棉花播种机的设计【农业机械含SW三维图3D建模及8张CAD图纸】
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包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985棉花播种机的设计学生姓名学号所属学院专业班级指导老师日期16届毕业设计包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985机械电气化工程学院制包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985前言棉花精量播种技术具有省种高产的优点，受到广大农业生存者的欢迎。但是目前国内使用的棉花精播机绝大多数都是机械化，对种子的形状尺寸要求严格，而且容易造成一定种子的破环率。气吸式精播机由于不伤种子、对种子外形要求不严、通用性好，是今后精播机的发展趋势。本课题主要针对现有的精播机存在的缺点，在原有播种机的基础上重新设计整体、刮种器、排种器等装置，极大的提高了刮种效果和排种精度。通过减小平行四连杆的尺寸使播种单体结构更假紧凑、整机的质量更轻以及采用“前四后二”的播种单体布置方案。几个方面的改进进一步提高了精播机的整体工作性能，使其具有更好的推广价值。通过查询资料，了解了棉花精量播种的研究现状和发展过程。并在此基础上，通过对国内外典型的气吸式精播机和机械化精播机的结构对比，分析了气吸式棉花精播机的结构特点和今后的发展趋势，进而提出了本课题的研究思路和方案。最终设计出最新的不伤种、播种精量、速度快的棉花精播机。关键词棉花精播机；整体结构；改进研究；趋势包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985目录第1章绪论111课题的研究背景与意义112国内外播种机械发展现状113本文主要研究内容4第2章整机布局设计521整机总体布局设计方案522播种机的工作原理523本章小结6第3章播种机主要零部件的设计731开沟器的设计732排肥系统的选型与设计833排种系统的选型与设计1134覆土器的设计1535镇压轮的设计1636仿形机构选型与设计1737地轮的设计1738传动装置的设计1939本章小结20第4章播种机受力分析2141开沟器臂弯矩的校核2142梁的强度校核2243本章小结23第5章基于特征的农用播种机建模及装配与运动模拟25包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或1197098551SOLIDWORKS软件的介绍2552基于特征的零件实体建模流程2553基于特征的零件实体建模26第6章结论与展望27致谢28参考文献29包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或11970985包含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q197216396或119709851第1章绪论11课题的研究背景与意义棉花是我国的主要作物，随着我国农田机械化作业水平的不断提高，机械作业的面积不断增大，棉花播种机已经成为我国农业中必不可少的工具。棉花播种必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。而我国目前推广使用的是由谷物播种机过度到精密播种的机械式棉花播种机，对种子的外型要求严格，而且有一定的种子破碎率，另外，由于棉花播种行距要求较小，机械式的精播种机总体结构配置复杂拥挤，整体笨重，所以机械式的棉花精播机的整体性能还不是很好。播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。气吸式小型棉花精密播种具有省种高产的优点，可以保证种子在田间合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，作业速度较快，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。棉花精播机是一个全世界难题，气吸式播种又是一项先进播种技术。目前全世界的气力式播种机都用在中耕作物上，按照排种原理可以分为气吸式、气压式和气吹式三种。国外对精播机的研究比较早，20实际60年代开始，全球很多国家提出了棉花精播机的理论，并且对精播机做了很多的试验研究。最早制造的精播机是德国的GS23气吸式棉花精播机。此型号的播种机采用的是真空排种器，但是由于使用比较复杂，并且播种不均匀，所以没有推广使用。后来法国研制出一种单粒精播机，这种精播机播种均匀，使用方便。此后很多国家相继研制出更为先进的精播机，比如奥地利、美国、澳大利亚等。20世纪80年代精播机在全球推广使用，主要适用于小面积的田地。我国对棉花精播机的研究开始于20实际70年代。当时的精播机都是从中耕作物的精量播种机改进而来，但是棉花的麦粒和中耕作物的种子形状有着很大的差异，改进过来的精播机播种时达不到棉花精播的要求。虽然目前国内已经研制出很多先进的精播机，但是都存在这很多优点和缺点，所以对于我们这个农业大国来说更加需要研制出技术先进、操作简单、效率高的精播机。12国内外播种机械发展现状121国外播种机发展现状目前国外播种机械传动系统结构先进、滑移率低，工作可靠,“三化水平高”，适用性和通用性好，宽幅、高速而且生产效率高；普遍使用新材料，新技术和新工艺，机械式播种机逐渐被气力式播种机代替，播种机技术已经十分成熟，这是基于国外耕地整体面积2较大，容易进行机械化播种，所以这些播种机都具有体积庞大笨重，结构复杂的特点，大多都是气力式播种机，开沟器间距大，转弯半径大，不适合我国耕地整体面积小和山区土地作业。如美国的多宝路9540四行播种机土豆播种机（图11所示）、USDA型和澳大利亚的KMC型（图12所示）播种性能良好，但是由于农业工艺要求不同，地里条件和经济发展的差异，国外先进的播种机械难以在我国应用和发展3。图11宝路9540四行播种机土豆播种机图12澳大利亚锄铲式播种机图122国内播种机发展现状在公元前一百多年以前，我们国家就已经有了播种器材如耧。然而，新中国成立以后，我国播种机械才得到了真正的发展。20世纪50年代引进了苏联谷物条播机、棉花等播种机械，到60年代已经能够独立设计播种机，有BJT6精量播种机，BZ64综合号播种机等播种机械，70年代开始，已经系列化设计播种机，出现了播种中耕通用机，其中龙江一号垄作播种中耕通用机技术在当时比较成熟。70年代以后，引进了国外先进的播种机械，3在试验基础上，自行设计新一代高速、精密播种机，主要有2BY24压轮式谷物播种机、2BQ6气吸式精密播种机2BJQ6/7/8/9型高速气吸式精密播种机等，其中2BJQ9播种机，如图（13），适合在平原或丘陵地带的旱作地区，能实现精密播种和中耕培土。可以播种多种作物。可以完成单圆盘开沟施肥，施肥滑动或凿刀沟分层施肥，扫除障碍，平整种床，双圆盘开沟播种，覆土盘（或土壤起垄犁），仿形镇压作业。目前，丘陵山区播种机技术有待提高，很少有播种机设计公司着手去设计丘陵山区播种机，而且现有的丘陵山区播种机，劳动强度还是很大，性能与质量有待提高，很难适应丘陵山区地带的播种作业，所以丘陵山区的农业生产也一直停滞不前1。图132BJQ9高速气吸式精密播种机图14图15图14和图15是目前市场常见的主要丘陵山区播种机，虽然一定程度上提高了播种效率，但由于大多为手扶式播种机，工作时极不稳定，难以保证播种的直线度，播种质量4差，劳动强大还是较大。我国播种机技术经过几十年的艰苦专研，播种机已经系列化，标准化，播种技术主要有一下特点（1）播种机产品齐全，机型繁多，系列配套，但排种（肥）器、开沟、覆土和镇压等部件结构原理多种多样，外形各不相同，（2）仿形限深结构技术落后且风机传动系统风力大，可靠性差；（3）化肥与农药的排施技术相于国外比较落后；（4）机型参差不齐，三化程度低，可靠性差。（4）规模比较小。（5）投入的资金设备有限。13本文主要研究内容本文设计根据指导老师给的毕业设计指导大纲进行合理的时间安排与设计，查阅了大量的资料，并分析总结出与本课题相关的知识点，确立方案，再着手对播种机的主要零部件进行设计与计算。本文研究的主要内容如下（1）播种机的整体布局与设计；（2）主要部件的设计，包括开沟器、排肥（种）器、覆土器和镇压轮的设计；（3）播种机传动装置的设计；（4）播种机的相关计算；塔里木大学毕业设计5第2章整机布局设计21整机总体布局设计方案本文设计的是一款双行气吸播种机，因为它作业环境的特殊性，则播种机结构布局是非常重要的，其布局的合理与否，直接关系到它是否能在农田进行作业。通过查阅相关资料，考虑多方面因素，确立以下整机布局方案2，如图21所示。本文设计的播种机是牵引式播种机，即一切动力来源于拖拉机，则采用后悬挂方式挂接播种设备，能保持举升时倾斜和降落时水平两种状态，同时后悬挂方式防止拖拉机对已播种地面进行压实，影响播种质量。其动力传动路线如图21所示，拖拉机牵引播种设备前进，带动地轮转动，地轮通过链传动带动排肥（种）系统进行作业。开沟器位于排种器前面进行开沟，覆土器与镇压轮位于排种器后方进行覆土与镇压。1拖拉机2举升结构3排肥系统4仿形机构5排种系统6后支架7镇压轮8覆土器9划行器10传动系统11开沟器12地轮13地轮杆14机架总成图21整车布局方案622播种机的工作原理本文设计的是一牵引式丘陵山区播种机，采用三点悬挂悬挂于一小型拖拉机后部，靠手动提升播种设备，总体结构简单，体积较小，质量小。该播种机主要组成如图21所示。其工作过程如下如图21所示，拖拉机牵引着播种设备前进，开沟器12开沟，地轮11随车行驶而转动，这是通过链传动将动力传送给中间的一根传动轴，这根传动轴再经过链传动带动排种（肥）轴转动，完成排种（肥）作业，处于排种（肥）后方的覆土器8进行覆土，镇压轮7进行镇压，完成一次播种。当播种机运输行驶或换行播种时，可以通过举升机构2实现播种设备举升与降落。23本章小结本章首先完成了布局与设计，为后期主要零部件的设计与布局提供依据，其次讲述了播种机的工作原理，为播种机主要零件的选型提供了依据。塔里木大学毕业设计7第3章播种机主要零部件的设计31开沟器的设计311开沟器的作用与性能要求开沟器的作用是开沟、导种入土和覆土，它的性能要求如下III1开沟深浅一致，沟形直且齐，开沟深度可以调节；2可按需要调节行距，结构简单，具有一定的覆土作用，工作阻力小；3工作可靠，入土能力、切土能力和防堵能力强大；312开沟器的分类如今，开沟器有滚动移动和移动式两大类。几个主要的性能分析，介绍如下1双圆盘式工作稳定，开沟整齐。有一定的土壤覆盖能力，能适应较高的作业速度,上下土层相混的现象较少。但是沟底不平,体积与质量较大,不适于浅播。（2）单圆盘式结构比双圆盘式较简单，入土能力好，对土地的平坦度要求不高；但不适合在干旱地区使用。（3）锄铲式开沟器结构简单，开沟阻力小，重量轻，入土能力强，但防堵能力差，对土地的平坦度要求较高。（4）芯烨式开沟器入土性能强，开沟质量好，除杂能力强，但开沟阻力较大，开沟较宽，回土难。313开沟器的布置各种播种机播种行数一般可根据公式（31）确定。（31）/1NLB式中L开沟器梁长度B行距N行数8根据设计需求，开沟器对称安装在机架上，如图31所示。图31开沟器布局图314开沟器的总体设计根据本文播种机的开沟不仅具有开沟的能力，其根据时间差原理使土壤上下波动而原地返回，具有一定覆土的能力，且能够迅速入土，实现垂直分层种施IV。播种作业的理想断面尺寸如图32所示。下种宽度为55MM，深，种子中心距为200MM，施肥深度为110MM，种子位于肥料上方55MM，播种效果最佳。图32理想断面尺寸简图932排肥系统的选型与设计321排肥器作用和性能要求根据不同肥料的物理特性，则排肥器的性能要求如下8（1）有一定的施肥量，施肥量可调。施肥量应该是稳定的，均匀的。排肥性能对外界因素不敏感。（2）能施不同种类的肥料，通用性好，工作阻力小，使用调节方便，工作可靠；便于肥箱的清理。（3）排肥器的主要机构、零件的材料应具有防腐蚀和耐磨的性能。322排肥器的选型如今排肥器类型比较多。下面对几种常见的排肥器进行详细的介绍（1）振动式排肥器通用性较好，结构简单，排肥量调节方便，不容易发生堵塞、架空和结块，但排肥量受肥料数量、密度、内摩擦力和粘结力等因素的影响。工作时，由地轮通过链传动使排肥凸轮轴旋转，旋转的凸轮使排肥箱底部的排肥振动板不停地振动，肥料在振动力和重力作用下，往下运动到排肥口，并经过排肥口和输肥管落入种沟内。（2）外槽轮式排肥器肥料靠重力充满排肥盒和槽轮四槽，槽轮旋转将肥料排出，可以通过改变槽轮工作长度调节排肥量。主要适用于排松散性好的化肥，结构简单，通用性好，可与外槽轮式排种器通用V。1肥箱2振动板3密封胶布4肥量调节板5底座106凸轮7排肥轴图34振动式排肥器工作原理简图（3）摆抖式排肥器通用性较广，排肥均匀性和稳定性较好，但排肥器结构较复杂。工作时，如图35所示，偏心机构旋转时，使连杆推动摆杆摆动。安装在摆动轴上的摆盘随摆杆摆动，刮条随摆盘的摆动在一定范围内摆动。当摆抖器包括摆盘和刮条摆动时，肥料被刮条强制推动，逐渐被推到带排肥孔的肥量调节凹板上。肥料在刮条的推动下和本身自重及离心力的作用下，通过排肥口和输种管落入肥沟内。图35摆抖式排肥器工作原理图（4）觉龙式排肥器搅龙式排肥器的结构型式可分为叶片式搅龙、弹簧搅龙和铸铁搅龙三种，工作原理相似。工作时，地轮通过链传动使搅龙旋转。随着搅龙的旋转，把箱底部的肥料均匀地输送到排肥口，被搅龙强制排出，通过输肥管落入沟内。它可以排施品状化肥、复合颗粒肥和干燥粉状化肥。相比之下，外槽轮式排肥器最为合适。323排肥器主要参数的设计1工作长度。排肥器每转排量的经验公式（36）LQ（36）KFZLG式中，K与排肥器具体结构和所排肥料特性有关系数，实验确定；11肥料密度G/CM3；一单个凹槽的截面积（MM2）。F由公式（35）可知，排肥器的布局确定后，可以通过改变工作长度来满足不同播量的要求。2槽轮直径D。排肥器的排肥量与它的每转排肥量Q及转速成正比，经常用减小直径D的方法来保有适当转速N和适当的工作长度来满足较小的播量需求。324肥箱主要参数的设计肥箱是排肥系统中重要部件之一，其容积大小设计的合理与否，直接影响了排肥系统的性能。在肥料箱尺寸的计算，应采用合适的体积系数增加的体积，根据公式（37）计算的肥箱体积（37）01KLBQV式中L一额定肥量的施肥长度M；B施肥工作幅宽M；Q一单位面积施肥量KG/HM2肥料的体积质量G/LK一体积系数，125K33排种系统的选型与设计331刮种装置的设计由于小麦种子外形不规则，每一粒种子不可能都严密的堵住排种器上的吸孔，所以可能出现一个型孔吸附多粒种子的现象。为了保证精量排种，所以必须采用刮种装置刮去吸孔上多余的种子。为了保证精量排种，新样机的刮种器我们采用了两级刮种装置。一级刮种器的结构通过参考原有的刮种器结构基础上，总结出现有刮种器存在的缺点和工作特点依据本排种器的结构特点和排种特性，设计出一种固定轴式刮种器。结构如图31所示。12图31一级刮种器结构图1排种轮2护种片3一级刮种器固定位置4小种子箱后挡板5小种子箱底挡板6固定螺栓7一级刮种器8凹槽9吸孔10二级刮种器固定位置该刮种器为一个固定在排种器护种片上的细长阶梯圆轴，轴上对着排种器的一面开有三个凹槽，中间的凹槽开口正对着排种器圆周上的吸孔，凹槽与排种器圆周之间的距离记为，两边的凹槽与排1D种器圆周的距离记为，下面确定、的取值。2D1D2塔里木大学毕业设计13在种子的尺寸中，长宽厚，所以在计算中，我们只需考虑种子横着被吸附在型孔上和种子被竖着吸附在型孔上的两种情况即可。当种子被竖着吸附在型孔上时312D1为种子的厚度，在这里取不同品种小麦种子厚度的平均值,所以，32295M9521D当种子被横着吸附在型孔时33LD21L为种子的长度，在这里去不同种子品种小麦种子长度的平均值，所以，34M689612486D但是，种子被理想化横着吸附的情况很少，所以，计算种子被横着吸附时的必须考虑一个系1D数K。实际上，绝大部分情况下种子是被倾斜的横着吸附在型孔上的，所以在这里不妨取K07。那么种子被横着吸附在型孔时的为1D35709627,04861即3651D由（32）（36）两式确定379541考虑到该刮种器的实际刮种情况及便于凹槽的加工，所以取。M51D一级刮种器圆轴上两边的凹槽是为了使二级刮种器刮下的多余种子回落到小种子箱内，所以理论上的值在大于种子尺寸的基础上越大越好，但是考虑到圆轴的尺寸（12MM）及一级刮种器的强2D度，在这里我们取。M82D14二级刮种器的结构精播机所采用的是组合式动刮种器，共上下两组，每一组又分别由两个刮片组成。该刮种器能在一定程度上实现刮种目的，但是，通过排种器的台架试验表明，由于该组合刮种器的刮种片是一端固定的，所以活动端的定位不准，而且刮种片容易变形，导致刮种片的位置与所设计的位置有一定的偏移，这样，每一组内相互配合的刮种片的间距就会变大，那么该刮种器就放过了吸孔上本来该刮掉的多余种子，造成了重播。所以，原来的刮种器工作性能不可靠归根到底是由于刮种片变形而引起其间距变大的缘故，由鉴于此，我们对原来的刮种器进行了改进，设计了一种固定式组合刮种器，其结构如图32所示。新刮种器是由一个整片的薄铁沿图32中所示的五条折线按照一定的角度折成，刮种结构由刮种片1和刮种片2组成。使刮种片不容易变形，而且考虑到加工方便，我们采用的薄铁厚度为08MM。这样就很好的避免了原来两个独立的刮种片容易定位不准的缺陷。塔里木大学毕业设计15右图中的为刮种片1和刮种片2之间的横向间距。的大小对于刮种效果至关重要，过大会造成漏刮多余的种子，过小会造成种子破碎甚至吸孔上的所有种子都被刮掉。由表31可知小麦种子的平均尺寸为长648MM，宽334MM，厚295MM，为了刮去吸孔上多余的种子，并且还得让一粒种子通过，结合实际的情况，在这里取3MM。L为刮种片1和刮种片2之间的纵向间距，考虑到排种轮的圆弧尺寸以及便于更有效的刮种，在这里取L40MM。图32中左图所示的D为种子通道的原始尺寸，DL。B为种子通道的高度，所以B必须大于种子的厚度，小麦种子平均尺寸不妨确定B10MM。右图中的角为两个刮种片与护种片之间的夹角，依据实际的反复对比试验，参照护种片之间的宽度（B40MM），这里我们取。75二级刮种器通过螺栓固定在护种片上，为了避免对种子的挤伤，二级刮种器安装时两个刮种片的倾斜方向应顺着排种器的旋转方向（种子的运动方向），具体如图32所示图32二级刮种器结构图1固定孔2刮种片3刮种片16工作原理设计的新刮种器是由上述的一级刮种装置和二级刮种装置组成，为了使排种器的吸孔充分吸种，一级刮种装置尽可能的远离小种子箱，结合排种轮的圆周尺寸（100MM），在这里我们把在一级刮种器固定在图中的位置。为了使刮掉下的种子能及时的回落到小种子箱内，二级刮种器的位04置固定在图中的位置（见图32所示）。6排种器排种时，先由一级刮种装置对吸孔上的种子进行刮种，一级刮种器中间的凹槽会初步的刮掉一部分吸附在吸孔上的多余种子，然后，种子随排种轮转到二级刮种装置，由其完成主要的刮种任务。种子在二级刮种装置区间内，先由刮种片1对吸附在吸孔上的小种子群进行刮种，然后再由刮种片2进行刮种，刮掉的多余种子经一级刮种装置两边的大凹槽回落到小种子箱内，从而完成最终的刮种任务。由以上所述的新刮种器的工作过程来看，排种由吸种到排种过程中，吸孔上的种子由小种子箱到脱离吸孔整个过程中，经历了三次的刮种，从理论上讲，设计的新刮种装置的塔里木大学毕业设计17工作性能是很可靠的，是能够满足精量排种的要求。332排种器的工作参数现在已知排种器的直径（D）、型孔数（Z）及拖拉机的理论速度（V），下面确定排种器的相关参数。（1）排种器的转递（38）其中，V73833MM/MIN，为拖拉机的中档速度443KM/H。2，为拖拉机的滑移率。R所以，当播种粒距A33MM时，当播种粒距A20MM时，（2）排种器型孔处的线速度（39）式中D为排种器的直径，D200MM02MN为排种器的转速，420（RPM），254RPM1N2NZA1RVN4253860171RPMN420861731RPMN60NV18所以/40642013SMV752333种子箱的设计种子箱是存放种子的容器，但种子箱容积不仅单纯的说能存放多少种子，更重要的是还影响着排种的性能。种子箱容积V与播种机的工作幅宽有关，其计算公式见（39）（39）4MAX10LQB式中B播种机的工作幅宽（MM）；L一播种机一次加种子走过的行程；QMAX最大播种量；种子容重（KG），不同种子不同的容量值。代入公式（39）可以得到种子箱的容积。因为在每一次的行程结束时，应保留不少于种子箱容积的1015的种子量，可避免播种量的不足，因此种子箱的容积应比计算值要稍微大一点。34覆土器的设计341覆土器的作用与性能要求覆土器在开沟和下种完成之后进行覆土盖种，让种子与湿土挨着，压平土壤，保证了水分不流失和种子的发芽率。它应该具有不拖堆，覆土深度一致，不缠草且可调节等性能要求。342覆土器的选型覆土器的结构型式有多种，如覆土环、覆土盘、覆土板、覆土土弹齿、覆土链等。八字板式覆土器，如图38所示，它铰接在单组工作部件的仿形架人随地面起伏。可以根据需要调节覆土板长短或覆土板的工作倾角覆土板在自身平面内与地面的倾角，以改变覆土量；刮板式覆土器，如图39所示，覆土板用销子铰接在镇压轮架上，要用弹簧拉紧。19改变插销孔位置可调节弹簧拉力。作业中遇到大土块时，覆土板能自行后抬，避免堵塞，覆土板上有上、下两个销孔，可以根据需要改变安装位置，以调节覆土量。图38八字板式覆土器1一支架2一刮板式覆土铲3一弹簧图39刮板式覆土器通过对比分析，本设计选用双圆盘圆盘覆土器。其结构特点，如图310所示，它主要由水平伸缩杆、垂直伸缩杆、旋转杆、圆盘等组成，调节杆1、2和3都可以改变覆土角度。1水平伸缩杆2垂直伸缩杆3旋转杆4后支架5圆盘图310双圆盘覆土器结构简图2035镇压轮的设计351镇压轮的选型而今镇压轮的类型较多，如图311所示为几种常见镇压轮的简图，下面详细介绍几种常见的镇压轮。图311镇压轮的类型（1）圆柱形镇压轮优点镇压面较宽，压力的分布比较均匀。缺点镇压轮易粘土，需要加设刮土板，多用橡胶作为材料，价格昂贵。（2）凸鼓形镇压轮优点镇压性能较强，适于于旱多风地区使用；镇压后种子紧靠湿土，有利于水分不流失。缺点压成的沟不能太深，不然会造成积水板结。（3）橡胶镇压轮优点弹性好、小的粘土、不容易打滑、压后地表结实不透风；缺点造价较贵21通过对比分析，本设计选用圆柱形镇压轮。36仿形机构选型与设计361仿形机构的作用与性能要求仿形机构是使播种机械播种设备能随地形变化而一直保持一定的工作深度，并开出的种沟深浅是一致得，从而保证了种子播深的一致性。因此，仿形机构应该具有仿形稳定，满足仿形范围，紧凑型杆，工作可靠，具有足够的强度和刚度等性能要求362仿形机构的类型播种机仿形机构主要有整机仿形和单组仿形两种形式6。整机仿形的构造简单，但在整机工作幅内播深不一致，根据本文设计的播种机结构特点，以及性能要求，选用单组仿形机构，即每个播种系统都配有仿形机构，以实现单组仿形，而且仿形性能好，深度变化很小，变化缓慢，方形可靠稳定，开沟深度一致，是一种比较好的仿形机构15。37地轮的设计371地轮的选型当今现有主要有两种地轮，一是浮动式地轮，如图313所示。它有较好的仿形能力，播种均匀性好，可防止漏播现象，但是它结构复杂，即需要的体积空间大，与本设计小型播种机路线不符。二是固定式地轮，如图314所示，其播种均匀，漏播较少。图313浮动地轮结构图221开沟器2地轮3机架图314两地轮两端分别固定结构示意图通过对比分析，选择固定式地轮，即两个地轮对称固定在同一轴上如图315所示，中心距取1130MM。这种结构的优点是地轮固定位置可根据地面的实际情况调整作业，只要地轮接触土壤，可以播种，施肥轴工作。其缺点是地轮轴要有很好的刚度，防止弯曲绕度过大，影响播种质量；因地轮轴较长，加工难度相对较大。1机架总成2中间轴3地轮杆4地轮5地轮链轮图315地轮装置安装结构示意图372地轮稳定性的分析地轮稳定工作应满足FTFF0GFY0FFDFYAM0（317）其中FT牵引力（N）；FF行走阻力N；23G轮轴载荷N；FY垂直反力N；D地面到轮心的距离MM；R地轮半径（MM）；FYA地轮滚动阻力矩（NM）；M总阻力矩NM。图316地轮受力分析简图令DR，通过分析上面的方程组知FFRGAM，并且总的阻力力矩主要是排肥（种）机构作用的，要使地轮和排肥（种）机构正常运转工作，所以FFR要足够大来抵制GAM的力矩。车轮半径，FFR的增大，其旋转更容易，和滑移率较小，因此更大的播种均匀度半径。为了使地轮少打滑，车轮也增加了锁扣地板。38传动装置的设计381传动方式的选择本文设计的播种机选用链传动方式，链传动的主要特点7（1）无滑动，不需要太大的张紧力，较小的轴向荷载传递，紧凑的尺寸，高效率；（2）可以在较高的温度下工作，高湿度的环境中工作，与齿轮传动相比最大的优势是中心的距离限制少；（3）瞬时速度是不均匀的，高速的传输不畅，成本高。因本文设计的播种机特点为小而低速行驶；避免了链传动的部分缺点，利用了其优点，综合上述则选择链传动为好。382传动装置的具体设计本文设计播种机为牵引式播种机，其动力传动装置构造如图（317）所示，拖拉机往24前行驶带动地轮1转动，而地轮通过地轮链条2带动中间轴3转动，中间轴分别通过排种链条和排肥链条传送给排种轴和排肥轴。真就是传动总路线。其中更换地轮链轮组可以调整播量，但必须是成对更换。其中排肥链轮组，位于中间轴上的为13齿链轮，肥箱轴上的为17齿链轮。1地轮2地轮链条3中间轴4排种链条5排肥轴6排肥链条图317传动装置布局简图39本章小结本章根据丘陵山区播种机的基本设计原则和机具要求，对播种设备的开沟器、排肥系统、排种系统、覆土器、镇压装置、传动装置、及地轮装置进行了分析与设计，得出了各零部件的几何参数，为后续的参数化建模做下铺垫。塔里木大学毕业设计2725第4章播种机受力分析41开沟器臂弯矩的校核将开沟器的受力简化成图44，选用45号钢，查机械零件手册知598MPA，B049293MPA，039233MPA。拖拉机的额定牵引力是4000N，本文设计播BB种机为两行播种，则开沟器上的牵引力为（41）2QP式中Q拖拉机的牵引力（N）；P每个开沟器上的牵引力（N）。由（48）得P2000N，则每个开沟器的阻力F为2000N。开沟器尖角到梁的最大距离L选用800MM，截面选用HB6030MM。图44开沟器的受力简化图26图45开沟器力臂的弯矩图图46截面简图如图46是开沟器杆件截面尺寸，根据具体尺寸大小可以求出，（432MAX/16ZIBHWY2）式中W抗弯截面系数；H矩形截面的高（MM）；B矩形截面的宽（MM）。开沟器杆件的最大弯矩为（43）MAXMFL27式中F开沟器的总阻力（N）；L开沟器最低点到梁的距离（MM）。经计算可得1600NM。MAXM由弯曲的强度条件（44）MAXAXW经计算可得MAX10MP因此开沟器杆件强度合格。42梁的强度校核开沟器的梁选用材料是薄壁杆80804MM，45号钢，其三维结构简图如图47所示，对安装两个开沟器的梁进行校核，根据外部总扭矩平衡即等于零，可以算出梁两固定端扭矩为T1600NM根据材料力学所学的截面法可以绘制出开沟器梁的扭矩图，如图（48），从图上可以看出梁的端面到开沟器之间的梁是危险地段，需要进行校核计算，有图知这段的扭矩为相等即TMAX1600NM。所以最大剪应力也在这段梁上。根据材料力学中的自由扭转最大剪应力计算有（48）MAXINMIN2TT式中T剪力流；T薄壁杆件截面上的扭矩（NM）；为薄壁杆件壁厚（MM）；矩形孔的面积（MM2）。经计算可得5776106M2，3463MPAMAX28因此播种机梁的扭转强度合格。图47机架总成图48梁的扭矩图43本章小结本章对播种机进行了受力分析，并对开沟器臂和机架梁进行了强度校核，论证了本文设计的播种机的主要零部件满足强度要求，播种机工作时可靠的。塔里木大学毕业设计3329第5章基于特征的农用播种机建模及装配与运动模拟51SOLIDWORKS软件的介绍大型工程软件，如SOLIDWORKS，NX，PRO/E等实体建模模块的功能比较齐全，它们都具有快速准确的进行实体建模的系统。本设计根据客观条件及SOLIDWORKS软件的特点，采用SOLIDWORKS2012进行播种机主要零部件及整机的三维实体建18。SOLIDWORKS是基于WINDOWS系统下的原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够在整个产品设计的工作中，SOLIDWORKS完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。其虚拟设计中零件实体建模技术中的特征详细划分如图51所示8。图51特征介绍简图其中辅助特征包括基准轴、基准面、基准点、构造特征和特征管理树。是根据机构特征进行实体建模设计的辅助工具。52基于特征的零件实体建模流程播种机实体建模的流程图如图2所示。30图52零件实体建模流程图53基于特征的零件实体建模播种机的主要零部件如图53所示，其实体建模如下。图53播种机的主要构成图31图54整车装配塔里木大学毕业设计32第6章结论与展望（1）本文首先简要介绍国内外播种机情况和分析播种机市场的需求，指出现有播种设备的不足之处，确定基本研究方向。设计的播种机能在丘陵山区作业，以一次性完成破土分沟、下放肥料、下种、盖种和压土作业。（2）开沟器合理布局，设计的开沟器具有一定的覆土能力，可以防止烧种现象，整车布局合理，体积较小，有较小的转弯半径，通过性较好。（3）本文设计选用了单组仿形结构，总体仿形效果好，适应丘陵山区土地播种条件。（4）通过用SOLIDWORKS2014建模直观地描绘了本播种机的外形和播种设备的布置，并对其进行运动模拟和干涉分析，完善播种机整体布局，使播种机整体满足设计要求。我国是农业大国，农业机械化是未来农业发展趋势，目前，平原地带已经基本实现机械化，而我国是个多山的国家，在这些地区，自然环境恶劣，现有的播种机械受体积庞大、转弯半径大和配套动力等因素的限制，不适合在丘陵山区作业，难以实现机械化。所以，本文设计出一能在丘陵山区作业的新型的播种机，其能满足丘陵山区的农业工艺要求，体积小，转弯半径小，能一次完成播种作业，效率高。播种机技术越来越成熟，是农场机械之一，在国内外市场占有很大的空间，发展前景好，播种机播种不仅仅减轻农民工作强度，还能提高粮食的产量。而我国地域广阔，地形复杂，需要能适应各种地形的播种机械，只有这样才可以大大降低农民的作业强度和减少作业时间，提高播种质量。本文播种机的设计时间有限，再则自己目前的知识有限，所以还存在一些不足，需要经过大量试验来完善设计。综上所述，该播种机有很大的发展前景，在农机市场中占有很大的重要性。塔里木大学毕业设计33致谢此次设计是郭文松教授的悉心指导下完成的。毕业设计期间，郭老师多次检查指导，使我顺利地完成毕业设计。郭老师老师渊博的学识、高尚的师道以及严谨的学术作风不仅在学业上让我有了很大的进步，也使我学到了很多为人处事的道理，给我将来的学习和工作积累了很多宝贵的经验。在此特向敬爱的郭老师表示诚挚的敬意和衷心的感谢。同时，还要感谢同学们的指导和帮助。这一路走来，我要感谢寝室舍友们，无论在学习还是生活上都给予了我很大的关心和帮助。在此，我再次真诚的向关心、帮助我的老师和同学表示衷心地致谢塔里木大学毕业设计34参考文献1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，（2）2342362李林播种机械的仿形机构M中国农机院3张德文精密播种机械J农业出版社，1982104高泽远，王金主编机械设计基础课程设计M沈阳东北工学院出版社19875刘鸿文主编材料力学M北京高等教育出版社19916大连理工大学工程画教研室编机械制图M北京高等教育出版社19937画法几何及工程制图，中国纺织大学工程图学教研室等编J上海科学技术出版社，19848叶修梓,陈超祥PROE基础教程零件与装配体M机械工业出版社20079王光强棉花全程机械化脱光与应用J中国农机化2007（1）212310丁明，赵小明新疆棉花生产机械化现状与对策J农机科技推广，2003（5）8911朱德文，陈永生，徐立华我国棉花生产机械化技术现状与发展趋势J农机化研究，2008（1）22422712瞿云飞，朱美玲，陈卫东中国三大棉花产区棉花生产现状与趋势分析J河北纺织，2008（1）1735前言棉花精量播种技术具有省种高产的优点，受到广大农业生存者的欢迎。但是目前国内使用的棉花精播机绝大多数都是机械化，对种子的形状尺寸要求严格，而且容易造成一定种子的破环率。气吸式精播机由于不伤种子、对种子外形要求不严、通用性好，是今后精播机的发展趋势。本课题主要针对现有的精播机存在的缺点，在原有播种机的基础上重新设计整体、刮种器、排种器等装置，极大的提高了刮种效果和排种精度。通过减小平行四连杆的尺寸使播种单体结构更假紧凑、整机的质量更轻以及采用“前四后二”的播种单体布置方案。几个方面的改进进一步提高了精播机的整体工作性能，使其具有更好的推广价值。通过查询资料，了解了棉花精量播种的研究现状和发展过程。并在此基础上，通过对国内外典型的气吸式精播机和机械化精播机的结构对比，分析了气吸式棉花精播机的结构特点和今后的发展趋势，进而提出了本课题的研究思路和方案。最终设计出最新的不伤种、播种精量、速度快的棉花精播机。关键词棉花精播机；整体结构；改进研究；趋势目录第1章绪论111课题的研究背景与意义112国内外播种机械发展现状113本文主要研究内容4第2章整机布局设计521整机总体布局设计方案522播种机的工作原理523本章小结6第3章播种机主要零部件的设计731开沟器的设计732排肥系统的选型与设计833排种系统的选型与设计1134覆土器的设计1535镇压轮的设计1636仿形机构选型与设计1737地轮的设计1738传动装置的设计1939本章小结20第4章播种机受力分析2141开沟器臂弯矩的校核2142梁的强度校核2243本章小结23第5章基于特征的农用播种机建模及装配与运动模拟2551SOLIDWORKS软件的介绍2552基于特征的零件实体建模流程2553基于特征的零件实体建模26第6章结论与展望27致谢28参考文献29棉花播种机的设计学生姓名学号所属学院专业班级指导老师日期16届毕业设计机械电气化工程学院制前言棉花精量播种技术具有省种高产的优点，受到广大农业生存者的欢迎。但是目前国内使用的棉花精播机绝大多数都是机械化，对种子的形状尺寸要求严格，而且容易造成一定种子的破环率。气吸式精播机由于不伤种子、对种子外形要求不严、通用性好，是今后精播机的发展趋势。本课题主要针对现有的精播机存在的缺点，在原有播种机的基础上重新设计整体、刮种器、排种器等装置，极大的提高了刮种效果和排种精度。通过减小平行四连杆的尺寸使播种单体结构更假紧凑、整机的质量更轻以及采用“前四后二”的播种单体布置方案。几个方面的改进进一步提高了精播机的整体工作性能，使其具有更好的推广价值。通过查询资料，了解了棉花精量播种的研究现状和发展过程。并在此基础上，通过对国内外典型的气吸式精播机和机械化精播机的结构对比，分析了气吸式棉花精播机的结构特点和今后的发展趋势，进而提出了本课题的研究思路和方案。最终设计出最新的不伤种、播种精量、速度快的棉花精播机。关键词棉花精播机；整体结构；改进研究；趋势目录第1章绪论111课题的研究背景与意义112国内外播种机械发展现状113本文主要研究内容4第2章整机布局设计521整机总体布局设计方案522播种机的工作原理523本章小结6第3章播种机主要零部件的设计731开沟器的设计732排肥系统的选型与设计833排种系统的选型与设计1134覆土器的设计1535镇压轮的设计1636仿形机构选型与设计1737地轮的设计1738传动装置的设计1939本章小结20第4章播种机受力分析2141开沟器臂弯矩的校核2142梁的强度校核2243本章小结23第5章基于特征的农用播种机建模及装配与运动模拟2551SOLIDWORKS软件的介绍2552基于特征的零件实体建模流程2553基于特征的零件实体建模26第6章结论与展望27致谢28参考文献291第1章绪论11课题的研究背景与意义棉花是我国的主要作物，随着我国农田机械化作业水平的不断提高，机械作业的面积不断增大，棉花播种机已经成为我国农业中必不可少的工具。棉花播种必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。而我国目前推广使用的是由谷物播种机过度到精密播种的机械式棉花播种机，对种子的外型要求严格，而且有一定的种子破碎率，另外，由于棉花播种行距要求较小，机械式的精播种机总体结构配置复杂拥挤，整体笨重，所以机械式的棉花精播机的整体性能还不是很好。播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。气吸式小型棉花精密播种具有省种高产的优点，可以保证种子在田间合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，作业速度较快，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。棉花精播机是一个全世界难题，气吸式播种又是一项先进播种技术。目前全世界的气力式播种机都用在中耕作物上，按照排种原理可以分为气吸式、气压式和气吹式三种。国外对精播机的研究比较早，20实际60年代开始，全球很多国家提出了棉花精播机的理论，并且对精播机做了很多的试验研究。最早制造的精播机是德国的GS23气吸式棉花精播机。此型号的播种机采用的是真空排种器，但是由于使用比较复杂，并且播种不均匀，所以没有推广使用。后来法国研制出一种单粒精播机，这种精播机播种均匀，使用方便。此后很多国家相继研制出更为先进的精播机，比如奥地利、美国、澳大利亚等。20世纪80年代精播机在全球推广使用，主要适用于小面积的田地。我国对棉花精播机的研究开始于20实际70年代。当时的精播机都是从中耕作物的精量播种机改进而来，但是棉花的麦粒和中耕作物的种子形状有着很大的差异，改进过来的精播机播种时达不到棉花精播的要求。虽然目前国内已经研制出很多先进的精播机，但是都存在这很多优点和缺点，所以对于我们这个农业大国来说更加需要研制出技术先进、操作简单、效率高的精播机。12国内外播种机械发展现状121国外播种机发展现状目前国外播种机械传动系统结构先进、滑移率低，工作可靠,“三化水平高”，适用性和通用性好，宽幅、高速而且生产效率高；普遍使用新材料，新技术和新工艺，机械式播种机逐渐被气力式播种机代替，播种机技术已经十分成熟，这是基于国外耕地整体面积2较大，容易进行机械化播种，所以这些播种机都具有体积庞大笨重，结构复杂的特点，大多都是气力式播种机，开沟器间距大，转弯半径大，不适合我国耕地整体面积小和山区土地作业。如美国的多宝路9540四行播种机土豆播种机（图11所示）、USDA型和澳大利亚的KMC型（图12所示）播种性能良好，但是由于农业工艺要求不同，地里条件和经济发展的差异，国外先进的播种机械难以在我国应用和发展3。图11宝路9540四行播种机土豆播种机图12澳大利亚锄铲式播种机图122国内播种机发展现状在公元前一百多年以前，我们国家就已经有了播种器材如耧。然而，新中国成立以后，我国播种机械才得到了真正的发展。20世纪50年代引进了苏联谷物条播机、棉花等播种机械，到60年代已经能够独立设计播种机，有BJT6精量播种机，BZ64综合号播种机等播种机械，70年代开始，已经系列化设计播种机，出现了播种中耕通用机，其中龙江一号垄作播种中耕通用机技术在当时比较成熟。70年代以后，引进了国外先进的播种机械，3在试验基础上，自行设计新一代高速、精密播种机，主要有2BY24压轮式谷物播种机、2BQ6气吸式精密播种机2BJQ6/7/8/9型高速气吸式精密播种机等，其中2BJQ9播种机，如图（13），适合在平原或丘陵地带的旱作地区，能实现精密播种和中耕培土。可以播种多种作物。可以完成单圆盘开沟施肥，施肥滑动或凿刀沟分层施肥，扫除障碍，平整种床，双圆盘开沟播种，覆土盘（或土壤起垄犁），仿形镇压作业。目前，丘陵山区播种机技术有待提高，很少有播种机设计公司着手去设计丘陵山区播种机，而且现有的丘陵山区播种机，劳动强度还是很大，性能与质量有待提高，很难适应丘陵山区地带的播种作业，所以丘陵山区的农业生产也一直停滞不前1。图132BJQ9高速气吸式精密播种机图14图15图14和图15是目前市场常见的主要丘陵山区播种机，虽然一定程度上提高了播种效率，但由于大多为手扶式播种机，工作时极不稳定，难以保证播种的直线度，播种质量4差，劳动强大还是较大。我国播种机技术经过几十年的艰苦专研，播种机已经系列化，标准化，播种技术主要有一下特点（1）播种机产品齐全，机型繁多，系列配套，但排种（肥）器、开沟、覆土和镇压等部件结构原理多种多样，外形各不相同，（2）仿形限深结构技术落后且风机传动系统风力大，可靠性差；（3）化肥与农药的排施技术相于国外比较落后；（4）机型参差不齐，三化程度低，可靠性差。（4）规模比较小。（5）投入的资金设备有限。13本文主要研究内容本文设计根据指导老师给的毕业设计指导大纲进行合理的时间安排与设计，查阅了大量的资料，并分析总结出与本课题相关的知识点，确立方案，再着手对播种机的主要零部件进行设计与计算。本文研究的主要内容如下（1）播种机的整体布局与设计；（2）主要部件的设计，包括开沟器、排肥（种）器、覆土器和镇压轮的设计；（3）播种机传动装置的设计；（4）播种机的相关计算；塔里木大学毕业设计5第2章整机布局设计21整机总体布局设计方案本文设计的是一款双行气吸播种机，因为它作业环境的特殊性，则播种机结构布局是非常重要的，其布局的合理与否，直接关系到它是否能在农田进行作业。通过查阅相关资料，考虑多方面因素，确立以下整机布局方案2，如图21所示。本文设计的播种机是牵引式播种机，即一切动力来源于拖拉机，则采用后悬挂方式挂接播种设备，能保持举升时倾斜和降落时水平两种状态，同时后悬挂方式防止拖拉机对已播种地面进行压实，影响播种质量。其动力传动路线如图21所示，拖拉机牵引播种设备前进，带动地轮转动，地轮通过链传动带动排肥（种）系统进行作业。开沟器位于排种器前面进行开沟，覆土器与镇压轮位于排种器后方进行覆土与镇压。1拖拉机2举升结构3排肥系统4仿形机构5排种系统6后支架7镇压轮8覆土器9划行器10传动系统11开沟器12地轮13地轮杆14机架总成图21整车布局方案622播种机的工作原理本文设计的是一牵引式丘陵山区播种机，采用三点悬挂悬挂于一小型拖拉机后部，靠手动提升播种设备，总体结构简单，体积较小，质量小。该播种机主要组成如图21所示。其工作过程如下如图21所示，拖拉机牵引着播种设备前进，开沟器12开沟，地轮11随车行驶而转动，这是通过链传动将动力传送给中间的一根传动轴，这根传动轴再经过链传动带动排种（肥）轴转动，完成排种（肥）作业，处于排种（肥）后方的覆土器8进行覆土，镇压轮7进行镇压，完成一次播种。当播种机运输行驶或换行播种时，可以通过举升机构2实现播种设备举升与降落。23本章小结本章首先完成了布局与设计，为后期主要零部件的设计与布局提供依据，其次讲述了播种机的工作原理，为播种机主要零件的选型提供了依据。塔里木大学毕业设计7第3章播种机主要零部件的设计31开沟器的设计311开沟器的作用与性能要求开沟器的作用是开沟、导种入土和覆土，它的性能要求如下III1开沟深浅一致，沟形直且齐，开沟深度可以调节；2可按需要调节行距，结构简单，具有一定的覆土作用，工作阻力小；3工作可靠，入土能力、切土能力和防堵能力强大；312开沟器的分类如今，开沟器有滚动移动和移动式两大类。几个主要的性能分析，介绍如下1双圆盘式工作稳定，开沟整齐。有一定的土壤覆盖能力，能适应较高的作业速度,上下土层相混的现象较少。但是沟底不平,体积与质量较大,不适于浅播。（2）单圆盘式结构比双圆盘式较简单，入土能力好，对土地的平坦度要求不高；但不适合在干旱地区使用。（3）锄铲式开沟器结构简单，开沟阻力小，重量轻，入土能力强，但防堵能力差，对土地的平坦度要求较高。（4）芯烨式开沟器入土性能强，开沟质量好，除杂能力强，但开沟阻力较大，开沟较宽，回土难。313开沟器的布置各种播种机播种行数一般可根据公式（31）确定。（31）/1NLB式中L开沟器梁长度B行距N行数8根据设计需求，开沟器对称安装在机架上，如图31所示。图31开沟器布局图314开沟器的总体设计根据本文播种机的开沟不仅具有开沟的能力，其根据时间差原理使土壤上下波动而原地返回，具有一定覆土的能力，且能够迅速入土，实现垂直分层种施IV。播种作业的理想断面尺寸如图32所示。下种宽度为55MM，深，种子中心距为200MM，施肥深度为110MM，种子位于肥料上方55MM，播种效果最佳。图32理想断面尺寸简图932排肥系统的选型与设计321排肥器作用和性能要求根据不同肥料的物理特性，则排肥器的性能要求如下8（1）有一定的施肥量，施肥量可调。施肥量应该是稳定的，均匀的。排肥性能对外界因素不敏感。（2）能施不同种类的肥料，通用性好，工作阻力小，使用调节方便，工作可靠；便于肥箱的清理。（3）排肥器的主要机构、零件的材料应具有防腐蚀和耐磨的性能。322排肥器的选型如今排肥器类型比较多。下面对几种常见的排肥器进行详细的介绍（1）振动式排肥器通用性较好，结构简单，排肥量调节方便，不容易发生堵塞、架空和结块，但排肥量受肥料数量、密度、内摩擦力和粘结力等因素的影响。工作时，由地轮通过链传动使排肥凸轮轴旋转，旋转的凸轮使排肥箱底部的排肥振动板不停地振动，肥料在振动力和重力作用下，往下运动到排肥口，并经过排肥口和输肥管落入种沟内。（2）外槽轮式排肥器肥料靠重力充满排肥盒和槽轮四槽，槽轮旋转将肥料排出，可以通过改变槽轮工作长度调节排肥量。主要适用于排松散性好的化肥，结构简单，通用性好，可与外槽轮式排种器通用V。1肥箱2振动板3密封胶布4肥量调节板5底座106凸轮7排肥轴图34振动式排肥器工作原理简图（3）摆抖式排肥器通用性较广，排肥均匀性和稳定性较好，但排肥器结构较复杂。工作时，如图35所示，偏心机构旋转时，使连杆推动摆杆摆动。安装在摆动轴上的摆盘随摆杆摆动，刮条随摆盘的摆动在一定范围内摆动。当摆抖器包括摆盘和刮条摆动时，肥料被刮条强制推动，逐渐被推到带排肥孔的肥量调节凹板上。肥料在刮条的推动下和本身自重及离心力的作用下，通过排肥口和输种管落入肥沟内。图35摆抖式排肥器工作原理图（4）觉龙式排肥器搅龙式排肥器的结构型式可分为叶片式搅龙、弹簧搅龙和铸铁搅龙三种，工作原理相似。工作时，地轮通过链传动使搅龙旋转。随着搅龙的旋转，把箱底部的肥料均匀地输送到排肥口，被搅龙强制排出，通过输肥管落入沟内。它可以排施品状化肥、复合颗粒肥和干燥粉状化肥。相比之下，外槽轮式排肥器最为合适。323排肥器主要参数的设计1工作长度。排肥器每转排量的经验公式（36）LQ（36）KFZLG式中，K与排肥器具体结构和所排肥料特性有关系数，实验确定；11肥料密度G/CM3；一单个凹槽的截面积（MM2）。F由公式（35）可知，排肥器的布局确定后，可以通过改变工作长度来满足不同播量的要求。2槽轮直径D。排肥器的排肥量与它的每转排肥量Q及转速成正比，经常用减小直径D的方法来保有适当转速N和适当的工作长度来满足较小的播量需求。324肥箱主要参数的设计肥箱是排肥系统中重要部件之一，其容积大小设计的合理与否，直接影响了排肥系统的性能。在肥料箱尺寸的计算，应采用合适的体积系数增加的体积，根据公式（37）计算的肥箱体积（37）01KLBQV式中L一额定肥量的施肥长度M；B施肥工作幅宽M；Q一单位面积施肥量KG/HM2肥料的体积质量G/LK一体积系数，125K33排种系统的选型与设计331刮种装置的设计由于小麦种子外形不规则，每一粒种子不可能都严密的堵住排种器上的吸孔，所以可能出现一个型孔吸附多粒种子的现象。为了保证精量排种，所以必须采用刮种装置刮去吸孔上多余的种子。为了保证精量排种，新样机的刮种器我们采用了两级刮种装置。一级刮种器的结构通过参考原有的刮种器结构基础上，总结出现有刮种器存在的缺点和工作特点依据本排种器的结构特点和排种特性，设计出一种固定轴式刮种器。结构如图31所示。12图31一级刮种器结构图1排种轮2护种片3一级刮种器固定位置4小种子箱后挡板5小种子箱底挡板6固定螺栓7一级刮种器8凹槽9吸孔10二级刮种器固定位置该刮种器为一个固定在排种器护种片上的细长阶梯圆轴，轴上对着排种器的一面开有三个凹槽，中间的凹槽开口正对着排种器圆周上的吸孔，凹槽与排种器圆周之间的距离记为，两边的凹槽与排1D种器圆周的距离记为，下面确定、的取值。2D1D2塔里木大学毕业设计13在种子的尺寸中，长宽厚，所以在计算中，我们只需考虑种子横着被吸附在型孔上和种子被竖着吸附在型孔上的两种情况即可。当种子被竖着吸附在型孔上时312D1为种子的厚度，在这里取不同品种小麦种子厚度的平均值,所以，32295M9521D当种子被横着吸附在型孔时33LD21L为种子的长度，在这里去不同种子品种小麦种子长度的平均值，所以，34M689612486D但是，种子被理想化横着吸附的情况很少，所以，计算种子被横着吸附时的必须考虑一个系1D数K。实际上，绝大部分情况下种子是被倾斜的横着吸附在型孔上的，所以在这里不妨取K07。那么种子被横着吸附在型孔时的为1D35709627,04861即3651D由（32）（36）两式确定379541考虑到该刮种器的实际刮种情况及便于凹槽的加工，所以取。M51D一级刮种器圆轴上两边的凹槽是为了使二级刮种器刮下的多余种子回落到小种子箱内，所以理论上的值在大于种子尺寸的基础上越大越好，但是考虑到圆轴的尺寸（12MM）及一级刮种器的强2D度，在这里我们取。M82D14二级刮种器的结构精播机所采用的是组合式动刮种器，共上下两组，每一组又分别由两个刮片组成。该刮种器能在一定程度上实现刮种目的，但是，通过排种器的台架试验表明，由于该组合刮种器的刮种片是一端固定的，所以活动端的定位不准，而且刮种片容易变形，导致刮种片的位置与所设计的位置有一定的偏移，这样，每一组内相互配合的刮种片的间距就会变大，那么该刮种器就放过了吸孔上本来该刮掉的多余种子，造成了重播。所以，原来的刮种器工作性能不可靠归根到底是由于刮种片变形而引起其间距变大的缘故，由鉴于此，我们对原来的刮种器进行了改进，设计了一种固定式组合刮种器，其结构如图32所示。新刮种器是由一个整片的薄铁沿图32中所示的五条折线按照一定的角度折成，刮种结构由刮种片1和刮种片2组成。使刮种片不容易变形，而且考虑到加工方便，我们采用的薄铁厚度为08MM。这样就很好的避免了原来两个独立的刮种片容易定位不准的缺陷。塔里木大学毕业设计15右图中的为刮种片1和刮种片2之间的横向间距。的大小对于刮种效果至关重要，过大会造成漏刮多余的种子，过小会造成种子破碎甚至吸孔上的所有种子都被刮掉。由表31可知小麦种子的平均尺寸为长648MM，宽334MM，厚295MM，为了刮去吸孔上多余的种子，并且还得让一粒种子通过，结合实际的情况，在这里取3MM。L为刮种片1和刮种片2之间的纵向间距，考虑到排种轮的圆弧尺寸以及便于更有效的刮种，在这里取L40MM。图32中左图所示的D为种子通道的原始尺寸，DL。B为种子通道的高度，所以B必须大于种子的厚度，小麦种子平均尺寸不妨确定B10MM。右图中的角为两个刮种片与护种片之间的夹角，依据实际的反复对比试验，参照护种片之间的宽度（B40MM），这里我们取。75二级刮种器通过螺栓固定在护种片上，为了避免对种子的挤伤，二级刮种器安装时两个刮种片的倾斜方向应顺着排种器的旋转方向（种子的运动方向），具体如图32所示图32二级刮种器结构图1固定孔2刮种片3刮种片16工作原理设计的新刮种器是由上述的一级刮种装置和二级刮种装置组成，为了使排种器的吸孔充分吸种，一级刮种装置尽可能的远离小种子箱，结合排种轮的圆周尺寸（100MM），在这里我们把在一级刮种器固定在图中的位置。为了使刮掉下的种子能及时的回落到小种子箱内，二级刮种器的位04置固定在图中的位置（见图32所示）。6排种器排种时，先由一级刮种装置对吸孔上的种子进行刮种，一级刮种器中间的凹槽会初步的刮掉一部分吸附在吸孔上的多余种子，然后，种子随排种轮转到二级刮种装置，由其完成主要的刮种任务。种子在二级刮种装置区间内，先由刮种片1对吸附在吸孔上的小种子群进行刮种，然后再由刮种片2进行刮种，刮掉的多余种子经一级刮种装置两边的大凹槽回落到小种子箱内，从而完成最终的刮种任务。由以上所述的新刮种器的工作过程来看，排种由吸种到排种过程中，吸孔上的种子由小种子箱到脱离吸孔整个过程中，经历了三次的刮种，从理论上讲，设计的新刮种装置的塔里木大学毕业设计17工作性能是很可靠的，是能够满足精量排种的要求。332排种器的工作参数现在已知排种器的直径（D）、型孔数（Z）及拖拉机的理论速度（V），下面确定排种器的相关参数。（1）排种器的转递（38）其中，V73833MM/MIN，为拖拉机的中档速度443KM/H。2，为拖拉机的滑移率。R所以，当播种粒距A33MM时，当播种粒距A20MM时，（2）排种器型孔处的线速度（39）式中D为排种器的直径，D200MM02MN为排种器的转速，420（RPM），254RPM1N2NZA1RVN4253860171RPMN420861731RPMN60NV18所以/40642013SMV752333种子箱的设计种子箱是存放种子的容器，但种子箱容积不仅单纯的说能存放多少种子，更重要的是还影响着排种的性能。种子箱容积V与播种机的工作幅宽有关，其计算公式见（39）（39）4MAX10LQB式中B播种机的工作幅宽（MM）；L一播种机一次加种子走过的行程；QMAX最大播种量；种子容重（KG），不同种子不同的容量值。代入公式（39）可以得到种子箱的容积。因为在每一次的行程结束时，应保留不少于种子箱容积的1015的种子量，可避免播种量的不足，因此种子箱的容积应比计算值要稍微大一点。34覆土器的设计341覆土器的作用与性能要求覆土器在开沟和下种完成之后进行覆土盖种，让种子与湿土挨着，压平土壤，保证了水分不流失和种子的发芽率。它应该具有不拖堆，覆土深度一致，不缠草且可调节等性能要求。342覆土器的选型覆土器的结构型式有多种，如覆土环、覆土盘、覆土板、覆土土弹齿、覆土链等。八字板式覆土器，如图38所示，它铰接在单组工作部件的仿形架人随地面起伏。可以根据需要调节覆土板长短或覆土板的工作倾角覆土板在自身平面内与地面的倾角，以改变覆土量；刮板式覆土器，如图39所示，覆土板用销子铰接在镇压轮架上，要用弹簧拉紧。19改变插销孔位置可调节弹簧拉力。作业中遇到大土块时，覆土板能自行后抬，避免堵塞，覆土板上有上、下两个销孔，可以根据需要改变安装位置，以调节覆土量。图38八字板式覆土器1一支架2一刮板式覆土铲3一弹簧图39刮板式覆土器通过对比分析，本设计选用双圆盘圆盘覆土器。其结构特点，如图310所示，它主要由水平伸缩杆、垂直伸缩杆、旋转杆、圆盘等组成，调节杆1、2和3都可以改变覆土角度。1水平伸缩杆2垂直伸缩杆3旋转杆4后支架5圆盘图310双圆盘覆土器结构简图2035镇压轮的设计351镇压轮的选型而今镇压轮的类型较多，如图311所示为几种常见镇压轮的简图，下面详细介绍几种常见的镇压轮。图311镇压轮的类型（1）圆柱形镇压轮优点镇压面较宽，压力的分布比较均匀。缺点镇压轮易粘土，需要加设刮土板，多用橡胶作为材料，价格昂贵。（2）凸鼓形镇压轮优点镇压性能较强，适于于旱多风地区使用；镇压后种子紧靠湿土，有利于水分不流失。缺点压成的沟不能太深，不然会造成积水板结。（3）橡胶镇压轮优点弹性好、小的粘土、不容易打滑、压后地表结实不透风；缺点造价较贵21通过对比分析，本设计选用圆柱形镇压轮。36仿形机构选型与设计361仿形机构的作用与性能要求仿形机构是使播种机械播种设备能随地形变化而一直保持一定的工作深度，并开出的种沟深浅是一致得，从而保证了种子播深的一致性。因此，仿形机构应该具有仿形稳定，满足仿形范围，紧凑型杆，工作可靠，具有足够的强度和刚度等性能要求362仿形机构的类型播种机仿形机构主要有整机仿形和单组仿形两种形式6。整机仿形的构造简单，但在整机工作幅内播深不一致，根据本文设计的播种机结构特点，以及性能要求，选用单组仿形机构，即每个播种系统都配有仿形机构，以实现单组仿形，而且仿形性能好，深度变化很小，变化缓慢，方形可靠稳定，开沟深度一致，是一种比较好的仿形机构15。37地轮的设计371地轮的选型当今现有主要有两种地轮，一是浮动式地轮，如图313所示。它有较好的仿形能力，播种均匀性好，可防止漏播现象，但是它结构复杂，即需要的体积空间大，与本设计小型播种机路线不符。二是固定式地轮，如图314所示，其播种均匀，漏播较少。图313浮动地轮结构图221开沟器2地轮3机架图314两地轮两端分别固定结构示意图通过对比分析，选择固定式地轮，即两个地轮对称固定在同一轴上如图315所示，中心距取1130MM。这种结构的优点是地轮固定位置可根据地面的实际情况调整作业，只要地轮接触土壤，可以播种，施肥轴工作。其缺点是地轮轴要有很好的刚度，防止弯曲绕度过大，影响播种质量；因地轮轴较长，加工难度相对较大。1机架总成2中间轴3地轮杆4地轮5地轮链轮图315地轮装置安装结构示意图372地轮稳定性的分析地轮稳定工作应满足FTFF0GFY0FFDFYAM0（317）其中FT牵引力（N）；FF行走阻力N；23G轮轴载荷N；FY垂直反力N；D地面到轮心的距离MM；R地轮半径（MM）；FYA地轮滚动阻力矩（NM）；M总阻力矩NM。图316地轮受力分析简图令DR，通过分析上面的方程组知FFRGAM，并且总的阻力力矩主要是排肥（种）机构作用的，要使地轮和排肥（种）机构正常运转工作，所以FFR要足够大来抵制GAM的力矩。车轮半径，FFR的增大，其旋转更容易，和滑移率较小，因此更大的播种均匀度半径。为了使地轮少打滑，车轮也增加了锁扣地板。38传动装置的设计381传动方式的选择本文设计的播种机选用链传动方式，链传动的主要特点7（1）无滑动，不需要太大的张紧力，较小的轴向荷载传递，紧凑的尺寸，高效率；（2）可以在较高的温度下工作，高湿度的环境中工作，与齿轮传动相比最大的优势是中心的距离限制少；（3）瞬时速度是不均匀的，高速的传输不畅，成本高。因本文设计的播种机特点为小而低速行驶；避免了链传动的部分缺点，利用了其优点，综合上述则选择链传动为好。382传动装置的具体设计本文设计播种机为牵引式播种机，其动力传动装置构造如图（317）所示，拖拉机往24前行驶带动地轮1转动，而地轮通过地轮链条2带动中间轴3转动，中间轴分别通过排种链条和排肥链条传送给排种轴和排肥轴。真就是传动总路线。其中更换地轮链轮组可以调整播量，但必须是成对更换。其中排肥链轮组，位于中间轴上的为13齿链轮，肥箱轴上的为17齿链轮。1地轮2地轮链条3中间轴4排种链条5排肥轴6排肥链条图317传动装置布局简图39本章小结本章根据丘陵山区播种机的基本设计原则和机具要求，对播种设备的开沟器、排肥系统、排种系统、覆土器、镇压装置、传动装置、及地轮
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