小型播種機的設計 說明書

本科畢業(yè)論文（設計） 題目 小型播種機的設計 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 姓 名 指導教師 起訖時間 目 錄 設計總說明 .1 THE GENERAL DESCRIPTION OF THE DESIGN.2 1. 緒 論 .3 1.1 播種機的發(fā)展現狀 .3 1.1.1 我國播種機的發(fā)展現狀 .3 1.1.2 國外播種機械的研究現狀 .4 1.2 國內外播種機械的發(fā)展趨勢 .4 1.3 小型播種機的發(fā)展前景 .4 2. 小型播種機依據設計和設計原理概述 .5 2.1 小型播種機設計依據 .5 2.2 小型播種機的原理 .5 3. 小型播種機的總體設計 .8 3.1 小型播種機的設計要點 .8 3.2 播種機的主要參數的確定 .8 3.2.1 播種機動力來源 .8 3.2.2 播種機工作速度 .9 3.2.3 播種機的工作功率 .9 4. 播種機的具體設計 .10 4.1 排種器 .10 4.1.1 排種器作用和要求 .10 4.1.2 排種器的選用 .10 4.1.3 排種輪參數的選用(本論文以大豆專用排種器為例) .11 4.1.4 毛刷輪的參數選擇 .11 4.2 開溝器 .12 4.2.1 開溝器要求 .12 4.2.2 開溝器的分類 .12 4.2.3 開溝器的設計 .13 4.3 覆土器 .14 4.4 導種管 .14 4.5 地輪 .15 4.6 鏈輪及鏈傳動的設計 .15 4.6.1 選擇鏈輪齒數和材料 .15 4.6.2 選擇鏈條型號和節(jié)距 .16 4.6.3 鏈輪的主要尺寸計算 .18 4.7 齒輪傳動的設計 .19 4.7.1 選齒輪的基本參數 .19 4.7.2 按齒根彎曲疲勞強度設計齒輪 .20 4.7.3 齒輪幾何尺寸 .23 I 4.8 種箱 .24 4.8.1 種子箱的要求： .24 4.8.2 種箱容量計算 .24 5. 播種機播前準備與注意事項 .25 5.1 播種機的播前準備 .25 5.2 正確操作播種機 .25 5.3 播種作業(yè)時的注意事項： .25 6. 播種機的保養(yǎng) .26 7. 結論與展望 .27 7.1 結論 .27 7.2 展望 .27 致 謝 .28 參考文獻 .29 0 設計總說明 本設計題目思路來源于社會實際。中國的地形復雜多樣，比如：北方平原地區(qū)， 地勢平坦，大型成套農業(yè)機械發(fā)展很好，農用機械普及率比較高。相比較而言，南 方丘陵地區(qū)地面崎嶇不平，由連綿不斷的低矮山丘組成的，因此大型農用機械難以 普及應用，所以適應這種地區(qū)的小型農用機械有其相發(fā)展的前景。 本設計是在大型播種機的基本原理的基礎上，吸收國內外大型播種機的先進技 術，再結合我國的播種機械的發(fā)展現狀而設計的小型播種機。這種播種機體積小， 重量輕，容易搬運，能適應南方丘陵地區(qū)的小塊田地的機械化播種作業(yè)。 本文先對播種機整體的配置情況以及播種機的工作原理作了簡要的介紹，接著 對排種器、開溝器、覆土器、導種管、地輪、鏈輪、齒輪等主要零件進行設計，選 用。主要結論如下： 1、排種器（本文以大豆專用排種器為例） ，根據大豆最適宜種植行距設計出了 精密播種的排種器，即每隔一定距離的行距排一次種。而且排種器的設計速度比較 慢這樣有利于種子更方便的充滿排種孔內，降低了漏播的概率。 2、開溝器，通過參考犁的結構和外形，對開溝器的外性進行小型化處理。值 得一提的是，本設計把排種器末端設置在開溝上，這樣導種管不易堵塞。 3、地輪，本論文對傳統(tǒng)的地輪做了一次升級，主要是針對地輪易打滑的現象， 特意設計了提高地輪與地面接觸力的新型地輪。 4、傳動裝置方面主要參考現有的設計準側。這部分比較多的計算。 除了對小型播種機的具體零件進行設計之外，本文在論文末尾部分還簡單的介 紹了在播種機使用之前的注意事項，如何正確的操作播種機以及播種機日常的保養(yǎng) 維修等情況。 小型播種機能改善南方丘陵地區(qū)農民的工作條件，減輕農民日常的工作強度， 對提高農民的工作效率有積極的作用。 關鍵詞：小型播種機；丘陵；便捷；小型。 1 The general description of the design This design topic idea comes from social practice. Chinese terrain is complicated, such as: the north plain area, flat, large sets of agricultural machinery development is very good, relatively high rate of agricultural machinery popularization. In comparison, in southern hilly region was bumpy, composed of low hills without stop, so it is difficult to large-scale agricultural machinery popularization and application, so to adapt to the small agricultural machinery of the region has its development prospects. This design is based on the basic principle of the large planter, absorb domestic and foreign advanced technology of large planter, small seeder combined with the development status of sowing machinery in China and design. The seeding machine has the advantages of small size, light weight, easy to carry, can adapt to the Mechanized Sowing of small fields in southern hilly areas of the. The first configuration of the drill seeder and the overall principle are briefly introduced, then the design of the main parts of the metering device, furrow opener, covering device, pipe, wheel, sprocket, gear, selection. The main conclusions are as follows: 1, the metering device (the special soybean metering device as an example), according to the most suitable soybean planting spacing design of seed metering device for precision sowing, i.e. every certain distance of a kind of row spacing. 2, the opener, the structure and shape of the reference plow, miniaturized processing of opener. It is worth mentioning that, the design of the metering device is arranged in the end of this kind of ditching, the guide tube is not easy to be blocked. 3, the wheel, the traditional wheel to do an upgrade, mainly for the wheel slipping phenomenon, the new specially designed to improve the land wheel and wheel ground contact force. 4, the transmission device mainly referring to existing design standards. This part compares a lot of computation. In addition to the specific parts of the small seeder was designed in this paper, the end part also introduces the matters needing attention before sowing machine, how to correct operation and seeder seeding machine daily maintenance and repair etc. Small seeder in southern hilly region to improve farmers working conditions, reduce their work intensity daily, has a positive effect on improving the efficiency of farmers. Keywords: Small seeder,；The hills,；Convenient ； miniature. 2 1. 緒 論 我國地形復雜多樣，山區(qū)面積廣大，山地和丘陵的面積約占全國總面積的三分 之二，而且大約有四分之一的人口在山區(qū)生活，工作。其中大部分農民從事著原始 的農耕。對于從小生長在農村的我來說感觸更深。雖然我國有一些地區(qū)（比如北方 平原地區(qū)）農村耕作機械化水平比較高。對于南方丘陵地區(qū)（ 圖 1-1 為江西省崇 義縣上堡梯田） ，像在北方平原地區(qū)使用的大型農業(yè)機械根本無法開進這樣的田間。 因此，針對這些地區(qū)設計相應的小型農業(yè)機械是是分有必要的。而且具有廣闊的市 場前景。 圖 1-1 江西上堡梯田 1.1 播種機的發(fā)展現狀 1.1.1 我國播種機的發(fā)展現狀 我國農業(yè)機械發(fā)展現狀歸納如下： 1、播種機械品種繁多。播種機可分為許多類型，目前使用比較普遍的主要有 撒播機、谷物條播機、點（穴）播機、聯合播種機、鋪膜播種機和免耕播種機等。 1針對不同的地區(qū)條件和種子物理特性，播種作業(yè)時只需要選擇對應類型的播種機。 2、關鍵原理多樣化。播種機采用原理是各式各樣的，采用每不同的原理設計 的播種機有各自的優(yōu)缺點，這為農戶提供了多樣化的選擇，有利于我國農業(yè)機械的 健康發(fā)展。 8 3、我國的播種機械與發(fā)達國家的播種機械有明顯的差距。主要體現在播種的 精度、播種時漏播率、播種機械的工作效率和機械設備的自動化程度上。 9 3 1.1.2 國外播種機械的研究現狀 綜合國外農業(yè)發(fā)達國家播種機械的發(fā)展現狀，與我國的具體實際，將國外播種 機械的發(fā)展現狀總結如下： 9 1、采用新的技術和原理，播種效率極大提升。 2、播種機械更加節(jié)省能源和對環(huán)境污染更低。 3、微電子科技技術和新型材料發(fā)展的發(fā)展促使了農業(yè)機械走向信息化、智能 化、現代化。 4、遠程控制技術、GPS 技術、數據庫技術等新型信息技術更加廣泛的應用到 農業(yè)上，使人們漸漸遠離原始的農耕。 9 1.2 國內外播種機械的發(fā)展趨勢 播種機械的發(fā)展趨勢主要取決于：一是農業(yè)發(fā)展的實際需要； 二是科技發(fā)展 的現實情況。未來的農用機械發(fā)展趨勢如下。 9 1、信息化操作系統(tǒng)的應用 人類已經進入信息化時代，尤其是互聯網技術飛速的發(fā)展，使很多理想成為現 實。目前，信息化技術被廣泛的應用到農用機械中。衛(wèi)星定位、遠程控制等技術發(fā) 展，勢必會給農業(yè)機械的發(fā)展提供很大的技術支持。 2、新型材料和信息技術的發(fā)展 隨著世界各國對教育事業(yè)的大力支持，越來越多的人才將投入到科學技術的研 究上。新型材料以及信息技術為農用機械走向信息化、智能化提供了技術支持。 3、從目前簡單的單項作業(yè)向各機種聯合作業(yè)發(fā)展 現代農業(yè)的迅猛發(fā)展，現有的播種技術已經難以滿足農業(yè)機械向更高的層次發(fā) 展。今后，你將看到越來越多的聯合作業(yè)機械出現在田野里。人們將會享受到科技 帶來的便捷。 1.3 小型播種機的發(fā)展前景 就本設計的小型播種機而言，因為它是針對丘陵山區(qū)地區(qū)而設計的播種機，具 有結構簡單、功耗低、體積小以及價格低廉等優(yōu)點，它能滿足山區(qū)農業(yè)機械化的需 求。而國外對農用耕地開發(fā)的比較好，大部分農耕用地都比較平整，適合大型農機 工作。小型、微耕機械對我國南方丘陵山區(qū)、以及西部山地有很大的需求，而且國 家正在大力推進中部地區(qū)崛起和西部地區(qū)發(fā)展，相信有很多促進小型、微耕機械發(fā) 展的政策會出臺。綜上所述，小型播種機械具有及其廣闊的發(fā)展空間。 4 2. 小型播種機依據設計和設計原理概述 2.1 小型播種機設計依據 播種機必須以播種作業(yè)的基本步驟為依據。根據中國傳統(tǒng)農業(yè)的種植習慣，播 種作業(yè)的一般程序如圖 2-1 所示。 圖 2-1 一般播種作業(yè)程序 考慮到一般性的整地機械比較成熟，所以本論文不重新設計。本論文設計的播 種機從開溝這個步驟開始，對開溝，播種這兩個步驟進行了比較詳細的設計。 2.2 小型播種機的原理 目前國內外播種機大多數采用精密播種的原理，即單粒點播和穴播。 1播種機 的總體結構如圖 2-2 所示。 5 1.地輪 2.機架 3.鏈傳動 4.排種器 5.種箱 6.開溝器 7.導種管 圖 2-2 小型播種機 播種機工作前通過連接板與拖拉機連接后，由拖拉機拖動工作，這樣拖拉機 （通常保持水平狀態(tài)）與播種機保持相對水平的狀態(tài)，為了滿足不同作物對播種深 度的要求，可以在播種前通過調節(jié)開溝器與機架（假如機架在一定范圍內與地面保 持一定的高度）的相對高度，來實現不同的播種深度。 播種機在工作過程中，物理學意義上的動力其實來源于地輪與地面之間的摩擦 力（因此防止地輪出現打滑現象十分重要） 。本設計的播種機傳動系統(tǒng)比較簡單， 工作時出現故障也比較容易排除。小型播種機運動簡圖如圖 2-3 所示。 圖 2-3 小型播種機運動簡圖 6 具體的工作流程如下： （1）在拖拉機的牽引下，播種機向前運動，地輪也隨之轉動。 （2）地輪的轉動帶動地輪軸上的鏈輪轉動，通過鏈傳動帶動毛刷輪軸的轉動。 （3）通過齒輪嚙合帶動排種輪軸轉動，最后實現排種輪的轉動，從而實現排 種器的排種。 （4）最后從排種器排出的種子在重力的作用下通過導管落入開溝器內。 上述工作過程就是小型播種機的一次完整的播種作業(yè)過程。 7 3. 小型播種機的總體設計 3.1 小型播種機的設計要點 本設計的播種機采用整體式種箱，開溝器通過緊固件固定（可調節(jié)深度）在機 架的橫梁上?？紤]到要適應面積稍大的地，特意設計了連接裝置，這時可以采用 2 臺4 臺小型播種機聯合作業(yè)，提高單次作業(yè)效率。 播種機動力主要來源于拖拉機的牽引（有些偏遠地區(qū)可以考慮畜力） 。因此在 設計時，應考慮播種機質心，以及播種作業(yè)時播種機能否平穩(wěn)工作，還要考慮播種 機整體的剛度以及工作后的保養(yǎng)維護等問題。 3.2 播種機的主要參數的確定 小型播種機的參數主要包括動力、工作速度、工作功率。 3.2.1 播種機動力來源 播種機工作時通常采用后三點式懸掛在拖拉機上，通過拖拉機來提供動力。本 設計也是這樣，采用市場上與拖拉機配套的懸掛機構，播種機就可以正常工作，所 以不重復設計。通常只需要將播種機的前部連接到拖拉機的懸掛機構上，播種機就 能工作。 為了避免資源浪費，本設計選用可以和其他農用機械通用的拖拉機。參考其他 小型機械農用機械的功率，選用手扶拖拉機作為動力來源。圖 3-1 所示為河南千里 機械有限公司生產的小型手扶拖拉機。自帶柴油機為 QL190-1 型柴油機，功率 7kW。 8 圖 3-1 小型手扶拖拉機 3.2.2 播種機工作速度 受實際條件的限制，播種機一般采用 46km/h 的工作速度，安裝上本論文專門 設計的地輪，在正常的速度下可以較大程度的降低地輪打滑現象，提高播種機工作 的播種精度，減少漏播的幾率。因此在實際的播種操作時，應該反復試驗，最終確 定最佳的播種速度作為指導速度給用戶參考。如果播種速度太大還要考慮開溝器入 土時的力矩、機架剛度、軸、軸承以及鏈輪等能否正常工作，所以提高運行速度， 各部件要求更高而且還會提高設計、制造的成本。故本設計的最大速度為 6km/h。 3.2.3 播種機的工作功率 播種機的工作效率包括開溝器工作功率，各部件運轉功率率，拖動播種機自身 運動所需的功率。 12234()vFP（ ） （ ） 式中： F1 為驅動開溝器向前運動的力， （單位 N） F2 為克服播種機自重向前運動的力， （單位 N） V 為播種機的工作濕度， （單位 m/s） ， 為齒輪傳動的工作效率，約為 97%，1 為鏈傳動的工作效率，約為 96%，2 運動部件所占的消耗的功率占總功率的比值，約為 15%3 其他消耗的功率，約為 10%4 初算工作效率 12234()v6kwFP（ ） （ ） 9 4. 播種機的具體設計 本論文設計的小型播種機懸掛在一般通用的小型農用手扶拖拉機上，通過拖拉 機的拖動動播種機工作。因其在設計上采用輕便材料，整體體積較小，故在完成轉 彎、掉頭等操作時，靠人力便能輕松的完成。播種機主要由機架、種箱、排種輪、 毛刷輪和地輪等部件組成。 播種機在實施播種作業(yè)時，通常先由開溝器在地里開出深度一致的種溝，然后 由排種器均勻地排出種子，排出的種子通過導種管在重力的作用下落到種溝內實現 種子的播種，最后由覆土器覆土。總的來說，為了完成上述一系列的工作，一個完 整的播種機構中，最重要的執(zhí)行部分主要由以下幾部分：排種器、開溝器、覆土器、 和傳動機構等。 1 4.1 排種器 排種器的種類很多，主要有三大類， 1即撒播排種器、條播排種器和點（穴） 播排種器。 1 4.1.1 排種器作用和要求 排種器是在種箱中定量地分離種子，在不保證不損傷種子的情況下將種子精確 地播種到對應的種床的裝置。然而考慮到不同植被的種子的質量、體積、外形輪廓 等不相同或相似，所以一種排種器不可能滿足所有種類的種子要求，因此對于一種 （或者外形相似的種子）必須對應一種排種器。考慮到實際情況，我的構想是設計 一個系列的排種器，每一種排種器對應一種種子，因此在實際作業(yè)的時候，需要播 哪類種子時選對應類型的排種器即可。這就要求不同類型的排種器具有一定的通用 性，即不同種子的排種器能夠安裝在播種機上而且能夠正常運行。 4.1.2 排種器的選用 孔輪式排種器具有以下優(yōu)點： 12 1.播種量穩(wěn)定性好。因為孔輪式排種器的型孔很容易充滿種子，所以播種時對 播種機整體的速度振動情況要求不是很高。 2.行距控制好。因為孔輪式排種器采用圓周結構，播種機每行進一定的距離， 排種輪便會從種箱中“排出”設置好的種子數量。 10 3.經濟性?？纵喪脚欧N器設計簡單，制造成本低，便于批量生產。 4.1.3 排種輪參數的選用(本論文以大豆專用排種器為例) 排種輪主要參數有排種輪直徑和排種輪寬度?？紤]到減小排種時的脈沖現象； 因此排種輪因盡量選用較小的直徑，考慮到實際生產已經大豆種間最適合行距 300mm400mm11，取排種輪的直徑為 100mm。這樣排種輪每旋轉一周，種子 從種箱排出一次，兩次排出種子的實際行距為 314mm，即行間距約為 314mm。采 用這種設計還有另一個好處，那就是只需要設計一種排種輪的模具，然后在通過改 變排種輪上的種孔的個數從而改變排種輪一周所所排出種子的次數，就可以得到不 同的行間距。排種輪所受的交變應力不大，查機械設計手冊知 MC 尼龍的性能 特點：強度高、拉伸強度可達 90MPa 以上，減磨耐磨型優(yōu)于其它尼龍， 3適用于大 型鑄件、大型軸承、齒輪、蝸輪及其它受力件，如礦機大軸套、吊重汽車吊桿蝸輪。 3增強的 MC 尼龍，可作鉆床升降螺母。 3所以選用 MC 尼龍作為生產排種輪的材 料。 大豆種子通常長 47.5mm，寬 815mm，所以設計種孔為直徑為 15mm， 種孔深度為 16mm。圖 4-1 所示為排種輪模型。 圖 4-1 大豆排種輪 4.1.4 毛刷輪的參數選擇 毛刷輪的作用是將排種輪孔中超出種孔的種子掃出排種輪輪孔內，從而達到排 種每一次旋轉一周，從排種輪排出的種子只有 2 粒，提高了播種精度，降低了有些 種孔播種多，有些種孔播種少的現象。除此之外毛刷輪還可以清潔種箱和排種輪， 對種子從種箱的正常排出起著關鍵性的作用。因此使用毛刷輪是十分必要的。市場 上毛刷輪制造已經成熟故只需直接選用。通常選用磨料尼龍作為毛刷輪的毛刷材料， 由磨料尼龍制作的毛刷輪具有耐磨、價格低廉的優(yōu)點。本著美觀大方，設計簡單的 11 原則，本設計選用的毛刷輪直徑和排種輪一致。這樣既簡便了設計，又簡化了計算。 排種輪和毛刷輪的三維配合模型如圖 4-2 所示。 圖 4-2 排種輪與毛刷輪 4.2 開溝器 4.2.1 開溝器要求 開溝器是播種機的一個十分關重要的部件，開溝器的具體作用是在整好的地里 開出種溝，以便后續(xù)將種子導入溝內的其他播種作業(yè)。 2因此，開溝器的結構的設 計及布局的合理性會直接影響到播種機的開溝性能，進而進一步影響到播種機播種 的流暢性和播種的質量。小型播種機的開溝器應滿足如下要求： 1 （1）開出的種溝盡可能直（這就要求操作者具備一定的操作水平和一定的專 業(yè)素養(yǎng)） ，而且要保證深度一致，為了適應不同農作物的播深要求，開溝深度可調 節(jié)。 （2）在進行播種作業(yè)時，開溝器必須開溝整齊，種子在種溝內分布應該均勻。 （3）特別注意的是不讓土中作物殘茬，雜草等造成擁堵，因此本論文在開溝 器前部設計了旋轉機構，以便不讓土中作物殘茬，雜草等纏繞在排種器上。 （4）開溝器必須對土壤適應性好（這樣可以適用于更多的地區(qū)） ，而且結構應 簡單，盡可能減小工作時受的阻力。 4.2.2 開溝器的分類 開溝器由運動原理主要可以分為滾動式和移動式兩大類。 1 （1）常見的滾動式開溝器有：雙圓盤式開溝器、單圓盤式開溝器。 1 （2）常見的移動式開溝器有：鋤式開溝器、鏟式開溝器、箭鏟式開溝器、芯 12 鏵式開溝器、靴式開溝器、船式開溝器等。 1 對比各種開溝器的性能和各自的優(yōu)缺點，本設計采用芯鏵式開溝器。 4.2.3 開溝器的設計 目前，國內大中型播種機的開溝器結構的設計技術已經比較成熟，但這些播種 機一般都具有體積大，轉彎半徑大，開溝阻力大等缺點，不能適應小型播種機上使 用，而且也不能適應在小塊地上播種作業(yè)。但是能小型播種機上使用的開溝器功能 又簡單。因此設計一個能夠實現開溝播種一起的開溝器具有實際的作用。 為了實現開溝器能夠滿足種子在土壤中均勻分布以及滿足不同農作物對種子深 度的不同要求，本設計的開溝器由芯鏵、導種管、深度調節(jié)器組成。在工作時，先 由芯鏵入土開溝，兩個側板向兩側分土形成種溝，再由導管把從排種器排出的種子 在重力的作用下排入土壤中， 1以達到精確播種的效果。 芯鏵式開溝器選用 68mm 厚的 60Mn 鋼板鍛造而成。尖部和刃部進行表面熱 處理。以提高其硬度，增加其耐磨性，延長使用壽命。 芯鏵的主要參數有： （1）芯鏵入土隙角 入土隙角 是指開溝器底面和地面之間的夾角，為了保證開溝效率。這個角 度通常情況下取 =69 ，如果這個角度太大，這將會使土壤提前回落，從而影 響開溝器的最大深度；如果這個角度太小，開溝器就不能快速入土，影響播種機整 體的工作性能，而且芯鏵容易磨損，降低開溝器的工作壽命。采用入土隙角 =8 。 （2）開溝器的寬度 B 開溝器的寬度 B 最基本的要求是能容納輸種管（考慮到大豆種子外形長 47.5mm，寬 815mm，以及減小摩擦，輸種管直徑為 30mm） ，并且要保證種 子在地里落地入土的時候不能被土壤堵塞。然而制約開溝器的寬度的另一個因素是 開溝器越寬，拋土現象就越嚴重。因此，開溝器的寬度取 B=60mm。開溝器如圖 4- 3 所示。 13 圖 4-3 開溝器 4.3 覆土器 上個步驟播出的種子一般裸露在地表，為了保證種子都能覆上土壤（起保溫， 避免陽光直射的作用） 。覆土器是為了在種子表面覆上一層土的元件。 1因此對覆 土器的基本要求是覆土盡可能的保持深度一致。在完成覆土的工作后，不能改變種 子在種溝內的相對位置。 1 常見的覆土器有鏈環(huán)式、爪盤式、板式、圓盤式、和鏟式等。 1本設計綜合各 類覆土器的優(yōu)缺點采用鏟式覆土器，其主要參數如表 4-1 所示。 表 4-1 鏟式覆土器的主要參數 名稱 鏟式 選擇依據 覆土板長（mm） 95205 按行距和覆土量而定 板寬（mm） 6585 視實際要求而定 兩板間夾角 60左右 夾角過小覆土能力低 過大容易擁土堵塞 與地面夾角 23.5左右 過小覆土能力差 后開口寬（mm） 5575 按開溝深度、工作速度和具體的條件而 定 通過高度（mm） 開式 要求通過土塊、根茬時不堵塞 4.4 導種管 導種管是為了將種子經過開溝器導入已經開好的種溝內。因此導種管必須具備 以下性能; 1、導種管內壁摩擦系數小。這樣種子從導種管通過時受的摩擦力比較小，種 14 子就可以順利地從導種管通過。避免種子堵塞在導管內，造成排種管堵塞。 2、導種管的直徑應該選擇合適。如果導種管選擇過小，種子很容易堵塞在導 種管內；如果過大，浪費材料。 3、導種管必須有一定的伸縮性，以及一定的柔性，以滿足開溝器深度調節(jié)的 需要。 4、為了保證種子順利從導種管通過，導種管在裝配時應該保持在豎直平面內 7090范圍內。 綜上所述，導種管和開溝器上導種通道能否正常工作直接影響到播種機能否正 常工作。導種管的材料通常選用市場上可以購得的塑料軟管，這樣價格便宜又能滿 足上述要求。 4.5 地輪 地輪是本設計的重要部分之一。整個播種機能否正常運行主要看地輪能否正常 運轉，因為播種機的動力來源于地輪與地面之間的摩擦力，進而帶動排種輪等部件 工作。因此防止地輪打滑時本設計的重要內容。為避免地輪在播種機工作時打滑， 特意針對地面比較松散的特點，在普通地輪上增加了類似釘子的突出物，從而大大 的增加了地輪和地名之間的摩擦因素。從而達到減少打滑的概率。在選材上，采用 鑄鐵。三維實體圖如圖 4-4 所示。 圖 4-4 地輪的三維實體圖 15 4.6 鏈輪及鏈傳動的設計 4.6.1 選擇鏈輪齒數和材料 取小鏈輪齒數 12Z 大齒輪的齒數為 124i 鏈輪材料選擇 35 鋼。 熱處理方式為正火。 確定計算功率，由如表 4-2 查得 。1.0AK 為鏈傳動傳遞的功率，為轉動部件所消耗的功率。約為總功率的 ，即 LP 14 625%1.Kw 由主動鏈輪齒數系數圖，由 查得 ，單排鏈，則計算功率為：2=4Z1.zK.056caAPkW 表 4-2 工況系數 KA 表 5 16 4.6.2 選擇鏈條型號和節(jié)距 根據 及1.65caPkW150/minnr 查圖 4-5，可選 08A 型單排滾子鏈。 7 查機械設計手冊 3知，鏈條節(jié)距為 。12.7p 取中心距 。得鏈長節(jié)數為 ，取鏈024a 20210()=56PaZPLa 節(jié)數 節(jié)。56PL 圖 4-5 A 系列、單排滾子鏈額定功率曲線 5 由 和鏈號 08A，查圖 4-6 鏈條潤滑范圍由以上條件可知，鏈傳動應采1/vms 用定期人工潤滑。 5所以在后期播種機的保養(yǎng)上應該注意鏈輪和鏈條的潤滑問題。 17 圖 4-6 潤滑范圍選擇圖 5 4.6.3 鏈輪的主要尺寸計算 綜上所述：鏈條型號 08A，鏈節(jié)數 ，鏈條節(jié)距為 。滾子直56PL12.7pm 徑 =7.92mm，銷軸直徑 =3.98mm，內鏈節(jié)內寬 =7.85mm，內鏈板高度1d2d1b =12.07mm2h 中心距 a=240.09mm，小鏈輪、大鏈輪的詳細參數計算： （1）小鏈輪參數的計算 分度圓直徑 d=p/（ / ）= =49.07mmo1801z 2.7sin180/2 齒頂圓直徑 =d+p（11.6/ ） =49.07+（11.6/12）minad1zd 7.92=42.05mm =d+1.25p =49.07+1.25 12.77.92=57.025mmax1d 齒根圓 =d =49.077.92=41.15mmfd1 最大軸凸緣直徑 =pcot（ / ）1.04 0.76go801z2h 18 =12.7 cot（ /12）1.04 12.070.76=33.93mmo180 單排齒齒厚 =0.95 =0.95 7.85=7.46mm1fb1 （2）大鏈輪參數的計算 分度圓直徑 d=p/（ / ）= =97.32mmo802z .7sin180/24 齒頂圓直徑 =d+p（11.6/ ） =97.32+（11.6/24）minad2z1d 7.92=90.33mm =d+1.25p =97.32+1.25 12.77.92=105.28mmax1d 齒根圓 =d =97.327.92=89.4mmfd1 最大軸凸緣直徑 =pcot（ /z）1.04 0.76go802h =12.7 cot（ /24）1.04 12.070.76=93.21mm1 單排齒齒厚 =0.95 =0.95 7.85=7.46mm1fb1 4.7 齒輪傳動的設計 本論文齒輪設計部分是為了滿足排種輪和毛刷輪之間的平穩(wěn)運轉，而且使排種 輪軸和毛刷輪軸的旋轉方向不同，選擇傳動比為 1:1.5，中心距為 100mm，故只需 設計模數，然后根據 d=mz 求齒數。因此本部分比較簡單。 4.7.1 選齒輪的基本參數 1、選用直齒漸開線圓柱齒輪。 2、壓力角選取標準值。 2、小型播種機為一般農用機器，參考表 4-4 ，選用 8 級精度。 3、材料選擇。根據表 4-5，選擇 40Cr（調質處理）作為齒輪的制造材料。 表 4-4 各類機器所用齒輪傳動的精度等級范圍 4 19 機器類型 精度等級范圍 機器類型 精度等級范圍 汽輪機 3 6 拖拉機 7 9 金屬切削機床 4 9 通用減速器 6 8 航空發(fā)動機 4 8 鍛壓機床 6 9 輕型汽車 5 8 起重機 7 10 載重汽車 7 9 農用機械 8 11 注：注傳動齒輪或重要的齒輪傳動，精度等級偏上限選擇。輔助傳動的齒輪或一般的齒輪傳動，精度等級居中 或偏下限選擇。 4 表 4-5 常用齒輪材料及其力學性能 3 20 4.7.2 按齒根彎曲疲勞強度設計齒輪 1、由模數計算公式 5，即： 332FtFastdKTYmZ （1)確定公式中的各參數值 4 試選 KFt=1.3。 計算彎曲疲勞強度用重合度系數 。Y 根據直齒圓柱齒輪重合度 的推薦值，取 =1.4 0.75.22+=078614 計算 。 （此部分數據查自機械設計 ）FasY 齒形系數 YFa=2.23。 應力修正系數 Ysa=1.76。 齒輪齒根彎曲疲勞極限分別為 。lim50FMPa 彎曲疲勞壽命系數 KFN=0.85 。 取彎曲疲勞安全系數 S=1.4， 由齒輪許用應力公式得： 21 lim30.57FNKMPaS2.16=.4asFY （2）試算模數 3321.79FtastdFKTYmmZ 2、調整齒輪模數 （1）圓整速度 v 3.1405.78/606dnms (2)計算實際載荷系數 KF 。 根據 v=0.785m/s,7 級精度，由圖 4-7 查得動載系數 Kv=1.01。 圖 4-7 查得動載系數 Kv 由 32/4.5910,tFTdN 100N/m,6AtKbm 查得齒間載荷分配系數 。1.0F 查齒向載荷分布系數表得 ，47H 由 b/h=10.67 查圖 4-8，得 。.3 22 圖 4-8 彎曲強度計算的齒向載荷分布系數 5 所以載荷系數為 1.35FAVFK (3)齒輪模數 3.8Fttmm （4）開式（半開式）齒輪傳動具有以下特點： 對齒面抗磨損能力的計算方法迄今尚不夠完善，對開式齒輪傳動僅以保證齒 根彎曲疲勞強度。 4 為了延長其傳動壽命，通常將所求的模數適當增大。 4 設計的齒輪傳動為開式，主要失效形式為齒面磨損，按齒根彎曲疲勞強度設 計后，不需要校核，故此處不校核。 4 綜上所述，由齒根彎曲疲勞強度算得的模數 m=1.83mm 就近取標準值取 m=2mm，所以齒輪的齒數取 ，則 。140Z21.540.6Z 23 4.7.3 齒輪幾何尺寸 1、小齒輪的參數計算 分度圓直徑: d1=mz1=80.00mm 基圓直徑: db=d1cos=75.18mm 齒頂高: ha=h*am=2.00mm 齒根高: hf=(h*a+c*)m=2.50mm 全齒高: h=ha+hf(2h*a+c*)m=4.50mm 齒頂圓直徑: da=(z+ 2h*a )m=84.00mm 中心距: a=(d1+d2)/2=100.00mm 2、大齒輪的參數計算 分度圓直徑： d2=mz2=120.00mm 基圓直徑： db=d2cos=112.76mm 齒頂高： ha=h*am=2.00mm 齒根高： hf=(h*a+c*)m=2.50mm 全齒高： h=ha+hf(2h*a+c*)m=4.50mm 齒頂圓直徑： da=(z+ 2h*a )m=124.00mm 中心距： a=(d1+d2)/2=100.00mm 24 4.8 種箱 4.8.1 種子箱的要求： （1）種箱的容量應有足夠大的容量，以減少播種時添加種子的次數。 （2）種子箱底部應該設計成具有一定的傾斜度，以便于播種時種子順利的集 中在種箱底部，便于種子從排種器內順利排出。 （3）種子箱應堅固耐用。 （4）種箱蓋必須可以嚴密的關閉上，防止種子在工作時濺出。 （5）種箱應該選擇透明或半透明的材料（通常選用硬質塑料） ，以便播種時及 時觀察到種箱內種子的剩余量，以便操作人員及時添加種子。 4.8.2 種箱容量計算 種箱的容量可用下式確定 14 max8.2510rNBLV 式中， 容積，單位 L， Nmax 大豆每畝最大播種量，Nmax=6 kg0.067 hm2 ； B 播種機的工作幅寬，B=0.5 m； L行駛長度，L=1200m； r 大豆容重，r= 0.77 kg L。 種箱 max8.258.2560.12=410r7NBVL 每一次行程結束，種箱需要保留一部分種子，因此種箱應該適當增大。 25 5. 播種機播前準備與注意事項 5.1 播種機的播前準備 1、在播種機開始作業(yè)時應該清除上一次殘留的油污、泥土等污物, 并將需要 潤滑部位（比如：鏈輪、齒輪）加注適量的潤滑脂。 15 2、每次播種前必須明確播什么種子，然后根據種子物理特性選用與之對應型 號的排種輪。 15 3、將種子倒進種箱前應該充分地檢查種子,種子不能混有石塊、泥土、雜草、 塑料袋等雜物，防止堵塞排種器。 15 4、種子倒進種箱后蓋上蓋子并鎖緊。 5.2 正確操作播種機 1、各項預備工作準備完畢后, 播種機才可以投入正常作業(yè)。正式播種前操作 手必須閱讀相關的操作手冊，熟悉出現問題的處理方法。在剛開始作業(yè)時, 要在離 開始播種的地方大約 23m 處停下來,檢查開溝的深度(根據具體情況而定)，如果 開溝器開出的深度不符合要求的深度，這時應調節(jié)開溝器的深度，使之滿足要求。 2、播種作業(yè)時要充分利用土地資源。對于有些農田邊緣播種機無法進入，可 以才用人工的方法補種。 3、在開溝器入土狀態(tài)下, 播種機不準倒退、不準急轉彎，掉頭必須先把播種 機懸掛起來，以免損壞開溝器等部件， 。 5.3 播種作業(yè)時的注意事項： 1.隨時注意各機構能否工作情況。 2.注意觀察，及時添加種子，確保種箱內種子含量大于 1/4 的種箱容積。 13 3.在播種作業(yè)的過程中要經常留意地輪能否正常運轉，特別是有沒有打滑現象。 如果出現故障必須停機并及時排除故障后方可繼續(xù)播種。 4. 在播種作業(yè)的過程中，如果開溝器上拖帶了過多雜草等雜物，影響到開溝、 排種時，應該停下來清理開溝器。 5.播種機在轉移地塊或運輸時，需將播種機懸掛在拖拉機上，而且種子箱內不 得存有種子。 26 6. 播種機的保養(yǎng) 播種機的保養(yǎng)需注意的事項： 13 1、工作后必須要及時清理種子箱內剩余的種子，以免種子發(fā)霉損壞種箱， 排種器，導種管等元件。 2、播種完成后徹底清掃播種機上的塵垢及油污。 3、要經常檢查播種機是否有損壞或磨損的零件，發(fā)現了要及時更換或修復： 如遇到有些表面有脫漆的現象，應重新涂上新漆。 4、將開溝器清理干凈后，涂上防銹油后，并且保存在干燥陰涼，無陽光直 射的地方，以免生銹降低播種機的使用壽命。 5、播種機輸種管等塑料零件，應在播種完成后取下清潔，保存且保存在干燥 陰涼，無陽光直射的地方，防止變形和老化。 27 7. 結論與展望 7.1 結論 1、該小型播種機適用于面積比較?。ū热缒戏角鹆甑貐^(qū)）的田地里實現機械 化播種作業(yè)。 2、該設計根據播種機的播種原理，簡化了一些非必要的元件，大大的降低了 設計成本，便于在廣大農村地區(qū)推廣使用。 3、本設計的播種機針對不同的種子采取設計不同的排種器，使用時只需要選 擇對于型號的排種器即可。達到一機多用的效果。 4、本設計的播種機播種精度相對較高，重播、漏播率低。設計最大工作速度 為 6km/h，對于面積比較大的地，可以采用多機并排作業(yè)的方式，以提高播種作業(yè) 的工作效率。 7.2 展望 本設計的播種機能適應一些山地丘陵、地形復雜的地區(qū)。具有結構簡單、功耗 低，體積小等優(yōu)點，能適應山區(qū)農業(yè)機械化作業(yè)的要求。該播種機有很大的發(fā)展前 景。 由于設計的比較匆促，為了在廣大地區(qū)推廣還需要在不同的地區(qū)進行大量實驗 數據后改進后方可大規(guī)模推廣。 28 致 謝 逝者如斯夫，不舍晝夜。 畢業(yè)設計結束了，但留給我的是無法衡量的財富。畢業(yè)設計作為一次綜合性設 計，是對我大學學習的一次綜合考驗。這 6 個月以來，我查閱了大量的資料，認真 的學習了國家的最新標準，終于完成了論文及圖紙。在我完成這項任務的過程中， 我得到了導師康志成教授的悉心指導。從開題報告 、 一稿和二稿 ，康老 師都對我設計中存在的問題給了解決思路。在此，對康老師說一聲：“老師您辛苦 了，謝謝您的指導。 ”在整個畢業(yè)設計過程中，還有得到了好多同學的細心幫助， 特別的表示感謝。 贊美母校井岡山大學，愿母校日新月異，一步步走向輝煌！ 李煥良 2015年5月于江西吉安 29 參考文獻 1李寶筏.農業(yè)機械學M.北京：中國農業(yè)出版社 ,2003.2;4983. 2中國農業(yè)機械化科學研究院.農業(yè)機械設計手冊. 北京. 中國農業(yè)科學技術出版社,2007.10 3成大先主編,機械設計手冊M. 化學工業(yè)出版社,2004. 4濮良貴,陳國定,吳立言主編.機械設計第九版M. 高等教育出版社 ,2013.5;165236. 5孫桓,陳作模,葛文杰主編.機械原理第七版M. 高等教育出版社 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