精量播種機(jī)設(shè)計(jì).doc

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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁(yè) 共40頁(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 學(xué)生姓名： 馬云鵬 學(xué) 號(hào)： 130501617 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 精量播種機(jī)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 張戌社（教授） 評(píng)閱教師： 陳繼榮（副教授） 2017 年 6 月 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要 精量播種機(jī)有著省種高產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到廣大農(nóng)民群眾的歡迎，播種機(jī)進(jìn)行種植的對(duì)象是農(nóng)作物的種子或者是制造成丸粒形狀的包衣種子。該類播種機(jī)按照播種的方式可以分為：真空種子播種機(jī)撒播機(jī)、穴播機(jī)和條播機(jī)3類。擬設(shè)計(jì)的精量播種機(jī)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外播種機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),與小型拖拉機(jī)配套的農(nóng)用機(jī)械。該機(jī)能夠一次性實(shí)現(xiàn)播種施肥覆土工作，并且同時(shí)可以進(jìn)行覆土撒水操作。根據(jù)用戶要求的不同，該機(jī)通過(guò)更改犁鏵開溝器和變速箱的檔位可以輕松實(shí)現(xiàn)行距種深以及種距。本機(jī)設(shè)置有6檔變速調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)大部分播種工作要求。這次設(shè)計(jì)著重了排種和覆土方面的設(shè)計(jì)，開溝器，以及鎮(zhèn)壓輪的選擇。 關(guān)鍵詞 精量播種機(jī) 播種機(jī) 播種 施肥 覆土 撒水 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 41 頁(yè) 共 40 頁(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要 Title Design of Precision Seeder Abstract Precision seeding machine has the advantages of high yield and other provinces，Gradually welcomed by the masses of farmers，The planter is planted as a seed for a crop or as a coated seed made of pellets. The seeding machine according to the way of planting can be divided into: vacuum seed sowing machine sowing machine, hole sowing machine and sowing machine 3 categories. The proposed precision sowing machine is based on the development trend of domestic and foreign planter, with small tractors supporting agricultural machinery. The machine can achieve a one-time planting and fertilization casing work, and at the same time can carry out soil spraying operation. According to the different requirements of the user, the aircraft by changing the plow opener and gearbox stalls can easily achieve the line spacing and pitch.The machine is equipped with 6-speed variable speed adjustment can achieve most of the planting requirements. This design focuses on the design of the rows and casing, the opener and the choice of the wheel. Key Words Precision planter planter sowing fertilization casing sprinkler 目錄 第一章 引言 5 1.1我國(guó)精量播種機(jī)發(fā)展背景 5 1.2 精量播種機(jī)研究意義 5 1.3精量播種機(jī)的發(fā)展前景 6 第二章 精量播種機(jī)的概述 8 2.1播種機(jī)的類型 8 2.2播種機(jī)主要機(jī)構(gòu)以及功能 8 第三章 精量播種機(jī)的排種器 11 3.1精量排種器的發(fā)展前景 11 3.2排種器的技術(shù)要求 11 3.3排種器的選擇 12 3.4勺輪式排種器的設(shè)計(jì) 12 3.5勺輪式排種器驅(qū)動(dòng)的選擇 14 3.6滾子鏈的計(jì)算 14 第四章 開溝器的設(shè)計(jì) 18 4.1開溝器的技術(shù)要求 18 4.2開溝器不同的類型分析和分析 18 4.3開溝器的使用行距和前后距離 20 4.4芯鏵式開溝器設(shè)計(jì) 20 4.5開溝器轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 22 4.6播種行距的調(diào)節(jié)和計(jì)算 22 4.6.1 行距的調(diào)整 22 4.6.2 播種量的調(diào)整和實(shí)驗(yàn) 22 第五章 配套部件的設(shè)計(jì) 24 5.1輸種管 24 5.2鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計(jì) 24 5.2.1鎮(zhèn)壓輪直徑的確定 26 5.2.2鎮(zhèn)壓彈簧的參數(shù)設(shè)計(jì) 26 5.3種箱以及肥箱 27 5.3.1肥箱 27 5.3.2種箱 27 5.4覆土器 29 5.5變速箱的選用 29 第六章 排肥器 31 6.1排肥器的不同類型 32 6.2排肥器的選擇 32 第七章 剩余部件的設(shè)計(jì) 33 7.1灑水系統(tǒng) 33 7.2覆膜 33 7.3懸掛系統(tǒng) 34 第八章 經(jīng)濟(jì)性分析 37 結(jié)論 38 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 第一章 引言 1.1我國(guó)精量播種機(jī)發(fā)展背景 中國(guó)是一個(gè)古國(guó),根據(jù)文物推斷,我們的祖先在幾千年前就已經(jīng)造出了播種工具瓤種，瓤種是目前世界上已知最早的播種器具。但是我國(guó)的勞動(dòng)人民由于長(zhǎng)期受到封建地主階級(jí)的剝削壓迫,我國(guó)人民在發(fā)明和使用播種機(jī)這方面進(jìn)展非常緩慢。明代中葉,我國(guó)出現(xiàn)了播種施肥聯(lián)合作業(yè)的農(nóng)具,即在漏斗的后面附加一個(gè)施肥機(jī)構(gòu),使用蠶屎作為肥料,與種子同時(shí)入土[1]。20世紀(jì)末，機(jī)械化程度提高，于是各方面包括農(nóng)業(yè)開始注重如何使用機(jī)械快速的實(shí)現(xiàn)自己的預(yù)期目標(biāo)，現(xiàn)在農(nóng)村年輕人大都不在村莊干活，出去去城市或者外地打工掙錢，大量老人和小孩沒(méi)有辦法承擔(dān)那么重的農(nóng)活，于是機(jī)械開始進(jìn)入農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展。待九四年建國(guó)后,我國(guó)有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械的先驅(qū)們使用按照其他國(guó)家已有產(chǎn)品修改借鑒完成獨(dú)創(chuàng)的新農(nóng)業(yè)機(jī)械的方法研制農(nóng)業(yè)機(jī)械。目前,聯(lián)合式的農(nóng)業(yè)播種機(jī)逐漸出現(xiàn)在我國(guó)土地上并且漸漸發(fā)展起來(lái),還有能在不同的的地狀地貌還有土質(zhì)的土地上工作的系列播種機(jī),我們現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)播種機(jī)械正在努力追趕國(guó)外現(xiàn)狀并取得比較好的成就。 精量播種是指用精量播種機(jī)依據(jù)農(nóng)藝要求的播種密度，按照一致的行距、均勻的粒距和精確的深度將玉米種子播入土壤中并準(zhǔn)確定位的過(guò)程，可節(jié)省種子、減少間苗作業(yè)，同時(shí)達(dá)到苗齊、苗全、苗壯的效果，既節(jié)約成本又提高產(chǎn)量[2]。我們國(guó)家從九十年代逐漸開始研究精量式播種機(jī)械，以前的八十年代以前，我們國(guó)家研究的主要是半精量的播種機(jī)械，種子的大小不是很均勻，土地的整理也不是很好，機(jī)械式精量作業(yè)還沒(méi)有比較突破的發(fā)展，這些一系列的原因制約了我國(guó)精量播種業(yè)的發(fā)展。 精量播種機(jī)可以按照排種原理進(jìn)行一定的分類：機(jī)械式和氣力式。機(jī)械式的精量播種機(jī)又可以分為垂直圓盤式、窩眼式，紋盤式、圓盤式（水平，傾斜）、錐盤式、以及帶夾式等等類型。氣力式的精量播種機(jī)又可以分成氣吸、氣壓、氣吹三種樣式的氣式精量播種機(jī)。當(dāng)前我們的農(nóng)業(yè)播種機(jī)械（氣式、機(jī)械）在使用反饋反面穩(wěn)定性精確性有待提高。 1.2 精量播種機(jī)研究意義 現(xiàn)在整個(gè)地球上的人口越來(lái)越多，要吃的食物和農(nóng)作物也隨之增大。僅僅用原來(lái)的老路子不足以解決所有人的溫飽問(wèn)題。我們中國(guó)的人口又是世界比較多的，在有限的土地面積上如何培育出足夠多的質(zhì)量好的事物，實(shí)現(xiàn)更加高的產(chǎn)量是一個(gè)不小的復(fù)雜性難點(diǎn)。精量播種機(jī)的出現(xiàn)能夠有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)精準(zhǔn)的行距種距以及嚴(yán)格控制的播種深度，給予農(nóng)作物種子優(yōu)良的發(fā)芽成長(zhǎng)條件。有利于安排農(nóng)作物之間的水分，陽(yáng)光，肥料等農(nóng)作物必需營(yíng)養(yǎng)的配給。增大了優(yōu)質(zhì)苗的出土率，成活率。減少了種子的消耗。節(jié)省了農(nóng)民以及國(guó)家大量資金，并且變相增加糧食產(chǎn)量。讓更多的糧食進(jìn)行使用。僅僅使用必要的優(yōu)質(zhì)糧食進(jìn)行播種作業(yè)。 1.3精量播種機(jī)的發(fā)展前景 目前世界的精量播種機(jī)走向正在向著復(fù)式作業(yè)這個(gè)方面進(jìn)一步發(fā)展。復(fù)式作業(yè),指用一臺(tái)機(jī)器,可以在一次行程內(nèi)同時(shí)完成兩種或多種作業(yè)項(xiàng)目[3]。比如說(shuō)聯(lián)合式播種機(jī)械可以一次性的實(shí)現(xiàn)土壤的一系列操作（土壤的旋耕、播種、施肥、鎮(zhèn)壓或者噴灑農(nóng)藥等作業(yè)項(xiàng)目）。這樣會(huì)大大避免農(nóng)用機(jī)械頻繁進(jìn)入農(nóng)地，有效的避免了機(jī)械對(duì)土地的碾壓。這樣聯(lián)合作業(yè)節(jié)約時(shí)間并且有效的節(jié)省能源。為了保護(hù)并且改善現(xiàn)在的環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)最有效的使用、節(jié)約我們的農(nóng)業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展，精量播種機(jī)逐漸得到了更大的注意與使用。 精量播種機(jī)械技術(shù)在西方較發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)了近幾十年的發(fā)展已經(jīng)逐漸成熟，它涵蓋的領(lǐng)域也慢慢地變大。從一開始的僅僅關(guān)注播種的粒距這一方面以及注重研發(fā)精密的排種技術(shù)，逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的關(guān)注播種深度的一致性，然后再到了根據(jù)土地的條件情況實(shí)現(xiàn)變量播種這一特殊的適應(yīng)化播種。這些都體現(xiàn)出了我國(guó)科技人員在精量播種這一領(lǐng)域的研究工作始終是以節(jié)約生產(chǎn)的成本以及發(fā)掘出產(chǎn)量的潛力為目標(biāo)，也就是說(shuō)把農(nóng)民的收益這一方面的增加作為了第一目標(biāo)?？茖W(xué)技術(shù)的研究這一方面始終是建立在農(nóng)民主體高效生產(chǎn)上的。 我們的國(guó)家在精量播種技術(shù)的這一領(lǐng)域的技術(shù)研究相對(duì)的滯后一些，播種技術(shù)的智能化也剛剛起步，這里邊受到多種條件的制約，一些新技術(shù)在精量播種這個(gè)領(lǐng)域不能實(shí)現(xiàn)我國(guó)的精量播種技術(shù)也就得到了制約阻礙。伴隨著規(guī)?；纳a(chǎn)速度加快好友農(nóng)業(yè)種植者對(duì)經(jīng)濟(jì)的追求目標(biāo)，這一技術(shù)將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。目前精量播種技術(shù)在我國(guó)應(yīng)符合國(guó)情發(fā)展，將目標(biāo)定在實(shí)際的生產(chǎn)需求上。在根據(jù)不一樣的地質(zhì)，種子，區(qū)域和規(guī)模研究不一樣的精量播種技術(shù)。農(nóng)作物得到高產(chǎn)最主要的農(nóng)藝措施就是高密度以及高速度的精量式播種。高速高效的規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)該得到追求。，因此，高速高密度的精量播種將是我國(guó)精量播種技術(shù)的研究重點(diǎn)，同時(shí)帶 GPS 定位、播種質(zhì)量監(jiān)控、自動(dòng)導(dǎo)航、變量播種等的智能型精量播種機(jī)也將會(huì)是我國(guó)精量播種技術(shù)的發(fā)展方向[4]。 第二章 精量播種機(jī)的概述 精量播種機(jī)就是指按照一定的要求，比如規(guī)定的行距還有種子間的距離，播撒一定數(shù)量的農(nóng)作物種子到種子落穴處。這期間的過(guò)程中農(nóng)作物種子的播種深度通過(guò)開溝器這一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)整，農(nóng)作物種子會(huì)掉落在種溝，然后通過(guò)開溝器后邊的覆土器在農(nóng)作物種子上覆蓋上一層厚度合適的濕潤(rùn)土壤?，F(xiàn)在基本情況下全部的精量播種機(jī)都會(huì)添加有肥箱給農(nóng)作物施加底肥，這樣的裝置減輕了農(nóng)作物工作者的勞動(dòng)力。當(dāng)然，現(xiàn)在也可以添加鎮(zhèn)壓輪這個(gè)組件來(lái)對(duì)播種結(jié)束后的土地進(jìn)行一次比較全面的鎮(zhèn)壓操作，提高農(nóng)作物種子的出苗率。部分精量播種機(jī)（比如本次設(shè)計(jì)）還裝配有水箱對(duì)覆土后的土地表面或者在種旁進(jìn)行一定的加濕處理，保證土地水分，提高種子成活的質(zhì)量。然后在播種機(jī)機(jī)架后方加裝有鋪膜裝置，有效的實(shí)現(xiàn)了水分的保留，也就是鎖水。對(duì)于部分地區(qū)或者部分農(nóng)作物，鋪膜操作提供的保持溫度以及保持水分濕潤(rùn)度操作是必須的。部分系列由于農(nóng)作物種植者的不同需求有些農(nóng)種需要經(jīng)常在播種操作結(jié)束后噴灑一定的農(nóng)業(yè)藥劑例如農(nóng)藥除草劑，這些對(duì)種子的發(fā)芽和茁壯成長(zhǎng)非常有利，能夠達(dá)到農(nóng)民祈求的增加產(chǎn)量和穩(wěn)定產(chǎn)量的要求。 2.1播種機(jī)的類型 播種機(jī)的種類很多, 有多種分類方法。按播種方法分為撒播機(jī)、條播機(jī)、穴播機(jī)、點(diǎn)播機(jī)；按播種的作物種類分為谷物播種機(jī)(主要適用于小麥類作物)、中耕作物播種機(jī)(主要適用于玉米和豆類等作物)、馬鈴薯播種機(jī)、棉花播種機(jī)、牧草播種機(jī)、蔬菜播種機(jī)等；按作業(yè)組合分為施肥播種機(jī)、旋耕播種機(jī)、鋪膜播種機(jī)、播種中耕通用機(jī)；按牽引動(dòng)力分為畜力播種機(jī)、機(jī)引播種機(jī)、懸掛播種機(jī)、半懸掛播種機(jī)；按應(yīng)用條件分為普通播種機(jī)、免耕播種機(jī)(也稱硬茬播種機(jī)或貼茬播種機(jī))、溝播機(jī)等[5]。大部分的播種機(jī)呢又都采用了排種器不同的原理用來(lái)區(qū)分播種機(jī)的不同類型分成了離心式以及氣力式兩種類型的播種機(jī)。 2.2播種機(jī)主要機(jī)構(gòu)以及功能 播種機(jī)首先要弄清楚他的結(jié)構(gòu)組成，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)包括國(guó)外的播種類型機(jī)械都會(huì)添加上去很多輔助用工具，以便于播種機(jī)幫助人們更好的進(jìn)行播種作業(yè)。伴隨著近年來(lái)世界各地機(jī)械化程度的加深，對(duì)于播種機(jī)的改進(jìn)這一方面也發(fā)生了地覆天翻的變化。播種機(jī)的發(fā)展開始向著精量高效多功能發(fā)展。下面說(shuō)明播種機(jī)主要的機(jī)構(gòu)組成。 （1）機(jī)架：機(jī)架支撐整個(gè)精量播種機(jī)，起到連接各個(gè)播種機(jī)組件的作用。機(jī)架與拖拉機(jī)相連，帶動(dòng)整具機(jī)械體前進(jìn)，支撐起整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和推動(dòng)播種機(jī)的前進(jìn)。機(jī)架大部分是單梁式的； （2）排肥類型部件：排肥部件主要是提供給播種的種子一定肥力有利于播種后種子的發(fā)芽及成長(zhǎng)。排肥系列主要包括開溝器、肥箱、排肥器還有排肥管道； （3）排種類部件：排種部件結(jié)構(gòu)大體和排肥部件類似，主要是將種子輸送到種穴。這類部件包括種箱，輸種管（必要時(shí)），開溝器，排種器。 （4）覆土類組件：主要是在播種后的種溝覆蓋一層濕潤(rùn)的細(xì)膩土壤層。保證種子出土需要的濕度，溫度以及壓力等等條件。含有開溝器，覆土器，鎮(zhèn)壓彈簧，鎮(zhèn)壓輪等等機(jī)構(gòu) 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)以及國(guó)外（發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)基本普及）各種作物的精密播種，本次設(shè)計(jì)就是精量播種機(jī)適應(yīng)國(guó)內(nèi)發(fā)展需求。既是指點(diǎn)播以及穴播。一般的精密播種機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1，能夠大致體現(xiàn)其組成部分 圖1 精量播種機(jī)通用機(jī)型 1- 種箱 2-后支臂 3-仿形機(jī)構(gòu) 4-主梁 5-肥箱 6-下懸掛點(diǎn) 7-仿形輪 8-前支臂 9-施肥鏟 10-開溝器 11-劃溝刀 12-排種器 13- 鎮(zhèn)壓彈簧 14-覆土板 15-鎮(zhèn)壓輪 拖拉機(jī)牽引 鎮(zhèn)壓 入土 導(dǎo)肥 導(dǎo)種 落肥 落種 排肥 排種 排肥器轉(zhuǎn)動(dòng) 排種器轉(zhuǎn)動(dòng) 輪子驅(qū)動(dòng) 圖2 精量播種機(jī)工作原理程序圖 第三章 精量播種機(jī)的排種器 3.1精量排種器的發(fā)展前景 隨著現(xiàn)在播種技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的精量播種即出現(xiàn)在市場(chǎng)我們國(guó)家也出現(xiàn)了很多類型的排種器與播種機(jī)相互配對(duì)使用。排種器是精量播種機(jī)里最主要的部件，本次設(shè)計(jì)的排種器由變速器帶動(dòng)，能夠按照要求規(guī)定的植物柱間距將單粒的農(nóng)作物種子播撒到土中，并且結(jié)合開溝器實(shí)現(xiàn)定深播種。工作過(guò)程對(duì)不同的排種器來(lái)說(shuō)大致相同，就是將種子由投種區(qū)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)種區(qū)，然后經(jīng)過(guò)遞種區(qū)，清種區(qū)最后進(jìn)入排種的過(guò)程，也就是說(shuō)這是一個(gè)填種、分種、護(hù)種、排種的過(guò)程。精量播種機(jī)它的排種器的質(zhì)量直接影響了播種后農(nóng)作物的成長(zhǎng)質(zhì)量，質(zhì)量不錯(cuò)的排種器與開溝器相互配合能夠給與播撒下的種子充分的成長(zhǎng)條件：間距和深度等等。所以說(shuō)，精量播種機(jī)上選擇一個(gè)合適的排種器是非常重要的。 圖3 工作過(guò)程圖 3.2排種器的技術(shù)要求 排種器的技術(shù)要求主要體現(xiàn)在排種的精確度上，大致有以下幾個(gè)內(nèi)容： （1）由排種器排出的種子能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒均勻性和穩(wěn)定性，排種器不會(huì)因?yàn)橥饨鐥l件產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，同一輛播種機(jī)上的排種量應(yīng)該保持一致性； （2）排種器對(duì)種子的損傷應(yīng)該做到最低，不低于2%，盡量的不對(duì)種子做出損害； （3）精量播種機(jī)它所帶有的配套排種器應(yīng)該具有一定量的調(diào)節(jié)范圍，具有通用性能； （4）排種器的排種孔應(yīng)該設(shè)計(jì)的不容易被異物堵塞，工作的性能要好 3.3排種器的選擇 經(jīng)過(guò)與各類型的排種器比較，本次設(shè)計(jì)排種器選用勺輪式排種器。 （1）根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，播種精密建議選用勺輪式，勺輪式是現(xiàn)在市場(chǎng)最普遍的排種器。勺輪式排種器在眾多排種是壽命最長(zhǎng)的。 （2）勺輪式精量播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便它的消耗小、播種后的植物間距也比較準(zhǔn)確，能夠?qū)崿F(xiàn)單粒播種。排種器播種精度高，粒數(shù)合格率達(dá)到80%以上。 （3）勺輪式采用法向充種，該排種器可以高速作業(yè)，當(dāng)播種的株距不小于20厘米的時(shí)候精量播種機(jī)作業(yè)速度可達(dá)到8公里/小時(shí)。 （4）雖然勺輪式排種器在面對(duì)極大或極小種子的時(shí)候需要更換勺輪，但是由于勺輪的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于拆卸，因此選用勺輪式排種器。 3.4勺輪式排種器的設(shè)計(jì) 勺輪式排種器是玉米精密播種機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響著玉米精密播種的質(zhì)量。勺輪排種器由排種器殼體、排種輪、護(hù)種板、勺輪、軸、軸承、透明蓋等零部件組成[6]。播種質(zhì)量時(shí)通過(guò)排種輪，勺輪和護(hù)種板這三者的相互配合而決定的。勺輪會(huì)拾取種箱落入排種器的種子，然后運(yùn)送到排種的輪窩孔，排種口最后將種子排出。勺輪拾取種子后。多余的種子會(huì)通過(guò)重力作用以及離心的效果處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，就會(huì)脫離出種勺。這樣就達(dá)到了清理多余種子的目的。結(jié)合種勺大小實(shí)現(xiàn)單粒精量播種。 （1） 排種器要求的轉(zhuǎn)速 精量播種機(jī)對(duì)于播種農(nóng)作物的植物間距有著一定的要求，排種器的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作配合著播種機(jī)的向前運(yùn)動(dòng)兩者組合實(shí)現(xiàn)植物株間距的調(diào)整。實(shí)現(xiàn)植物株間距的計(jì)算轉(zhuǎn)速公式為 n=60vmZt 播種機(jī)機(jī)組的整體前行速度vm為4-6km/h，農(nóng)作物株距的要求是260～330mm，排種輪的型孔數(shù)目Z=18，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出n=14～26r/min。 圖4 排種器爆炸結(jié)構(gòu)圖 （2） 勺輪式排種盤直徑的確定 勺輪式排種器上的排種盤垂直放置，這個(gè)盤的直徑大小需要適量選擇，如果這個(gè)直徑選的過(guò)小，排孔的分布就會(huì)顯得非常的密集，加工方面是一個(gè)問(wèn)題，排孔的分布過(guò)密也會(huì)影響種子的排種精度問(wèn)題。但是同樣的這個(gè)直徑選的過(guò)大的話，排種機(jī)構(gòu)會(huì)相應(yīng)的變大，排種室也就變大了。相應(yīng)的也就增加了小號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)的功率。排除種種不同的限制條件，最后確定的盤直徑大小在140mm-260mm之間，這次設(shè)計(jì)該盤直徑定為250mm。 （3） 勺輪式排種器排種孔數(shù)量的確定 漏種造成空穴和啃傷是主要的對(duì)精量排種機(jī)性能造成重大影響的原因，為了避免這兩項(xiàng)需要對(duì)勺做出一定的修正、優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)排種器勺孔采用了一種內(nèi)球面樣式的結(jié)構(gòu)對(duì)種子進(jìn)行保護(hù)。他的窩輪孔是通過(guò)有圓角的圓柱面和棱臺(tái)面組合的。本次設(shè)計(jì)所用的排種器會(huì)通過(guò)機(jī)架和開溝器進(jìn)行一定的連接。通過(guò)鎮(zhèn)壓輪傳動(dòng)至變速箱再帶動(dòng)排種器轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)實(shí)際市場(chǎng)調(diào)查結(jié)合本機(jī)數(shù)據(jù)選用18勺的勺輪排種器。 （4） 勺輪式排種器殼體 本次設(shè)計(jì)的勺輪式排種器的外殼是鑄鐵經(jīng)過(guò)澆鑄鑄成的，它起到一個(gè)主要的支撐作用，需要直接與機(jī)架連接并且承載變速箱，所以本次設(shè)計(jì)的勺輪式排種器外殼需要滿足每個(gè)零件的安裝固定需要。 3.5勺輪式排種器驅(qū)動(dòng)的選擇 （1）通過(guò)地輪：地輪通過(guò)一系列的裝置與變速箱進(jìn)而和排種器相連接。這樣排種器的轉(zhuǎn)速直接受控于地輪。這種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定。播種結(jié)果均勻，制作以及操作方面都比較簡(jiǎn)單。雖然整個(gè)機(jī)組相對(duì)阻力增大，設(shè)計(jì)不當(dāng)易打滑，但是仍然是大眾的傳動(dòng)方式。 （2）單獨(dú)驅(qū)動(dòng)排種器：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，勺輪排種器由電動(dòng)機(jī)帶著轉(zhuǎn)動(dòng)。圖5展示了這個(gè)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程。隨著科技的發(fā)展，軟件的普及，通過(guò)這種方式可以精確的控制排種器的轉(zhuǎn)速，方便快捷，并且播種的間距即排種器轉(zhuǎn)速不會(huì)因?yàn)榈剌喌拇蚧霈F(xiàn)誤差。這種方式會(huì)大大減少機(jī)組之間的阻力。只是伴隨著科技力的加入，這種驅(qū)動(dòng)方式的成本大大增加，也擁有著相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 排種器 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 單片機(jī) 圖5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程 這次我設(shè)計(jì)的精量播種機(jī)，由于大面積播種的需要，需要播種組件穩(wěn)定，地貌變化人為操作播種機(jī)的導(dǎo)致的速度改變不會(huì)影響播種機(jī)排種的效果。所以這次的排種器驅(qū)動(dòng)選擇第一種通過(guò)地輪驅(qū)動(dòng)整個(gè)排種器組件進(jìn)行工作的方式。地輪與排種器通過(guò)鏈輪和鏈條以及軸相互連接。中間有變速箱接在排種器上實(shí)現(xiàn)精量播種機(jī)的變速操作以用于改變株距。鏈傳動(dòng)示意圖見圖6。齒輪A、B分別和地輪排種器相連。地輪的轉(zhuǎn)動(dòng)直接影響到齒輪A上。通過(guò)鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)齒輪B實(shí)現(xiàn)了排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)組的前進(jìn)直接影響并且體現(xiàn)在了排種上。這樣方便的調(diào)節(jié)播種速度保證了播種的均勻性。 3.6滾子鏈的計(jì)算 （1）選擇鏈輪的齒數(shù) 進(jìn)行計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算的內(nèi)容 計(jì)算得出的結(jié)果 選擇鏈輪齒數(shù) 自定 z1=18 傳動(dòng)比 i=1 大鏈輪的齒數(shù) z2=18 z2=18 圖6 鏈輪傳動(dòng)示意圖 （2）確定本次計(jì)算的功率 由機(jī)械設(shè)計(jì)一書得工況系數(shù)KA=1.0，由機(jī)械設(shè)計(jì)書圖9-13得主動(dòng)鏈輪系數(shù)KZ=1.45，單排鏈。本次設(shè)計(jì)配合小型拖拉機(jī)牽引，選功率2.2kw，則計(jì)算功率就是 Pca=KAKZP=1.0×1.45×2.2=3.19KW （3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)Pca=3.19kw,拖拉機(jī)行進(jìn)速度大約為5000米每小時(shí)，經(jīng)計(jì)算得出地輪的轉(zhuǎn)速n1=105r/min和Pca＜Pc，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書得出選擇型號(hào)12B-1.鏈條節(jié)距P=19.05mm。 （4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初步選擇中心距a0=（30～50）P=（30～50）*19.05=571-952mm。選用a0=952mm。根據(jù)相應(yīng)的公式得出相應(yīng)的鏈條節(jié)數(shù)為 Lp0=2a0P+z1+z22+(z2-z12π)2Pa0=117.9 取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為118。 鏈傳動(dòng)最大中心距為 amax=f1p[2Lp-(z1+z2)] 這個(gè)表達(dá)式中，f1是中心距計(jì)算系數(shù)，本次設(shè)計(jì)特殊，兩個(gè)鏈輪齒數(shù)相等，鏈傳動(dòng)最大中心距應(yīng)該選用 amax=[Lp-z2] 計(jì)算得出最大中心距是952mm。 （5）計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式 v=n1z1p60×1000=0.6ms 由鏈速0.6和鏈號(hào)12B-1，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)可知采用滴油潤(rùn)滑的方式。 （6）計(jì)算壓軸力FP 有效圓周力為：Fc=1000Pv=3667N 鏈輪水平布置的壓軸力系數(shù)KFp=1.15,于是算出壓軸力FP≈KFpFe=4217N （7）有關(guān)鏈輪的計(jì)算 以下進(jìn)行有關(guān)鏈輪的分度圓直徑d，齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df的計(jì)算 分度圓直徑 d=Psin180Z≈109.00mm 齒頂圓直徑 da=P0.54+cot180z1=118 齒根圓直徑 df=d-d1=97.00 齒側(cè)凸緣直徑 dg≤pcot180°z-1.04h2-0.76=90.2=90 輪轂厚度 h=K+dk6+0.01d=10.3 輪轂長(zhǎng)度 l=3.3h=34 輪轂直徑 dh=dK+2h=37.6 齒寬 bf1=0.95b1=11 （8）多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比[7]。但由于精度的影響，各排鏈承受的載荷不均勻，故排數(shù)不宜過(guò)多[7]。 圖7 整體式鋼制小鏈輪主要結(jié)構(gòu)尺寸 第四章 開溝器的設(shè)計(jì) 開溝器作為不可缺少的部件，在精量播種機(jī)上有著極其重要的作用。精量播種機(jī)進(jìn)行施肥以及播種操作都需要將肥料和種子排放在經(jīng)過(guò)開溝器開溝的溝槽內(nèi)。并用覆土器進(jìn)行一定的覆土操作，使剛落入溝內(nèi)的肥料和種子覆蓋有一層濕土。如果開溝器或者說(shuō)精量播種機(jī)進(jìn)行播種的是土壤的濕度比較大的土地，比如下雨過(guò)后或者澆灌不久的土地。這樣開溝器本身就會(huì)沾上很多的濕土泥塊逐漸粘接，增大了精量播種機(jī)在土地行進(jìn)的阻力，更會(huì)造成開出的溝形形狀不一致，導(dǎo)致播種不均勻，這些都會(huì)影響到播種的質(zhì)量。通過(guò)查資料得知大量的實(shí)驗(yàn)論證探討粘接土塊的開溝器會(huì)降低18%的出苗率。最嚴(yán)重的情況這些土塊會(huì)直接導(dǎo)致播種工作的停止。 4.1開溝器的技術(shù)要求 為了實(shí)現(xiàn)肥料和種子能夠準(zhǔn)確地落入溝槽，并且使播種作業(yè)簡(jiǎn)單的進(jìn)行，總結(jié)了以下幾點(diǎn)要求： （1）作為精量播種機(jī)的需求，開溝器需要對(duì)深度進(jìn)行一定程度上的方便式調(diào)整。能夠方便快捷的隨時(shí)調(diào)為播種者需要的深度。 （2）不同的開溝器，相同功能的兩者之間開出的深度需要保持一致性。溝的底部要平，形狀要直。 （3）土層的情況不應(yīng)該因?yàn)殚_溝器的經(jīng)過(guò)而改變，干濕保持一致，保證種子接觸的是濕潤(rùn)的土壤。 （4）開溝過(guò)后，進(jìn)行播種作業(yè)，種子以及肥料的表面需要覆蓋濕土，也就是說(shuō)回土功能。保證肥料的化開種子的培育 （5）開溝器能夠方便的進(jìn)行雜物的清理，不過(guò)易得粘接各種異物。 （6）開溝器所具有的功能齊全的同時(shí)應(yīng)該簡(jiǎn)化其自己的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行優(yōu)化減少行進(jìn)阻力。 4.2開溝器不同的類型分析和分析 經(jīng)過(guò)時(shí)間的發(fā)展，不同的需求出現(xiàn)以及播種器具的更新，開溝器也發(fā)展出了不同的樣式。每種樣式的開溝器具有自己的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)。而根據(jù)不一樣的狀況選用不同的開溝器也能達(dá)到更加優(yōu)化的選擇。下面是主要的開溝器類型和分類。 表1開溝器按照入土角分類 開溝器名稱 介紹 包含種類 銳角開溝器 銳角開溝器開溝出的工作面和地平面的夾角小于90度角 饋鏟式、霓鏟式、船形鏟式和芯鏵式等多種 鈍角開溝器 銳角開溝器開溝出的工作面和地平面的夾角大于100度角 靴鞋式、滑刀式、單圓盤式和雙圓盤式等多種 表2 開溝器常用類型 開溝器名稱 簡(jiǎn)單介紹 優(yōu)缺點(diǎn) 鋤鏟式 這種開溝器工作時(shí)鏟前圓弧面推奎土壤,土壤在鏟前形成突起,兩側(cè)的土壤受到擠壓而分開。開溝器離開原位后,兩側(cè)土壤落入溝中而覆蓋種子。 它的入土性能好,但會(huì)將下層土壤上翻與土層土壤混合,造成土壤水分損失,并影響種子發(fā)芽。 靴鞋式 種開溝器的入土角為鈍角,在重量作用下土壤被下壓并將表面土壤分向兩側(cè)。 由于鏟前突起且較小,使側(cè)邊土壤堆積,溝痕沒(méi)有其他的深而且窄。只適用于在整地細(xì)碎土壤上,對(duì)播種前整地質(zhì)量要求較高,自身覆土作用差。 芯鏵式 芯鋅式開溝器的前棱和兩側(cè)對(duì)稱曲面使土壤沿曲面上升,并將殘茬、表層的干土塊、雜草推向兩側(cè)且倒翻。 入土性能好、但入土深度不易控制。翼板上部?jī)?nèi)傾,可增加夜土量,并在壟上播種時(shí),有利于保持壟形。 劃刀式 這種開溝器的開溝部分都是以鈍角 靠擠壓入土開溝的,不翻亂土 續(xù)表2 開溝器名稱 簡(jiǎn)單介紹 優(yōu)缺點(diǎn) 劃刀式 雙圓盤 入土,利用后部的兩側(cè)板使土壤向兩側(cè)推移而形成種溝。 由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的平面圓盤組成,交點(diǎn)聚在前方,入土角為鈍角 層,溝型整潔,溝寬較小,使種子的橫向分布限制在很小的范圍內(nèi),有利于機(jī)械化中耕.但是溝底被壓實(shí),不利于作物根系的生長(zhǎng)。 兩圓盤與土壤呈線性接觸,故有較大的壓應(yīng)力,較易入土。它適用于整地條件較差,田間有土塊、殘茬等情況下工作。但此種開溝器結(jié)構(gòu)復(fù)雜及重量大。 4.3開溝器的使用行距和前后距離 開溝器工作時(shí)，將部分土壤升起、拋翻、推擠或擠壓等，使開溝器前方形成前丘和播種后地表形成溝痕[8]。前丘的存在導(dǎo)致在播種土地雜質(zhì)較多情況下，播種機(jī)會(huì)遇到更加巨大的阻力，前丘會(huì)因?yàn)橥翂K雜草塑料等變大，為了防止前丘的堆積相連，兩個(gè)相鄰開溝器之間必須相距存在一些距離。如果遇到特殊情況，比如需要的農(nóng)作物行間距小于前丘的理論最小距離，這時(shí)候就要將其進(jìn)行一定的調(diào)整，使兩個(gè)開溝器形成一個(gè)在前一個(gè)在后的錯(cuò)落形式，用這樣的方式阻止兩個(gè)相鄰的開溝器前丘距離過(guò)近的問(wèn)題。這樣布置的開溝器后邊的溝痕會(huì)受到前邊開溝器的影響，所以開溝器的設(shè)計(jì)前者不應(yīng)該影響后者，后者溝痕有一定的質(zhì)量保證，在穩(wěn)定的環(huán)境下工作。 4.4芯鏵式開溝器設(shè)計(jì) 樺式種床開溝器方案是可行的,解決了小型玉米免耕播種機(jī)對(duì)地表適應(yīng)性差的問(wèn) 題，完全可以替換松土鏟式種床開溝器.提高其對(duì)地表的適應(yīng)性[9]。經(jīng)過(guò)一系列對(duì)比選擇，本次設(shè)計(jì)精量播種機(jī)選用的開溝器為芯鏵式開溝器。芯鏵式開溝器主要由芯鏵、鏵柄、翼板、輸種管、護(hù)種罩等部件組成。芯鏵一般用 3～4 mm 厚的 65 錳鋼板制成，鏵尖及刃部進(jìn)行熱處理，硬度為 HRC37～42，以增加其耐磨性[8]。 表3各種類型開溝器的適用行距以及前后列距離要求 開溝器類型 鋤鏟式 靴鞋式 雙圓盤式（圓盤夾角為10到15度間） 雙圓盤式（圓盤夾角為23到25度間） 單圓盤式 最小相鄰距離 cm 適用行距 cm 20 13-15 15 10-12 25-26 15 30 15 30 13-15 前后列距離 cm 30 35 15 40 15 列數(shù) 2 2 2 2 2 圖8 芯鏵式開溝器的結(jié)構(gòu) 1- 鏵柄 2-鏵芯 3-翼板 4-輸種管 5-護(hù)種罩 （1）入土角α 入土角直接影響開溝器的入土能力。增大入土角會(huì)增大開溝器的阻力，降低相應(yīng)的性能。而且增大入土角會(huì)削弱開溝器的強(qiáng)度因?yàn)檫@會(huì)使芯鏵式開溝器的芯鏵尖而長(zhǎng)。若想取到比較好的入土性能芯鏵式開溝器入土角應(yīng)該是15到25°。 （2）隙角ε 芯鏵式開溝器的隙角處在芯鏵開溝器的底部。用ε表示，這個(gè)角度決定了開溝器入土性能，ε≈5時(shí)最有利開溝器入土。當(dāng)這個(gè)角度過(guò)小的時(shí)候不容易入土過(guò)大的時(shí)候溝底就會(huì)不再光滑平整。 （3）斜切角γ 開溝器的斜切角可以使土地中的雜物比如秸稈石塊等自動(dòng)劃開，這個(gè)角度選擇不能太大，合理的選擇開溝的斜切角不會(huì)輕易的造成擁堵現(xiàn)象。γ≈60°~75°。 （4）鏵高H 鏵高不能影響種子的正常下落播種，因此不能太高，而且鏵高太高的話開溝器的擁土現(xiàn)象會(huì)加重，阻力也會(huì)相應(yīng)的增大。 （5）脊線曲率半徑 脊線曲率半徑一般選擇為250到350毫米、 4.5開溝器轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 開溝器設(shè)計(jì)時(shí)要盡量的避免開溝器粘接黏土，草屑，塑料薄摸等農(nóng)業(yè)土地等常見的垃圾異物，這些東西常常會(huì)粘接在精量播種機(jī)的開溝器上或者其他部位。開溝器的纏繞粘接情況最為嚴(yán)重。因此本次設(shè)計(jì)的開溝器安裝有防纏繞轉(zhuǎn)軸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以輕易地處理一部分土塊等粘接物，有效的減輕開溝器工作難度。并且還能增加開溝器的使用壽命。 4.6播種行距的調(diào)節(jié)和計(jì)算 4.6.1 行距的調(diào)整 播種的行距就是指兩個(gè)開溝器相互之間的距離。精量播種機(jī)播種時(shí)要固定行距，使開溝器固定在機(jī)架的位置。開溝器應(yīng)該對(duì)稱的安裝在機(jī)架上，保證精量播種機(jī)整體的穩(wěn)定性。使精量播種機(jī)和開溝器的受力均勻，有利于播種的精確性，減少機(jī)具之間的磨損消耗。 4.6.2 播種量的調(diào)整和實(shí)驗(yàn) 精量播種機(jī)因?yàn)橛脩粜枨蟮牟煌诿恳淮涡碌氖褂貌⑶也シN作業(yè)前需要重新進(jìn)行播種數(shù)量的調(diào)試。這樣才能滿足不同地區(qū)不同人群的需求，有以下步驟： （1）將種子放入種箱，啟動(dòng)機(jī)器進(jìn)行行走實(shí)驗(yàn)或者將整個(gè)機(jī)構(gòu)抬起做播種實(shí)驗(yàn)。 圖 9 開溝器防纏繞轉(zhuǎn)軸 （2）行走輪需要有一定的處理以便于記錄輪子轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，實(shí)播調(diào)整不需要。 （3）轉(zhuǎn)動(dòng)行走輪使種子盛滿在機(jī)具里。 （4）確定每分鐘的行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并再次轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。 （5）計(jì)算種子消耗的數(shù)量計(jì)算偏差并進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。 第五章 配套部件的設(shè)計(jì) 5.1輸種管 輸種管的作用是將種箱與排種器進(jìn)行連接，將種箱中的種子順利的導(dǎo)入排種器中。由于排種器直接與開溝器相連（相距較近）且排種器轉(zhuǎn)速較低，種子可以順利與開溝器相連落入開好的溝痕所以不需要單獨(dú)設(shè)置輸種管。輸種管應(yīng)該滿足以下的條件： （1）保證空間的充裕，內(nèi)壁的光滑對(duì)種子的下落不應(yīng)該造成影響。種子可以順利的由種箱落入排種器，不堵塞，自由流下。 （2）輸種管不能選用過(guò)硬的材料，要方便種箱口和排種器種子落扣得連接并具有一定的柔韌度。有一定的伸縮量，保證不是一次性用品，可以維護(hù)。 （3）輸種管應(yīng)該制成圓管，他的左右轉(zhuǎn)動(dòng)不應(yīng)該有所阻礙便于調(diào)節(jié)。 （4）輸種管的結(jié)構(gòu)盡量的簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易，成本低，可靠耐用。 輸種管的選型工作：本次設(shè)計(jì)選用的輸種管為橡膠折皺管。橡膠折皺管長(zhǎng)度可以自由調(diào)節(jié)市場(chǎng)反饋好，重量小，具有高彈性，是本次管子需求的首選。 表4 輸種管類型 輸種管材質(zhì) 包含類型 金屬管 卷片管、卷絲管、套簡(jiǎn)管、斗管和蛇皮管等 橡膠管 硬橡膠管和橡膠折皺管 塑料管 分有波形和直形 5.2鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)精量播種機(jī)鎮(zhèn)壓輪即為提供排種排肥動(dòng)力的地行輪。鎮(zhèn)壓輪的主要作用是將開溝器翻開的土地進(jìn)行覆土后的地面進(jìn)行重量壓緊，減少土壤間隙。播種后種子的發(fā)芽需要一定的水分，溫度，壓力，如果不進(jìn)行鎮(zhèn)壓操作，疏松的土壤就會(huì)造成水分的嚴(yán)重流失，種子無(wú)法在干燥的土壤里發(fā)芽造成缺苗斷壟。鎮(zhèn)壓輪會(huì)給種子的萌發(fā)提供合理的種床條件。 （a）圓柱形鎮(zhèn)壓輪 (b) 凹面鎮(zhèn)壓輪 (c)圓錐組合鎮(zhèn)壓輪 圖 10 不同類型的鎮(zhèn)壓輪 表5 鎮(zhèn)壓輪的類型比較 鎮(zhèn)壓輪類型 簡(jiǎn)介 適用范圍 圓柱形 由薄鋼板制成。有光面圓柱形和網(wǎng)面圓柱形兩種，其鎮(zhèn)壓輪面較寬，壓 分布均勻。 適用蔬菜播種和寬苗幅壟播的播種機(jī)。 凹凸面 整體形空心柱鐵輪，靠本身重量或在空腔內(nèi)灌入沙土產(chǎn)生鎮(zhèn)壓力。凹面輪對(duì)種子上層土壤不如兩側(cè)的壓得緊實(shí)，有利于種子幼芽出土。 適于棉花、豆類及其它雙子葉作物的播種鎮(zhèn)壓。 圓錐復(fù)合 由兩個(gè)鋼板沖制成的錐形輪組合成。可根據(jù)需要來(lái)改變兩錐形輪間距，起鎮(zhèn)壓力可由附加彈簧調(diào)節(jié)。 適用廣泛 膠圈 在鎮(zhèn)壓輪與土壤壓緊壓時(shí)，膠圈變形；無(wú)外力時(shí)，膠圈復(fù)原。因此，鎮(zhèn)壓輪膠圈在滾動(dòng)過(guò)程中變形與復(fù)原交替作用，使?jié)裢岭y以粘結(jié)在膠圈表面上，由于濕土于膠圈的附著力較小，稍有振動(dòng)，粘土很容易脫落。 該鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鎮(zhèn)壓效果較好，大多用于壟作播種機(jī)上。 5.2.1鎮(zhèn)壓輪直徑的確定 保證鎮(zhèn)壓輪正常工作的條件是 R≥ωrQ?f 這個(gè)表達(dá)式中 f—土壤作用在鎮(zhèn)壓輪的摩擦系數(shù) ωr—軸的摩擦力距（N?m） R—鎮(zhèn)壓輪的半徑（m） Q—鎮(zhèn)壓輪自重及鎮(zhèn)壓彈簧的載荷（N） 本次設(shè)計(jì)中鎮(zhèn)壓輪為主動(dòng)輪，還應(yīng)該滿足 R=ωr+ωpQ?f （m） 本次設(shè)計(jì)選用的鎮(zhèn)壓輪直徑為250mm。寬度為40mm。 5.2.2鎮(zhèn)壓彈簧的參數(shù)設(shè)計(jì) 鎮(zhèn)壓彈簧也稱調(diào)壓彈簧，是給鎮(zhèn)壓輪提供額外壓力的組件，保證鎮(zhèn)壓輪能夠擁有足夠的壓力對(duì)土壤進(jìn)行鎮(zhèn)壓，并且增大鎮(zhèn)壓輪與土壤的接觸力減少打滑現(xiàn)象的發(fā)生。鎮(zhèn)壓彈簧要求0.3-0.5kgf/cm2 輪子和地面的接觸距離初步確定為s=40×π×250×0.1=3141mm2。鎮(zhèn)壓彈簧用到的壓力N=（0.03-0.05）*3141=94-157N，受力圖概念 圖11 受力圖 F:彈簧作用力 N：鎮(zhèn)壓輪與地面的力 AC：彈簧受力與支點(diǎn)距離 AB：鎮(zhèn)壓輪的軸與支點(diǎn)的距離 本次設(shè)計(jì)中，鎮(zhèn)壓彈簧本身提供力不直接與鎮(zhèn)壓輪與土地壓力形成平衡，調(diào)壓彈簧所提供的壓力在實(shí)際操作可調(diào)，下表彈簧即可滿足要求 表 6 彈簧的主要參數(shù) 材料 材料直徑 工作極限載荷Pi 65Mn 3mm 495(N) 圈數(shù) 彈簧中徑 Pt作用下單圈剛度變量 （Pi） 12.5 30 1.585 節(jié)距 單圈剛度 最大心軸直徑 7.69 289.3（N/mm） 15mm 5.3種箱以及肥箱 種箱肥箱分別稱裝有種子和肥料，安裝在機(jī)架上，固定方式有所不同。種箱和肥箱他們的內(nèi)壁要足夠光滑，有一定的角度，方便箱體內(nèi)的種子和肥料自然落下，不會(huì)造成大面積的堆積層疊。此外要盡量保持均勻性。種箱由于體積小，單個(gè)與排種器配對(duì)使用，此方面要求可以放寬。 5.3.1肥箱 肥箱與種箱不同，肥箱盛裝的肥料具有一定的腐蝕性，肥料打開袋口不進(jìn)行密封操作就會(huì)吸收空氣中的水分化開，表面粘接，對(duì)金屬的氧化造成一定的影響。所以肥箱內(nèi)壁必須涂有漆層做出一定的保護(hù)。肥箱的容積需要一定的設(shè)計(jì)，本次精量播種機(jī)的肥箱定為16升。肥箱的質(zhì)量要好，重量輕堅(jiān)固好用。肥箱內(nèi)壁要有一定的傾斜度，并且做到方便的添加肥料，對(duì)于播種完成剩余肥料的清理也要方便。必要時(shí)可以加上肥蓋。 5.3.2種箱 種箱的要求大致和肥箱相同?，F(xiàn)在大部分種子都有外部的藥物包衣，起到了一定的潤(rùn)滑作用相應(yīng)的也會(huì)有一定的腐蝕性。種箱的選材為硬質(zhì)塑料，材質(zhì)輕并且能保證種箱所需要的強(qiáng)度。種箱通過(guò)螺釘連接在排種器承載機(jī)架上。種箱的容積要留有一定的余量，保持種箱內(nèi)一直充種，并且防止種子過(guò)滿因震動(dòng)灑出。余量定為10%。種箱容積計(jì)算公式 V=83.2×5NmaxBL1000r 圖 12 肥箱的三視圖 計(jì)算公式中：Nmax-農(nóng)作物的最大播種量 L-滿箱充種行進(jìn)距離 B-播種機(jī)工作幅寬 γ-種子的單位容積（kgL） 精量播種機(jī)的種箱常用容積為35-100L，本次設(shè)計(jì)種箱根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合播種工作經(jīng)驗(yàn)選用容積尺寸符合設(shè)計(jì)要求。 5.4覆土器 精量播種機(jī)工作時(shí)開溝器會(huì)對(duì)開出的溝痕進(jìn)行一定量的回土操作，但是這樣的操作只會(huì)給種子表面覆蓋一層薄薄的土壤，并不能滿足種子正常發(fā)芽所需的土壤量。覆土器正是對(duì)已經(jīng)回土的種子進(jìn)行更加深層次的土壤覆蓋。覆土器在種子上蓋的土質(zhì)要均勻能夠?qū)ΨN子進(jìn)行全方面覆蓋。覆土器應(yīng)滿足如下要求：覆土嚴(yán)密，覆土深度穩(wěn)定，盡量使?jié)裢两佑|種子，干濕土基本不混合，以利于保墑和種子發(fā)芽；覆土量可調(diào)，在土壤、作物和氣候不同的播種條件下具有廣泛適應(yīng)性；不混土，實(shí)現(xiàn)濕土覆種；覆土?xí)r不拖堆，不纏草，保證覆土質(zhì)量[10]。覆土器通過(guò)銷與開溝器相連，在播種后地面及時(shí)對(duì)種子進(jìn)行覆土。本次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)精量播種機(jī)播種機(jī)覆土要求。 圖13 覆土器 5.5變速箱的選用 精量播種機(jī)是指將單粒種子等距的播種到土壤中預(yù)定深度的機(jī)具(張波屏，2001)。精密播種具有省種 30%～50%，省間苗工 4～8 個(gè)公頃，增產(chǎn) 10%～30%的優(yōu)點(diǎn)（馬旭，1998），是中耕作物發(fā)展的必然趨勢(shì)[11]。精量播種機(jī)要實(shí)現(xiàn)精密的單粒精量播種就需要對(duì)排種器的轉(zhuǎn)速能夠做到一定量的調(diào)整。本次設(shè)計(jì)的精量播種機(jī)在排種器旁安裝有變速箱直接帶動(dòng)排種器轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)變速箱的6級(jí)變速實(shí)現(xiàn)種子間距的精量調(diào)整。本次設(shè)計(jì)選用的變速箱擁有合理的結(jié)構(gòu)，不僅性能優(yōu)秀而且具有不錯(cuò)的外觀能夠?qū)崿F(xiàn)本次設(shè)計(jì)的要求。 表7 變速箱參數(shù)特點(diǎn)一覽 6速封罩式變速器 軸徑 速比 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 17 六方 一檔： 1:0.5； 二擋： 1:0.48； 三擋： 1:0.56； 四擋： 1:0.65； 五檔： 1:0.79； 六檔： 1:1 專業(yè)播種機(jī)變速器，其特點(diǎn)為：設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、性能可靠、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。本變速器可做玉米、小麥、豆類、花生。馬鈴薯、水稻等播種、施肥配套使用。 軸距 75 齒輪模數(shù) 2.5 相差齒數(shù) 3 圖 14變速箱 第六章 排肥器 農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程與肥料息息相關(guān)，不論是古代的有機(jī)肥還是現(xiàn)代的化肥。在大面積種植一年內(nèi)多季種植的現(xiàn)代社會(huì)肥料與農(nóng)作物的生長(zhǎng)關(guān)系更加密切。合理的使用肥料能幫助農(nóng)作物更快更好的生長(zhǎng)，但是不合理的使用就會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)有一定的影響。施肥過(guò)少最多是種子幼苗的營(yíng)養(yǎng)不夠還可以后期補(bǔ)救。如果使用的肥料過(guò)多就會(huì)造成燒苗，農(nóng)作物因?yàn)檫^(guò)多的肥料直接導(dǎo)致死亡，造成不可挽回的損失。變量施肥技術(shù)能夠根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤類型、土壤中各種養(yǎng)分實(shí)際的盈虧情況以及作物的實(shí)際需求量進(jìn)行有目的地科學(xué)施肥。該技術(shù)是解決上述問(wèn)題的一個(gè)行之有效的方法[12]。本次設(shè)計(jì)的排肥器可以實(shí)現(xiàn)肥量的無(wú)極調(diào)節(jié)。 排肥器類型 介紹 優(yōu)缺點(diǎn) 外槽輪式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便 對(duì)吸濕性強(qiáng)的粉狀化肥易粘結(jié)槽輪，引起架空、堵塞。多用于谷物條播機(jī)和中耕作物播種機(jī)上。 圓盤轉(zhuǎn)盤式 用肥的重力和底盤及排出輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使化肥形成均勻?qū)?；利用化肥與底盤的摩擦力，將化肥排出，可通過(guò)改變調(diào)節(jié)門高度或轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)排肥量。 圓盤轉(zhuǎn)盤式排肥器適用于排施松散性好的化肥?；什灰锥鸭?，排肥均勻度較好。 指盤式 指盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，將下層化肥推向固定的導(dǎo)肥指，并沿盤緣靠重力排出。 排出口黏著的化肥，可由攪拌器的撥齒清除。 指盤式排肥器適用于排施松散性好的化肥 。 螺旋式 有葉片式和鋼絲螺旋式。工作時(shí)，螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，將化肥輸送至排出口， 適用于排施松散性較好的化肥。排施吸濕性強(qiáng)的化肥時(shí)容易發(fā)生架空。 表 8 常用排肥器類型及性能 續(xù)表8 排肥器類型 介紹 優(yōu)缺點(diǎn) 螺旋式 振動(dòng)式 落入輸肥管排出。 可通過(guò)調(diào)節(jié)箱底排肥口的大小來(lái)控制排肥量。 振動(dòng)式排肥器是利用振動(dòng)作用及化肥重力輸送并排出化肥的，振動(dòng)使吸濕強(qiáng)的化肥松散消除架空 適用于松散性好的粒狀和粉狀化肥。 吸濕性強(qiáng)的化肥易發(fā)生架空，當(dāng)化肥黏滿星輪時(shí)則形成堵塞 不容易粘接，精度不易控制。 6.1排肥器的不同類型 中耕施肥機(jī)是進(jìn)行中耕作業(yè)的配套機(jī)具，排肥器是中耕施肥機(jī)的主要工作部件之一。 在實(shí)際作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)所選化肥的物理性能及農(nóng)藝要求，合理選擇排肥器[13]。經(jīng)過(guò)參閱得出以下排肥器類型。 6.2排肥器的選擇 經(jīng)過(guò)對(duì)6.1各類排肥器的選擇對(duì)比結(jié)合此次設(shè)計(jì)精量播種機(jī)的要求。這次設(shè)計(jì)選用外槽輪式排肥器。排肥器由地輪帶動(dòng)的一系列鏈輪進(jìn)行排肥工作。肥料只經(jīng)過(guò)溝槽排出肥盒。排肥量的調(diào)節(jié)通過(guò)中間連接的軸上的調(diào)節(jié)手輪進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，可以隨時(shí)鎖死或者進(jìn)行排肥量調(diào)整，精確可控簡(jiǎn)單容易操作。 1-槽輪 2-排肥盒 3-肥箱 圖15 外槽輪式排肥器結(jié)構(gòu)示意圖 第七章 剩余部件的設(shè)計(jì) 7.1撒水系統(tǒng) 本次的精量播種機(jī)要求有灑水功能。部分地區(qū)或者因?yàn)檗r(nóng)業(yè)作業(yè)工作者的不同需求需要對(duì)播種后的土地進(jìn)行一定的增加濕度操作，即灑水。適當(dāng)?shù)乃謺?huì)給種子的發(fā)芽及成長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。尤其是本次進(jìn)行的播種作業(yè)還有覆膜處理，保障了水分的持久性，播種即灑水過(guò)后的地面不會(huì)太快的干涸。長(zhǎng)久保持濕度有利于幼苗成長(zhǎng)。再等到農(nóng)業(yè)作物長(zhǎng)大破膜后，密閉空間被破壞，表面水分蒸發(fā)，不會(huì)造成農(nóng)作物生長(zhǎng)中扎根過(guò)淺見風(fēng)倒的局面。水箱通過(guò)支架固定在機(jī)架上方，通過(guò)軟質(zhì)水管與噴灑管連接，噴水管會(huì)將管內(nèi)的水噴霧式灑出，這樣噴出的水不會(huì)因?yàn)檫^(guò)快的速度力量在土地上沖出一道道溝壑。細(xì)膩均勻的噴水適合農(nóng)業(yè)作業(yè)要求。水箱所處的高度不足以為噴水管提供足夠的壓強(qiáng)所以選用小功率電動(dòng)氣泵提供噴水所需要的壓力。選用博今/5206農(nóng)用泵。 7.2覆膜 部分農(nóng)作物在播種時(shí)為了更加好的生長(zhǎng)要進(jìn)行覆膜，比如棉花等作物。相同的農(nóng)作物在不同地區(qū)不同環(huán)境下也有覆膜操作，包括玉米、花生、西瓜等等。農(nóng)用塑料薄膜可以提高種子出苗率成長(zhǎng)率。鋪膜環(huán)境能給種子提供足夠的濕度溫度。這次的覆膜組件設(shè) 圖16 增壓水泵 表9 選用泵參數(shù)表 型號(hào)：5206 出口壓力：0.6（Mpa） 驅(qū)動(dòng)：電動(dòng) 性能：耐腐蝕無(wú)泄漏 最大供氣壓力：6KG 功率：36w 材質(zhì)：工程塑料 工作壓力：5-6kg 型號(hào)：5206 產(chǎn)地：江蘇 吸程：2（m） 流量：3.5（m3/h） 用途：增壓泵 品牌：博今 電壓：12V 計(jì)為部分可拆卸式，可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行加載裝卸。覆膜尾部的壓實(shí)機(jī)構(gòu)和筑梗壓土機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)拆卸調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同薄膜寬度的需求。農(nóng)用塑料薄膜紙質(zhì)內(nèi)徑35mm。播種機(jī)掛載系統(tǒng)應(yīng)該可以方便實(shí)現(xiàn)塑料薄膜的裝卸。農(nóng)用薄膜起始懸掛位置高于地面一定高度，通過(guò)橡膠輪將其壓在地表，并及時(shí)進(jìn)行泥土覆蓋防止薄膜被風(fēng)刮起。 圖 17 鋪膜工作圖 7.3懸掛系統(tǒng) 精量播種機(jī)與拖拉機(jī)進(jìn)行聯(lián)合工作，配合使用三點(diǎn)懸掛系統(tǒng)。三點(diǎn)懸掛的機(jī)械高度可以通過(guò)提升臂調(diào)整。所以開溝器的開溝深度也就是種子的播種深度可以通過(guò)三點(diǎn)懸掛的提升臂調(diào)節(jié)。此外還可以通過(guò)拖拉機(jī)懸掛架中間拉桿調(diào)節(jié)。提升臂位置通過(guò)液壓系統(tǒng)改變，以鎖死。 圖18 三點(diǎn)懸掛示意圖 圖19 三點(diǎn)懸掛連接部件尺寸 表10 三點(diǎn)懸掛裝置尺寸的選用 項(xiàng)目 選用尺寸（mm） 上懸掛點(diǎn) A- 聯(lián)結(jié)銷孔直徑 B- 支架內(nèi)側(cè)表面之間的寬度 下懸掛點(diǎn) C- 聯(lián)結(jié)銷孔直徑 D- 鎖銷孔距離 其他 E- 立柱高度 下懸掛點(diǎn)跨距 19.50 44.5 22.5 39.0 410 465 第八章 經(jīng)濟(jì)性分析 傳統(tǒng)播種方式是使用人工工具或者畜力式開溝后人工播種，播種的質(zhì)量不容易控制，再加上發(fā)芽率等其他的問(wèn)題，為了保證種苗的均勻，播下的種子一般都比需要的多；但是這樣需要人工將多出的幼苗除去。這樣的傳統(tǒng)播種浪費(fèi)大量時(shí)間和種子并且質(zhì)量不好，影響了作物的產(chǎn)量，不能滿足現(xiàn)代化大面積種植的要求 。種植農(nóng)作物時(shí)加工花費(fèi)多，后期管理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重減少了農(nóng)民種植熱情 。精量播種機(jī)播種能一次進(jìn)行多種作業(yè)操作并且保證種子的各種播種需求，播種后人工調(diào)整小，提高了發(fā)芽率和幼苗的成活率。極大地節(jié)約了時(shí)間，提高了效率。使用精量播種機(jī)減少了大量的勞動(dòng)力，節(jié)省人口雇用資源。精量播種機(jī)能精量播種，最小化浪費(fèi)農(nóng)作物種子并且節(jié)省肥料施撒量，在保證出苗率情況下節(jié)約大量成本。體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性效益性。 表11 經(jīng)濟(jì)效益表格 條目 經(jīng)濟(jì)效益介紹 第一條 機(jī)具自重小，體積適中。 第二條 在保證必要設(shè)施的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 第三條 能夠單人使用，減少了人力的消耗 第四條 堅(jiān)固實(shí)用，對(duì)機(jī)器的修理簡(jiǎn)單方便 第五條 適用于多種地形，農(nóng)作物 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)精量播種機(jī)是一種小型拖拉機(jī)牽引的機(jī)械式精量播種機(jī)械。主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物幼苗的定穴，定量播種。實(shí)現(xiàn)一穴一粒播種，并且在播種過(guò)程中要保持株距以及行距的一致性，這才體現(xiàn)了精量播種的含義。本次設(shè)計(jì)的精量播種機(jī)是一種多功能播種機(jī)，它不僅僅能實(shí)現(xiàn)播種功能而且還需要同時(shí)完成開溝、覆土、施肥、撒水、鋪膜的操作。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要解決這些問(wèn)題。 對(duì)于精量播種機(jī)的開溝功能需要在機(jī)架固定開溝器，并且可以實(shí)現(xiàn)距離可調(diào)用來(lái)完成不同情況下的開溝操作。施肥要有肥箱并且肥料的傳輸過(guò)程不能堵塞，灑落均勻。要實(shí)現(xiàn)均勻的撒肥，并且應(yīng)該落入施肥開溝器的溝痕中。排種需要精量排種，要與機(jī)組前進(jìn)一系列動(dòng)作相關(guān)聯(lián)，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)使種子均勻落入種穴。種穴間距的調(diào)整通過(guò)排種器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。撒水安裝的水箱壓力不足以提供灑水所欲要的壓