玉米播種機(jī)的設(shè)計(jì)（含6張CAD圖紙和SW三維模型）
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17 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
玉米播種機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)老師
日 期
前 言
耕作技術(shù)與農(nóng)機(jī)是農(nóng)田生產(chǎn)中不可或缺的，又互相影響，前者是后者出現(xiàn)的前提基礎(chǔ)并靠著后者來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的目的；后者為前者的實(shí)踐而存在并能促進(jìn)前者的不斷進(jìn)步。精耕細(xì)播一體的農(nóng)田作業(yè)技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)相結(jié)合的變革，現(xiàn)如今全世界都開(kāi)始使用并進(jìn)行推廣。實(shí)踐表明，農(nóng)田耕作可以增加土壤的肥力、保墑、增加廣大農(nóng)民的收入和減少農(nóng)田作業(yè)成本等。 現(xiàn)如今，人們廣為推廣和使用的農(nóng)田耕作技術(shù)的核心是各種先進(jìn)的精耕播種機(jī)。 因?yàn)檗r(nóng)田作業(yè)是離不開(kāi)各種先進(jìn)播種機(jī)的，人們列出了更高的標(biāo)準(zhǔn)用以解決北方旱地的農(nóng)業(yè)播種，因此，研究出播種速度、效率等更好、節(jié)肥成果明顯、滅草徹底等一塊工作的農(nóng)機(jī)具有很現(xiàn)實(shí)的巨大的意義。
開(kāi)始，比較成熟的精耕播種機(jī)的耕作技術(shù)的快速發(fā)展，使得切斷雜草秸稈開(kāi)溝器等播種機(jī)部件，雜草對(duì)工作部件不纏繞，為農(nóng)田作業(yè)提供了非常可靠的實(shí)踐保障。
之后，留在土地中的小麥殘茬和玉米秸稈等，可以作為土地的肥料、是土地的肥沃程度加強(qiáng)，同時(shí)可以節(jié)約時(shí)間，節(jié)省人力，有十分明顯的增加產(chǎn)量的效果。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的氣壓式玉米播種機(jī)完成了農(nóng)田作業(yè)的一體化，集農(nóng)田耕作、施加肥料、精細(xì)播種等為一體。播種機(jī)的行距可以調(diào)節(jié)、株距等也可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)，對(duì)于施肥量的多少也是可以調(diào)節(jié)的，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)免耕播種的很多性能，還可以實(shí)現(xiàn)我們所要求的精量播種。本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是氣壓式玉米播種機(jī)的設(shè)計(jì)。我們主要通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的總結(jié)、方案的探討比較與選擇，完成了氣壓式玉米播種機(jī)的總體設(shè)計(jì)，氣壓式排種器的設(shè)計(jì)，玉米破茬裝置的設(shè)計(jì)，施肥調(diào)控裝置的設(shè)計(jì)及整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。在這些的基礎(chǔ)上對(duì)氣壓式玉米播種機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸以及驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)的尺寸等實(shí)行了詳細(xì)的和說(shuō)明和計(jì)算，而且我對(duì)軸承以及軸承盒子的型號(hào)進(jìn)行了選擇。使這個(gè)方案有了初步的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用的價(jià)值。
關(guān)鍵詞：播種機(jī)；排種器；精量播種；玉米；耕作
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的目的與意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1
1.3對(duì)課題的任務(wù)要求及目標(biāo)的分析 2
1.4本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 2
1.5完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 2
1.6工作條件及解決方法 3
2玉米播種機(jī)總體設(shè)計(jì) 3
2.1播種機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)原則 3
2.2免耕播種機(jī)總體結(jié)構(gòu) 3
2.3播種機(jī)工作特點(diǎn) 4
3玉米播種機(jī)排種器的設(shè)計(jì) 4
3.1氣壓式排種器 4
3.2排種盤(pán)外形的確定 5
3.3排種盤(pán)直徑的確定 6
3.4排種盤(pán)傾角的確定 6
3.5型孔結(jié)構(gòu)及尺寸確定 6
3.6排種盤(pán)外側(cè)邊緣厚度的確定 8
3.7孔間距的確定 8
4玉米播種機(jī)破茬裝置的設(shè)計(jì) 9
4.1玉米播種機(jī)破茬裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)原理 9
4.2傳動(dòng)裝置與工作裝置 9
5玉米播種機(jī)開(kāi)溝器的設(shè)計(jì) 9
5.1設(shè)計(jì)原理 9
5.2設(shè)計(jì)參數(shù) 10
6排肥器的設(shè)計(jì) 10
6.1 排肥器的結(jié)構(gòu)及工作原理 10
6.2排肥器主要技術(shù)參數(shù)的確定 11
7軸的校核 11
7.1按扭矩初算軸徑 11
7.2軸的校核 12
總 結(jié) 13
致 謝 14
參考文獻(xiàn) 15
1緒論
1.1課題研究的目的與意義
傳統(tǒng)耕作雖然帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，但對(duì)地面的保護(hù)減少了，從而使得土壤發(fā)生嚴(yán)重的水蝕與風(fēng)蝕；耕作使得土壤破碎，良好的種床被制造了出來(lái)，與此同時(shí)土層中的微生物與蚯蚓被大范圍的消滅了，從而讓土壤的活性下降相當(dāng)嚴(yán)重。耕作幅度越大，土壤的恢復(fù)功能、保護(hù)功能就喪失越多，土壤的原有特性越難保持，要恢復(fù)就越困難。這些年來(lái)，我國(guó)機(jī)械耕作已是非常普遍，作物產(chǎn)量上升幅度較大，但污染和環(huán)境的破壞也日益嚴(yán)重。因此，在有根茬的未耕地上進(jìn)行播種，減少對(duì)土地的破壞，并能有效地控制風(fēng)蝕和防治沙塵暴，對(duì)春季干旱，增加作物產(chǎn)量等有顯著作用[1]。從而對(duì)播種機(jī)的設(shè)計(jì)就有了相應(yīng)的要求。
本課題設(shè)計(jì)了玉米播種機(jī)的破茬裝置和開(kāi)溝器等零部件的設(shè)計(jì)。機(jī)器應(yīng)該能夠減少破壞土地,可以有效地控制風(fēng)蝕防治沙塵暴，對(duì)春季干旱,增加作物產(chǎn)量,同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，以提高玉米產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本。玉米播種機(jī)是大中型機(jī)械支持農(nóng)業(yè)機(jī)械、經(jīng)濟(jì)效率高的經(jīng)濟(jì)效益，適合在我國(guó)各個(gè)地區(qū)的種植情況。獲得良好的農(nóng)業(yè)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益等[2]。
1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
耕作種植，也被稱為一種保護(hù)性耕作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是特殊的農(nóng)業(yè)機(jī)器需要可靠的質(zhì)量，性能好，主要總結(jié)了四個(gè)關(guān)鍵機(jī)器：第一，不要太多影響種植操作，保持良好的地面覆蓋稻草處理減少蒸發(fā)，減少風(fēng)蝕。第二，機(jī)器工作?；屎头N子傳播到秸稈覆蓋，種子和肥料肥料之間的底部或側(cè)面下方的種子，保持5厘米的距離。第三,病蟲(chóng)害和雜草，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理。第四，耕作種植,繼續(xù)在地上壓實(shí)機(jī)操作和人力，從而贏得定期使用深松機(jī)進(jìn)行深加工。根據(jù)這種情況，每隔2到3年。
中國(guó)的一個(gè)主要干旱國(guó)家，干旱、半干旱和半濕潤(rùn)偏面積52.5%的總土地面積的陸地面積，全國(guó)最分區(qū)，旱作農(nóng)業(yè)面積。干旱農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題，水土流失和風(fēng)蝕荒漠化嚴(yán)重，土壤貧瘠，更少的降雨和氣溫較低，產(chǎn)量低。中國(guó)北方干旱地區(qū)近年來(lái)，沙塵暴發(fā)生的頻率越來(lái)越高，風(fēng)力侵蝕和沙漠化很?chē)?yán)重。為了降低成本收入，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，和收益，并實(shí)現(xiàn)我國(guó)干旱區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，我們的國(guó)家應(yīng)該做實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)驗(yàn)研究是由農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)。保護(hù)性耕作有許多省(自治區(qū))在中國(guó)的推廣和示范,更明顯的成果，促進(jìn)我國(guó)糧食生產(chǎn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，提高農(nóng)業(yè)效率和生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了積極作用。
自1988年以來(lái)，美國(guó)稻草殘留物覆蓋為主，培養(yǎng)分為三種模式，傳統(tǒng)耕作，播種后地面覆蓋率不到15%，主要包括深松耕作和表面耕作；免耕播種地面覆蓋率約為20%，后多次主要表面耕作；保護(hù)性耕作播種地面覆蓋率超過(guò)30%，免耕或后表層土壤種植前操作，依靠除草劑除草，如通常免耕播種機(jī)和免耕施肥播種機(jī)，1750年，1760年，1770年，1780年，免耕精量播種，免耕施肥播種機(jī)1820型鋤鏟式風(fēng)鉆，1890、1895型免耕播種機(jī)。
澳大利亞的干旱地區(qū)約占81%的澳洲大陸，是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)國(guó)家。澳大利亞在全國(guó)各地建立了大量的水土保持耕作試驗(yàn)站，取得了良好的效果。覆蓋大量的測(cè)試表明，有殘留的農(nóng)田土壤沖洗的程度降至1/10的裸露農(nóng)田，地面覆蓋是一種有效的水土保持措施之一，有效降低土層變薄的威脅。
加拿大位于北美洲，直到1950年代，也是溝犁翻耕，過(guò)度耕作土壤表面殘留太少，不能有效抵抗風(fēng)蝕和水蝕，導(dǎo)致水土流失。其保護(hù)性耕作研究，大致可以分為三個(gè)階段：第一階段，從1955年到1985年，主要專注于除草劑和免耕播種機(jī)的研究，第二階段，從1985年到1995年，實(shí)驗(yàn)研究成功，除草劑價(jià)格大幅下降，除草更有效，更可靠的保護(hù)性耕作機(jī)的性能選擇，保護(hù)性耕作得到大面積的推廣應(yīng)用;第三階段，1995年到目前為止，由于食品價(jià)格下降，專注于減少這一階段的生產(chǎn)成本，主要有使用多種方法除草，減少除草劑的用量，改善機(jī)器，減少運(yùn)行阻力，降低機(jī)械操作的成本。
前蘇聯(lián)農(nóng)業(yè)面積占耕地面積的46.5%，是主要的農(nóng)業(yè)地區(qū)。在1950年代，前蘇聯(lián)奧馬爾犁挖掘測(cè)試，沒(méi)有墻的方法，效果并不理想，太多的雜草。之后，結(jié)合其培養(yǎng)方法與加拿大抗旱留茬栽培方法，形成一套節(jié)水耕作保墑，有顯著的影響。
除了上述國(guó)家，用于農(nóng)業(yè)耕作保護(hù)性耕作和墨西哥、以色列、印度、埃及、巴基斯坦等。
1.3對(duì)課題的任務(wù)要求及目標(biāo)的分析
這個(gè)設(shè)備主要用于樹(shù)葉的碎秸土地上玉米和玉米播種機(jī)設(shè)計(jì)通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǖ乃榻掌茐脑O(shè)備，施肥裝置，開(kāi)溝裝置，播種裝置，復(fù)制設(shè)備，包括設(shè)備，整體框架和相關(guān)的設(shè)計(jì)。
目標(biāo)：機(jī)器應(yīng)該能夠減少破壞土地，提高產(chǎn)量和土壤肥力，侵蝕控制，預(yù)防和控制，有效的對(duì)春季干旱，沙塵暴，同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)節(jié)，提高玉米的產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。玉米免耕播種機(jī)是大中型機(jī)械支持農(nóng)業(yè)機(jī)械，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)效益。它的低成本很低。
可行性分析：主要用于玉米播種機(jī)雖然離開(kāi)留茬玉米的土地，土地的傷害很小，可以控制風(fēng)蝕，沙塵暴的防治，提高產(chǎn)量和土壤肥力，同時(shí)減少其他領(lǐng)域項(xiàng)目，降低了生產(chǎn)成本。重點(diǎn)在于打破碎秸，只要摧毀的殘留物，好的設(shè)計(jì)作品，挖掘作物設(shè)備，不要延遲將土壤、種子發(fā)芽。國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)成熟，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最重要的是，設(shè)計(jì)是可行的 [3]。
1.4本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
需要滿足減少對(duì)土地的破壞及殘茬對(duì)播種和種子發(fā)芽影響等要求。播種機(jī)主要組成：機(jī)架，破茬裝置，施肥裝置，開(kāi)溝裝置，播種裝置，仿形裝置、覆土裝置。
難點(diǎn)問(wèn)題：破茬裝置它是播種機(jī)的核心部件，它是本次設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。具體的解決的思路如下：查找相關(guān)資料進(jìn)行方案的確定，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)想和可行性分析，最后做出總體設(shè)計(jì)[4]。
1.5完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
(1)校圖書(shū)館、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)知網(wǎng)閱相關(guān)資料，了解玉米播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。
(2)從了解的信息中確定設(shè)計(jì)方案。
(3)選擇合適動(dòng)力傳遞方式，設(shè)計(jì)工作裝置和傳動(dòng)裝置。
(4)運(yùn)用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
(5)利用有限元分析和Solidworks進(jìn)行虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，完成整機(jī)各零部件的三維建模。
(6)參考資料中的計(jì)算方法及公式等進(jìn)行計(jì)算校核。
1.6工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有實(shí)習(xí)工廠、土槽實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，設(shè)計(jì)條件較好，為項(xiàng)目開(kāi)展提供了場(chǎng)地和基本條件。有良好的硬件環(huán)境，學(xué)校和教師力量強(qiáng)大，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站，等等，可以完全滿足玉米播種機(jī)的工作條件的數(shù)量。
2玉米播種機(jī)總體設(shè)計(jì)
2.1播種機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)原則
(1)在整體的基礎(chǔ)上，吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的免耕播種機(jī)，考慮我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際情況的播種機(jī)械。
(2)根據(jù)水土保持耕作農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求，使用多個(gè)作業(yè)，盡可能少，機(jī)器和工具為少。完整的稻草，清理開(kāi)溝、施肥、播種、覆土、軋制等過(guò)程，滿足播種的特殊要求。
(3)針對(duì)東北地區(qū)干旱的特點(diǎn)，采取措施最大限度的保護(hù)土壤水分。
(4)采取措施保證播種機(jī)的田間通過(guò)性和工作穩(wěn)定性。
(5)播種機(jī)作業(yè)后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家頒布的播種機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
(6)在保證手術(shù)效果和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的前提下盡量減少機(jī)器，節(jié)省材料，同時(shí)，注意零件的互換性的重量，如要求組裝[5]。
2.2免耕播種機(jī)總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)我國(guó)玉米播種的要求，以及已有的耕作模式，經(jīng)過(guò)主要工作部件的設(shè)計(jì)，最終確定出播種機(jī)的總體結(jié)構(gòu)。機(jī)通過(guò)培養(yǎng)機(jī)制、覆蓋、鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)框架，結(jié)機(jī)制，四連桿機(jī)構(gòu)，碎秸斷裂機(jī)制，施肥，施肥計(jì)量大會(huì)等等，其總裝圖如圖2-1所示[6]。
圖2-1 玉米播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖
2.3播種機(jī)工作特點(diǎn)
通過(guò)大中型拖拉機(jī)鉆，鉆通過(guò)結(jié)機(jī)制連接到拖拉機(jī)結(jié)系統(tǒng)，工作，減少殘留部分機(jī)構(gòu)同時(shí)將覆蓋稻草轉(zhuǎn)入地下，清理播種帶。肥料刀和刀播種在清理完整的肥料，播種操作。將土壤盤(pán)將同時(shí)，鎮(zhèn)壓輪的壓力完成工作，保證種子和土壤密切接觸，有利于種子吸收土壤水分。與彈簧設(shè)備可以抑制輪將播下的種子，壓實(shí)。如碎秸、明溝，覆蓋部分，一方面，減少機(jī)器的工作的總阻力，同時(shí)很好的解決鉆場(chǎng)擁堵，提高機(jī)器通過(guò)性領(lǐng)域[7]。
3玉米播種機(jī)排種器的設(shè)計(jì)
3.1傾斜圓盤(pán)式排種器
精密播種機(jī)的核心部件，計(jì)量裝置，結(jié)構(gòu)的工作性能和工作原理的直接決定，這個(gè)話題丸粒化種子材料特性相結(jié)合，在種子丸粒化的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合翻轉(zhuǎn)式閥瓣在勺計(jì)量裝置和水平圓盤(pán)計(jì)量裝置的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如圖3 - 1精確計(jì)量裝置。計(jì)量裝置主要由清潔刷扔，傘齒輪，移動(dòng)板，板盒，等工作，種子種子盤(pán)的旋轉(zhuǎn)裝置來(lái)移動(dòng)底板的從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，沿導(dǎo)槽類(lèi)型進(jìn)洞里，伺服磁盤(pán)類(lèi)型進(jìn)洞里的種子排種盤(pán)上升區(qū)，在離心力和重力的作用下自動(dòng)邊坡沿板塊移動(dòng)移動(dòng)，在清潔刷的作用下靈活的清潔刷清理沒(méi)有滾下額外的種子，型孔外冗余種子在重力的作用下，自然沿板塊移動(dòng)，同時(shí)沒(méi)有填充種子類(lèi)型的二級(jí)種子填充孔，確保每個(gè)類(lèi)型的洞只有一個(gè)種子，完成種植的整個(gè)過(guò)程。斜圓臺(tái)式計(jì)量裝置結(jié)合了翻轉(zhuǎn)式閥瓣在計(jì)量裝置和水平圓盤(pán)計(jì)量裝置的特點(diǎn)。
1.排種殼 2.排種盤(pán) 3.排種蓋 4.錐齒輪
圖3-1傾斜圓盤(pán)式排鐘器整體結(jié)構(gòu)
這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用剩余重力條件對(duì)種子的清潔作用，充種過(guò)程提高了可靠性和連續(xù)性[8]。
3.2排種盤(pán)外形的確定
考慮一個(gè)種子箱不能移動(dòng)，慢慢地，填充不足，導(dǎo)致出現(xiàn)率較高的孔的問(wèn)題，本研究將排板設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)盤(pán)類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。
圖3-2（a） 圖3-2（b）
圖3-2排種盤(pán)外形
此計(jì)量板有一定的角度，會(huì)使種子的流動(dòng)性加強(qiáng)，排種盤(pán)錐角應(yīng)該大于丸?；N子自然休止角，即。
其中：—為排種盤(pán)錐角；
—丸粒化種子的休止角，根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值為，本研究中取。
考慮隨動(dòng)盤(pán)運(yùn)動(dòng)的丸粒化種子，種箱容量受到錐角的影響等各種因素，固將設(shè)為排種盤(pán)錐角的角度。
3.3排種盤(pán)直徑的確定
種子間距和播種精度計(jì)量盤(pán)直徑是影響更加明顯。一種板直徑d。
由于排種盤(pán)要安裝導(dǎo)種管和傳動(dòng)軸，此排種盤(pán)由兩個(gè)軸連接的錐齒輪驅(qū)動(dòng)。加上導(dǎo)種管直徑，連接軸直徑，錐齒輪直徑，所以有。
綜上所述，以280mm作為排種盤(pán)的直徑比較合適。
3.4排種盤(pán)傾角的確定
此排種盤(pán)與水平面成一夾角，以便于充種和清種。如果種子進(jìn)入型孔不完全，則有可能是角度過(guò)大的原因，減少種子的填充率、滲漏問(wèn)題，也有可能是這個(gè)原因的結(jié)果，如果種子在種子領(lǐng)域的積累，有可能是由于角太小，擠壓種子清潔區(qū)域,種子傷害增加。就能夠進(jìn)入洞里，種子的受力分析，則有
(3-1)
式中：N—種箱對(duì)種子的支持力，
—種子在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的離心力。
經(jīng)過(guò)分析，設(shè)摩擦系數(shù)，此時(shí)對(duì)傾斜圓盤(pán)式排種器和水平圓盤(pán)式排種器驗(yàn)證結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)排種盤(pán)轉(zhuǎn)速為8 22 r/min較合適。極限考慮情將r = 22 r/min代入上式得，故，則排種盤(pán)與水平面的夾角。綜上要求取較為合適。
3.5型孔結(jié)構(gòu)及尺寸確定
精密播種的充分條件是選擇合適的型孔參數(shù)，因?yàn)槎葱陀衩拙_計(jì)量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一，和類(lèi)型的孔大小的一個(gè)重要參數(shù)。因此為了使不出現(xiàn)多粒種子，同時(shí)保證單粒種子在型孔內(nèi)，那么型孔的直徑要滿足：
上式種子丸?；闹睆綖?。本研究的種子丸?；叽绶腄( 13.9，0.056644)?？紤]農(nóng)機(jī)加工精度多為IT7級(jí)，而IT7級(jí)的最大偏差值0. 018mm。按照可靠性設(shè)計(jì)的原則有，，則，，所以型孔直徑服從(，) 分布。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于精量播種機(jī)的可靠度應(yīng)高于90%才可使用，影響可靠度的因素主要有精量播種機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠度、地輪滑移的可靠度、充種可靠度、型孔尺寸的可靠度及播種機(jī)各個(gè)零件的可靠度，如清種器、投種器等，依據(jù)可靠度分配原則，則有：
式中：—型孔尺寸能夠充種的可靠度；
—地輪滑移的可靠度，一般為98%；
—播種機(jī)各個(gè)零件的可靠度，一般取95%；
—傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠度，一般為98%。
則有R = 99.7% 。
又
查表可得，所以
(3-2)
則，為了充種方便，本文取。經(jīng)過(guò)計(jì)算當(dāng)型孔的直徑時(shí)，充種的可靠度達(dá)到了99. 9998% 。
為了便于清種和充種，因開(kāi)有導(dǎo)種槽在每個(gè)型孔的兩側(cè)。
工作，在重力的作用下，各種箱式種子進(jìn)洞里,測(cè)量板的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)種子類(lèi)型孔種子在種子盤(pán)上升的作用下，在重力作用下，冗余種子自然下跌或從洞類(lèi)型的導(dǎo)槽，并沒(méi)有再次填充類(lèi)型填孔，從而實(shí)現(xiàn)灌裝的過(guò)程。為了幫助種子和種子填充，輸入孔槽的兩邊的通道，以提高灌裝的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，并減少傷害的玉米種子和種子的影響。假如種子受導(dǎo)種槽的力為，種子受清種刷的力為F，摩擦系數(shù)f為種子間的，設(shè)為為種子與種子間的壓力，摩擦系數(shù)為導(dǎo)種槽與種子之間的系數(shù)。則：
(3-3)
(3-4)
此類(lèi)型為了使種子填充時(shí)間降低最大，是種子填充的重心位置應(yīng)該減少，但也讓種子可以順利進(jìn)入導(dǎo)槽，是減少垂直距離。同時(shí)為了防止種子在清洗的過(guò)程中被打破了，還應(yīng)該確保種子的過(guò)程可以順利進(jìn)行，考慮到極限情況種子被清除，則有：
(3-5)
這里由于此排種器使用的結(jié)構(gòu)是傾斜圓盤(pán)式，其中傾斜角為：
(3-6)
將(3-5)、(3-6)代入(3-4)，則有
又有，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，摩擦系數(shù)，將帶入上式進(jìn)行計(jì)算，解方程組，得，考慮實(shí)際情況取。
3.6排種盤(pán)外側(cè)邊緣厚度的確定
排種盤(pán)邊緣上這種碟型孔，所有直接讓模型孔可以完全容納單個(gè)種子和假定類(lèi)型孔容納的體積適合滿足的種子，那么存在了以下情況：
(3-7)
動(dòng)盤(pán)的傾角，AD=15/2=7.5mm AD=15/2=7.5，為了讓清種器不傷害型孔內(nèi)的種子，取極限情況下，設(shè)CD =14mm，簡(jiǎn)化計(jì)算上述式子得：AB =10.81。根據(jù)實(shí)際情況考慮，這里取AB = 12mm。因此以厚度為12mm作為排種盤(pán)外側(cè)邊緣厚度。
3.7孔間距的確定
雖然導(dǎo)種槽在每個(gè)型孔都存在，但是為使充種率在高速播種過(guò)程也滿足相應(yīng)的要求，即假設(shè)充入型孔的概率為作為孔間存儲(chǔ)一粒種子時(shí)的概率，那么概率為1- 則作為不能充入概率存在，假如在型孔間備充的種子有n粒，那么被充種的型孔概率為：
(3-8)
則
總之，按照要求的計(jì)算精確的播種機(jī)，當(dāng)概率，型孔填充概率，廣義類(lèi)型填洞率為作為孔間存在一粒種子時(shí)的概率，則有孔間距L= 30mm 。計(jì)算排種盤(pán)的極限轉(zhuǎn)速，得n=26轉(zhuǎn)每分鐘。
4玉米播種機(jī)破茬裝置的設(shè)計(jì)
4.1玉米播種機(jī)破茬裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)原理
根據(jù)現(xiàn)有的滅茬旋耕機(jī)原理的留茬機(jī)，旋耕刀軸的整個(gè)工作過(guò)程中壓力的主要部分，主引擎驅(qū)動(dòng)力矩下的彎曲力，土壤的反應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)變形復(fù)雜的組合，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)。如圖4 - 1所示在這個(gè)的基礎(chǔ)上使用不破壞規(guī)則來(lái)設(shè)計(jì)和制造是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)靜強(qiáng)度估計(jì)對(duì)旋轉(zhuǎn)刀軸載荷的影響，最后增加安全系數(shù)的方法，以滿足相關(guān)強(qiáng)度的要求[9]。從而來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目的。
圖4-1（a） 圖4-1(b)
圖4-1旋耕刀片示意圖
4.2傳動(dòng)裝置與工作裝置
輸出，拖拉機(jī)功率的功率輸出軸通過(guò)萬(wàn)向軸傳動(dòng)輸入軸，傳輸速度、傳輸鏈條，最后回轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的葉片，從而打破地上碎秸[10]。
其工作裝置：主要包括旋耕刀軸和葉片，其工作原理和旋耕機(jī)基本相同，因?yàn)?120 - 160毫米)是一個(gè)要求旋耕機(jī)耕深，他主要是地面，為目的的(50 - 100 mm)作為旋耕滅茬機(jī)的耕作深度,堅(jiān)持不太深，塊根農(nóng)作物切碎率不應(yīng)太低，扶輪應(yīng)該高于旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速[11]。
旋耕滅茬機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速應(yīng)確定為354r / min。
5玉米播種機(jī)開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)
5.1設(shè)計(jì)原理
留下殘留的地面，地面強(qiáng)，和稻草覆蓋量較大，平均每次耕作是非常困難的項(xiàng)目，接地阻力較大，所以新刀將需要有良好的土壤到破碎能力選擇免耕免耕播種機(jī)開(kāi)溝器，它除了具有一般開(kāi)溝器的功能，還需要有以下特點(diǎn)：（1）鋒利的邊緣到適當(dāng)?shù)牡孛妫蚯伴_(kāi)拖拉機(jī)來(lái)降低功耗，,刀也減少阻力。（2）小擾動(dòng)土壤，特別是表面，注意低土壤水分損失，土壤下層土壤干濕混合也應(yīng)該減少。(3)創(chuàng)建種子發(fā)芽和根生長(zhǎng)的有利條件，以提高種子發(fā)芽率。(4)有良好的切草或塊的能力 [12]。
根據(jù)上面的要求免耕刀設(shè)計(jì)如圖5 - 1所示，由基地和連桿后的葉片?；睾腿~片通過(guò)螺栓連接，方便穿后可以更換刀片[13]。
圖5-1（a） 圖5-1（b）
圖5-1開(kāi)溝器示意圖
5.2設(shè)計(jì)參數(shù)
此開(kāi)溝器的主要技術(shù)參數(shù)包括如上圖5-1(b)所示，其入土角度=45，入土隙角為=8，側(cè)翼與水平夾角=30，兩側(cè)的夾角為=30。開(kāi)溝器為鑄造的底座，同時(shí)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，用以實(shí)現(xiàn)耐磨性的提高 [14]。
6排肥器的設(shè)計(jì)
6.1 排肥器的結(jié)構(gòu)及工作原理
可以根據(jù)槽輪的軸向移動(dòng)外槽輪分發(fā)設(shè)備分為移動(dòng)和靜止的。設(shè)計(jì)生產(chǎn)和銷(xiāo)售設(shè)備，以確保分配的均勻性，行肥料消費(fèi)穩(wěn)定分布的可靠性，化肥消費(fèi)調(diào)整幅度足夠大，分布通用性好，操作應(yīng)簡(jiǎn)便，能適應(yīng)不同密度、需求和不同種類(lèi)的化肥；與此的同時(shí)，確保過(guò)程不受地形等因素的影響和速度，條件允許的影響，分配設(shè)備應(yīng)該主要部件采用耐腐蝕材料制造。
圖6-1（a）
圖6-1（b）
圖6-1槽輪結(jié)構(gòu)示意圖
我們一般，把槽輪排肥器分發(fā)的種槽、種箱罩、轉(zhuǎn)軸、擋圈等，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，施肥均勻性好，適用于流動(dòng)性很好的肥料，如復(fù)合肥和寬松的肥料[15]。運(yùn)行時(shí)，充滿了肥料滑輪槽與槽輪的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)層肥料外槽輪的旋轉(zhuǎn)槽輪旋轉(zhuǎn),所以這一層被稱為驅(qū)動(dòng)層。如圖6 - 1所示，槽輪工作長(zhǎng)度和速度決定了外槽輪排肥料肥料排量[16]。
6.2排肥器主要技術(shù)參數(shù)的確定
排種器槽輪槽的長(zhǎng)度、大小和位置及分布軸速度，是主要的影響因素分布的工作性能，脂肪脂肪的行穩(wěn)定性的一個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)驗(yàn)證，得出結(jié)論：這里的外槽輪的尺寸參數(shù)，如圖6 - 1(b),外槽輪有效長(zhǎng)度是280毫米，脂肪軸速度控制范圍內(nèi)的25 ~ 70 r / min,分布相對(duì)穩(wěn)定[17]。
7軸的校核
7.1按扭矩初算軸徑
選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P245（14-2）式，并查表14-2，取C=110，計(jì)算得出：
(7-1)
式中： d—軸最小直徑（mm）；
P—傳遞到軸上的功率（）；
—軸的轉(zhuǎn)速（）；
C—軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。
圖7-1主傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)與尺寸示意圖
軸的各個(gè)部位的尺寸如上圖7-1所示，這里就不一一說(shuō)明了，以下計(jì)算涉及到相關(guān)尺寸的可以直接在上圖中引用計(jì)算。
7.2軸的校核
根據(jù)上面算出來(lái)的已知數(shù)據(jù)可知：
軸的轉(zhuǎn)速:
軸的輸入功率：
P=15kW
軸的扭矩：
(7-2)
由于此軸是用來(lái)實(shí)現(xiàn)工作的，因此是比較重要的軸，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度。
因此經(jīng)過(guò)計(jì)算和查閱相關(guān)資料可得：C=110 P=0.23kW n=290r/min將數(shù)據(jù)代入式7-1得：
(7-3)
得出軸滿足受力要求，能夠正常的工作。
總 結(jié)
通過(guò)此次玉米播種機(jī)的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)玉米播種機(jī)原理有了更深的了解，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要注意很多的問(wèn)題，首先玉米播種機(jī)的總體設(shè)計(jì)，包括播種裝置，復(fù)制設(shè)備，碎秸破壞設(shè)備，施肥裝置，開(kāi)溝裝置，涉及設(shè)備合理布局等，以及各種電力傳輸需要注意的內(nèi)容。然后,各部分設(shè)備的3D設(shè)計(jì)裝配，等研究發(fā)現(xiàn)，旋耕滅茬設(shè)備概要文件和刀分析困難，和刀具避免困難的問(wèn)題，如尚未完全解決。后續(xù)應(yīng)該從分析的輪廓設(shè)計(jì)，使玉米免耕播種機(jī)的更好的性能。達(dá)能減少對(duì)土地的破壞，能有效控制風(fēng)蝕的防治沙塵暴，對(duì)春季干旱，增加作物產(chǎn)量，同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，以提高玉米產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本。玉米播種機(jī)是大中型機(jī)械支持農(nóng)業(yè)機(jī)械、經(jīng)濟(jì)效率高，適合在中國(guó)不同地區(qū)的種植情況。
我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題有很多，但通過(guò)老師的耐心指導(dǎo)和查閱相關(guān)的手冊(cè)以及書(shū)籍，都想到了很好的解決辦法，設(shè)計(jì)過(guò)程基本上順利完成了。
致 謝
畢業(yè)在即，四年的大學(xué)生活已接近尾聲，經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的努力，在老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)任務(wù)基本完成了。在三維設(shè)計(jì)期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師，從設(shè)計(jì)的選題、實(shí)施到撰寫(xiě)、修改和定稿，指導(dǎo)老師均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的耐心指導(dǎo)和鼓勵(lì)不僅使我掌握了基本的研究方法，建立了深刻的學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時(shí)讓我明白很多人技能和待人。其中，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鰧W(xué)術(shù)研究的態(tài)度和深厚的專業(yè)知識(shí)，良好的工作作風(fēng)，和高尚的道德，生活，讓生活崇高的風(fēng)格，適度的人格魅力是我一生平易近人和學(xué)習(xí)模式。同時(shí)，我還要感謝大學(xué)期間給了我指導(dǎo)和幫助的每一位老師在學(xué)習(xí)和生活中，感謝他們辛勤播種我們的四年，他們的教誨和關(guān)懷讓我收獲的四年美好的生活。
最后，也謝謝你和我的老朋友一起學(xué)習(xí)，他們給了我無(wú)數(shù)的鼓勵(lì)和關(guān)心，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和幸福，感謝他們的公司和幫助，讓我們的未來(lái)的生活可以完整，多彩和快樂(lè)。
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