0215-马铃薯播种机设计【全套5张CAD图+说明书】
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马铃薯播种机具的设计
摘 要
马铃薯是我国主要的粮食作物之一，在我国得到大面积栽种。2007年，我国马铃薯种植面积和产量都位居世界首位，然而尽管总产量大，但是单产量却很低。造成这一原因的主要因素是种植方式和机械化水平的落后。因此，当前的主要任务就是提高马铃薯种植的单产量。提高马铃薯单产量有两个途径：一是改进种植方式；二是提高机械化种植水平。而提高机械化生产水平是最有效的方式，这就要求各种性能先进，种植效率高，通用性和适应性强，结构简单易于制造与维修的马铃薯种植机不断被设计出来并得到大力的推广与应用。升运链式马铃薯播种机是一种块状马铃薯播种机，其结构简单，工作可靠，效率高，不伤种，在国内外正逐渐得到广泛的应用。
关键词: 播种机；马铃薯；升运链式排种器；外槽轮排肥器；锄铲式开沟器
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1 马铃薯播种机具的现状与发展 摘要 ： 综述了国内外播种机的发展现状，并通过对国内外几种典型播种机的各种参数进行系统的对比并加以分析，从中发现国产播种机与国外播种机的差距，并在此基础上去阐述我国播种机在研发和应用上所存在问题并展望未来播种机的发展趋势， 同时明确马铃薯播种机的设计 方向。 关键词 ： 播种机具 马铃薯 精量播种机 排种器 1. 马铃薯在我国的生产现状 马铃薯是一种高蛋白农作物，在我国得到大面积的栽种，尽管我国年产量早已跃居世界第一，然而和世界除非洲以外的其他国家和地 区比起来，单产量却很低，因此在提高单产的措施上除了提高机械化生产水平外，还应该改进马铃薯的种子质量以及种植方式。 国马铃薯的生产现状 300 多年前，原产自美洲的马铃薯被引进中国并且逐渐成为仅次于小麦、水稻和玉米的第四大粮食作物。目前，我国的马铃薯无论是种植面积还是总产量都处于全球领先地位。从中国马铃薯网上获得的资讯： 2007 年我国马铃薯种植面积约 8000 万亩，预计总产量将超过 6800 万吨，占世界总产量的 22%左右。单从总产量来说我国已经是世界第一，但是单产量却远远低于欧美、澳洲的水平。例如， 2003 年，我国马铃薯的单产量是每公顷 14842 公斤 ，低于世界平均水平的每公顷 16448 公斤 ，还不到单产量最大的国家新西兰的每公顷 44248 公斤 的三分之一。 外马铃薯的生产水平 单产量排名前六位的国家：新西兰、比利时、丹麦、美国、英国、荷兰等欧美发达国家，他们的单产量都超过了每公顷 40000 公斤（中国马铃薯网， 2007）。 除了地域、气候方面外，更重要的是栽培技术以及机械化生产水平的影响。显然，这些国家的农业生产机械化水平都远远高过我国。反观我国，大部分地区的马铃薯生产都还停留在人工或者半机械化生产的 水平上，因此单产量低也就不足为奇。 前急需解决的措施以及会遇到的困难 要想提高单产量，首要的就是提高机械化生产水平。我国地域广阔，拥有多种地型，因此不可能同时提高生产机械化，所以应该根据不同的地形，不同的气候和种植方式，从而设计符合当地的农业生产机械，尽量推广播种机在农业生产中的应用。其次应该改进种植方式，我国的马铃薯种植方式一直停留在传统种植的水平上，这是急需改变的。先进的种植方式应该从改进种子质量，改进播种方式等方面进行，同时在此基础上设计相应的机械也就显得至关重要。 2. 国内外播种机发展及应 用的现状 国播种机发展现状 现目前，我国大约有 500 家播种机生产企业，但是这些企业中能够生产与大中型拖拉机配套的播种机的企业只有西安农业机械厂、石家庄市农业机械厂等区区 10 多家，其余的企业生产的都是与小型拖拉机和畜力配套的拖拉机。这种与小型拖拉机和畜力配套的播种机机的产量占全国播种机总产量的 90%以上（国委文， 2007）。由此可以看出当前我国已实现机械化播种的大部分地区的播种机仍以小型播种机进行传统的谷物条播为主，大中型播种机的发展远远跟不上农业生产的需要，而且大中型生产机械（包括播种机）的研制和生 产水平也远远落后于发达国家的水平。 外播种机发展现状 相对我国而言，国外许多发达国家在第二次世界大战前后，先后完成了由传统农业向现代农业 2 的过度和转化，经过几十年的发展，其农业机械化水平已经相当完善，现在正朝着大型化、智能化、精量化以及多功能联合型方向发展（陶卫民， 2001）。美国，德国，英国等西方发达国家的发展水平已经走在世界的前列。 在国外许多发达国家，精密播种机经过几十年的发展和应用，其技术水平应经达到了相当完善的程度，无论是工作速度、生产效率、工作性能、播种质量以及播种机具的通用性和适应性上都 做得比较好。这对减少播种过程中的漏种率、种子损伤率和提高单产量都有很大的促进作用。现在一些发达国家正把不断更新播种机的工作原理、尽量完善其结构、延长机具使用寿命、降低制造价格和维护费用的同时提高其工作效率以及提高播种机的通用性和适应性作为未来更先进的播种机研制的发展方向。 国外播种机相比，我国播种机存在的不足 和国外如美国、德国、英国等发达国家的播种机比起来，我国的播种机工作效率低，工作幅宽小，通用性和适应性低，使用可靠性不高，生产率也远较国外的低。另外，由于我国工业起步晚，因此在新技术的研 制和在播种机上的应用上依旧落后于国外发达国家。下面以我国几种典型的播种机和国外的播种机作一个对比，以便从中发现我国播种机和国外先进播种机的不足。 首先，从工作效率方面来看，我国播种机的工作速度低。国外播种机的工作速度大都要求达到15 h，有的甚至达到 20 h，受到土地，气候和一些其它因素的影响，工作速度大多采用 812 h，而我国工作速度大约为 4 7 h，一般工作速度为 5 6 h。比如德国早期生产的 种机型的工作速度为 h(韩文锋等， 2006），而我国普遍采用 的 2及2都达不到德国这两种机型的水平。 其次，我国播种机的工作幅宽小。和国外发达国家比起来这个环节显得非常薄弱。例如西欧一些国家的生产的播种机的工作幅宽一般为 5 6m，美国，加拿大等国家的现用机型大多可以达到 1015m（陈兴田， 1999）。而我国所使用的播种机的工作幅宽绝大多数低于 如较先进的 2余的大都低于这个水平，工作幅宽低这个瓶颈在很大程度上限制了播种机的工作效率。 再次，排种器的排种效率低。我国很多使用播种 机的地区在农业生产中依旧使用传统的排种方式即“一器一行”，一个排种器只能播一行种子，显然这样的效率是非常低的，即使有较先进的“一器多行”的排种器，但是技术上也表现得不够成熟，也没能进行大规模的推广及应用。国外发达国家在这方面的技术和经验就比我国先进得多，而且许多新技术已经得到广泛的应用，许多核心部件尤其是排种器无论是结构还是工作原理都还有很多值得我国学习和借鉴的地方。 最后，我国的播种机的通用性和适应性和国外发达国家比起来也还有很大的差距。在通用性方面，国外发展得比较早，技术也比较成熟，一套设备只需 经过简单的更换即可实现不同种子的播种，而我国大部分播种机还都是“一机一种”，一种播种机只能够播撒一种种子，这样既浪费制造材料，又没能使播种机得到充分利用。另外，我国地域辽阔，不同的土壤条件和气候条件严重限制了播种机的适应性，在保证适应性方面的技术还很落后，而且我国研制生产的播种机很少考虑到适应性这一方面的影响。 3. 我国播种机的发展趋势 虽然可以通过引进国外先进的播种机可以暂时弥补我国播种机的不足之处，但是从长远 出发，我国必须走自主研发的道路，通过不断吸收国外先进技术的同时再结合我国的国情走出一 条自主创新的路子，研制出具有我国特色的先进播种机。 大大中型播种机的研制和开发 要想尽快缩小我国马铃薯等农作物的单产与国外水平的差距，大中型播种机将起到至 关重要的作用。我国的几大平原地势平坦，比较适合大中型播种机的推广和应用。大中型播种机械除了可以节约人力，提高工作效率外还能减少种子的损伤率和漏种率，而且大中型播种机都是朝着 3 联合作业和直接播种技术的方向发展，这种机械的优点在于： 一次可以完成多项作业，作业效率高；保证及时播种，提高产量；节约能源，降低成本。 用新的排种原理和排种装置 排种装置是播种机最关键的部件，先进的排种器和排种原理对播种机的效率的提高有 着很重要的作用，迄今为止，我国学者几乎涉猎了世界上所有的排种器：如外槽轮式排种器、离心式排种器、各种圆盘式排种器等，而具有我国独创特色的窝眼轮式排种器、纹盘式排种器、锥盘式精量排种器也获得了广泛的应用，但是在马铃薯播种机上，先进的排种器和排种方式依然制约播种机效率的一个瓶颈。因此在已经解决种子和播种方式的情况下研制相应的播种机显得是关重要。显然，在排种器方面，我国应该朝着气流输送式条播排种器、孔带式精密排种器、气力式精密排种 器以及倾斜圆盘指夹式排种器的方向发展。新的排种原理包括气力式排种原理和机械式排种原理也应得到广泛的采用（陈兴田， 1999）。 4. 小结 一个比较先进的播种机主要取决于其几个关键的部件，如：开沟器、仿形机构、覆土器以及排种器。尤其是排种器在整个播种机结构中显得尤为重要，排种器的好坏直接关系到播种机的播种效率，因此，现在国内外播种机研制的重点依旧是放在排种器的研制上。我国在这方面也有不少的研究，尤其在气吸式排种器，窝眼式排种器还有气力式排种器的研究上有了一定的突破，但是和国外先进水平还有一定的差距，因此，我国 还必须加大研制的力度。 新型马铃薯已经研制成功并将实现大力推广，在将来的几年内，相应的马铃薯播种机将对这种新型马铃薯的推广起到极大的推动作用。新型的马铃薯将彻底改变传统的马铃薯块茎式播种方式，其播种方式将和玉米，油菜籽等颗粒的播种方式更为相似，但还是存在很多不同的地方，因此不能直接选用像玉米播种机或者油菜籽播种机这些现成的播种机型。由于现目前新型马铃薯还没有开始实现大面积推广，相应的马铃薯播种机具还是一片空白。基于此，对现有的马铃薯播种机和其余各类颗粒式播种机进行改进优化并在此基础上设计一种适合新型马铃薯的 机械式或者气吸式播种机就成了当前以及未来相当一段时间内播种机的研制方向，同时研制的重点也将放在马铃薯播种机的排种器的研制上。 参考文献 ： 1 李宝筏 农业机械学 北京：中国农业出版社， 2003 2 朱秉兰 简明农机手册 郑州：河南科学技术出版社， 2001 3 张波屏 编译 播种机械设计原理 北京：机械工业出版社， 1982 4 冯小静 精少量播种机械使用与维修 郑州：河南科学技术出版社， 1998 5 马大敏 王俊民，王秀 新型农机具使用与维修 北京：高等教育出版社， 1996 6 程兴田 播种机械的现状及发展前景 农机与食品机械， 1999， 6： 1 2 7 陶卫民 国外农业装备发展趋势 新农村， 2001， 7： 25 8 刘林生 英国农业机械化与农业现代化 湖南农机， 1999， 2： 25 9 姜宗昌 22 型马铃薯研制成功 农业机械化与电气化， 2000， 5： 34 10 鲁滨，薛理，闰洪山 等 25 型马铃薯播种机的研制 ， 2004， 6： 33 11 几种马铃薯播种、种植机械 2007 12 聂延辉 江涛 夹持式 马铃薯播种机的探讨 ， 2007， 2： 41 13 周桂霞，张国庆 ，张义峰 等 2 2 型马铃薯播种机的设计 黑龙江八一农垦大学报 ， 2004，16（ 3）： 53 56 4 14 赵满全，赵有杰，窦卫国等 29 型免耕播种机关键部件的设计与研究 中国农机化， 2006，6： 15 韩文锋，王淑红徐长征 T 3 6 T 型马铃薯播种机简介 ， 2007， 1： 41 16 冯小静，刘俊峰，杨欣等 排种器排种均匀性分析与研究 河北农业大学学报， 2003， 1： 1416 17 赵满全，窦卫国，赵士杰，等 2 2 型马铃薯起垄播种机的研制内蒙古农业学学报，2001， (3)： 18 闰建英，樊文宪，冯占怀马铃薯施肥播种机的实验研究农机科技推广， 2004， 4： 34 19 王广胜，王玉忠，樊文宪 2马铃薯施肥播种机的研究农机与食品机械 ， 1999，(3)： 17 20 国委文 播种机的现状及发展趋势。农业机械化与电气化， 2007， 5： 3 4 21 D of 1995,38(2),375 22 E U C O A 0，50(1991),18 23 et 1995 Y. . of of 8 (1995), 949957. 24 H W B P of in a 95 (2006),35 41 25et 1986 on 3 (1986), 2537 I 目录 摘 要 . 键词 . . . 前言 . 1 题背景和科学意义 . 1 内外 马铃薯播种机 的发展现状 . 1 外 马铃薯播种机 的发展现状 . 1 国 马铃薯播种机 的发展现状 . 2 计的主要内容 . 2 运链式播种机主要技术参数 . 2 2 总体设计 . 3 体方案设计 . 3 计原则 . 3 本结构 . 3 作原理 . 3 套动力的选用 . 4 3 传动装置的设计计算 . 4 动路线的确定 . 4 动比的计算 . 4 4 排种器的选型设计 . 5 箱结构参数的设计 . 5 箱尺寸的确定 . 5 箱容积的计算 . 5 种器的选型与计算 . 6 铃薯播种机 对排种器的性能要求 . 6 有排种器的类型和特点 . 6 种器的选型 . 6 运链相关系数的确定 . 7 5 排肥器的选型设计 . 8 肥器的性能要求 . 8 用排肥器的种类和特点 . 8 肥量的计算 . 9 6 开沟器的选型设计 . 10 沟器的性能要求 . 10 有开沟器的种类和特点 . 10 沟器的选型 . 11 沟器结构参数的确定 . 11 土角的确定 . 11 土角的确定 . 11 翼张角 的确定 . 11 沟器外形尺寸的确定 . 11 7 输种管的选型设计 . 11 种管的性能要求 . 11 种管的选型 . 12 种管参数的确定 . 12 种管的直径 . 12 种管的倾斜度与长度 . 12 8 覆土器的选型设计 . 13 土器的种类和特点 . 13 土器的选型 . 13 土器性能结构参数的确定 . 13 9 镇压轮的选型与设计 . 13 压轮的使用条件 . 13 计要求 . 14 构设计 . 14 10 行走轮的选型设计 . 15 走轮的设计要求 . 15 走轮的结构 . 15 走轮的安装 . 15 走轮转速的计算 . 16 11 结论与建议 . 16 论 . 16 议 . 17 参 考 文 献 . 17 致谢 . 18 铃薯播种机 具的设计 摘 要 马铃薯是我国主要的粮食作物之一，在我国得到大面积栽种。 2007 年，我国马铃薯种植面积和产量都位居世界首位，然而尽管总产量大，但是单产量却很低。造成这一原因的主要因素是种植方式和机械化水平的落后。因此，当前的主要任 务就是提高马铃薯种植的单产量。提高马铃薯单产量有两个途径：一是改进种植方式；二是提高机械化种植水平。而提高机械化生产水平是最有效的方式，这就要求各种性能先进，种植效率高，通用性和适应性强，结构简单易于制造与维修的马铃薯种植机不断被设计出来并得到大力的推广与应用。升运链式 马铃薯播种机 是一种块状 马铃薯播种机 ，其结构简单，工作可靠，效率高，不伤种，在国内外正逐渐得到广泛的应用。 关键词 : 播种机；马铃薯；升运链式排种器；外槽轮排肥器；锄铲式开沟器 is of in is in a 007, s in of is is at a we in of in is we at to of At is of of is to be to be to is of s to is in 1 1 前言 题背景和科学意义 马铃薯是一种高蛋白农作物，在我国得到 广泛地 栽种 。 2007 年我国马铃薯种植面积约 8000 万亩，总产量 超过 6800 万吨，占世界总产量的 22%左右（ 2007 年）。单从总产量来说我国已经是世界第一，但是单产量却远远低于欧美 和 澳洲的水平。例如， 2003 年，我国马铃薯的单产量是每公顷 14842 公斤，低于世界平均水平每公顷 16448 公斤 ，还不到单产量最大的国家新西兰 每公顷 44248 公斤的三分之一（ 2007年）。 我国马铃薯种植 单产量很低这已是不争的事实，因此，我国应该把提高马铃薯的单产作为 目前 提高马铃薯产量 的首要任务。提高马铃薯单产的措施除了提高机械化生产水平外，还应该改进马铃薯的种植方式。 提高单产量，首要任务就是提高机械化生产水平。当前，除少部分地区已经实现马铃薯机械化或半机械化种植以外，我国大部分的马铃薯种植方式一直停留在传统种植的水平上， 传统的 种 植方式主要依靠人力和畜力进行生产，从开沟到覆土镇压，整个过程 劳动强度大，生产 效率 低， 种植效果也远远低于机械化种植水平；而且 我国地域广阔，拥有多种地型，因此需要的播种机的机型也相对不一，设计出具有较强适应性的播种机将成为未来播种机发展的必然趋势；播种机的通用性也是一个不可忽略的重要因素，提高播种机的通用性有助于提高播种机的使用性能，使得播种机得到充分的利用。虽然从当前的情况来看，我国在播种机这块领域还不能一下子缩小同国外发达国家之间的差距，但是正在将这种差距正在不断缩小。 传统的马铃薯种植方式也是一个制约马铃 薯单产量提高的重要因素，主要体现在：（ 1）马铃薯种子的质量不高 ， 我国种植马铃薯的大部分地区，马铃薯种子一般是自留的，没有经过消毒，杀菌以及其它提高种植质量的技术处理，因此种出来的马铃薯质量和产量不高 ； （ 2）种薯的品种不全，不同的地区，不同的气候往往需 要不同的马铃薯种子，在这方面，我国所作的研究还远远不能满足其需求 ，因此，在今后更应该加大对马铃薯品种的研制；（ 3）传统的种植方式主要靠人力和 畜力，工作量大而且工作效率低，对土壤的压实比较严重，这对种子的发芽和生长极为不利。 内外 马铃薯播种机 的发展现状 外 马铃薯播种机 的发展现状 第二次世界大战以后，欧美的许多发达国家先后完成了由传统农业向现代农业的过度和转化，经过几十年不断地发展，其农业机械化水平已经相当完善，现在正朝着大型化、智能化、精量化以及多功能联合型方向发展（陶卫民， 2001）。 在欧美 的 发达国家中， 马铃薯播种机 经过几十年的发展和应用，其技术水平应经达到了相当完善的程度，无论是工作速度、生产效率、工作性能、播种质量以及播种机具的通用性和适应性上都做得比较好。这对减少播种过程中的漏种 2 率、种子损伤率和提高单产量都有很大的促进作用。现在一些发达国家正把 不断更新播种机的工作原理、尽量完善其结构、延长机具使用寿命、降低制造价格和维护费用的同时提高其工作效率以及提高播种机的通用性和适应性作为未来更先进的播种机研制的方向。 国 马铃薯播种机 的发展现状 近年来 ，随着马铃薯在我国的大量种植，研发并推广与马铃薯生产相适应机械取得了很大的进展 ，尤其是马铃薯种植机械，尽管我国机械研制和生产水平和欧美发达国家还有一定的差距，但是随着我国科研人员的努力，这个差距正 在不断地缩小。各种先进的 马铃薯播种机 不断问世，并在全国进行大量地 推广应用。 排种装置仍然是播种机最为关键 的部件，先进的排种器和排种原理对播种机的效率的提高有着很重要的作用，迄今为止，我国学者几乎涉猎了世界上所有的排种器：如外槽轮式排种器、离心式排种器、各种圆盘式排种器等，而具有我国独创特色的窝眼轮式排种器、纹盘式排种器、锥盘式精量排种器也获得了广泛的应用，但是在 马铃薯播种机 上，先进的排种器和排种方式依然 是制约播种机效率的 瓶颈。因此在已经解决种子和播种方式的情况下研制相应的播种机显得是关重要。显然，在排种器方面，我国应该朝着气流输送式条播排种器、孔带式精密排种器、气力式精密排种器以及倾斜圆盘指夹式排种器的方向发 展。新的排种原理包括气力式排种原理和机械式排种原理也应得到广泛的采用（陈兴田， 1999）。 计的主要内容 （ 1） 马铃薯播种机 具 的 总体 设计 （ 2） 马铃薯播种机 传动 机构 的设计 （ 3） 马铃薯播种机 开沟 装置的设计 （ 4） 马铃薯播种机 排种装置的设计 （ 5） 马铃薯播种机 输种管、 镇压装置 以及行走轮 的设计 3 升运链式播种机主要技术参数 （ 1） 外形尺寸 （长 宽 高） ： 1450100950 2） 配套动力 ： 12 3） 生产效率： 10h （ 4） 工作幅宽： 1100 5） 播种方式； 平 播 （ 6） 播种深度： 60 150（ 7） 作业行数： 2行 （ 8） 作业行距： 400 9） 地轮直径： 500（ 10） 作业速度： 1m/s （ 11） 传动形式：链传动 （ 12） 土壤工作部件： 锄铲式 开沟器 （ 13） 排种器：外槽轮式 （ 14） 覆土器形式： 拖环 式 （ 15） 镇压轮：复合圆锥 式 （ 16） 种箱容积： 30L 2 总体设计 体方案设计 计原则 总体方案拟将 开沟装置、施肥 装置、 排种 装置、覆土 装置 及镇压装置与选用拖拉机融为一体， 使之能 一次 性顺利 完 成开沟、 施肥、 播种、覆盖、镇压等功能，悬挂机构要有效的控制工作部件作业时的播深以及运输时的通过性， 开沟器除了能开出平整的地沟外还具备自动覆土的功能；排种 装置 确保在播种过程中 出现漏播、重播等现象 的几率不超过 3%。镇压 轮要求镇压 效果好，作业后 的 地面平整。 本结构 该 马铃薯播种机 由机架、开沟器、输种管、输肥管、覆土器、种箱、肥箱、排种器以及镇压轮构成，在机架的前梁上有上、下悬挂架用于与拖拉机连接； 种 、肥箱侧板固定在 机架中间横梁的 上方 ， 前边为肥箱 ， 后边为种箱 ， 下边固定排肥、排种装置 ；在肥箱前面有一根安 装开沟器的梁，通过 而可以调节开沟深度， 开沟器在横梁上可根据需要进行 横向 移动 来 调节行距 ；机架的后梁用来连接镇压轮。 作原理 本机通过 上、下 悬挂与拖拉机相连，拖拉机前进 时输出动力带动播种机工作 ， 4 作业速度为 1m/s。机具工作的动力来源为： 行走轮随拖拉机前进转动输出的动力 。 地轮随拖拉机前进而转动，由地轮传递动力 ， 在地轮轴的两端各装一个传动链轮 , 通过链条将力矩传给中间传动链轮，再由中间链轮将动力传给排种排肥装置 ,通常情况下 地轮直径 较 大 ，工作时 不易 发生 打滑 等现象，并且 传 动可靠。 播种机 工作时 ， 拖拉机通过动力输出轴将动力传 递 给 行走轮，镇压轮上的主动轴将动力传递给中间轴，行走轮 随拖拉机前进而转动 ， 通过链条将动力传给施肥 、 播种机构 ， 排出的化肥和种子经 输 肥 管 与 输 种 管进入 开沟器 ，先后进入开好的地沟 中 ，为了避免烧坏种薯， 化肥 应 位于种子下方 5 ，覆土器进一步覆盖种沟， 镇压 轮的圆锥 滚筒随即以均匀适当的压力压密种床 套动力的选用 根据我国目前所拥有的拖拉机实际情况和对机组所消耗功率的初步估算，拟采用东风 东风 ： 外形尺寸 ( 2850率（ 14（ 16马力） 额定转速（ r/ 730 驱动型式 前轮驱动 离合器形式 干式、双片 制动器 环状内胀式 发动机与离合 理论前进速度（ Km/h）如表 2 1所示 ： 表 2 1东风 1 200 理论 速度， km/h 前进 : 退 : 传动装置的设计计算 动路线的确定 传动路线要保证总体传动可靠，不影响拖拉机工作。根据整机的结构以及拖拉机的位置 来 确定传动路线，使 马铃薯 在工 作 过程中 能 满足开沟 、 播种 、 施肥 和镇压等工作的需要。 借鉴相关机型，将传动路线分为两条路线。第 一 ， 行走 轮随拖拉机的前进而转动 ，经过链传动将动力传递给中间轴 ；第二， 中间轴将动力 分别传递 给排种 机构和 排肥 机构 的 转轴，驱动排种 链轮和 排肥槽轮转动 动比的计算 行走轮的行驶速度取 h，换算出来为 1m/s。行走轮的直径为 500以通过公式 3 1 计算得到行走轮轴的转速 5 3 1） 式中： v 行走轮的行驶速度 d 行走轮的直径 经计算得 按照设计要求，中间轴的转速与行走轮轴的 转速应该相等，因此两轴之间的传动比为 1，中间轴的转速为 38r/种器的主动轮安装在中间轴上，因此转速也为 38r/种器的上、下链轮垂直安放，在工作过程中要求工作平稳，因此两者之间的转速相差不大，链勺的速度要求不超过 s，s，如果将速度降到 应地应该将原本要求的株距缩小 2倍才能不影响排种效率，再结合链轮的要求，最终选取排种器上、下两链轮之间的传动比为 4 排种器的选型设计 箱结构参数的设计 箱尺寸的确定 种箱 必 需有足够的容量 ， 从而减少加种次数，一般情况下要求播种到了地头才加种。但是种箱容量也不能太大，那样会增加机构的重量，对播种机的的稳定性产生不利的影响，还会影响机组的纵向移动性； 种箱必须保证箱壁的倾斜角大于种子的自然休止角， 以保证种子能顺利滑落排种器，一般情况下种薯块的自然休止角 =2434 ，这里选择 =30 。除此以外，种箱还应该坚固耐用，重量轻巧，具有一定的刚性，并具备防水和防潮的能力；种箱要便于加种、卸种和清种，因此 该机所选的种箱形状为锥台型（上口直径大，下口直径小） ，而且上端有防护盖加以保护 。 箱容积的计算 种箱的容量 由播种的行距、株距，播种量和播种距离共同确定。根据 以往 实验结论：播种机在工作时不宜播完种子箱内的全部种薯，应该保留至少 10%的种子余量，避免箱内种子太少而影响播种的质量。预先设定该地块的长度 D=1000m，播种机往返一次加一次种子。 其 种箱 容积 V 可用 公 式 4 1确定： V=67 （ 4 1） 式中： L 装满一箱种子所能播种的最远距离。最少应等于一个往返行程，即地块长度的两倍 (m)，取 L=2000m B 工作幅宽 (m)，此处取 B=1100单位面积最大播种量 (种薯的株距为 120在 10033个，每个种子大约重 50g，算出 6 种子的单位容积质量 ()。 1L=1000000此单位容积内能容纳尺寸规格为 20202025个，每个种薯平均重 50g，算出来的值大约为 取 L 2000； B r 代入公式（ 4 1）得 ： V =L) 实际中种箱的容积往往要比设计数值稍微大一些，因此本次设计取种箱的容积为 30升。 种器的选型与计算 对 马铃薯播种机 来说，排种器是 其最核心的 部件，其性能的优劣 将 直接影响播种 机的播种 质量 ，因此，对排种器的要求是很高的。 铃薯播种机 对排种器的 性能 要求 （ 1）排种 器应该具备较大的排种 均匀 性和 稳定 性， 能均匀连续地排种， 并且能 在不同外界条件下作业，其播量要 保持 稳定，排种要均匀； （ 2） 具 有较强的 通用性 和适应性 ，播量调节范围大； （ 3） 对 种子 的损伤 率 较小，一般要求不超过 3%； （ 4）结构简单 ， 工作可靠，易于制造和维护， 调整方便 ； （ 5）漏种率和重播率低，皆要求不超过 3%。 有排种器的类型和特点 排种器种类很多，通常按播种方式分为撒播器、条播排种器和点播排种器三大类。条播是按要求的行距，播深与播量将种子播成条行，一般不计较种子的粒距，只注意一定长度区段内的粒数，在农业上使用的条播排种器有外槽轮式、内槽轮式、磨纹盘式、锥面型孔式、摆杆式、离心式、匙式及刷式等类型。 其中 应用得最广泛的是 外槽轮式排种器 ，其 由排种器盒、排种轴、外槽论、阻塞轮、花型挡环及清种舌等组成。排种器盒装在种子箱下面，种子通过箱底开口流入盒内。排种轴转动时，外槽论及花型挡环可防止种子从槽轮两侧流出。 虽然这种 排种器结构简单、制造容易、使用方便、通用性好、适应性能广， 而且 国际上已经标准化 ，但是它也存在不可忽略的局限性，对于马铃薯块茎这样的种子，外槽轮是排种器并不能降低其漏种率和对种子的损伤率，也不能够提高播种的稳定性，因此需要选择一种结构更简单，效率和播种质量更好的排种器，经过对所有可能的排种器（如夹持式，外 槽轮是，带轮式等）的比较，最终决定选取升运链式排种器，这种排种器的前身是 70 年代后期美日等发达国家广泛采用的舀上杯链式排种器。 种器的选型 （ 1） 升运连式 排种器的选型及结构 7 根据马铃薯种块的特性，该 马铃薯播种机 决定选用单排式升运链式排种器 。其结构如图 4 1所示： 图 4 1 升运链式排种器 1 2）工作原理： 行走轮随着播种机的前进而转动，行走轮上的轴作为动力 传递 轴并通过中间轴将动力传递到排种器的小链轮上，小链轮转 动从而带动升运链以一定的速度上升，固定在升运链上的取薯勺每次舀取一个种薯块，并通过上链轮和护种管壁将种薯块运送到输种管里，再经开沟器落到地沟，从而实现播种的过程。 （ 3） 升运链式 排种器工作性能的结构参数 根据 马铃薯播种机 的 设计要求和参考有关文献，主要有以下结构参数： 1 取薯 勺速度 v： 取薯勺线速度与作业速度成正比，试验表明，当取薯勺速度不超过 0.5 m/s 时，播种质量较好。当链轮线速度为 m/s 时，作业 质量有所下降，即漏播稍有增加，但基本上能满足农业技术的要求。若取薯勺 速度大于 m/s 时 ，作业质量则显著变坏，漏播严重。因此链轮线速度最高作业速度不超过 0.5 m/s。 2 链 轮转速 n： 链轮 转速过低，脉动频率低，排种均匀性差；转速过高，又 会使伤种率增加 的同时加大漏种率 。根据 马铃薯种子的播种要求 ， 此次设计 选用 最大 转速 不超过 40r/ 3 链条的工 作长度 L： 链条的长度太大 ，将 会增大两链轮之间的中心距 ，从而增大输种的距离；长度太短又会造成输种时种薯来不及缓冲而从取薯勺滑落，从而降低了 排种 的 均匀性。 因此链条的工作长度应该根据最合适的中心距来选取。 一般 链条 长度在 2子的升运高度不超过 5004 取薯勺 的形状 ： 对于单边最大尺寸为 20取薯勺 需要保证种薯块在升运的过程中不要出现滑落的情况，而且背面要光滑，不能伤种； 取薯勺要轻，因此取薯勺 都是用厚度为 铁皮冲压而成。 运链相关系数的确定 8 （ 1）最开始设定的理论株距为 120此在行走轮转动一圈后所需要播种的个数 n 可以通过公式 42 计算得到： 120（ 4 2） 式中： L 行走轮的周长； D 行走轮的直径。通过已知数据 D= 算得 n=13 个 （ 2）取薯勺之间的间距即株距 B 本次设计决定选用链条节距 p=度略为 16A 型滚子链，链条的速度略为 s，是最佳速度 v=s 的 ，因此可以通过缩小株距来满足排种的需要，即将株距缩小到原来的 ，再根据节距和链条长度来进行调整。通过计算，整个链条共有 88 节，为了达到最佳的排种效果，需要24 个取薯勺，因此其中 16 个取薯勺由 4 个链结组成，另外 8 个由 3 个链结 组成。因此每个取薯勺之间的平均距离也就是株距 B=88/24 93能 保证有足够的空间来克服充不上种的情况。 （ 3）取薯勺尺寸的确定 通过查阅相关取薯勺的资料，以及对马铃薯种块在取薯勺内的受力情况的分析，为了使种块不至于从勺内落下，多余的种子也不能稳定在勺内，要求取薯勺的宽度要大于种子长度的 且小于种子厚度的 。因为种子的尺寸规格为 202020里取取薯勺的宽度 应 为 20 5时为了取薯时有足够的时间和空间，取薯勺的长度尺寸也必须大于种块长度的 此长度至少为 20 0里取 35过查阅农业机械设计手册（陈志， 2007），可知种薯块的自然休止角一般为 30，因此取薯勺内的角度应 小 于 或等于 其自然休止角，这里也取 30。 5 排肥器的选型设计 肥器的性能要求 （ 1） 排肥量稳定、均匀，不受肥箱内肥料的多少、地形倾斜起伏及前进速度等因素的影响。 （ 2） 通用性好，能 施 多种肥料。要求排肥器除了能排施流动性好的颗粒状化肥和复合颗粒化肥外， 也 能排施流动性差的粉状化肥。 （ 3） 排肥量调节灵敏、准确，调节范围能适应不同化肥品种 与不同作物的施用要求。 （ 4） 工作阻力小，使用调节方便，便于作业后清理残茬化肥。 （ 5） 排肥器所有与肥料 接触 的机构、零件最好采用防腐耐磨材料制造。 用排肥器的种类和特点 常用的化肥排肥器有以下几种类型： （ 1） 外槽轮式排 肥 器 外槽轮排肥器工作时，外槽轮旋转，颗粒化肥靠自重充满槽轮的凹槽并被槽轮带着一起旋转，在槽轮外面的肥料在槽轮的拔动和肥料颗粒之间的摩擦力作用下也被带动起来由槽轮强制带 出，从排肥舌上调入输肥 9 管，然后经开沟器 导入种沟。该排肥器转动的槽轮和不转动的阻塞套可以在排种盒内随排种轴左右移动 ，通过改变槽轮的长度来调节排肥量。外槽轮排肥器的槽轮可以换成齿轮。槽轮的齿数相对排种器的来说有所减少。 （ 2） 星轮式排肥器 工作时，旋转的星轮星齿间的化肥强制排出。常用两个星轮对转以消除肥料架空和锥齿轮的轴向力。该排肥器的肥箱底部装有活页式铰链，箱底可以打开，便于消除残存的化肥；星轮的拆卸也很方便。排肥量的调节可以通过调节手柄改变排肥量活门的开度来实现。 （ 3） 螺旋式排 肥 器 其主要工作部件是排肥螺旋。工作是螺旋回转，将肥料导入排肥管。在排肥量较小时，螺旋式排肥器的排肥均匀性很差 （ 4） 水平刮板式排 肥 器 水平刮板式排肥器是近年来我国为解决碳酸氢铵排肥问题而研制的一种排肥器。它的基本特征是由在水平面旋转的曲面刮板或弹击刮板将化肥排出。 （ 5） 搅 器 这是一种通用型排肥器。其突出特点是能有效地消除肥料的 架空 可靠的排施含水量很大的碳酸氢铵。缺点是清肥不便。 （ 6） 振动式排 肥 器 由于震动关系，肥料排量受肥箱内肥料多少、肥料密度、粘结力等的影响较大排肥量的稳定性和均匀性差。 在马铃薯的种植过程中，不同的化肥往往需要选用不同的排肥器，马铃薯播种的时候所用的一般是硫酸铵或磷酸二铵等颗粒化肥，其含水 率都低于 1%。通过对 以上几种排肥器的 比较以及马铃薯施肥的要求 ， 本次 设 计决定选用移动式外槽轮排 种器。 这种排肥器的优点在于其 可以把它的槽轮换成齿轮，工作原理 也与槽轮时 相同。 槽轮 轮式排肥器 一般 用于排施流动性 教 好的颗粒状化肥， 具有较好的 排肥稳定性和均匀性，但 缺点是 不能用于排施流动性差的化肥。 其结构如图 5 1 所示。 1卡箍； 2轴销； 3花形挡圈； 4外槽轮； 5阻塞套； 6排 肥 杯； 7排 肥 舌； 8 排 肥 轴； 9 排 肥 舌轴 图 5 1 移动式 外槽轮排 肥 器 1 肥量的计算 10 外槽轮排肥器的排肥量可以通过公式 5 1计算 。 （ 5 1） 式中： d 外槽轮的直径 ， 5 外槽轮的有效长度 ， 26mm r 肥料的密度，施用的化肥为磷酸二铵，其密度为 789g/L。 槽内肥料充满系数，一般取 0.7 单个凹槽的截面积，通过实验计算选取 t 槽轮凹槽节距。通过计算得到 t=z= 带动层特性系数。取 计算得 Q 里取 6kg/ 开沟器的选型设计 沟器的性能要求 开沟器是播种机上重要的部件之一，其功用是开沟、整理种床、自动覆土和导种 、 肥入土，开沟器工作性能的好坏将直接影响播种质量和种子发芽生长条件。因此，开沟器应满足如下几个条件： （ 1）开沟直、深浅一致，幅宽合适，沟底平整，有一定的自动覆土 功能 ； （ 2）有良好的入土性能，不壅土、 不缠草、不堵塞、阻力小、工作可靠； （ 3） 使种子全部落如沟底，行内种子分布幅度、均匀度应符合农业技术要求 。 有开沟器的种类和特点 根据开沟器的入土角不同可分为锐角和钝角二种。 锄铲式开沟器： 属于 锐角型开沟器，工作时 开沟器随着播种机向前移动，土壤在铲前突起，两侧土壤受挤压而分开，开沟器离开后 沟壁上的 土壤 自行下 落覆盖 种子。 其优点是 结构简单、入土能力强、工作阻力小， a=36R=3065N/个 。缺点是 易 壅 土和缠草， 会使 干湿土混杂，高速作业时播深不稳。 双圆盘开沟器：钝角型开沟器，主要 由一对平面圆盘、开沟器体、圆盘轴和散种板组成。工作时，两圆盘向前滚动，利用两圆盘在前下方一点（称聚点）接触所形成的夹角，将
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