀：齒側(cè)圓弧半徑re=0.12×7.92×(17+2)=18.05mm滾子鏈定位圓弧直徑滾子定位角度從動鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計：由初選主動鏈輪齒數(shù)08A型滾子鏈條知鏈輪的分度圓直徑：d=206.3mm齒頂圓直徑得：齒根圓直徑單排齒寬：由于選取08A型滾子鏈條P≤12.7mm齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬確定鏈輪齒槽形狀：得齒側(cè)圓弧半徑re=0.12×7.92×(51+2)=50.3712mm滾子鏈定位圓弧直徑滾子定位角外槽輪排種器試驗臺鏈條的設(shè)計：外槽輪式排種器的扭矩為5N·m串聯(lián)12個外槽輪是排種器,總扭矩為30N·m根據(jù)電機所選取的靜扭矩10N·m選取傳動比i＝1：3由精密排種器的最大轉(zhuǎn)速為n=150r/min可以計算其中為工況系數(shù)為多排鏈系數(shù)為主動鏈輪齒數(shù)排種器的轉(zhuǎn)動狀態(tài)為平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，得=1.0初選小鏈輪齒數(shù)傳動比i＝1：3得大鏈輪齒數(shù)得，由得P=0.47kw根據(jù)及n=450r/min知選擇10A型鏈條[1]。得滾子鏈條規(guī)格如下：節(jié)距P=15.875，排距pt=18.11，滾子直徑d1=10.16，單排抗拉載荷為21.8KN。計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距按下列公式計算鏈節(jié)數(shù)：取a=500mm=97.9取98節(jié)由,得則鏈傳動的最大中心距=516mm故取中心距為500mm可行。計算鏈速確定潤滑方式,計算得v=0.6737m/s故鏈子為08A，采用定期人工潤滑的潤滑方式。計算鏈傳動作用軸的壓軸力壓軸力有效圓周力由鏈條布置的工況條件確定則壓軸力為鏈輪的設(shè)計主動鏈輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖3-SEQ圖\*ARABIC1齒輪與軸標注由初選主動鏈輪齒數(shù)，為10A型。鏈輪的分度圓直徑：d=86.4mm齒頂圓直徑;得齒根圓直徑確定最大凸緣直徑:單排齒寬：選取10A型滾子鏈條，得P＞12.7mm齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬確定鏈輪齒槽形狀：齒側(cè)圓弧半徑滾子鏈定位圓弧直徑滾子定位角度從動鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計：由初選主動鏈輪齒數(shù)，為08A型滾子鏈條知鏈輪的分度圓直徑：d=257.1mm齒頂圓直徑;查得齒根圓直徑單排齒寬：由于選取10A型滾子鏈條，得：P＞12.7mm齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬確定鏈輪齒槽形狀：齒側(cè)圓弧半徑re=0.12×10.16×(51+2)=64.6176mm滾子鏈定位圓弧直徑滾子定位角度。3.2本章小結(jié)本章計算并確定了外槽輪排種器及精密式排種器鏈傳動的鏈條，鏈輪等裝置的參數(shù)第4章軸的設(shè)計與校核4.1精密排種器模塊軸的設(shè)計與校核1輸入軸上的功率，和轉(zhuǎn)矩于是功率2求鏈輪作用在軸上的壓軸力由鏈輪設(shè)計得:壓軸力為N3初步確定軸的最小直徑軸的材料選45鋼,調(diào)制處理.取[1]于是得:輸入軸最小直徑為加聯(lián)軸器的直徑,由于電機輸出軸的直徑19mm,因此此軸的最小直徑也同樣選取19mm。4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足連接軸與電機的聯(lián)軸套筒的軸向定位的要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一段軸肩故取;由聯(lián)軸套筒的長度可以確定的長度為54mm。初步選用滾動軸承。因為電機輸入軸沒有軸向力作用,只受到徑向力，因此選用單列的深溝球軸承。參照工作要求并得選取基本游隙組,標準精度等級的單列深溝球軸承6005,其尺寸為d×D×B=25×47×12mm同理.取。取安裝鏈輪的軸段Ⅲ-Ⅳ，Ⅹ-Ⅺ的直徑29mm故;鏈輪的左端面采用套筒定位,以知鏈輪寬度，取鏈輪軸長度為9。所以.鏈輪的右邊采用軸肩定位，軸肩高h＞0.07d，故取h=3mm則軸環(huán)處直徑，軸環(huán)寬度b≥1.4h,然后取軸環(huán)的寬度。由于三個排種器的試驗間距確定在400mm所以中間過渡段的軸長，故為了中間段鏈輪的裝配方便，中間段取29mm故為了中間段鏈輪的裝配方便，中間段取29mm。因為裝配的緣故，中間段鏈輪的內(nèi)徑要大于兩邊的兩鏈輪的內(nèi)徑。?、?Ⅶ段鏈輪右側(cè)采用軸肩定位軸肩高度h＞0.07d，故取h=4mm則軸環(huán)處的直徑軸環(huán)寬度b≥1.4h，取軸環(huán)的寬度。至此初步確定了軸的各段直徑和長度。 （3）軸上零件的周向定位 鏈輪與軸的連接采用平鍵連接。按，，得平鍵的截面b×h=8mm×7mm,鍵槽用鍵銑刀加工，長為6mm，同時為保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故采用鏈輪輪轂與軸的配合為鏈輪輪轂與軸的配合為H7/n6;軸與聯(lián)軸套筒的連接方式為銷連接，采用圓柱銷。深溝球軸承與軸的周向定位采取的是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。圖4-1軸承受力分析（4）確定軸上圓角和倒角尺取軸端的倒角為[1]各軸肩的圓角半徑為1mm。5求軸上的載荷根據(jù)軸的受力情況進行分析，做出軸的彎矩圖和扭矩圖：圖4-2軸承受力示意圖從軸的結(jié)構(gòu)圖和軸的彎矩圖，扭矩圖進行分析，可以看出危險截面為A截面和B截面?，F(xiàn)將A截面和B截面的的值列如下：支座反力F1=775.5NF2=775.5N彎矩扭矩T=3500N·mm圖4-3軸承的彎矩圖6按彎合成應(yīng)力校核軸的強度由于A截面和B截面都為危險截面，所以分別進行校核根據(jù)已知數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，危險截面A的計算應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼調(diào)制處理得。因此，故安全。7精確校核軸的疲勞強度（1）判斷危險截面從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面Ⅵ截面Ⅶ截面Ⅲ截面Ⅳ截面Ⅹ截面Ⅺ處的過盈配合所引起的應(yīng)力集中最嚴重，從受載的情況看，截面Ⅵ處是受載應(yīng)力最大的地方。截面Ⅺ截面Ⅲ受應(yīng)力集中與截面Ⅺ截面Ⅳ相同但前兩者不受扭矩作用。故不用進行強度校核。而截面Ⅺ截面Ⅳ受應(yīng)力遠小于截面Ⅵ而由鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因此綜上所述，此軸只需校核截面Ⅵ左右兩側(cè)即可。（2）截面Ⅵ左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅵ左側(cè)的彎矩M為M=100815N·mm截面Ⅵ上的扭矩T為T=3500N·mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為軸的材料為45鋼,調(diào)制處理。得,,截面由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及∵,∴[1]可得軸材料的敏感性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為尺寸系數(shù)扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為：軸未經(jīng)表面強化處理，即按如下公式得綜合系數(shù)為又由碳鋼的特性系數(shù)取0.1取0.05于是，計算安全系數(shù)值：故可知其安全。（3）截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅵ左側(cè)的彎矩M=100815N·mm截面Ⅵ上的扭矩T=3500N·mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為：0.92取過盈配合系數(shù)1.46，軸未經(jīng)表面強化處理，即按如下公式得綜合系數(shù)又由碳鋼的特性系數(shù)取0.1取0.05于是，計算安全系數(shù)值： 故此軸安全。輸出設(shè)計：1輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩于是功率2求鏈輪作用在軸上的壓軸力由鏈輪設(shè)計得壓軸力為3初步確定軸的最小直徑軸的材料選用45鋼調(diào)制處理.取[1]，得由于精密排種器的動力輸入軸的直徑19mm,排種器與此軸采用的是圓柱銷連接，因此軸與排種器輸入軸的連接采用空心圓筒連接，筒的內(nèi)徑為19mm,筒的外徑大于最小軸徑，為確保連接剛度，故初步選用29mm。4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擬定軸上零件的裝配方案(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為滿足軸與精密排種器動力輸入軸的配合情況，故取將軸段Ⅰ-Ⅱ制造成筒型軸，內(nèi)孔直徑與排種器動力輸入軸孔徑匹配，采用內(nèi),外。根據(jù)排種器動力輸入軸的伸出長度，可以確定內(nèi).初步確定外.取安裝鏈輪處的軸段Ⅰ-Ⅱ的直徑.鏈輪左端采用螺母緊固。鏈輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h＞0.07d，故取h=4mm則軸環(huán)處的直徑軸環(huán)寬度b≥1.4h，取軸環(huán)的寬度至此初步確定了軸的各段直徑和長度。(3)軸上零件的周向定位鏈輪與軸的連接采用平鍵連接。按平鍵的截面b×h=4mm×4mm,鍵槽用鍵銑刀加工,長為8mm，同時為保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故采用鏈輪輪轂與軸的配合為鏈輪輪轂與軸的配合為;軸與排種器軸的連接方式為銷連接。采用圓柱銷。(4)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端的倒角為，各軸肩的圓角半徑為1mm。圖4-4軸承數(shù)據(jù)分析5求軸上的載荷根據(jù)軸的受力情況進行分析，做出軸的彎矩圖和扭矩圖：從軸的結(jié)構(gòu)圖和軸的彎矩圖，扭矩圖進行分析，可以看出危險截面為A截面和B截面。現(xiàn)將A截面的的值列如下：支座反力F=517N彎矩扭矩圖4-5軸承彎矩圖與扭矩圖6按彎合成應(yīng)力校核軸的強度由于A截面都危險截面，所以進行校核根據(jù)已知數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，危險截面A的計算應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼調(diào)制處理，得。因此，故安全。由于此軸長度很短，危險截面應(yīng)力很小，故不需要精確校核疲勞強度。4.2外槽輪式排種器軸的設(shè)計和校核1輸入軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩于是功率2求鏈輪作用在軸上的壓軸力由鏈輪設(shè)計得壓軸力為3初步確定軸的最小直徑軸的材料選用45鋼調(diào)制處理，取[1]。于是得輸入軸最小直徑為加聯(lián)軸器的直徑，由于聯(lián)軸器內(nèi)直徑19mm，因此此軸的最小直徑也同樣選取19mm。4一軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足連接軸與電機的聯(lián)軸套筒的軸向定位的要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一段軸肩故取;由聯(lián)軸套筒的長度可以確定。初步選用滾動軸承。因為電機輸入軸沒有軸向力作用,只受到徑向力，因此選用單列的深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，選取0基本游隙組，標準精度等級的單列深溝球軸承6005，其尺寸為d×D×B=25mm×47mm×12mm同理.取。取安裝鏈輪的軸段Ⅲ-Ⅳ的直徑為29mm故鏈輪的左端面采用套筒定位，以知鏈輪寬度，取鏈輪軸長度為9。故.鏈輪的右邊采用軸肩定位，軸肩高度h＞0,07d，故取h=3mm則軸環(huán)處的直徑軸環(huán)寬度b≥1.4h，取軸環(huán)的寬度。至此初步確定了軸的各段直徑和長度。 （3）軸上零件的周向定位鏈輪與軸的連接采用平鍵連接。按由表6-1[26]查得平鍵的截面b×h=4mm×4mm,鍵槽用鍵銑刀加工,長8mm，同時為保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故采用鏈輪輪轂與軸的配合為鏈輪輪轂與軸的配合為;軸與聯(lián)軸套筒的連接方式為銷連接。采用圓柱銷。深溝球軸承與軸的周向定位采取的是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端的倒角為,各軸肩的圓角半徑為1.5mm2mm.(5)求軸上載荷圖4-6軸上載荷分析根據(jù)軸的受力情況進行分析，做出軸的彎矩圖和扭矩圖：從軸的結(jié)構(gòu)圖和軸的彎矩圖，扭矩圖進行分析，可以看出危險截面為A截面和B截面?，F(xiàn)將A截面和B截面的T的值列如下：支座反力F1=1840.28N，F(xiàn)2=894.58NF2彎矩，扭矩6按彎合成應(yīng)力校核軸的強度由于A截面和B截面都為危險截面，所以分別進行校核。根據(jù)已知數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，危險截面A的計算應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼調(diào)制處理，得。[1]因此，故安全。(1)輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩于是功率(2)求鏈輪作用在軸上的壓軸力由鏈輪設(shè)計得壓軸力為(3)初步確定軸的最小直徑軸的材料選用45鋼調(diào)制處理，取,于是得由于外槽輪式排種器的槽輪內(nèi)徑為20mm，槽輪與花鍵套相連，花鍵套內(nèi)徑17mm，故為了安裝軸承，選取最小軸段為15mm。待最后進行校核。7.二軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1）擬定軸上零件的裝配方案(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度初步選用滾動軸承。因為電機輸入軸沒有軸向力作用，只受到徑向力，因此選用單列的深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，選取0基本游隙組，標準精度等級的單列深溝球軸承6002，其尺寸為d×D×B=15mm×32mm×9mm。額定載荷5.62kN取。由于鏈輪靠近軸的右端，故選?、?Ⅳ段軸承為單列深溝球軸承，參照工作要求,選取0基本游隙組，標準精度等級的單列深溝球軸承6005，其尺寸為d×D×B=25×47×12mm.額定載荷5.62kN故取，取。取安裝鏈輪的軸段Ⅵ-Ⅶ的直徑20mm故，鏈輪的右端面采用螺母定位，以知鏈輪寬度，取鏈輪軸長度為9。故.鏈輪的右邊采用軸肩定位，軸肩高度h＞0.07d，故取h=4m則軸環(huán)處的直徑軸環(huán)寬度b≥1.4h，取軸環(huán)的寬度。由于12個外槽輪式排種器的試驗間距確定在200mm，外槽輪式排種器的寬度跨度為110mm,所以中間過渡段的軸長:。故為了中間段鏈輪的裝配方便,中間段取17mm.軸Ⅳ-Ⅴ段為軸承座與鏈輪間的過渡段,取至此初步確定了軸的各段直徑和長度。 軸上零件的周向定位鏈輪與軸的連接采用平鍵連接。按由表6-1查得平鍵的截面b×h=8×7mm,鍵槽用鍵銑刀加工,長為8mm，同時為保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故采用鏈輪輪轂與軸的配合為鏈輪輪轂與軸的配合為；軸與聯(lián)軸套筒的連接方式為銷連接。采用圓柱銷。深溝球軸承與軸的周向定位采取的是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。(4)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端的倒角為，各軸肩的圓角半徑為1.5mm.[1]8.求軸上的載荷有已知條件：外槽輪式排種器的單個扭矩為5000N·mm忽略軸和鏈輪的自重。根據(jù)軸的受力情況進行分析，做出軸的彎矩圖和扭矩圖：從軸的結(jié)構(gòu)圖和軸的彎矩圖，扭矩圖進行分析，可以看出危險截面為A截面和B截面。現(xiàn)將A截面和B截面的T的值列如下：支座反力F1=979.79NF2=34N彎矩扭矩T=10000N·mm圖4-7彎矩受力分析9.按彎合成應(yīng)力校核軸的強度由于A截面和B截面都為危險截面，所以分別進行校核根據(jù)已知數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0危險截面A的計算應(yīng)力為危險截面B的應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼調(diào)制處理，[1]。因此，故安全。7精確校核軸的疲勞強度（1）判斷危險截面從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面c截面Ⅲ及安裝外槽輪排種器的截面處的過盈配合所引起的應(yīng)力集中最嚴重，從受載的情況看，截面Ⅲ處是受載應(yīng)力最大的地方。而截面c和裝外槽輪排種器的截面受應(yīng)力遠小于截面Ⅲ而由鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因此綜上所述，此軸只需校核截面Ⅲ左右兩側(cè)即可。（2）截面Ⅲ左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅲ左側(cè)的彎矩M為M=38699.4N·mm截面Ⅲ上的扭矩T為T=10000N·mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。，，截面由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及因,經(jīng)插值后可查得可得軸材料的敏感性系數(shù)為[1]故有效應(yīng)力集中系數(shù)為尺寸系數(shù)扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：[1]軸未經(jīng)表面強化處理，即按如下公式得綜合系數(shù)為又由碳鋼的特性系數(shù)取0.1取0.05于是，計算安全系數(shù)值故可知其安全。(3)截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅲ左側(cè)的彎矩M為M=38699.4N·mm截面Ⅲ上的扭矩T為T=10000N·.mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：[1]取過盈配合系數(shù)1.46軸未經(jīng)表面強化處理，即按如下公式得綜合系數(shù)為又由碳鋼的特性于是，計算安全系數(shù)值：故此軸安全。4.3本章小結(jié)本章計算并校核了精密式排種器軸以及外槽輪式排種器軸的各個參數(shù)并確定了兩種排種器所需的軸。第5章其他工作部件和機構(gòu)5.1深溝球軸承的校核計算由軸的計算可以知道，選用6005和6003兩種型號的深溝球軸承。6005型號深溝球軸承的基本額定載荷C為10.1kN，[2]6002型號深溝球軸承的基本額定載荷C為5.62kN，[2]由以上計算得，6005型號深溝球軸承在所受載荷分別為1840.28N775.5N979.29N取進行軸承的壽命校核。由公式[3]溫度系數(shù)為1.0[3]由于為球類軸承，所以；此播種機試驗臺的機器類型為短期或間斷使用機械。預(yù)計使用壽命：3000—8000h故符合要求。6002型號深溝球軸承所受載荷為34N由以上公式得：故也符合要求。5.2電機的選擇計算根據(jù)精密式排種器的工作扭矩以及排列方式計算得總扭矩：根據(jù)實際工作的需要，排種器實驗臺需要實現(xiàn)不同速度的排種試驗功能，故考慮選取步進電機進行調(diào)速。初選鏈傳動作為傳動方式，傳動比i=3：1根據(jù)公式得：電機步進電機的特點:在額定轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速條件下保持輸出扭矩不變，近似等于步進電機的靜扭矩。因此，除去傳動損耗，初選T=12N﹒m的步進電機。型號參數(shù)：框號110×110，電機長221mm，機身長195mm，默認19mm軸徑,鍵槽6×6×25，電機鈕力20.0N·m，電流7A，最高轉(zhuǎn)速900rpm，額定轉(zhuǎn)速600rpm由于外槽輪式排種器的工作扭矩很小，所以12個排種器串聯(lián)所需的驅(qū)動扭矩可以由帶動3個精密排種器的電機帶動，因此，在這里就不再另外選取新型號的步進電機。5.3其他部件的三維設(shè)計根據(jù)指夾式精密排種器的使用功能，設(shè)計種箱的同時預(yù)留出肥箱的空間。種箱由3mm厚的鋼板搭建而成。圖5-1精密排種器PROE繪圖指令圖5-2精密排種器PROE圖圖5-3排種箱Proe繪畫指令圖5-4排種箱Proe圖圖5-3鏈輪的proe繪畫指令圖5-6鏈輪proe圖5.4本章小結(jié)本章計算并校核了深溝球軸承的的各個參數(shù)，并確定了實驗臺所需的電機，并且展示了幾種零部件的三維設(shè)計?？偨Y(jié)通過計算分析，和實際理論相結(jié)合。使我的設(shè)計達到了我的預(yù)計目標;兩個模塊的排種器分別選用外槽輪式排種器以及指夾式精密排種器。排種器試驗臺可以在田間進行實地測試，可以滿足復(fù)雜工況下的排種器試驗要求。并且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。實驗臺的構(gòu)造比較簡單明了，容易使用，綜合性能高及實現(xiàn)了全自動和多功能，使農(nóng)業(yè)有了一臺綜合性高的免耕播種試驗臺

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感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。

感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。

由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！附錄免耕播種技術(shù)簡介保護性耕作發(fā)展?jié)摿?005年保護性耕作開始列入中央一號文件，文件指出“改革傳統(tǒng)耕作方法，發(fā)展保護性耕作”。之后，保護性耕作技術(shù)便作為我國小麥、玉米主產(chǎn)區(qū)的主推技術(shù)。而免耕施肥播種機是保護性耕作技術(shù)中的關(guān)鍵機具，在國外已非常成熟，在我國尚處于試驗階段，需要在多個方面加以改進完善，才能更好地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，也才能使保護性耕作技術(shù)得以順利實施，盡快產(chǎn)生更大的社會經(jīng)濟效益。保護性耕作機械化技術(shù)是指以保護農(nóng)田表面土壤為目的，采用機械化耕作手段，提高土壤的蓄水保墑能力，防止水土流失的一種機械化作業(yè)方式。與傳統(tǒng)耕作方法相比，保護性耕作機械化技術(shù)可以降低機械進地次數(shù)和耕翻次數(shù)，減小耕作對土層表面的破壞，改善土壤理化性狀，從而達到提高產(chǎn)量的目的。保護性耕作機械化技術(shù)包括深耕翻、深松、壟溝種植法，水平等高耕作、等高溝壟耕作、蓄水聚肥改土耕作、秸稈覆蓋保墑技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)等。其效果主要有體現(xiàn)在兩方面：一是可以減小因耕翻次數(shù)多而造成的對土壤表面覆蓋的破壞，提高土壤抗風蝕、水蝕的能力；二是可以通過農(nóng)田改造，提高土壤的蓄水保墑能力，減少土壤沖刷流失。保護性耕作技術(shù)被譽為是對我國傳統(tǒng)耕作制度的一次變革,國家在小麥、玉米主產(chǎn)區(qū)的主推技術(shù)。在經(jīng)濟效益方面，通過該技術(shù)的應(yīng)用可比傳統(tǒng)耕作方式種植小麥，每畝可至少節(jié)約機械作業(yè)費、灌溉費、化肥費120元。大量的試驗證明還可實現(xiàn)小麥畝增產(chǎn)5%以上。機手作業(yè)也可提高3倍的收益。保護性耕作通過免耕、少耕，采取機械化復(fù)式作業(yè)，簡化生產(chǎn)工序，降低作業(yè)成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，起到節(jié)本增效的作用。試驗表明，在一年兩熟區(qū)，保護性耕作節(jié)本增效帶來的綜合經(jīng)濟效益平均為101元／畝，一年一熟區(qū)為43.5元／畝。北方旱作地區(qū)農(nóng)作物總播種面積10億多畝，如果60％實行保護性耕作，可為農(nóng)民節(jié)本增效300億元。同時，保護性耕作技術(shù)能大幅度提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省勞動力，在農(nóng)村青壯年勞動力短缺的情況下，發(fā)展保護性耕作有利于穩(wěn)定和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，保障國家食品安全。保護性耕作制是通過改善農(nóng)田生產(chǎn)條件，提高農(nóng)田綜合生產(chǎn)力，將農(nóng)民從繁重的農(nóng)事作業(yè)解放出來，實現(xiàn)糧食豐產(chǎn)、農(nóng)村清潔、資源利用的有機結(jié)合，同時有助于妥善解決農(nóng)村廢棄物處理及清潔環(huán)境。保護性耕作也是降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，促進糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)民增收的有效途徑之一，它省工、省時、節(jié)約費用，不僅可以降耗，而且可以減少土壤耕作次數(shù)，減少了機械動力和燃油的消耗成本。在社會效益方面，通過該技術(shù)的應(yīng)用可節(jié)約能源30%左右，節(jié)水30%左右，節(jié)肥30%左右。有效減少化肥污染，減少土壤水蝕80%左右，減少土壤風蝕(農(nóng)田揚塵)60%。可以有效防止秸稈焚燒造成的大氣污染，有效減少農(nóng)業(yè)耕作產(chǎn)生的CO2氣體污染。此外還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，保持土壤肥力，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。TillagesowingTechnicalOverviewthedevelopmentpotentialofconservationtillage.Fromthebeginningof2005,theinclusionofconservationtillagecentraldocument,documentstatesthat"thereformoftraditionalfarmingmethods,thedevelopmentofconservationtillage."Afterthat,weasconservationtillagetechnologyofwheat,corn,themainproducingareasofthemainpushtechnology.Theno-tillconservationtillagefertilizationseederisakeytechnologyinmachinery,inforeigncountrieshasbeenverymature,inChinaisstillintheexperimentalstage,needstobeimproved,inordertobettermeettherequirementsofagriculturalproductioninmanyareas,butalsotoConservationtillagetechnologytoenablesmoothimplementation,resultingingreatersocialandeconomicbenefitsassoonaspossible.ConservationtillagemechanizationtechnologyreferstotheprotectionoffarmlandsoilsurfaceforthepurposeofmechanizedfarmingmeanstoimproveXushuibaoshangcapacityofthesoiltopreventerosionofamechanizedway.Comparedwithtraditionalfarmingmethods,conservationtillagemechanizationtechnologycanreducethemechanicalplowingintothegroundandthenumberoftimestoreducethedamagetothesoilsurfacetillagetoimprovesoilphysicalandchemicalproperties,soastoachievethepurposeofimprovingproduction.Conservationtillagemechanizationtechniquesincludedeepplowingturn,subsoiling,furrowplantingmethod,horizontalcontourfarming,contourridgeandfurrowfarming,waterandfertilizerimprovingsoiltillage,mulchingsoilmoistureanditsrelatedtechnologiessupportingtechnology.Itseffectsaremainlyreflectedintwoaspects:First,canreducethedamagetothesoilsurfacecoveredbyplowingcausedmoretimes,improvesoilresistancetowinderosion,watererosioncapability;Second,throughthetransformationoffarmland,improvesoilwaterstoragewaterretentioncapacity,reducesoilerosionloss.Knownasconservationtillagetechnologyisarevolutionoftraditionalfarmingsystems,thestateofwheat,cornproducingareasmainpushtechnology.Intermsofeconomicbenefits,throughtheapplicationofthistechnologyplantingthanconventionaltillagewheatperacreoperatingcostssavingsofatleastmachinery,irrigationcosts,fertilizercosts$120.Canachievealoto