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高效精密大豆播種機設(shè)計 摘 要 本文主要介紹了大豆播種機的工作原理及其所能完成的任務(wù)。通過普通拖拉機的 牽引帶動播種輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過鴨嘴器的開合實現(xiàn)大豆的機械化播種，大大提高播 種的效率，提高勞動生產(chǎn)力。通過對設(shè)計要求的分析，此系統(tǒng)主要由播種輪，鴨嘴器 來完成播種要求。在拖拉機行進(jìn)過程中，由播種器的輪子帶動播種輪的轉(zhuǎn)動，通過安 裝在播種輪上的鴨嘴器插入離開土壤，完成播種。此設(shè)計主要適用于大面積的土地耕 種，可以取代人工播種，降低勞動強度，提高效率，有利于在繁忙時節(jié)完成播種要求。 關(guān)鍵詞：大豆播種機；播種輪；鴨嘴器；促張桿；連接筒 I ABSTRACT This paper describes the membrane Planter principle and can complete the task. Through the ordinary tractor driven broadcast traction Species round of the rotation, and then through vasicine of CDCC achieve membrane mechanized planting and sowing greatly enhance the efficiency, improve labor productivity. Based on the analysis of the design requirements, the system is mainly seeding round, vasicine to fulfill the requirements of sowing. Tractor road in the process, from planting of seeding round driven wheels turning, Through the installation of the seeding round of the duckbilled Insert left soil, completed sowing. This design is mainly applied to a large area of land farmed, can replace artificial seeding, reduced labor intensity, increase efficiency, to be completed during the peak season planting requirements. Key words: Membrane Planter；Seeding-Ferry ；vasicine；connection tube；promote a stem 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ................................................................................................................................................................1 1.1 課題研究的背景 ...........................................................................................................1 1.2 課題的提出和研究的意義 ...........................................................................................1 1.3 國內(nèi)外播種機機械研究現(xiàn)狀 .......................................................................................2 1.4 課題研究的主要內(nèi)容 ...................................................................................................3 第 2 章 大豆播種機方案確定 .....................................................................................................................4 2.1 總體結(jié)構(gòu)及配置 ...........................................................................................................4 2.2 工作原理簡介 ...............................................................................................................4 2.3 本章小結(jié) .......................................................................................................................5 第 3 章 總體設(shè)計參數(shù)的確定 .....................................................................................................................6 3.1 排種器的結(jié)構(gòu)及工作過程 ...........................................................................................6 3.2 播種輪直徑和鴨嘴數(shù)量的確定 ...................................................................................7 3.2.1 考慮因素 .............................................................................................................7 3.2.2 播種輪直徑計算 .................................................................................................8 3.3 本章小結(jié) .......................................................................................................................8 第 4 章 播種輪和鴨嘴器具體設(shè)計 ........................................................................................................8 4.1 播種輪設(shè)計 ...................................................................................................................9 4.2 鴨嘴器設(shè)計 .................................................................................................................11 4.2.1 鴨嘴器結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................................................................11 4.2.2 鴨嘴器的運動分析 .............................................................................................13 4.2.3 成穴器基本參數(shù)的確定 .....................................................................................14 4.3 本章小結(jié) .....................................................................................................................17 第 5 章 主軸設(shè)計與校核 ..............................................................................................................................18 5.1 軸的材料 .....................................................................................................................19 5.2 軸的類型選擇 .............................................................................................................19 5.3 計算軸上轉(zhuǎn)矩和初步確定最小直徑 .........................................................................20 5.3.1 軸的材料和熱處理方式的選擇 .........................................................................21 5.3.2 計算軸上轉(zhuǎn)矩和初步確定最小直徑 .................................................................21 5.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................................21 5.4 鍵聯(lián)接選擇和校核 .....................................................................................................22 5.4.1 平鍵連接 .............................................................................................................22 5.4.2 鍵聯(lián)接的強度校核 .............................................................................................23 5.5 軸的計算 .....................................................................................................................25 5.5.1 軸的直徑的計算 .................................................................................................25 5.5.2 軸的結(jié)構(gòu)簡圖 .....................................................................................................26 5.5.3 軸上載荷的計算 .................................................................................................26 5.6 本章小結(jié) .....................................................................................................................29 第 6 章 大豆播種的正確使用 .........................................................................29 6.1 播種前機具的準(zhǔn)備 .....................................................................................................29 6.2 使用注意事項 .............................................................................................................29 6.3 大豆播種機的特點 .....................................................................................................30 6.4 用好大豆播種機 .........................................................................................................30 6.5 本章小結(jié) .....................................................................................................................31 結(jié)論 ...................................................................................................................................................................................32 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................................................33 致謝 ...................................................................................................................................................................................34 附錄 ...................................................................................................................................................................................36 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 0 第 1 章 緒 論 1.1 課題研究的背景 農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)村生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定健康 發(fā)展和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)技術(shù)保障。加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，是全面建設(shè)小康 社會、率先基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的現(xiàn)實要求。實踐證明，大力推廣先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機械， 用先進(jìn)的農(nóng)機裝備武裝農(nóng)業(yè)，用先進(jìn)的農(nóng)機化技術(shù)改造農(nóng)業(yè)，才能大幅度提高勞動生 產(chǎn)率，提高農(nóng)業(yè)整體效益，增強農(nóng)業(yè)競爭力。 大豆播種由于采用機械化播種，所以在播種前期對種子的選擇，土壤的環(huán)境有較 高的要求，具體要求如下： 1、種子品質(zhì)好并清選分級 所選用的種子必須是個體豐產(chǎn)性能好、分蘗力強和單株生產(chǎn)率高的品種。播前要 用合適的長孔篩對種子進(jìn)行清選，要求種子籽粒飽滿，發(fā)芽率高。播前要對種子進(jìn)行 藥物處理，以防病蟲害。 2、土壤基礎(chǔ)良好 精播適用于土、肥、水等條件較好的高產(chǎn)地塊，地塊要深耕細(xì)耙、耙透耙實，上 松下實，地平如鏡，無明暗坷垃，底肥要施足。 3、播期適中且適當(dāng)提前 因播量少，靠分蘗增加群體，因此必須按照節(jié)氣，根據(jù)氣溫和地溫適當(dāng)提前播種。 4、作業(yè)前播種機具要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查以及調(diào)整 （1）檢查排種器的性能：避免出現(xiàn)磕種子等情況。及時排除故障以保證播種質(zhì)量。 漏播的原因：播種出口堵塞；輸種管堵塞；排種離合器不在接合位置；排種減速箱內(nèi) 彈簧力減弱或折斷。 （2）鴨嘴器的檢查 鴨嘴器不能張開或不能閉合的原因：鴨嘴母和鴨嘴公的尺寸不合理，鴨嘴器的彈 簧力減弱或折斷。 1.2 課題的背景和研究的意義 加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平的 有效途徑。大力開發(fā)和應(yīng)用配套農(nóng)機技術(shù)及機具，可以為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供強有 力的技術(shù)支撐；圍繞產(chǎn)業(yè)特色，發(fā)展農(nóng)機推廣項目，可為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整激發(fā)示范、 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 輻射效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級；圍繞產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局，優(yōu)化配置農(nóng)機裝備資源， 建立區(qū)域性的農(nóng)機服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐。加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，是實 現(xiàn)農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移，推動城鎮(zhèn)化進(jìn)程的有力舉措。 1.3 國內(nèi)外播種機機械研究現(xiàn)狀 近幾年，國外在發(fā)展播種機械時遵循的原則是，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)不同的土壤條件，運用變速裝置加大播量與施肥量的調(diào)節(jié)范圍；增加播種 機的系列型號。通過提高作業(yè)速度或加大工作幅寬來提高工作效率，有的谷物調(diào)播機 的工作速度高達(dá) 12-15KM/H，最大幅寬達(dá) 18m：采用播種聯(lián)合作業(yè)和直接播種，旨 在提高生產(chǎn)效率的同時，減少機具對土壤的壓實程度，減小土壤的風(fēng)蝕水蝕，降低機 具的作業(yè)成本。 國外先進(jìn)播種機的新技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1、發(fā)展播種聯(lián)合作業(yè)和直接播種技術(shù) 播種的聯(lián)合作業(yè)是指在播種的同時，完成耕整地、施肥、噴灑農(nóng)藥等作業(yè)，其優(yōu) 點是，一次可以完成多項作業(yè)，作業(yè)效率高，保證及時播種，提高產(chǎn)量；可以充分利 用配套動力，節(jié)省能源、降低作業(yè)成本；可以減少機組進(jìn)地次數(shù)，使土壤免受機具的 過度壓實，目前又發(fā)展了鋪膜、播種聯(lián)合作業(yè)，效果很好。 2、采用新的排種原理，發(fā)展單粒精密播種技術(shù)。 單粒精密播種可以節(jié)約種子，且不需間苗， 國外的精密播種機已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)完 善的程度在精密播種機上除了設(shè)有晚上的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、撒農(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械式排種原理，以保 證單粒精密播種。 3、采用液壓技術(shù)及電子技術(shù) 液壓技術(shù)在播種機具上用于操縱開溝器的升降，在大寬幅的播種機上還用于折疊 機架，以便于道路運輸。電子技術(shù)在播種機上則是用于監(jiān)控裝置，監(jiān)視排種裝置是否 正常工作以播量是否精確，用微處理機自動控制播量，特別是不規(guī)則的蔬菜種子，采 用微處理機自動控制播量，可以省去對種子的丸粒處理，節(jié)省加工費用，降低生產(chǎn)成 本，又能保證播量精確。 4、新型排種器裝置不斷出現(xiàn) 排種裝置是播種機的關(guān)鍵部件，目前主要有氣流輸送式條播排種器、孔帶式精密 排種器、傾斜圓盤指夾式精密排種器及畜力播種機仍占主要地位。全國有 500 家左右 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 的企業(yè)生產(chǎn)播種機，其中只有 10 家生產(chǎn)與大中型拖拉機配套的播種機，與小型拖拉 機配套的播種機和畜力播種機的產(chǎn)量已占到全國播種機產(chǎn)量的 90%以上。近幾年，我 國的聯(lián)合作業(yè)播種機發(fā)展也很快，其機具主要有播種——施肥聯(lián)合作業(yè)機、耕作—— 播種聯(lián)合作業(yè)機、松土——施肥——覆膜——穴播聯(lián)合作業(yè)機和施水——播種聯(lián)合作 業(yè)機等，目前又發(fā)展鋪膜播種聯(lián)合作業(yè)。 1.4 課題研究的主要內(nèi)容 1、確定大豆播種機的總體設(shè)計方案 通過普通拖拉機的牽引，帶動播種器輪子的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動播種輪的轉(zhuǎn)動，使固 定在播種輪上的鴨嘴器規(guī)律性的進(jìn)入離開土壤，達(dá)到播種的目的。 2、確定大豆播種機的總體設(shè)計參數(shù) 配套動力：12—18 馬力拖拉機； 作業(yè)速度：2—4 Km/h； 壟寬：600mm； 壟距：400mm； 株距：260-280mm； 播深：50-70mm； 漏播率： 5%；? 3、進(jìn)行播種輪，鴨嘴器及播種輪安裝軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、編寫大豆播種機使用說明書 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 第 2 章 大豆播種機方案確定 2.1 總體結(jié)構(gòu)及配置 種箱及排種器使用組合內(nèi)窩孔精密排種器，采用輪式鴨嘴器結(jié)構(gòu)。大豆播種機兩 側(cè)的上部各有一個種箱，兩個種箱下部各有組合內(nèi)窩孔精密排種器。這樣就能配合輪 式鴨嘴器的結(jié)構(gòu)。輪式鴨嘴器的結(jié)構(gòu)是有兩個圓形的播種輪中間用套筒連接構(gòu)成一個 輪子。壟距的要求是輪子的播種輪厚度和套筒的寬度來實現(xiàn)的。就是兩個播種輪的厚 度和套筒的寬度的和等于農(nóng)藝要求的壟距。輪子兩側(cè)，就是播種輪的周邊有若干個槽， 每個槽裝上鴨嘴器。株距是用鴨嘴器的間距來實現(xiàn)的，就是鴨嘴器之間的距離等于農(nóng) 藝要求的株距。鴨嘴器的作用是在鋪膜施肥后的壟上撥開松土壤，鴨嘴器隨著輪子的 轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其中一個鴨嘴器轉(zhuǎn)到與土壤接觸的時候開始撥開松土壤，鴨嘴器轉(zhuǎn)到與 地面垂直的時候是最深的時候，就是達(dá)到播深要求的時候鴨嘴器張開的最大，這時從 種箱通過排種器排出的種子經(jīng)過導(dǎo)種管落到播種輪內(nèi)壁上，鴨嘴器張開最大的時候， 內(nèi)壁上的種子從鴨嘴器的口順利地落到土壤里。鴨嘴器的長度應(yīng)滿足播深要求，落到 土壤里的種子滿足播深要求。 2.2 工作原理簡介 用 12-18 馬力的拖拉機牽引大豆播種機，大豆播種機的輪子靠自身重力產(chǎn)生的摩 擦力滾動。輪子主軸以鏈傳動方式轉(zhuǎn)動種箱下部的內(nèi)窩孔精密排種器，所以只要播種 輪轉(zhuǎn)動排種器就排種。排種器每轉(zhuǎn)一圈排出一定數(shù)量的種子，從種箱排出來的種子落 到連接排種器和播種輪內(nèi)壁的導(dǎo)種管，通過導(dǎo)種管落到播種輪內(nèi)壁，鴨嘴器張開最大 的時候種子從鴨嘴口落到適當(dāng)深度的土壤里，種子入土后輪子用自身的重力進(jìn)行鎮(zhèn)壓。 圖 2.1 為工作原理圖，圖 2.2 為大豆播種機的工作原理流程圖。 圖 2.1 大豆播種機工作原理圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 圖 2.2 大豆播種機工作原理程序圖 2.3 本章小結(jié) 本章確定了大豆播種機的總體設(shè)計方案。該方案配套種箱及排種器使用組合內(nèi)窩 孔精密排種器，采用“ 輪式鴨嘴器 ”結(jié)構(gòu)。也就是把鴨嘴固定到播種輪上，隨著輪子的 滾動，鴨嘴器入土和開合完成最終的播種作業(yè)。導(dǎo)種的難點是由導(dǎo)種管往鴨嘴器里的 輸送，我們采用軌道貼合式結(jié)構(gòu)，由于輪體使用鑄鐵材料，軌道亦進(jìn)行機械加工，完 全能夠滿足精度要求。動力依靠輪子的滾動來取得，通過鏈傳動驅(qū)動排種器排種。為 滿足兩行作業(yè)的要求，同時考慮傳動的可能性，擬采用兩個排種器和兩套傳動和導(dǎo)種 系統(tǒng)，這樣不僅使結(jié)構(gòu)得到簡化，而且增加了工作的可靠性。該播種機主要由種箱及 排種器、大鏈輪、導(dǎo)種管、小鏈輪、機架、轉(zhuǎn)子裝配、鎮(zhèn)壓輪裝配、行走輪組成。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 3 章 總體設(shè)計參數(shù)的確定 3.1 排種器的結(jié)構(gòu)及工作過程 內(nèi)窩組合內(nèi)窩孔大豆精密排種器由排種器殼體（其上開有進(jìn)種口、投種口和卸種 槽）見圖 3.1?？纵?，內(nèi)護(hù)種板等組成。在內(nèi)窩孔輪上均布有圓形充填孔和階梯形內(nèi) 窩定量孔，見圖 3.2。 圖 3.1 組合內(nèi)窩孔大豆精密排種器的結(jié)構(gòu) 該排種器的工作過程為（參見圖 3.3）：種箱內(nèi)的種子由進(jìn)種口進(jìn)入排種器內(nèi)腔， 隨著內(nèi)窩孔輪的轉(zhuǎn)動，數(shù)粒種子在重力的作用下進(jìn)入充填孔（一次充種）。隨之其中 一粒種子在摩擦力和重力的作用下，由充填孔進(jìn)入內(nèi)窩定量孔（二次充種）。內(nèi)窩孔 輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)充填孔進(jìn)入清種區(qū)時，多余種子在重力作用下落回排種器內(nèi)腔，而保 持在內(nèi)窩定量孔中的一粒種子隨內(nèi)窩孔輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動并進(jìn)入護(hù)種區(qū)，直到投種口時被投 出，至此完成排種過程。為避免投種時夾種，在投種口處開有卸種槽。 圖 3.2 充填孔和階梯形內(nèi)窩定量孔的形狀及尺寸 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 圖 3.3 排種器的工作過程 由于該排種器的內(nèi)窩定量孔采用階梯形組合內(nèi)窩孔，因此無論是長扁形種子，還 是圓形種子，在平臥或側(cè)立等任一狀態(tài)下均可進(jìn)入內(nèi)窩定量孔，且只能進(jìn) 1 粒。設(shè)計 該排種器的關(guān)鍵是確定充填孔和內(nèi)窩定量孔的形狀及尺寸，以使不同形狀和尺寸的大 豆種子能在短時間內(nèi)充入內(nèi)窩定量孔，并精確定量。 3.2 播種輪直徑和鴨嘴數(shù)量的確定 3.2.1 考慮因素 1、滿足株距 26-28cm 株距應(yīng)達(dá)到 26-28cm 之間，播種輪周圍上裝的鴨嘴器之間的距離就是株距。所以 計算播種輪直徑的時候先確定株距。 2、排種器的特點 計算播種輪直徑的時候主要考慮排種器的排種量特點，就是組合內(nèi)窩孔精密排種 器每轉(zhuǎn)一圈下 4 粒種子。 3、播種機作業(yè)速度為 2—4 Km/h，種子從排種器落到導(dǎo)管后靠自身重力落到播種輪 內(nèi)壁，所以輪子旋轉(zhuǎn)的角速度（W）盡量小。利于落種，也就是說播種輪軸徑 D 輪 盡量大。 3.2.2 播種輪直徑計算 輪徑：D 周長：C 株距：S 按 26cm 計算 鴨嘴數(shù)目：N 則：C=3.14D=NS 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 D= 或 N=3.14NS.D 初定 D=800mm 則 N= =9.663.148026? 取 N=10 算 D= =828. 這樣對 D=828mm 的輪子一般工廠都可以加工。而 N=10 與組合內(nèi)窩孔精密排種器不同步， 這問題可用改變傳動比來實現(xiàn)。 3.3 本章小結(jié) 本章從大豆播種機的總體結(jié)構(gòu)出發(fā)，確定了排種器的工作原理以及設(shè)計方法，同 時考慮到大豆播種機的設(shè)計因素以及適用范圍，最終確定了播種輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。 由于該排種器的內(nèi)窩定量孔采用階梯形組合內(nèi)窩孔，因此無論是長扁形種子，還是圓 形種子，在平臥或側(cè)立等任一狀態(tài)下均可進(jìn)入內(nèi)窩定量孔，且只能進(jìn) 1 粒，確保了該 設(shè)計排種的精確定量。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 第 4 章 播種輪和鴨嘴器具體設(shè)計 4.1 播種輪設(shè)計 播種輪設(shè)計（如圖 4.1 所示）：輪子上共有 20 個裝鴨嘴的槽，一個播種輪有 10 個槽，每個槽都安裝鴨嘴器。播種輪是播種機的重要的部分之一。對膜的損害程度， 磕種子的程度都跟播種輪有很大的關(guān)系。 圖 4.1 播種輪結(jié)構(gòu)圖 播種輪材質(zhì)選擇：鑄鐵，能保證加工精度，但板材焊接變形比較大，精度難保證。 技術(shù)要求：不能有砂眼、氣孔等缺陷。 該播種機是大豆播種機，是在大豆進(jìn)行播種，該播種機在大豆播種后大豆除了播 種的位置外不能破壞其他部分的膜。如果破壞其他部分的膜，土壤的水分就會丟失， 先鋪的膜就不能起保護(hù)土壤的作用。尤其是對播種輪的內(nèi)壁有一定的加工要求。為了 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 保證不出現(xiàn)磕壞種子的情況，播種輪的內(nèi)壁需要用專用車床加工，因為鑄出來的播種 輪內(nèi)壁不能保證精度，所以必須用專用車床加工，保證內(nèi)壁的弧度和精度。因為種子 從排種器下來之后通過導(dǎo)管落到播種輪的內(nèi)壁。種子落到內(nèi)壁之后在內(nèi)壁上面移動， 當(dāng)移動到鴨嘴口的時候掉進(jìn)鴨嘴。為了保證種子準(zhǔn)確地落到內(nèi)壁，導(dǎo)管是帖著內(nèi)壁。 從種子落到內(nèi)壁開始到掉進(jìn)鴨嘴的這段時間是導(dǎo)管推動種子移動，所以播種輪的內(nèi)壁 不夠圓或粗糙的話，種子在落到內(nèi)壁開始掉進(jìn)鴨嘴的這段時間會出現(xiàn)種子被導(dǎo)管和內(nèi) 壁磕壞的現(xiàn)象。 播種過程出現(xiàn)缺種子和多種子的原因是種子落到內(nèi)壁后都有一定的反彈力。 點 1 位置 點 2 位置 第一段 第二段 圖 4.2 種子落點示意圖 如圖 4.2 所示當(dāng)種子落到第一點為點 1 時種子落到內(nèi)壁后有反彈力，反彈力的作 用下種子有可能跳過鴨嘴第一段到第二段。因為種子的形狀和大小不一樣及外部因素 的影響，種子落到內(nèi)壁后受的反彈力的大小不一樣，所以下一個種子落到內(nèi)壁后沒跳 過第二段而在第二段內(nèi)等鴨嘴。這種情況就會出現(xiàn)第一段缺種子，第二段多種子的現(xiàn) 象。解決這種現(xiàn)象應(yīng)把種子落到內(nèi)壁的第一點調(diào)到圖上 2 點位置。這樣的話種子落到 內(nèi)壁后很難跳過鴨嘴到第二段。調(diào)種子落到內(nèi)壁的第 1 點的調(diào)整方法是調(diào)連接排種器 的齒輪。還需要把導(dǎo)管設(shè)計成有一定的弧度，這樣可以減少種子下落的速度，從而能 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 減小種子落到內(nèi)壁后的反彈力。 連接筒作用是連接兩個播種輪。其材料是鋼板 3/Q235，焊接的部分應(yīng)磨平。防 止焊接部分刮破膜。 4.2 鴨嘴器設(shè)計 4.2.1 鴨嘴器結(jié)構(gòu)設(shè)計 大豆播種的時候鴨嘴器在大豆開口，然后鴨嘴器的嘴逐漸張開，開始撥開附近的 土，當(dāng)鴨嘴器埋到最深的時候鴨嘴器的嘴張的最大，這時候種子已經(jīng)埋在土里，然后 鴨嘴器的嘴逐漸開始閉上，同時出土。圖 4.3 為鴨嘴器結(jié)構(gòu)圖： 1-桿套 2-鴨嘴母 3-鴨嘴公 4-促張桿 圖 4.3 鴨嘴器結(jié)構(gòu)圖 鴨嘴器主要由桿套，促張桿，鴨嘴母，鴨嘴公組成。 桿套的材料：圓鋼 12/Q235 鴨嘴母的材料：鋼板 3/Q235 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 鴨嘴公的材料：鋼板 2/Q235 促張桿的材料：圓鋼 10/Q235 鴨嘴器是固定在播種輪周邊的槽上，播種輪轉(zhuǎn)動的時候鴨嘴器也一起轉(zhuǎn)動，播種 機機架底部有弧形的鐵桿，當(dāng)播種輪轉(zhuǎn)到鴨嘴器開始在大豆打孔位置的時候，鴨嘴器 的桿套與弧形鐵桿接觸。鐵桿有一定的弧度，而且中間弧度最大，所以鴨嘴器到弧形 鐵桿中間的時候張開的最大。為了減小鴨嘴器的促張桿和弧形鐵桿的摩擦力，在促張 桿與弧形鐵桿接觸的位置加桿套。桿套作用是減小摩擦力，減少鴨嘴器和弧形鐵桿接 觸時發(fā)出的噪音，減少促張桿和弧形鐵桿的磨損，減少能量損失。促張桿與鴨嘴公聯(lián) 接，鴨嘴母與播種輪聯(lián)接，鴨嘴母與鴨嘴公的聯(lián)接處要加彈簧，便于鴨嘴器出土?xí)r自 動閉上，鴨嘴母固定在播種輪，所以鴨嘴器張開時，促張桿受弧形鐵桿力（圖上箭頭 方向的力） ，張開的是與促張桿聯(lián)接的鴨嘴公。鴨嘴器的長度要滿足播深要求，所以 鴨嘴器入土部分的長度應(yīng)達(dá)到 7-10cm 鴨嘴公與鴨嘴母的基本尺寸如圖 4.4： 鴨嘴母 鴨嘴公 圖 4.4 鴨嘴公與鴨嘴母結(jié)構(gòu)尺寸圖 鴨嘴器入土的部分長度是 10cm，就保證滿足播深要求。鋪膜后的土是松土，所 以鴨嘴器入土部分受的力不大。鴨嘴母的材料是鋼板 3/Q235，鴨嘴公的材料是鋼板 2/Q235，所以不需要對鴨嘴器進(jìn)行受力分析。 4.2.2 鴨嘴器的運動分析 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 1、穴孔的形成過程及其分析 若成穴輪作純滾動，則其輪緣上各點的運動軌跡為一擺線，因鴨嘴是安裝在成穴 輪外的錐體上，其上各點的運動軌跡為余擺線。若考慮滑移，則鴨嘴上的各點軌跡因 滑移量△s 不同而變化（△s = - 2 n，成穴輪轉(zhuǎn) N圈時實際通過的距離），圖4.5bl?bR 是在0≤ △s<2 H時鴨嘴形成的軌跡輪廓。? 在穴孔形成過程中，鴨嘴后面AB的作用是：當(dāng)0≤△s<2 H時，在入土過程中形? 成穴孔的左上方輪廓和右下方輪廓，出土過程中形成左下方輪廓。鴨嘴前面AC的作 用是：當(dāng)0≤△s<2 H時，在出土后期擠壓土壤，并延續(xù)至出土結(jié)束，形成穴孔右上 方輪廓。 圖4.5 鴨嘴的軌跡圖 2、穴孔的輪廓 αα α α ′ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ 圖4.6 孔穴形成過程 由穴孔形成過程可知，通常穴孔輪廓由三段曲線組成，即圖4.6中的ab，bc ，cd。 取如圖4.6所示的坐標(biāo)系，穴底為坐標(biāo)原點O。bc段為鴨嘴尖點A 的軌跡，方程為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 ???????cosinhbcRYX （4.1） cd段由鴨嘴前面 AC在出土過程中形成，方程為： ?????????? ?????? ''' ''' sinsincoi????bhcd hRRyx （4.2） ab段由鴨嘴后面 AB在入土過程中形成，方程為： （4.3）????????? ?????? ????sinsincoihhab RRyx 式（4.1）、（4.2）、（4.3）是在滑移量0≤△s8~10 >10~12 >12~17 >17~22 >22~30 >30~38 鍵寬 b×鍵高 h 2×2 3×3 4×4 5×5 6×6 8×7 10×8 >44~50 >50~58 >58~65 >65~75 >75~85 >85~95軸的直徑 d 鍵寬 b×鍵高 h 14×9 16×10 18×11 20×12 22×14 25×14 >95~100 28×16 鍵的長度系列 L 6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，5 0，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180， 200，220，250，。。。 5.4.2 鍵聯(lián)接的強度校核 本設(shè)計對扭矩較大的播種輪軸的校核即可 失效形式：①壓潰（鍵、軸、轂中較弱者——靜聯(lián)接） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 ②磨損（動連接） ③鍵的剪斷（較少） 1、已知參數(shù)： 軸徑 d＝30mm，齒輪輪轂寬度為 22mm 扭矩 T=674Nm，載荷有輕微沖擊 軸、鍵和齒輪的材料均為采用 45 鋼 2、假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為： （5.2） 310[]ppT????? 導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強度條件為： （5.3） 3210[]Tppkld??? 式中：T－傳遞的轉(zhuǎn)矩（ T=F×y≈F×d/2），單位為 N·m； k－鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h ，h 為鍵的高度，單位為 mm； l－鍵的工作長度，圓頭平鍵 l=L-b，平頭平鍵 l=L，單圓頭平鍵 l=L- ，2b L- 鍵的長度，b 為鍵的寬度，單位均為 mm； d－軸的直徑，單位為 mm； [ ]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為 Mpa；p? [p] －鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力，單位為 Mpa； 表 5.3 鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強（Mpa ） 聯(lián)接方式 連接中較弱零件 的材料 靜載荷 輕度沖擊載荷 沖擊載荷 鋼 125～150 100～120 60～90靜聯(lián)接時許用擠 壓應(yīng)力[p] 鑄鐵 70～80 50～60 3045 動連接時許用壓 強[p] 鋼 50 40 30 注：如與鍵有相對滑動的被聯(lián)接件表面經(jīng)過淬火，則動聯(lián)接的許用壓力[p]可提高 2—3 倍。 3、對于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接，其主要失效是工作 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 面被壓潰，而一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強度 校核計算。對于導(dǎo)向鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面的過度磨損。因此， 通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強度校核計算。 4、計算 根據(jù)直徑 d＝30mm，從表 5.2 中查得鍵分截面尺寸為 b×h＝8mm×7mm， 取鍵長 L＝25mm 工作長度為 l＝L－b＝17mm 工作高度 k=h/2＝3.5mm 軸、鍵和齒輪的材料均為采用鋼許用擠壓應(yīng)力[p]=100-120Mpa，取其平均值[P] ＝110Mpa = （5.4）206743.510TPkld??＝ 9.8Mpa[]10paP??＝ 結(jié)論：符合要求 齒輪與軸采用平鍵配合，根據(jù)軸段的直徑選取花鍵的型號。GB1096-79 平鍵 8 25。? 平鍵工作時，靠其兩側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。這種 鍵定心性較好，裝拆方便。但這種鍵不能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定。 5.5 軸的計算 軸的計算要考慮軸所受的扭矩和力矩來計算，在計算的過程中，主要考慮軸的軸的直徑是否 合理，是否安全，所以一般情況下，先要計算軸的直徑，在根據(jù)計算出來的直徑選取合適的直徑 值來滿足實際工作的要求。 5.5.1 軸的直徑的計算 軸的直徑計算 一般要用以下公式：0A d （5.5）?03pAn 輸出軸的功率 p，轉(zhuǎn)速 n，轉(zhuǎn)矩 T P=12 735=8820W? 按照農(nóng)業(yè)機械的效率一般情況下在 15％～30％之間計算，在本文中去效率為 20％計算功率的值。 則：P=8820 20%=1764W 即到播種輪的主軸的功率為 1.764kw n=25r/min 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 =0.674kN·m950PTn? 初步確定軸的最小直徑 軸的材料選取為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，按照實際情況選取 ＝110，于是得0A = =110 =25mmmind03pA?31.76425 輸出軸的最小直徑由圖示可知應(yīng)該是軸的兩端，則取軸的兩端的直徑為 d=27mm。 5.5.2 軸的結(jié)構(gòu)簡圖 按照實際需要，并安排軸的各段的尺寸為： 因為在軸上有兩個播種輪，兩個鏈輪，以及兩個軸承，這樣以來就把軸承分成五 部分，為了滿足要求，各段分別分配的尺寸為： 鏈輪到左軸承的距離 =47.5mm；1L 左軸承到左播種輪的距離 =141mm；2 左播種輪到右播種輪的距離 =376mm；3 右播種輪到右軸承的距離 =141mm；4 右軸承到右播種輪的距離 =47.5mm；5L 軸的尺寸分配及受力情況尺寸如圖 5.8 所示： 圖 5.8 軸的受力分析 圖中，A 點表示左鏈輪的位置， B 點表示左軸承，C 點表示左播種輪，D 點表示右播種輪， E 點表示右軸承，F(xiàn) 點表示右鏈輪。 5.5.3 軸上載荷的計算 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計算簡圖，如上圖 5.8 所示。并根據(jù)軸的上的各個零部件 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 的尺寸計算軸所受力。 軸上兩個播種輪的扭矩 T＝0.674kNm 則兩個鏈輪的扭矩應(yīng)該相等 ＝0.674/2=0.337kNm鏈 由扭矩可知在軸上各個受力點的力為： 對于 A 點： A 點為鏈輪，半徑 =0.65mAr 則： 0.375.186TFkNr? 對于 C 點： C 點為左播種輪，半徑為 =0.414mCr 則： 0.37.814kr 對于 D 點：由于 D 點和 C 點都是播種輪，而且兩播種輪是對稱的，所以，D 點 的力和 C 點的力是相等的即： ＝0.814kNF 對于 F 點： F 點為右鏈輪，直徑為 =0.065mFr 則： 0.375.186TkNr? 對于 B 點和 E 點，可以用力矩平衡的原理來求出其力的大小。 對于 B 點： （ + + + ）-F （ + + ）-F =0AF?1L234BV?2L34F?5L 5.18 0.706-F 0.658-5.18 0.0475=0BV 解得：F =5.420kNBV 同理可知：F ＝5.420kNE 對于 B，E 點在水平面內(nèi)： 由于 C，D 點是對稱的，所以在水平面內(nèi)，F(xiàn) ＝FBHE 則：F ＝F ＝F ＝0.814kNBHEC 在垂直面內(nèi) B 點和 E 點的力矩為： M ＝F L ＝5.18 0.0475=0.24605kNm=246.05NmBVA?1 M =F L =5.18 0.0475=0.24605kNm=246.05NmE5 對于 B 點和 E 點在水平面內(nèi)： 由于 C 點和 D 點是對稱的，所以在垂直面內(nèi)，B 點和 E 點的力矩為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 M ＝0BH M = 0E 而 C 點和 D 點，在垂直面內(nèi)的力矩為： M ＝ F =0.814 0.141=0.11477kNm=114.78NmHB2L? 同理，由于 C 點和 D 點是對稱的所以 D 點的力矩為： M ＝ 114.78NmD 由以上數(shù)據(jù)繪制彎矩圖： 水平面內(nèi)的彎矩圖和垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖 5.9 所示。 圖 5.9 彎矩圖 由圖示可知，在 D 點軸的截面上，軸是最危險的，即是最危險截面。 則 D 點的合彎矩為： M ＝M ＋M 合 2DH2V2 （5.6） 由此可以知道：M ＝271.51Nm合 計算軸的強度并校核強度計算公式為： ＝ ca?WTM 22)(?? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 （5.7） 其中，根據(jù)實際情況取 =0.6? = =37.86Mpaca????? 2233371.50.671045??? 前面已經(jīng)選定的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，所以選取強度許允值為：[ ]1?? =60Mpa 由計算結(jié)果可知： ][1???ca 所以最危險的截面仍然在安全范圍之內(nèi)，所以該軸是安全的。 由此可知軸的結(jié)構(gòu)尺寸見圖 5.10： 圖 5.10 主軸結(jié)構(gòu)尺寸圖 5.6 本章小結(jié) 本章是通過總體的設(shè)計方案以及設(shè)計要求確定了主軸的設(shè)計結(jié)構(gòu)以及設(shè)計參數(shù)。 根據(jù)給定的軸的功能要求（傳遞功率和轉(zhuǎn)矩，所支持零件的要求等）和滿足物理、幾 何約束的前提下，確定了軸的材料選擇和生產(chǎn)制造方法以及技術(shù)要求，最后確定了軸 的最佳形狀和尺寸，并對軸進(jìn)行了校核。同時在軸的設(shè)計過程確定了鍵的類型以及結(jié) 構(gòu)設(shè)計參數(shù)并進(jìn)行了校核。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 第 6 章 大豆播種的正確使用 大豆播種新技術(shù)以其省種、省工、增產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益高而受到人們的歡迎，正在 迅速地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣運用。大豆播種機作為實施新技術(shù)的載體，其技術(shù)性能正在 不斷完善提高，品種規(guī)格也逐漸增多。如何正確使用大豆播種機是推廣大豆播種新技 術(shù)的關(guān)鍵。 6.1 播種前機具的準(zhǔn)備 觀察傳動鏈運行是否平穩(wěn)，有沒有跳動現(xiàn)象。停止運轉(zhuǎn)后再檢查傳動鏈?zhǔn)欠癜l(fā)燙。 為了保證精密播種作業(yè)的質(zhì)量，播種前各項準(zhǔn)備工作是非常重要的。 1、拖拉機技術(shù)狀態(tài)應(yīng)完好，并根據(jù)播種行數(shù)及田間管理作業(yè)要求確定拖拉機輪距并 調(diào)整到適播狀態(tài)。要在拖拉機前橋加配重，配重以拖拉機在提升播種機狀態(tài)下上坡、 轉(zhuǎn)彎時不翹頭為合適。 2、確保拖拉機與播種機正確聯(lián)接。做到縱向正牽引、橫向水平掛接、硬聯(lián)接、軟浮 動。調(diào)整好后將播種機提升驗證，如符合要求，將左右張緊鏈條和左右吊桿鎖緊螺母 鎖死；如不符合則需重調(diào)后再鎖死。 3、將播種機懸起檢查。各轉(zhuǎn)動部件應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無卡澀現(xiàn)象；各緊固螺栓必須緊固 可靠，不得松動。 4、整地。播種前要整地，要求整后土粒細(xì)碎，表面松軟平整，有適當(dāng)?shù)木o密度，深 度適當(dāng)和一致，不漏耙，不漏壓。 5、種子準(zhǔn)備。種子要精選，形狀、大小要一致，不含雜質(zhì)，純凈率和發(fā)芽率都要達(dá) 到 98%以上，并且要進(jìn)行種子處理。 6、機具調(diào)試。正確組裝、保養(yǎng)和調(diào)試，按農(nóng)藝要求調(diào)整機具的行距，調(diào)整好后要進(jìn) 行試播，達(dá)到要求后才能進(jìn)行正常作業(yè)。 7、檢查導(dǎo)種部分。導(dǎo)種部分和種箱的聯(lián)接要可靠，下種要暢通；鴨嘴張開度應(yīng)保持 一致，彈簧彈力適中，鴨嘴動作靈活，關(guān)閉后不漏種。 6.2 使用注意事項 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 1、確保工作時播種機主框架平行于地面。使播種機作業(yè)后覆土均勻、鎮(zhèn)壓落實。 2、作業(yè)中嚴(yán)禁倒退、轉(zhuǎn)彎，人員不得靠近運轉(zhuǎn)部件；機具后面嚴(yán)禁站人，以防人跌 到機組下造成事故。提升和落下播種機時均要小心緩慢，特別是落下播種機時一定要 輕放，以免鴨嘴變形或夾土，以防損壞拖拉機及播種機傳動件。 3、攜帶足夠的種子、滴灌帶等，以確保播種時機車不停。注意不要讓雜物進(jìn)入種 箱。 4、先將動力聯(lián)接，使排種器和播種輪達(dá)到工作轉(zhuǎn)速后，拖拉機才能起步播種。 5、播種過程中始終保證拖拉機在中大油門勻速前進(jìn)，速度控制在 2－4km/h。 6、每個來回均要檢查。一是看鴨嘴是否完好有效；二是排種孔是否有雜物堵塞，如有必須清 除干凈；三是經(jīng)常檢查播種機各部件狀態(tài)，特別是傳動等，更換零部件時，發(fā)動機應(yīng)熄火。 6.3 大豆播種機的特點 1、可實現(xiàn)聯(lián)合作業(yè)。大豆播種機一般由機架、排種器、導(dǎo)種部分、播種部分、覆土 機構(gòu)、鎮(zhèn)壓裝置等部分組成，每個部分又有許多零部件配合工作。該機可一次完成整 形、壓膜、大豆點播、膜孔覆土以及鎮(zhèn)壓等多種工序的聯(lián)合作業(yè)。 2、布置緊湊，質(zhì)量大。大豆播種機一次需完成多種工序，因而必須有許多機構(gòu)、部 件和裝置緊密配合，又受到多種因素的限制，因此布置非常緊湊。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部 件多，加之作業(yè)時隨機攜帶滴灌帶以及種子等，因而相對其他農(nóng)機具來說，質(zhì)量很大， 一般凡掛接超過 2 行的大豆播種機，拖拉機前橋需要配重才能確保順利作業(yè)。 3、作業(yè)條件要求高。首先，地塊條件要求高。既要防風(fēng)條件好、鹽堿小，又要肥力 適中、地勢平坦。此外，播前的田地準(zhǔn)備工作也不能忽視，例如播種前地頭要打好起 落線等。 4、要求播種速度均勻。大豆播種機作業(yè)時，拖拉機動力傳遞給播種輪，通過鏈傳動 使排種器產(chǎn)生負(fù)壓，足夠的負(fù)壓使排種器完成排種動作，然后導(dǎo)種至鴨嘴進(jìn)行播種。 這就決定了拖拉機發(fā)動機必須勻速運轉(zhuǎn)，也就是說拖拉機必須勻速前進(jìn)。如果發(fā)動機 轉(zhuǎn)速下降造成負(fù)壓不足，很可能會產(chǎn)生空穴。對種子的發(fā)芽率、清潔度和外形要求高。 大豆大豆播種機對種子尺寸要求不嚴(yán)，不需精選分級。但對種子的發(fā)芽率的清潔度要 求高。發(fā)芽率低，即使播種了種子仍不出苗。有些作物的種子外形不規(guī)則，不易吸土， 最好包衣丸?；笤俨?，效果才會比較理想。 6.4 用好大豆播種機 1、搞好進(jìn)田作業(yè)前的保養(yǎng)。首先，對拖拉機及播種機的各傳動、轉(zhuǎn)動部位，按說