小型播种机的设计 说明书

本科毕业论文 设计 题目 小型播种机的设计 学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 起讫时间 毕业设计 论文 原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺 所呈交的毕业设计 论文 是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果 尽我所知 除文中特别 加以标注和致谢的地方外 不包含其他人或组织已经发表或公布过 的研究成果 也不包含我为获得 及其它教育机构的学位 或学历而使用过的材料 对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人 或集体 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意 作 者 签 名 日 期 指导教师签名 日 期 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集 保存 使用毕业设计 论 文 的规定 即 按照学校要求提交毕业设计 论文 的印刷本和 电子版本 学校有权保存毕业设计 论文 的印刷本和电子版 并 提供目录检索与阅览服务 学校可以采用影印 缩印 数字化或其 它复制手段保存论文 在不以赢利为目的前提下 学校可以公布论 文的部分或全部内容 作者签名 日 期 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果 除了文中特别加以标注引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担 作者签名 日期 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 涉密论文按学校规定处理 作者签名 日期 年 月 日 导师签名 日期 年 月 日 注 意 事 项 1 设计 论文 的内容包括 1 封面 按教务处制定的标准封面格式制作 2 原创性声明 3 中文摘要 300 字左右 关键词 4 外文摘要 关键词 5 目次页 附件不统一编入 6 论文主体部分 引言 或绪论 正文 结论 7 参考文献 8 致谢 9 附录 对论文支持必要时 2 论文字数要求 理工类设计 论文 正文字数不少于 1 万字 不包括图 纸 程序清单等 文科类论文正文字数不少于 1 2 万字 3 附件包括 任务书 开题报告 外文译文 译文原文 复印件 4 文字 图表要求 1 文字通顺 语言流畅 书写字迹工整 打印字体及大小符合要求 无错 别字 不准请他人代写 2 工程设计类题目的图纸 要求部分用尺规绘制 部分用计算机绘制 所 有图纸应符合国家技术标准规范 图表整洁 布局合理 文字注释必须使用工 程字书写 不准用徒手画 3 毕业论文须用 A4 单面打印 论文 50 页以上的双面打印 4 图表应绘制于无格子的页面上 5 软件工程类课题应有程序清单 并提供电子文档 5 装订顺序 1 设计 论文 2 附件 按照任务书 开题报告 外文译文 译文原文 复印件 次序装 订 指导教师评阅书 指导教师评价 一 撰写 设计 过程 1 学生在论文 设计 过程中的治学态度 工作精神 优 良 中 及格 不及格 2 学生掌握专业知识 技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格 3 学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格 4 研究方法的科学性 技术线路的可行性 设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格 5 完成毕业论文 设计 期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格 二 论文 设计 质量 1 论文 设计 的整体结构是否符合撰写规范 优 良 中 及格 不及格 2 是否完成指定的论文 设计 任务 包括装订及附件 优 良 中 及格 不及格 三 论文 设计 水平 1 论文 设计 的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2 论文的观念是否有新意 设计是否有创意 优 良 中 及格 不及格 3 论文 设计说明书 所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩 优 良 中 及格 不及格 在所选等级前的 内画 指导教师 签名 单位 盖章 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价 一 论文 设计 质量 1 论文 设计 的整体结构是否符合撰写规范 优 良 中 及格 不及格 2 是否完成指定的论文 设计 任务 包括装订及附件 优 良 中 及格 不及格 二 论文 设计 水平 1 论文 设计 的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2 论文的观念是否有新意 设计是否有创意 优 良 中 及格 不及格 3 论文 设计说明书 所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩 优 良 中 及格 不及格 在所选等级前的 内画 评阅教师 签名 单位 盖章 年 月 日 教研室 或答辩小组 及教学系意见 教研室 或答辩小组 评价 一 答辩过程 1 毕业论文 设计 的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格 2 对答辩问题的反应 理解 表达情况 优 良 中 及格 不及格 3 学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格 二 论文 设计 质量 1 论文 设计 的整体结构是否符合撰写规范 优 良 中 及格 不及格 2 是否完成指定的论文 设计 任务 包括装订及附件 优 良 中 及格 不及格 三 论文 设计 水平 1 论文 设计 的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2 论文的观念是否有新意 设计是否有创意 优 良 中 及格 不及格 3 论文 设计说明书 所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 评定成绩 优 良 中 及格 不及格 教研室主任 或答辩小组组长 签名 年 月 日 教学系意见 系主任 签名 年 月 日 目 录 设计总说明 1 THE GENERAL DESCRIPTION OF THE DESIGN 2 1 绪 论 3 1 1 播种机的发展现状 3 1 1 1 我国播种机的发展现状 3 1 1 2 国外播种机械的研究现状 4 1 2 国内外播种机械的发展趋势 4 1 3 小型播种机的发展前景 4 2 小型播种机依据设计和设计原理概述 5 2 1 小型播种机设计依据 5 2 2 小型播种机的原理 5 3 小型播种机的总体设计 8 3 1 小型播种机的设计要点 8 3 2 播种机的主要参数的确定 8 3 2 1 播种机动力来源 8 3 2 2 播种机工作速度 9 3 2 3 播种机的工作功率 9 4 播种机的具体设计 10 4 1 排种器 10 4 1 1 排种器作用和要求 10 4 1 2 排种器的选用 10 4 1 3 排种轮参数的选用 本论文以大豆专用排种器为例 11 4 1 4 毛刷轮的参数选择 11 4 2 开沟器 12 4 2 1 开沟器要求 12 4 2 2 开沟器的分类 12 4 2 3 开沟器的设计 13 4 3 覆土器 14 4 4 导种管 14 4 5 地轮 15 4 6 链轮及链传动的设计 15 4 6 1 选择链轮齿数和材料 15 4 6 2 选择链条型号和节距 16 4 6 3 链轮的主要尺寸计算 18 4 7 齿轮传动的设计 19 4 7 1 选齿轮的基本参数 19 4 7 2 按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮 20 4 7 3 齿轮几何尺寸 23 4 8 种箱 24 4 8 1 种子箱的要求 24 4 8 2 种箱容量计算 24 5 播种机播前准备与注意事项 25 5 1 播种机的播前准备 25 5 2 正确操作播种机 25 5 3 播种作业时的注意事项 25 6 播种机的保养 26 7 结论与展望 27 7 1 结论 27 7 2 展望 27 致 谢 28 参考文献 29 1 设计总说明 本设计题目思路来源于社会实际 中国的地形复杂多样 比如 北方平原地区 地势平坦 大型成套农业机械发展很好 农用机械普及率比较高 相比较而言 南 方丘陵地区地面崎岖不平 由连绵不断的低矮山丘组成的 因此大型农用机械难以 普及应用 所以适应这种地区的小型农用机械有其相发展的前景 本设计是在大型播种机的基本原理的基础上 吸收国内外大型播种机的先进技 术 再结合我国的播种机械的发展现状而设计的小型播种机 这种播种机体积小 重量轻 容易搬运 能适应南方丘陵地区的小块田地的机械化播种作业 本文先对播种机整体的配置情况以及播种机的工作原理作了简要的介绍 接着 对排种器 开沟器 覆土器 导种管 地轮 链轮 齿轮等主要零件进行设计 选 用 主要结论如下 1 排种器 本文以大豆专用排种器为例 根据大豆最适宜种植行距设计出了 精密播种的排种器 即每隔一定距离的行距排一次种 而且排种器的设计速度比较 慢这样有利于种子更方便的充满排种孔内 降低了漏播的概率 2 开沟器 通过参考犁的结构和外形 对开沟器的外性进行小型化处理 值 得一提的是 本设计把排种器末端设置在开沟上 这样导种管不易堵塞 3 地轮 本论文对传统的地轮做了一次升级 主要是针对地轮易打滑的现象 特意设计了提高地轮与地面接触力的新型地轮 4 传动装置方面主要参考现有的设计准侧 这部分比较多的计算 除了对小型播种机的具体零件进行设计之外 本文在论文末尾部分还简单的介 绍了在播种机使用之前的注意事项 如何正确的操作播种机以及播种机日常的保养 维修等情况 小型播种机能改善南方丘陵地区农民的工作条件 减轻农民日常的工作强度 对提高农民的工作效率有积极的作用 关键词 小型播种机 丘陵 便捷 小型 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 1 绪 论 我国地形复杂多样 山区面积广大 山地和丘陵的面积约占全国总面积的三分 之二 而且大约有四分之一的人口在山区生活 工作 其中大部分农民从事着原始 的农耕 对于从小生长在农村的我来说感触更深 虽然我国有一些地区 比如北方 平原地区 农村耕作机械化水平比较高 对于南方丘陵地区 图 1 1 为江西省崇 义县上堡梯田 像在北方平原地区使用的大型农业机械根本无法开进这样的田间 因此 针对这些地区设计相应的小型农业机械是是分有必要的 而且具有广阔的市 场前景 图 1 1 江西上堡梯田 1 1 播种机的发展现状 1 1 1 我国播种机的发展现状 我国农业机械发展现状归纳如下 1 播种机械品种繁多 播种机可分为许多类型 目前使用比较普遍的主要有 撒播机 谷物条播机 点 穴 播机 联合播种机 铺膜播种机和免耕播种机等 1 针对不同的地区条件和种子物理特性 播种作业时只需要选择对应类型的播种机 2 关键原理多样化 播种机采用原理是各式各样的 采用每不同的原理设计 的播种机有各自的优缺点 这为农户提供了多样化的选择 有利于我国农业机械的 健康发展 8 3 我国的播种机械与发达国家的播种机械有明显的差距 主要体现在播种的 精度 播种时漏播率 播种机械的工作效率和机械设备的自动化程度上 9 1 1 2 国外播种机械的研究现状 综合国外农业发达国家播种机械的发展现状 与我国的具体实际 将国外播种 机械的发展现状总结如下 9 1 采用新的技术和原理 播种效率极大提升 2 播种机械更加节省能源和对环境污染更低 3 微电子科技技术和新型材料发展的发展促使了农业机械走向信息化 智能 化 现代化 4 远程控制技术 GPS 技术 数据库技术等新型信息技术更加广泛的应用到 农业上 使人们渐渐远离原始的农耕 9 1 2 国内外播种机械的发展趋势 播种机械的发展趋势主要取决于 一是农业发展的实际需要 二是科技发展 的现实情况 未来的农用机械发展趋势如下 9 1 信息化操作系统的应用 人类已经进入信息化时代 尤其是互联网技术飞速的发展 使很多理想成为现 实 目前 信息化技术被广泛的应用到农用机械中 卫星定位 远程控制等技术发 展 势必会给农业机械的发展提供很大的技术支持 2 新型材料和信息技术的发展 随着世界各国对教育事业的大力支持 越来越多的人才将投入到科学技术的研 究上 新型材料以及信息技术为农用机械走向信息化 智能化提供了技术支持 3 从目前简单的单项作业向各机种联合作业发展 现代农业的迅猛发展 现有的播种技术已经难以满足农业机械向更高的层次发 展 今后 你将看到越来越多的联合作业机械出现在田野里 人们将会享受到科技 带来的便捷 1 3 小型播种机的发展前景 就本设计的小型播种机而言 因为它是针对丘陵山区地区而设计的播种机 具 有结构简单 功耗低 体积小以及价格低廉等优点 它能满足山区农业机械化的需 求 而国外对农用耕地开发的比较好 大部分农耕用地都比较平整 适合大型农机 工作 小型 微耕机械对我国南方丘陵山区 以及西部山地有很大的需求 而且国 家正在大力推进中部地区崛起和西部地区发展 相信有很多促进小型 微耕机械发 展的政策会出台 综上所述 小型播种机械具有及其广阔的发展空间 2 小型播种机依据设计和设计原理概述 2 1 小型播种机设计依据 播种机必须以播种作业的基本步骤为依据 根据中国传统农业的种植习惯 播 种作业的一般程序如图 2 1 所示 图 2 1 一般播种作业程序 考虑到一般性的整地机械比较成熟 所以本论文不重新设计 本论文设计的播 种机从开沟这个步骤开始 对开沟 播种这两个步骤进行了比较详细的设计 2 2 小型播种机的原理 目前国内外播种机大多数采用精密播种的原理 即单粒点播和穴播 1 播种机 的总体结构如图 2 2 所示 1 地轮 2 机架 3 链传动 4 排种器 5 种箱 6 开沟器 7 导种管 图 2 2 小型播种机 播种机工作前通过连接板与拖拉机连接后 由拖拉机拖动工作 这样拖拉机 通常保持水平状态 与播种机保持相对水平的状态 为了满足不同作物对播种深 度的要求 可以在播种前通过调节开沟器与机架 假如机架在一定范围内与地面保 持一定的高度 的相对高度 来实现不同的播种深度 播种机在工作过程中 物理学意义上的动力其实来源于地轮与地面之间的摩擦 力 因此防止地轮出现打滑现象十分重要 本设计的播种机传动系统比较简单 工作时出现故障也比较容易排除 小型播种机运动简图如图 2 3 所示 图 2 3 小型播种机运动简图 具体的工作流程如下 1 在拖拉机的牵引下 播种机向前运动 地轮也随之转动 2 地轮的转动带动地轮轴上的链轮转动 通过链传动带动毛刷轮轴的转动 3 通过齿轮啮合带动排种轮轴转动 最后实现排种轮的转动 从而实现排 种器的排种 4 最后从排种器排出的种子在重力的作用下通过导管落入开沟器内 上述工作过程就是小型播种机的一次完整的播种作业过程 3 小型播种机的总体设计 3 1 小型播种机的设计要点 本设计的播种机采用整体式种箱 开沟器通过紧固件固定 可调节深度 在机 架的横梁上 考虑到要适应面积稍大的地 特意设计了连接装置 这时可以采用 2 台 4 台小型播种机联合作业 提高单次作业效率 播种机动力主要来源于拖拉机的牵引 有些偏远地区可以考虑畜力 因此在 设计时 应考虑播种机质心 以及播种作业时播种机能否平稳工作 还要考虑播种 机整体的刚度以及工作后的保养维护等问题 3 2 播种机的主要参数的确定 小型播种机的参数主要包括动力 工作速度 工作功率 3 2 1 播种机动力来源 播种机工作时通常采用后三点式悬挂在拖拉机上 通过拖拉机来提供动力 本 设计也是这样 采用市场上与拖拉机配套的悬挂机构 播种机就可以正常工作 所 以不重复设计 通常只需要将播种机的前部连接到拖拉机的悬挂机构上 播种机就 能工作 为了避免资源浪费 本设计选用可以和其他农用机械通用的拖拉机 参考其他 小型机械农用机械的功率 选用手扶拖拉机作为动力来源 图 3 1 所示为河南千里 机械有限公司生产的小型手扶拖拉机 自带柴油机为 QL190 1 型柴油机 功率 7kW 图 3 1 小型手扶拖拉机 3 2 2 播种机工作速度 受实际条件的限制 播种机一般采用 4 6km h 的工作速度 安装上本论文专门 设计的地轮 在正常的速度下可以较大程度的降低地轮打滑现象 提高播种机工作 的播种精度 减少漏播的几率 因此在实际的播种操作时 应该反复试验 最终确 定最佳的播种速度作为指导速度给用户参考 如果播种速度太大还要考虑开沟器入 土时的力矩 机架刚度 轴 轴承以及链轮等能否正常工作 所以提高运行速度 各部件要求更高而且还会提高设计 制造的成本 故本设计的最大速度为 6km h 3 2 3 播种机的工作功率 播种机的工作效率包括开沟器工作功率 各部件运转功率率 拖动播种机自身 运动所需的功率 12234 vFP 式中 F1 为驱动开沟器向前运动的力 单位 N F2 为克服播种机自重向前运动的力 单位 N V 为播种机的工作湿度 单位 m s 为齿轮传动的工作效率 约为 97 1 为链传动的工作效率 约为 96 2 运动部件所占的消耗的功率占总功率的比值 约为 15 3 其他消耗的功率 约为 10 4 初算工作效率 12234 v6kwFP 4 播种机的具体设计 本论文设计的小型播种机悬挂在一般通用的小型农用手扶拖拉机上 通过拖拉 机的拖动动播种机工作 因其在设计上采用轻便材料 整体体积较小 故在完成转 弯 掉头等操作时 靠人力便能轻松的完成 播种机主要由机架 种箱 排种轮 毛刷轮和地轮等部件组成 播种机在实施播种作业时 通常先由开沟器在地里开出深度一致的种沟 然后 由排种器均匀地排出种子 排出的种子通过导种管在重力的作用下落到种沟内实现 种子的播种 最后由覆土器覆土 总的来说 为了完成上述一系列的工作 一个完 整的播种机构中 最重要的执行部分主要由以下几部分 排种器 开沟器 覆土器 和传动机构等 1 4 1 排种器 排种器的种类很多 主要有三大类 1 即撒播排种器 条播排种器和点 穴 播排种器 1 4 1 1 排种器作用和要求 排种器是在种箱中定量地分离种子 在不保证不损伤种子的情况下将种子精确 地播种到对应的种床的装置 然而考虑到不同植被的种子的质量 体积 外形轮廓 等不相同或相似 所以一种排种器不可能满足所有种类的种子要求 因此对于一种 或者外形相似的种子 必须对应一种排种器 考虑到实际情况 我的构想是设计 一个系列的排种器 每一种排种器对应一种种子 因此在实际作业的时候 需要播 哪类种子时选对应类型的排种器即可 这就要求不同类型的排种器具有一定的通用 性 即不同种子的排种器能够安装在播种机上而且能够正常运行 4 1 2 排种器的选用 孔轮式排种器具有以下优点 12 1 播种量稳定性好 因为孔轮式排种器的型孔很容易充满种子 所以播种时对 播种机整体的速度振动情况要求不是很高 2 行距控制好 因为孔轮式排种器采用圆周结构 播种机每行进一定的距离 排种轮便会从种箱中 排出 设置好的种子数量 3 经济性 孔轮式排种器设计简单 制造成本低 便于批量生产 4 1 3 排种轮参数的选用 本论文以大豆专用排种器为例 排种轮主要参数有排种轮直径和排种轮宽度 考虑到减小排种时的脉冲现象 因此排种轮因尽量选用较小的直径 考虑到实际生产已经大豆种间最适合行距 300mm 400mm 11 取排种轮的直径为 100mm 这样排种轮每旋转一周 种子 从种箱排出一次 两次排出种子的实际行距为 314mm 即行间距约为 314mm 采 用这种设计还有另一个好处 那就是只需要设计一种排种轮的模具 然后在通过改 变排种轮上的种孔的个数从而改变排种轮一周所所排出种子的次数 就可以得到不 同的行间距 排种轮所受的交变应力不大 查 机械设计手册 知 MC 尼龙的性能 特点 强度高 拉伸强度可达 90MPa 以上 减磨耐磨型优于其它尼龙 3 适用于大 型铸件 大型轴承 齿轮 蜗轮及其它受力件 如矿机大轴套 吊重汽车吊杆蜗轮 3 增强的 MC 尼龙 可作钻床升降螺母 3 所以选用 MC 尼龙作为生产排种轮的材 料 大豆种子通常长 4 7 5mm 宽 8 15mm 所以设计种孔为直径为 15mm 种孔深度为 16mm 图 4 1 所示为排种轮模型 图 4 1 大豆排种轮 4 1 4 毛刷轮的参数选择 毛刷轮的作用是将排种轮孔中超出种孔的种子扫出排种轮轮孔内 从而达到排 种每一次旋转一周 从排种轮排出的种子只有 2 粒 提高了播种精度 降低了有些 种孔播种多 有些种孔播种少的现象 除此之外毛刷轮还可以清洁种箱和排种轮 对种子从种箱的正常排出起着关键性的作用 因此使用毛刷轮是十分必要的 市场 上毛刷轮制造已经成熟故只需直接选用 通常选用磨料尼龙作为毛刷轮的毛刷材料 由磨料尼龙制作的毛刷轮具有耐磨 价格低廉的优点 本着美观大方 设计简单的 原则 本设计选用的毛刷轮直径和排种轮一致 这样既简便了设计 又简化了计算 排种轮和毛刷轮的三维配合模型如图 4 2 所示 图 4 2 排种轮与毛刷轮 4 2 开沟器 4 2 1 开沟器要求 开沟器是播种机的一个十分关重要的部件 开沟器的具体作用是在整好的地里 开出种沟 以便后续将种子导入沟内的其他播种作业 2 因此 开沟器的结构的设 计及布局的合理性会直接影响到播种机的开沟性能 进而进一步影响到播种机播种 的流畅性和播种的质量 小型播种机的开沟器应满足如下要求 1 1 开出的种沟尽可能直 这就要求操作者具备一定的操作水平和一定的专 业素养 而且要保证深度一致 为了适应不同农作物的播深要求 开沟深度可调 节 2 在进行播种作业时 开沟器必须开沟整齐 种子在种沟内分布应该均匀 3 特别注意的是不让土中作物残茬 杂草等造成拥堵 因此本论文在开沟 器前部设计了旋转机构 以便不让土中作物残茬 杂草等缠绕在排种器上 4 开沟器必须对土壤适应性好 这样可以适用于更多的地区 而且结构应 简单 尽可能减小工作时受的阻力 4 2 2 开沟器的分类 开沟器由运动原理主要可以分为滚动式和移动式两大类 1 1 常见的滚动式开沟器有 双圆盘式开沟器 单圆盘式开沟器 1 2 常见的移动式开沟器有 锄式开沟器 铲式开沟器 箭铲式开沟器 芯 铧式开沟器 靴式开沟器 船式开沟器等 1 对比各种开沟器的性能和各自的优缺点 本设计采用芯铧式开沟器 4 2 3 开沟器的设计 目前 国内大中型播种机的开沟器结构的设计技术已经比较成熟 但这些播种 机一般都具有体积大 转弯半径大 开沟阻力大等缺点 不能适应小型播种机上使 用 而且也不能适应在小块地上播种作业 但是能小型播种机上使用的开沟器功能 又简单 因此设计一个能够实现开沟播种一起的开沟器具有实际的作用 为了实现开沟器能够满足种子在土壤中均匀分布以及满足不同农作物对种子深 度的不同要求 本设计的开沟器由芯铧 导种管 深度调节器组成 在工作时 先 由芯铧入土开沟 两个侧板向两侧分土形成种沟 再由导管把从排种器排出的种子 在重力的作用下排入土壤中 1 以达到精确播种的效果 芯铧式开沟器选用 6 8mm 厚的 60Mn 钢板锻造而成 尖部和刃部进行表面热 处理 以提高其硬度 增加其耐磨性 延长使用寿命 芯铧的主要参数有 1 芯铧入土隙角 入土隙角 是指开沟器底面和地面之间的夹角 为了保证开沟效率 这个角 度通常情况下取 6 9 如果这个角度太大 这将会使土壤提前回落 从而影 响开沟器的最大深度 如果这个角度太小 开沟器就不能快速入土 影响播种机整 体的工作性能 而且芯铧容易磨损 降低开沟器的工作寿命 采用入土隙角 8 2 开沟器的宽度 B 开沟器的宽度 B 最基本的要求是能容纳输种管 考虑到大豆种子外形长 4 7 5mm 宽 8 15mm 以及减小摩擦 输种管直径为 30mm 并且要保证种 子在地里落地入土的时候不能被土壤堵塞 然而制约开沟器的宽度的另一个因素是 开沟器越宽 抛土现象就越严重 因此 开沟器的宽度取 B 60mm 开沟器如图 4 3 所示 图 4 3 开沟器 4 3 覆土器 上个步骤播出的种子一般裸露在地表 为了保证种子都能覆上土壤 起保温 避免阳光直射的作用 覆土器是为了在种子表面覆上一层土的元件 1 因此对覆 土器的基本要求是覆土尽可能的保持深度一致 在完成覆土的工作后 不能改变种 子在种沟内的相对位置 1 常见的覆土器有链环式 爪盘式 板式 圆盘式 和铲式等 1 本设计综合各 类覆土器的优缺点采用铲式覆土器 其主要参数如表 4 1 所示 表 4 1 铲式覆土器的主要参数 名称 铲式 选择依据 覆土板长 mm 95 205 按行距和覆土量而定 板宽 mm 65 85 视实际要求而定 两板间夹角 60 左右 夹角过小覆土能力低 过大容易拥土堵塞 与地面夹角 23 5 左右 过小覆土能力差 后开口宽 mm 55 75 按开沟深度 工作速度和具体的条件而 定 通过高度 mm 开式 要求通过土块 根茬时不堵塞 4 4 导种管 导种管是为了将种子经过开沟器导入已经开好的种沟内 因此导种管必须具备 以下性能 1 导种管内壁摩擦系数小 这样种子从导种管通过时受的摩擦力比较小 种 子就可以顺利地从导种管通过 避免种子堵塞在导管内 造成排种管堵塞 2 导种管的直径应该选择合适 如果导种管选择过小 种子很容易堵塞在导 种管内 如果过大 浪费材料 3 导种管必须有一定的伸缩性 以及一定的柔性 以满足开沟器深度调节的 需要 4 为了保证种子顺利从导种管通过 导种管在装配时应该保持在竖直平面内 70 90 范围内 综上所述 导种管和开沟器上导种通道能否正常工作直接影响到播种机能否正 常工作 导种管的材料通常选用市场上可以购得的塑料软管 这样价格便宜又能满 足上述要求 4 5 地轮 地轮是本设计的重要部分之一 整个播种机能否正常运行主要看地轮能否正常 运转 因为播种机的动力来源于地轮与地面之间的摩擦力 进而带动排种轮等部件 工作 因此防止地轮打滑时本设计的重要内容 为避免地轮在播种机工作时打滑 特意针对地面比较松散的特点 在普通地轮上增加了类似钉子的突出物 从而大大 的增加了地轮和地名之间的摩擦因素 从而达到减少打滑的概率 在选材上 采用 铸铁 三维实体图如图 4 4 所示 图 4 4 地轮的三维实体图 4 6 链轮及链传动的设计 4 6 1 选择链轮齿数和材料 取小链轮齿数 12Z 大齿轮的齿数为 124i 链轮材料选择 35 钢 热处理方式为正火 确定计算功率 由如表 4 2 查得 1 0AK 为链传动传递的功率 为转动部件所消耗的功率 约为总功率的 即 LP 14 625 1 Kw 由主动链轮齿数系数图 由 查得 单排链 则计算功率为 2 4Z1 zK 056caAPkW 表 4 2 工况系数 KA 表 5 4 6 2 选择链条型号和节距 根据 及1 65caPkW 150 minnr 查图 4 5 可选 08A 型单排滚子链 7 查 机械设计手册 3 知 链条节距为 12 7p 取中心距 得链长节数为 取链024a 20210 56PaZPLa 节数 节 56PL 图 4 5 A 系列 单排滚子链额定功率曲线 5 由 和链号 08A 查图 4 6 链条润滑范围由以上条件可知 链传动应采1 vms 用定期人工润滑 5 所以在后期播种机的保养上应该注意链轮和链条的润滑问题 图 4 6 润滑范围选择图 5 4 6 3 链轮的主要尺寸计算 综上所述 链条型号 08A 链节数 链条节距为 滚子直56PL 12 7pm 径 7 92mm 销轴直径 3 98mm 内链节内宽 7 85mm 内链板高度1d2d1b 12 07mm2h 中心距 a 240 09mm 小链轮 大链轮的详细参数计算 1 小链轮参数的计算 分度圆直径 d p 49 07mmo1801z 2 7sin180 2 齿顶圆直径 d p 1 1 6 49 07 1 1 6 12 minad1zd 7 92 42 05mm d 1 25p 49 07 1 25 12 7 7 92 57 025mmax1d 齿根圆 d 49 07 7 92 41 15mmfd1 最大轴凸缘直径 pcot 1 04 0 76go801z2h 12 7 cot 12 1 04 12 07 0 76 33 93mm o180 单排齿齿厚 0 95 0 95 7 85 7 46mm1fb1 2 大链轮参数的计算 分度圆直径 d p 97 32mmo802z 7sin180 24 齿顶圆直径 d p 1 1 6 97 32 1 1 6 24 minad2z1d 7 92 90 33mm d 1 25p 97 32 1 25 12 7 7 92 105 28mmax1d 齿根圆 d 97 32 7 92 89 4mmfd1 最大轴凸缘直径 pcot z 1 04 0 76go802h 12 7 cot 24 1 04 12 07 0 76 93 21mm 1 单排齿齿厚 0 95 0 95 7 85 7 46mm1fb1 4 7 齿轮传动的设计 本论文齿轮设计部分是为了满足排种轮和毛刷轮之间的平稳运转 而且使排种 轮轴和毛刷轮轴的旋转方向不同 选择传动比为 1 1 5 中心距为 100mm 故只需 设计模数 然后根据 d mz 求齿数 因此本部分比较简单 4 7 1 选齿轮的基本参数 1 选用直齿渐开线圆柱齿轮 2 压力角选取标准值 2 小型播种机为一般农用机器 参考表 4 4 选用 8 级精度 3 材料选择 根据表 4 5 选择 40Cr 调质处理 作为齿轮的制造材料 表 4 4 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围 4 机器类型 精度等级范围 机器类型 精度等级范围 汽轮机 3 6 拖拉机 7 9 金属切削机床 4 9 通用减速器 6 8 航空发动机 4 8 锻压机床 6 9 轻型汽车 5 8 起重机 7 10 载重汽车 7 9 农用机械 8 11 注 注传动齿轮或重要的齿轮传动 精度等级偏上限选择 辅助传动的齿轮或一般的齿轮传动 精度等级居中 或偏下限选择 4 表 4 5 常用齿轮材料及其力学性能 3 4 7 2 按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮 1 由模数计算公式 5 即 332FtFastdKTYmZ 1 确定公式中的各参数值 4 试选 KFt 1 3 计算弯曲疲劳强度用重合度系数 Y 根据直齿圆柱齿轮重合度 的推荐值 取 1 4 0 75 22 078614 计算 此部分数据查自 机械设计 FasY 齿形系数 YFa 2 23 应力修正系数 Ysa 1 76 齿轮齿根弯曲疲劳极限分别为 lim50FMPa 弯曲疲劳寿命系数 KFN 0 85 取弯曲疲劳安全系数 S 1 4 由齿轮许用应力公式得 lim30 57FNKMPaS 2 16 4asFY 2 试算模数 3321 79FtastdFKTYmmZ 2 调整齿轮模数 1 圆整速度 v 3 1405 78 606dnms 2 计算实际载荷系数 KF 根据 v 0 785m s 7 级精度 由图 4 7 查得动载系数 Kv 1 01 图 4 7 查得动载系数 Kv 由 32 4 5910 tFTdN 100N m 6AtKbm 查得齿间载荷分配系数 1 0F 查齿向载荷分布系数表得 47H 由 b h 10 67 查图 4 8 得 3 图 4 8 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数 5 所以载荷系数为 1 35FAVFK 3 齿轮模数 3 8Fttmm 4 开式 半开式 齿轮传动具有以下特点 对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善 对开式齿轮传动仅以保证齿 根弯曲疲劳强度 4 为了延长其传动寿命 通常将所求的模数适当增大 4 设计的齿轮传动为开式 主要失效形式为齿面磨损 按齿根弯曲疲劳强度设 计后 不需要校核 故此处不校核 4 综上所述 由齿根弯曲疲劳强度算得的模数 m 1 83mm 就近取标准值取 m 2mm 所以齿轮的齿数取 则 140Z 21 540 6Z 4 7 3 齿轮几何尺寸 1 小齿轮的参数计算 分度圆直径 d1 mz1 80 00mm 基圆直径 db d1cos 75 18mm 齿顶高 ha h am 2 00mm 齿根高 hf h a c m 2 50mm 全齿高 h ha hf 2h a c m 4 50mm 齿顶圆直径 da z 2h a m 84 00mm 中心距 a d1 d2 2 100 00mm 2 大齿轮的参数计算 分度圆直径 d2 mz2 120 00mm 基圆直径 db d2cos 112 76mm 齿顶高 ha h am 2 00mm 齿根高 hf h a c m 2 50mm 全齿高 h ha hf 2h a c m 4 50mm 齿顶圆直径 da z 2h a m 124 00mm 中心距 a d1 d2 2 100 00mm 4 8 种箱 4 8 1 种子箱的要求 1 种箱的容量应有足够大的容量 以减少播种时添加种子的次数 2 种子箱底部应该设计成具有一定的倾斜度 以便于播种时种子顺利的集 中在种箱底部 便于种子从排种器内顺利排出 3 种子箱应坚固耐用 4 种箱盖必须可以严密的关闭上 防止种子在工作时溅出 5 种箱应该选择透明或半透明的材料 通常选用硬质塑料 以便播种时及 时观察到种箱内种子的剩余量 以便操作人员及时添加种子 4 8 2 种箱容量计算 种箱的容量 可用下式确定 14 max8 2510rNBLV 式中 容积 单位 L Nmax 大豆每亩最大播种量 Nmax 6 kg 0 067 hm2 B 播种机的工作幅宽 B 0 5 m L 行驶长度 L 1200m r 大豆容重 r 0 77 kg L 种箱 max8 258 2560 12 410r7NBVL 每一次行程结束 种箱需要保留一部分种子 因此种箱应该适当增大 5 播种机播前准备与注意事项 5 1 播种机的播前准备 1 在播种机开始作业时应该清除上一次残留的油污 泥土等污物 并将需要 润滑部位 比如 链轮 齿轮 加注适量的润滑脂 15 2 每次播种前必须明确播什么种子 然后根据种子物理特性选用与之对应型 号的排种轮 15 3 将种子倒进种箱前应该充分地检查种子 种子不能混有石块 泥土 杂草 塑料袋等杂物 防止堵塞排种器 15 4 种子倒进种箱后盖上盖子并锁紧 5 2 正确操作播种机 1 各项预备工作准备完毕后 播种机才可以投入正常作业 正式播种前操作 手必须阅读相关的操作手册 熟悉出现问题的处理方法 在刚开始作业时 要在离 开始播种的地方大约 2 3m 处停下来 检查开沟的深度 根据具体情况而定 如果 开沟器开出的深度不符合要求的深度 这时应调节开沟器的深度 使之满足要求 2 播种作业时要充分利用土地资源 对于有些农田边缘播种机无法进入 可 以才用人工的方法补种 3 在开沟器入土状态下 播种机不准倒退 不准急转弯 掉头必须先把播种 机悬挂起来 以免损坏开沟器等部件 5 3 播种作业时的注意事项 1 随时注意各机构能否工作情况 2 注意观察 及时添加种子 确保种箱内种子含量大于 1 4 的种箱容积 13 3 在播种作业的过程中要经常留意地轮能否正常运转 特别是有没有打滑现象 如果出现故障必须停机并及时排除故障后方可继续播种 4 在播种作业的过程中 如果开沟器上拖带了过多杂草等杂物 影响到开沟 排种时 应该停下来清理开沟器 5 播种机在转移地块或运输时 需将播种机悬挂在拖拉机上 而且种子箱内不 得存有种子 6 播种机的保养 播种机的保养需注意的事项 13 1 工作后必须要及时清理种子箱内剩余的种子 以免种子发霉损坏种箱 排种器 导种管等元件 2 播种完成后彻底清扫播种机上的尘垢及油污 3 要经常检查播种机是否有损坏或磨损的零件 发现了要及时更换或修复 如遇到有些表面有脱漆的现象 应重新涂上新漆 4 将开沟器清理干净后 涂上防锈油后 并且保存在干燥阴凉 无阳光直 射的地方 以免生锈降低播种机的使用寿命 5 播种机输种管等塑料零件 应在播种完成后取下清洁 保存且保存在干燥 阴凉 无阳光直射的地方 防止变形和老化 7 结论与展望 7 1 结论 1 该小型播种机适用于面积比较小 比如南方丘陵地区 的田地里实现机械 化播种作业 2 该设计根据播种机的播种原理 简化了一些非必要的元件 大大的降低了 设计成本 便于在广大农村地区推广使用 3 本设计的播种机针对不同的种子采取设计不同的排种器 使用时只需要选 择对于型号的排种器即可 达到一机多用的效果 4 本设计的播种机播种精度相对较高 重播 漏播率低 设计最大工作速度 为 6km h 对于面积比较大的地 可以采用多机并排作业的方式 以提高播种作业 的工作效率 7 2 展望 本设计的播种机能适应一些山地丘陵 地形复杂的地区 具有结构简单 功耗 低 体积小等优点 能适应山区农业机械化作业的要求 该播种机有很大的发展前 景 由于设计的比较匆促 为了在广大地区推广还需要在不同的地区进行大量实验 数据后改进后方可大规模推广 致 谢 逝者如斯夫 不舍昼夜 毕业设计结束了 但留给我的是无法衡量的财富 毕业设计作为一次综合性设 计 是对我大学学习的一次综合考验 这 6 个月以来 我查阅了大量的资料 认真 的学习了国家的最新标准 终于完成了论文及图纸 在我完成这项任务的过程中 我得到了导师康志成教授的悉心指导 从 开题报告 一稿 和 二稿 康老 师都对我设计中存在的问题给了解决思路 在此 对康老师说一声 老师您辛苦 了 谢谢您的指导 在整个毕业设计过程中 还有得到了好多同学的细心帮助 特别的表示感谢 赞美母校井冈山大学 愿母校日新月异 一步步走向辉煌 李焕良 2015年5月于江西 吉安 参考文献 1 李宝筏 农业机械学 M 北京 中国农业出版社 2003 2 49 83 2 中国农业机械化科学研究院 农业机械设计手册 北京 中国农业科学技术出版社 2007 10 3 成大先主编 机械设计手册 M 化学工业出版社 2004 4 濮良贵 陈国定 吴立言主编 机械设计第九版 M 高等教育出版社 2013 5 165 236 5 孙桓 陈作模 葛文杰主编 机械原理第七版 M 高等教育出版社 2006 5 174 213 6 常备功 樊智敏 孟兆明 带传动和链传动设计手册 M 北京 化学工业出版社 2010 1 7 蒋清亮 工程材料与热处理 M 北京 北京邮电大学出版社 2011 8 8 臧秀法 王晓勇 兰海 国内外播种机械的研究现状及发展趋势 J 农业科技与装备 2014 年 12 第 12 期 53 54 9 许剑平 谢宇峰 徐涛 国内外播种机械的技术现状及发展趋势 J 农机化研究 2011 年第 2 期 234 237 10 丁元法 肖继军 张晓辉 精密播种机的现状与发展趋势 J 山东农机 2011 年第 6 期 3 5 11 张艳红 段彩霞 薛旗 不同行距种植对大豆产量的影响 J 现在农业科技 2010 年第 12 期 52 54 12 李国林 宋炜 毛俐 李美多 刘伟 国内外几种主要排种器的特点 J 农业科技与装备 2011 年第 8 期 70 73 13 蒋金琳 宋殿香 王兴成 梁绍波 史玉芝 免耕播种机土壤工作部件的设计计算 J 莱阳农 学院学报 14 刘成莲 2BMF 5 型免耕施肥播种机排种肥箱的设计 J 农业技术与装备 2008 年 12 期 15 刘凤华 播种机的使用与维修 J 农机使用与维修 2005 年第 1 期 16 许姝岚等 播种机的正确使用与维护保养 J 农村实用科技信息 2013 年 17 Jiang Haiyong Zhang Jinguo Study on Row controlled no tillage Wheat Drill Working with All Maize Standing Wang Zhicai Gao Huanwen Conservation Tillage 449 451 18 Derpshch R Frontiers of conservation tillage and advan practice J West Lafayette institute USA 1999 24 28