小型荞麦播种机设计（施肥，播种，旋耕机构）【农业机械】【5张CAD图纸】

小型荞麦播种机设计（施肥，播种，旋耕机构）

33页 13000字数+说明书+任务书+5张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

小型荞麦播种机设计（施肥，播种，旋耕机构）说明书.doc

拨动轮A3.dwg

文献综述.doc

装配体A0.DWG

链轮A3.dwg

1轴A3.dwg

2轴A4.dwg

目  录

摘  要I

AbstractII

绪  论1

1.1 本课题研究的背景、目的和意义2

1.2 国内外播种机的研究现状3

1.2.1 国外机具研究现状3

1.2.2 国内播种机研究概况3

1.3 课题研究的主要任务、内容与方法5

1.3.1 课题的主要任务5

1.3.2 本课题研究的内容5

2  小型荞麦播种机总体结构的设计5

2.1 农艺要求5

2.3  播种机的性能要求和性能指标6

2.4 小型荞麦播种机整体结构的设计6

2.4.1 播种机的整体设计原则6

2.4.2 播种机设计前期准备7

2.4.3 设计方案7

2.5 播种机的总体结构8

2.5.1 播种机的幅宽匹配8

2.5.2 基本结构8

2.5.3 播种机关键部件的设计及其参数的确定8

3  排种器的选型设计9

3.1 种箱结构参数的设计9

3.1.1 种箱尺寸的确定9

3.1.2 种箱容积的计算9

3.2 排种器的选型与计算10

3.2.1 小型荞麦播种机对排种器的性能要求11

3.2.3 排肥器的性能要求13

3.2.4 常用排肥器的种类和特点13

3.2.5 本次设计选用排种器14

4 开沟器的选型设计15

4.1 开沟器的性能要求15

4.2 开沟器的性能要求15

4.3 现有开沟器的种类和特点16

4.4 开沟器的选型16

5 输种管的选型设计17

5.1 输种管的性能要求17

5.2 输种管的选型18

6 覆土器的选型设计18

7 镇压轮的选型与设计18

8 其他零部件的设计和建模20

8.1 镇压轮连接20

8.2 轴承21

8.3 端盖、透盖21

8.4 拨动轮22

8.5 轴23

8.6 链轮24

8.7 轴套24

9 常见故障与排除25

结  论25

致  谢26

参 考 文 献26

摘  要

　　　随着我国荞麦科研和产业开发的发展，荞麦在农业生产中的地位越来越高。目前我国大中型播种机技术比较成熟，但受体积，转弯半径和配套动力的制约，不适合小地块作业。而我国个体农户较多，种植面积较小。因此本文设计了一种小型荞麦播种机，该播种机由拖拉机牵引，能一次完成施肥，播种，镇压作业。本文对播种机的排种器，开沟器，镇压轮以及覆土器等关键部件进行了设计确定了工作部件的关键参数,最后对关键部件进行了强度校核，各部件均能满足要求。

关键词：小型播种机   播种机构   开沟器

Abstract

In our country, With the development of our scientific research and industrial,straw is becoming more and more important in agricultural production.At present, the large and medium-sized seeder technologies are relatively mature. But limited by the volume, turning radius and motive power constraints, they are not suitable for small-block operation. However, particular peasant household of our country is more, but cultivated area is less. So this paper designed a small-sized seeder for straw. The seeder is hauled by the tractor, it can finished fertilizing and seed, covering soil and compacting at one time. This paper designed the opener, the seeding driller and other working parts, determined the key parameters of every component. Finally has carried on the intensity examination to the key components, various parts can satisfy the request.

Key words：small seeder    disseminator   furrower

　　　我国的农业机械相对于发达国家还比较落后。美国等发达国家20世纪初就开始积极推进土地的规模经营，并实现了机械力对人力和畜力的替代，20 世纪 70年代实现了全面机械化，进入 90 年代后全球卫星定位系统广泛应用于农业生产中，农业工人的装备水平已经接近或超过产业工人。而我国目前仍实行以农户家庭为单位的小规模经营，农业机械虽有一定程度的推广和应用，但人力、畜力以及传统的耕作习惯和耕作方式仍占主导地位。据国际年鉴统计，我国平均每个经济活动人口占有耕地面积 0.2 公顷，占世界平均水平的44.1%，占美国平均水平的0.7%；每千人化肥施用量64.6吨，略高于亚洲平均水平，但仅占世界平均水平的67.5%，占美国平均水平的1.2%。科学技术在农业生产中的应用虽逐年增加，但应用的广度和深度都远远不够。在这种形式下，我们要提高我国农业水平，就要实施农业机械化，但对于我国小规模经营的现状，实施大型播种机械难度很大。因此本课题设计出的小型荞麦播种机，它具有结构简单、功率消耗小、体积小等特点，对推广农业机械化相当有利。

　　　荞麦为一年生草本植物，生育期短，抗逆性强，极耐寒瘠，当年可多次播种多次收获（荞麦种子如图1所示）。茎直立，下部不分蘖，多分枝，光滑，淡绿色或红褐色，有时有稀疏的乳头状突起。叶心脏形如三角状，顶端渐尖，基部心形或戟形，全缘。托叶鞘短筒状，顶端斜而截平，早落。花序总状或圆锥状，顶生或腋生。春夏间开小花，花白色；花梗细长。果实为干果，卵形、黄褐色，光滑。茎紫红色,叶子三角形，开白色小花，子实黑色，磨成面粉供食用。荞麦播种3～5天就能出苗，并快速地生长发育，封拢后能抑制大多数杂草生长。种荞麦省时省工，在农时安排上，荞麦从耕翻、播种到管理，通常都在其它作物之后，可调节农时，全面安排农业生产，实现低投入高产出的经济效益。随着中国荞麦科研和产业开发的发展，荞麦在农业生产中的地位正在由“救灾补种”作物转变为农民脱贫致富的经济小作物。

　　　但是目前的荞麦并没有较为专用的播种机，已经不能跟上社会需求，因此本次设计的是一个山地用小型荞麦播种机。1.1 本课题研究的背景、目的和意义

　　　粮食是维持人类社会生存和发展的最基本的生活资料是最具基础性战略性的物资提高粮食产量、保障粮食安全是保持国家社会稳定、保证国民健康、保障国民经济发展的基础和前提，也是农业科技工作的首要任务。

　　　机械化水平是衡量农村、农业发展水平的重要标志，是确保提高农村生产力，促进更多的劳动力转移，彻底改变传统的小农经济耕作方式的前提和依据。随着社会主义新农村建设步伐的不断加大，中央加大对农业和农村发展的支持力度，农村的机械化水平逐年提高。我国农业发展已进入“高产、高效、优质、安全”新阶段，从而也引发了对提高农业机械化程度的强烈要求。　　

1.1.1 研究的目的和意义

   荞麦在我国属于经济作物，目前大部分地区都未实现播种机械化。小型荞麦播种机同时考虑到了农户经营面积少，作业地块小等特点，且功能较多，可一次性完成化肥深施、播种、镇压保墒等多道工序，与传统的耕作方式相比，具有减少作业程序，省工省力，节本增效，提高化肥利用率，保护环境，抑制沙尘暴，增产粮食等优点。通过改变开沟器的形状和安装形式能有效解决作业时的壅堵现象。此外还能改善土壤结构，提高出苗率、品质和产量，降低化肥施用量30%左右；可在平原和丘陵地区的小平原上作业。因此有着较高的应用价值和广阔的推广前景。

1.2 国内外播种机的研究现状

1.2.1 国外机具研究现状

　　　目前国外对播种机具的研究已取得了较大的成就。国外农场的土地面积一般比较大，田间拖拉机的功率也较大，国外的播种机大都以大中型为主，它们基本是多梁牵引式大型播种机（如图2所示），横梁多、开沟器之间间距大，播种机又宽又重，一般都是气力式的，土壤工作部件也做得比较复杂。但转弯半径大，需要很长的地头，主要用于大面积作业，与我国地块小的实际情况相差甚远。如美国的USDA型、John Deer型和澳大利亚的KMC型等播种机的性能等都比较优良。然而，由于种植方式、土地条件以及经济发展等多种因素，国外的播种机从其结构和工作性能方面均不能适应在我国土地条件下使用。　　　中国从20世纪50年代引进了谷物条播机、棉花播种机等。40多年来，几代农业机械化工作者汲取传统抗旱耕作法的精华，并结合现代耕作技术与机械化手段，已先后研制出一批机械化程度较高的旱地耕作机具，它们将逐步取代传统的耕作机具，现已形成了适用于不同区域的机械化耕作体系。但目前国内生产施肥播种机的专业厂产品开发能力很弱，现有的施肥播种机在产品数量质量和上都不能满足生产需要。而且存在对地域和土壤条件适宜能力差、机具通过能力不强、可靠性差，不能一次完成开沟、排种、排肥、覆土、镇压功能等问题。

图3是由中国农业大学研制的2BMF-9型小麦免耕覆盖播种机。它采用了双排梁结构，使同一排梁上的开沟器间距达到40cm，采用了专利产品“复合型开沟器”实现现种肥垂直分施，种肥间距可达到5cm以上，但是体积大，不适合小地块作业。　　　?如图4所示，LZFB-200（14）系列联合整地施肥播种机是由旋耕机部分和播种、施肥部分组合而成的农业机械，一次完成旋耕碎土、施肥、播种和震压等多种农艺，适用于种子直径不小于2mm麦类、玉米、豆类、花生等农作物的旋耕、播种作业，也可单独完成旋耕、整地作业。但是制造成本高，价格昂贵，得不到很好的普及。

　　　我国个体农户较多，地块较小，为了操纵灵活，播种机一般都设计为悬挂式的，质量相对比较小。但是由于土壤容重一般较高，故要求播种机单体又必须有一定的重量才能达到入土开沟的目的。同时，在我国拖拉机功率有限，播行不能太多，否则播种机工作阻力太大，而拖拉机动力不足，这就要求我们必须在现有的条件下，选择或设计合适的小型稻麦两用施肥播种机。

1.3 课题研究的主要任务、内容与方法

1.3.1 课题的主要任务

　　　本课题的主要任务是根据国内外研究现状完成一台小型荞麦播种机的总体设计。总结现在已有的播种机的不足，对其进行改进，设计出适合我国荞麦种植的播种机械。设计时不仅要确定各部件的结构还要确定最佳的工作参数，使其适合各种田地环境，工作效果最优化。

1.3.2 本课题研究的内容

该课题主要完成对小型荞麦播种机的总体构造的设计。用CAD制图软件进行整体机构设计分析，包括排种器，排肥器，种肥箱，开沟器，镇压轮等的设计。设计分析后对各关键部件进行校核，使其满足工作要求。并用solidworks进行建模仿真。2  小型荞麦播种机总体结构的设计

2.1 农艺要求

　　　（1）能按质量完成播种作业，适时播种，适量播种，保证合理的播种深度；

　　　（2）能适应小地块作业；

　　　（3）能改善土壤状况，上下层土壤不翻转，土壤侧向位移小，保墒蓄水，提高地表积温；

　　　（4）可以一次完成播种，施肥，镇压等工序。

2.2 机具要求

　　　（1）针对我国农业动力机械马力小的特点，设计播种机具，机组作业速度5.4km/h；

　　　（2）结构简单，使用方便，尽量减轻机具质量；

　　　（3）作业时稳定性好，播深和播量均匀。易于操作，减少作业过程中机具的振动；

　　　（4）地轮滑移率应该在农艺要求的范围之内；

　　　（5）要有很好的上下左右仿形功能，覆土镇压效果要好，播种作业后，仍然能保持良好的地形。

2.3  播种机的性能要求和性能指标

　　　播种应根据当地的作物栽培制度，农艺要求进行作业。播种时要求播种量满足农艺要求且可调；种子在田间分布均匀合理，保证播深、株距、行距一致且可调；种子播在湿土层中且用湿土覆盖；施肥时要求肥料施于侧下方，种子损伤率低。

　　　播种机的性能指标是评价其工作质量的标准，常用如下指标来评价：

　　　①总排种稳定性：播种机在规定的工作条件下排种量的稳定程度，即在播种机允许的工作环境内（如允许在±10o的坡地播种，允许机速在一定范围内变化，允许种箱没种子量变化，等等）总排种量保持不变。田间可用不同行程或不同地段的整机总排量的变异系数或相对误差来表示。

　　　②各行排量一致性：指一台播种机上各个排种器在相同条件下排种量的一致程度。要求各行的排量一致。通常以播种机一定行距内各行排量的变异系数或相对误差来表示。

　　　③排种均匀性：指从排种器排种口排出种子的均匀程度。

　　　④播种均匀性：在种子种沟内分布的均匀程度。

　　　⑤播深稳定性：在种子上面覆土层的稳定程度。要求规定播深±1cm为合格。

　　　⑥种子破碎率：在排种器排出种子中受机械损伤的种子量占排出种子的百分比。

　　　⑦粒距合格率：对单粒精密播种通常以测得粒距的合格率来表示。设t为粒距样本（不小于250）的平均值，则0.5t<粒距≤1.5t为合格；粒距≤0.5t为重播，粒距>1.5t为漏播。合格粒距数占取样总粒距数的百分比为粒距合格率。

2.4 小型荞麦播种机整体结构的设计

2.4.1 播种机的整体设计原则

　　　①结合我国农业的实际情况，参考荞麦本身特性和国内外的播种机，设计出一种既满足功能要求又适合我国农艺情况的播种机；

　　　②为了避免土壤被压实，尽量减少作业机器进入土地作业的次数，因此采用复式作业，将施肥、播种、镇压等作业一次性完成；

　　　③为了作业方便，要在满足功能要求的基础上，减少整机的体积，尽量将整机结构设计紧凑。另外，在满足强度要求的前提下，要减轻整机的重量，节约使用材料；

　　　④为了降低成本，要在满足各项要求的基础上，尽量简化结构，同时还要考虑到零件的互换性和可装配性。

2.4.2 播种机设计前期准备

　　　①工作环境

　　　本次设计的小型荞麦播种机是用于山地条件下的播种施肥。山地地形下决定其作业地面高低不等，形状不规则，因此播种机的整体大小较小。

　　　荞麦的播种

　　　②生产100kg荞麦子实，需要从土壤中吸收氮3.3kg磷1.5kg，钾4.3kg。磷肥能促进子粒形成，增加饱满度，并能促进蜜腺的分泌作用，有利于授粉结实，提高产量。荞麦忌用氯化钾，因氯离子常引起叶斑病发生，钾肥以施用草木灰为宜。氮肥不能多施或晚施，否则会延迟成熟和引起倒伏而减产。

　　　荞麦一般每公顷播种量45 - 60kg。南方多采用点播，行距30-35cm，穴距20cm左右；北方多采用条播，播幅10 - 12cm，行距30cm。播种深度3-4cm。综合本次设计的是山地用小型播种机，选取播种的行距为30cm，播种间距为20cm。7.1 镇压轮的使用条件

　　　通过镇压轮的镇压作用，能使种子与湿土壤接触更加紧密，有利于种子的发芽和生长，可减少水分的蒸发，有利于土壤保墒，还可以增强土壤毛细管的作用。镇压轮对土壤的压强主要根据土壤性质、水分、密度和作物的要求而定，一般为30～50kPa。而镇压轮的压力大小取决于其自身的重量和作用在它上面的附加重量。压紧后土壤的容重一般为8～1.2g/cm2

7.2 设计要求

　　　①转动灵活

　　　②镇压力可调；

　　　③镇压后地表不产生鳞状裂纹；

　　　④不壅土，不缠草。

7.3 结构设计

　　　现有的播种机中的镇压轮, 一般采用常规镇压轮。其质量轻, 结构简单,压而不实, 影响种植作业质量。该设计选取了一种镇压效果好且有利于防寒的措施。

　　　由上面式子可知，镇压轮要想正常运转，必须有足够大的附着力。土壤对镇压轮的附着系数f 取决于轮缘的材料和土壤的条件，在一定情况下f 是个常数。虽然增大镇压轮的负荷可以提高土壤对轮缘的附着力，但是增大镇压轮的负荷无疑会使轮子下陷程度增大，轮子行驶的阻力增加，同时还会加大对土壤的压实程度，从而造成对种子发芽的不利后果。因此最好的途径是减小轴套中产生的摩擦力矩，那就要求使用在轴套中产生摩擦力矩较小的滚动轴承。同样增大轮子的直径也能有利于镇压轮的正常运转。

　　　通过分析和计算，镇压轮的直径D 的取值为200mm，宽度为80mm。

　　　镇压轮的三维建模图如图10所示：该镇压轮中心开有一个直径为24mm的孔，通过一根轴连接到镇压轮连接，镇压轮连接可以实现镇压轮的定位，防止镇压轮的侧滑。

参 考 文 献

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