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塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械化电气工程学院班级农机16-2学生姓名张新学号8031212208课题名称新型小麦联合播种机的设计起止时间2015年10月1日 2016年 6月1日（共 14 周）指导教师贺小伟职称讲师课题内容该课题主要完成对小麦施肥播种机的总体构造的设计。用SolidWorks、CAD等制图软件进行整体机构设计分析。设计分析后对各关键部件进行校核，使其满足工作要求。?拟定工作进度（以周为单位）1-2周 ?收集、查阅关于播种机的文献，对其结构有初步的了解，熟悉设计的程序，注意事项。?3-5周? 学习掌握SolIdWorks或CAD软件，并进行可行性的分析，同时完成综述和英文翻译。?6-8周 ? 总体方案的拟订从而开始施肥播种机的优化设计，受力分析，不断改进和完善。?9-11周? 用SolidWorks进行具体设计，并对部分部件进行校核分析。?12-13周? 毕业论文的整理和撰写，并对设计作最后的检查和必要的修改。?14周 答辩主要参考文献1 靳树中，陈绍文，陈利平，等.2BJM型小麦精密播种机试种情况与增产原因初析J.内蒙古农业科技，1996(1):25-26.2 张文静.播种密度与氮肥运筹对冬小麦产量和品质影响的研究D安徽：安徽农业大学作物栽培学与耕作学，2004.3 张波屏.国内外小麦精密播种机技术纵横J.农牧与食品机械.1992(4):37-40.4 孙齐磊，孙立涛，张晓辉.浅析播种机械的现状与发展趋势J.中国农机化，2002(5):51-52.5 程兴田.播种机械的现状及发展前景J.粮食加工与食品机械.1999(6):1-2.6 唐庆海，赵庆城，马淑英.我国机械播种技术与播种机械发展概况与趋势J.河北农业技术师范学院学报.1994，8(3):59-65.7 中国农业机械化科学研究院.2BSJ-16小麦深施肥精少量播种机J.万方科技成果库.序列号:9112004000069.8 龙口市农机研究所.2BJP-6型小麦精密播种机J.万方科技成果库.序列号:9371998001742.任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人意见任务接受人签名 张新 2015 年 11月 1 日注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。新型小麦播种机的设计张新 贺小伟(1.塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）摘要：摘要：由于播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本，因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。尽管我国大部分地区早已实现播种机械化，但目前的播种机质量还不能满足高产的要求。现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行均匀播种。本课题的目的是针对现有小麦播种机播种中存在缺苗断垄现象严重，存在疙瘩苗，设计制造了一种装配有窝眼式穴播器的小麦播种机一 12 行小麦网状播种机，该小麦播种机能够显著提高小麦播种的均匀性，达到了节种、增产的目的。关键词：关键词：精量播种；小麦；施肥中图分类号:TD451文献标识码：A0 引言 研究本课题的目的是提高小麦的播种质量，降低播种成本，在提高小麦播种质量的基础上给小麦一个适合种植密度和土壤生长环境，保证小麦的健康成长。设计一个适合大型农场作业的中大型小麦播种机，来满足大型农场的作业强度，特别适合新疆和内蒙古这些拥有大量农耕地的省份。 提高麦田植株分布均匀度和群体整齐度(简称两度)是小麦高产栽培技术的重要内容，是实现高产指标的重要措施， “两度”情况如何也是衡量麦田产量高低的重要标志.但现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行精密播种和均匀播种，这是提高“两度”实现高产的基础和前提。但现在小麦生产中使用的播种机达不到精密匀播要求，从而影响了这一技术的推广应用1。 群体质量一方面受作物本身遗传特性的影响，同时也是栽培技术和环境条件共同作用的结果。播量对小麦生长之所以能够产生影响是因为播种密度必然造成个体生长发育的差异，而个体的分菜数量、生长状况、成穗情况对群体结构、群体环境、产量和品质形成都有很大的影响。适宜的播种密度可以获得理想的群体结构，有利于作物正常生长发育，为优质高产奠定基础2。1 总体设计思路避免现有播种机播种后出现严重的漏播和如土深度不到位的现象，保证播种均匀性和出苗率显著提高。在设计制造能够提高播种均匀性的相关装置时，尽量降低其成本。各项技术指标应达到国家颁布的谷物播种标准。保证整机结构稳定性3。1.1 设计原理作业时，小麦播种机通过三点悬挂挂接在 20 马力的拖拉机上，播种机在拖拉机的牵引下工作，地轮的转动通过传动装置带动肥箱的中的排肥轴转动，排肥螺旋转动时将肥料推入出料口，肥料掉进开沟器，开沟器采用双圆盘开沟器开沟同时施肥。在双圆盘上设计安装一刮土装置，以防粘土。在播种过程中，穴播器的腰盘转动过程中，取种器将进入种腔的小麦种子甩到鸭嘴中，鸭嘴通过破土定穴将种子排刀适合的土层。镇压器转动时将图层压实，覆土板将土覆盖均匀，完成播种工作。1.2 设计总体结构新型小麦播种机的整体结构示意图，如图 1 所示。新型小麦播种机由地轮、链轮链条支架、 三点悬挂、肥箱、种箱、镇压轮、覆土板、穴播器、开沟器等组成。 为了防止打滑，保证动力输出，在地轮一周装有长方形铁片，使播种机在行进的过程中增加整体的抓地力，保证拨肥螺旋有稳定的转速，使得播肥能够均匀。作业时，小麦播种机通过三点悬挂挂接在 20 马力的拖拉机上，播种机在拖拉机的牵引下工作，地轮的转动通过传动装置带动肥箱的中的排肥轴转动，排肥螺旋转动时将肥料推入出料口，肥料掉进开沟器，开沟器采用双圆盘开沟器开沟同时施肥。在双圆盘上设计安装一刮土装置，以防粘土。在播种过程中，穴播器的腰盘转动过程中，取种器将进入种腔的小麦种子甩到鸭嘴中，鸭嘴通过破土定穴将种子排刀适合的土层。镇压器转动时将图层压实，覆土板将土覆盖均匀，完成播种工作。图 1 新型小麦播种机的整体结构示意图1.地轮 2.链轮 1 3.链条 1 4.支架 5.链条 2 6.三点悬挂 7.链轮 2 8.肥箱 9 .种箱10.镇压轮 11.覆土板 12.穴播器 13.开沟器2 关键部件的设计2.1 机架的设计机架是机体重要的组成部分和支撑部分，机架配合各部件与拖拉机相连，承受拖拉机施加的拉力，完成移动。其只要是与钢材焊接而成。2.2 穴播器的设计穴播器工作时，种子在穴播器内随着腰带转动，在前进过程中利用种子的重力和惯性，通过取种器拾取种子，达到精量播种的目的。取种器进入种子群，种子进入充种腔；取种器经过橡胶刷时，多余的种子被清掉，毛刷的末端和充种腔形成很小的空间，只容下一排种子，此时种子在充种腔内排成整齐的一队；底盘上方的拨齿拨动取种器的拨杆，拨杆的转动，离开拨杆后完成取种工作，橡胶刷挡在定种孔不让接下来的种子进入；取种器继续运动，当取种器运动到滚筒上方时多余种子滑落，通过定种孔的种子大部分己经进入到携种腔不会滑落；当取种器经过最高点，开始往低处运动时，种子从携种腔的投种孔进入到鸭嘴成穴器等待排出。2.3 取种器的设计取种器是机械式精量小麦穴播器实现小麦精密播种的核心部件，其工作性能的好坏直接影响播种质量和出苗率。新型取种器由并排排列的充种腔和携种腔构成。充种腔和携种腔之间通过定种板隔开，取种器的底端截面是 O 型槽，取种器的底端位于携种腔一侧。定种板的后端下部开有定种孔，用于精量取种。取种器的 O 型槽的尺寸为：长2cm，宽 0.5cm，深 0.5cm，假设小麦种粒的平均体积为 0.1cm2，那么 O 型槽在充满的状态下能容下 56 粒小麦种。图 3-3 取种器结构示意图1.橡胶刷 2.拨杆 3.取种圆柱 4.种槽 5.基体2.3.1取种过程分析取种器的整个取种过程分为 3 个阶段，取种器进入种子群充种腔开始充种、毛刷刮种，目标种子侧充到携种腔。充种范围： 小麦种是散粒体，穴播轮工作时种子在种子室内圈的带动下聚集在充种区，假设此时种子群面为平面，种子在种子室内的形态如图 3-4 所示10。图 3-4中，圆 O 为种子室，直线 AB 为种子面，ABC 区域为种子群横端面。以种子室中点O 为原点建立直角坐标系，种子室的半径为 r，则直线 AB 的方程为 （2-1） tancosrhyx 其中，h 为种子深度；为种子室半径，为种子面与水平面的夹角。圆 O 的方程为 （2-2） 其中，为方程角度参数，(O)。 直线 AB 与圆 0 的交点 A、B 的坐标分别为、，)sin,cos(AArr)sin,cos(BBrr，hhrAarcsin。hhrBarcsin其中，A、B 分别为 A,B 两点对应的角。图 3-4 充种范围示意图 充种速度：取种器随着穴播器的滚动而转动，种子室内的种子在滚筒带动下，呈半月型环流群。在重力、离心力和种子间推挤力联合作用下，充种腔中的种子大部分由径向进入，小部分种子由轴向进入。种子进入充种腔的方式有两种：取种器经过种子群时，种子在重力、离心力和种子群力的作用下填补空间的形式进入；种子从最高点沿种子面下落到种子室底面后，以一定的速度直接进入。呈环流群状态的种子从最高点滑落时的角速度 ki0，离心力 p = mRki2 0，重力 mg，在下落种子的冲击力 F i及环流中种子的动能联合作用下以填补空间原理给充种腔充种。由径向进入充种腔的种子速度为 （2-3）gtmtFmsFmghxiibi)(2式中 hi一种子在环流中被拖带的高度； F b一种间摩擦力； s 一种子在种堆上的滑移长度； ti一冲力的作用时间； t 一种子充入时间； g 一重力加速度； m 一种子质量； 从环流群最高点沿滚筒端部间隙落下的种子在种子室底部发生种子之间推挤碰撞，部分种子可轴向进入充种腔。2.4 开沟器的设计2.4.1 双圆盘开沟器结构图 2-2 双圆盘开沟器结构示意图1.支架 2.进肥口 3.主轴 4.导肥板 5.圆盘 6.分土板2.4.2 双圆盘开沟器 双圆盘开沟器有两个相互倾斜对称安装形成夹角的平面圆盘。两个圆盘的交点在圆盘前沿下方的 m 处，工作时在土壤反力的作用下各自绕自己的轴线旋转。圆盘滚转时两个平面将土壤向两侧推挤而形成的种沟。导种板将肥料导入沟底。它的特点是类似于滑刀切削入土，能切断土中残根，对土壤的适应能力较强，工作可靠。双圆盘开沟器在播种作业时 m 点的位置一般取在地面稍上方，它的开沟宽度 b在图中为 B1B2两点间的距离。设圆盘的直径为 D，则沟底的宽度 b 为：b=B1B2=2mB2sin （2-4） 2 （2-5） 2(1 sin)2DmB （2-6） (1 sin)sin2bD 图 4-1 双圆盘开沟器的开沟宽度如图 4-1 所示，两个圆盘各开出一条凹沟，而在两凹沟之间形成一个凹埂。在开沟宽度不大时，此凹埂对播种深度的影响可忽略不计；但在开沟宽度比较大时，凸埂将影响种子在沟内的横向分布，因此 m 点的位置，即角的大小应合理选择，一般的双圆盘开沟器，角为 12 度到 16 度，角约为 12 度，D 为 350mm，b 为 1.54mm。3 总结 本课题要在排种器、开沟器、镇压轮等方面进行了相应的改进来提高播种均匀性。(1)对排种器分析后采用窝眼式穴播器。 (2)对目前圆盘开沟器存在的问题进行了分析，并进行了相应的改进。 (3)通过对现有镇压轮存在的问题进行了分析比较，确定了既能减小打滑率又能对行镇压的镇压轮方案，并通过受力分析确定了镇压轮的主要参数。参考文献1 靳树中，陈绍文，陈利平，等.2BJM 型小麦精密播种机试种情况与增产原因初析J.内蒙古农业科技，1996(1):25-26.2 张文静.播种密度与氮肥运筹对冬小麦产量和品质影响的研究D安徽:安徽农业大学作物栽培学与耕作学，2004.3 张波屏.国内外小麦精密播种机技术纵横J.农牧与食品机械.1992(4):37-40.新型小麦播种机的设计张新 贺小伟塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）摘要：由于播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本，因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。尽管我国大部分地区早已实现播种机械化，但目前的播种机质量还不能满足高产的要求。现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行均匀播种。本课题的目的是针对现有小麦播种机播种中存在缺苗断垄现象严重，存在疙瘩苗，设计制造了一种装配有窝眼式穴播器的小麦播种机一12行小麦网状播种机，该小麦播种机能够显著提高小麦播种的均匀性，达到了节种、增产的目的。关键词：精量播种；小麦；施肥中图分类号:TD451文献标识码：A0引言 研究本课题的目的是提高小麦的播种质量，降低播种成本，在提高小麦播种质量的基础上给小麦一个适合种植密度和土壤生长环境，保证小麦的健康成长。设计一个适合大型农场作业的中大型小麦播种机，来满足大型农场的作业强度，特别适合新疆和内蒙古这些拥有大量农耕地的省份。 提高麦田植株分布均匀度和群体整齐度(简称两度)是小麦高产栽培技术的重要内容，是实现高产指标的重要措施，“两度”情况如何也是衡量麦田产量高低的重要标志.但现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行精密播种和均匀播种，这是提高“两度”实现高产的基础和前提。但现在小麦生产中使用的播种机达不到精密匀播要求，从而影响了这一技术的推广应用1。 群体质量一方面受作物本身遗传特性的影响，同时也是栽培技术和环境条件共同作用的结果。播量对小麦生长之所以能够产生影响是因为播种密度必然造成个体生长发育的差异，而个体的分菜数量、生长状况、成穗情况对群体结构、群体环境、产量和品质形成都有很大的影响。适宜的播种密度可以获得理想的群体结构，有利于作物正常生长发育，为优质高产奠定基础2。1总体设计思路避免现有播种机播种后出现严重的漏播和如土深度不到位的现象，保证播种均匀性和出苗率显著提高。在设计制造能够提高播种均匀性的相关装置时，尽量降低其成本。各项技术指标应达到国家颁布的谷物播种标准。保证整机结构稳定性3。1.1设计原理作业时，小麦播种机通过三点悬挂挂接在20马力的拖拉机上，播种机在拖拉机的牵引下工作，地轮的转动通过传动装置带动肥箱的中的排肥轴转动，排肥螺旋转动时将肥料推入出料口，肥料掉进开沟器，开沟器采用双圆盘开沟器开沟同时施肥。在双圆盘上设计安装一刮土装置，以防粘土。在播种过程中，穴播器的腰盘转动过程中，取种器将进入种腔的小麦种子甩到鸭嘴中，鸭嘴通过破土定穴将种子排刀适合的土层。镇压器转动时将图层压实，覆土板将土覆盖均匀，完成播种工作。1.2设计总体结构新型小麦播种机的整体结构示意图，如图1所示。新型小麦播种机由地轮、链轮链条支架、 三点悬挂、肥箱、种箱、镇压轮、覆土板、穴播器、开沟器等组成。 为了防止打滑，保证动力输出，在地轮一周装有长方形铁片，使播种机在行进的过程中增加整体的抓地力，保证拨肥螺旋有稳定的转速，使得播肥能够均匀。作业时，小麦播种机通过三点悬挂挂接在20马力的拖拉机上，播种机在拖拉机的牵引下工作，地轮的转动通过传动装置带动肥箱的中的排肥轴转动，排肥螺旋转动时将肥料推入出料口，肥料掉进开沟器，开沟器采用双圆盘开沟器开沟同时施肥。在双圆盘上设计安装一刮土装置，以防粘土。在播种过程中，穴播器的腰盘转动过程中，取种器将进入种腔的小麦种子甩到鸭嘴中，鸭嘴通过破土定穴将种子排刀适合的土层。镇压器转动时将图层压实，覆土板将土覆盖均匀，完成播种工作。图1 新型小麦播种机的整体结构示意图1.地轮 2.链轮1 3.链条1 4.支架 5.链条2 6.三点悬挂 7.链轮2 8.肥箱 9 .种箱10.镇压轮 11.覆土板 12.穴播器 13.开沟器2关键部件的设计2.1机架的设计机架是机体重要的组成部分和支撑部分，机架配合各部件与拖拉机相连，承受拖拉机施加的拉力，完成移动。其只要是与钢材焊接而成。2.2穴播器的设计穴播器工作时，种子在穴播器内随着腰带转动，在前进过程中利用种子的重力和惯性，通过取种器拾取种子，达到精量播种的目的。取种器进入种子群，种子进入充种腔；取种器经过橡胶刷时，多余的种子被清掉，毛刷的末端和充种腔形成很小的空间，只容下一排种子，此时种子在充种腔内排成整齐的一队；底盘上方的拨齿拨动取种器的拨杆，拨杆的转动，离开拨杆后完成取种工作，橡胶刷挡在定种孔不让接下来的种子进入；取种器继续运动，当取种器运动到滚筒上方时多余种子滑落，通过定种孔的种子大部分己经进入到携种腔不会滑落；当取种器经过最高点，开始往低处运动时，种子从携种腔的投种孔进入到鸭嘴成穴器等待排出。2.3 取种器的设计取种器是机械式精量小麦穴播器实现小麦精密播种的核心部件，其工作性能的好坏直接影响播种质量和出苗率。新型取种器由并排排列的充种腔和携种腔构成。充种腔和携种腔之间通过定种板隔开，取种器的底端截面是O型槽，取种器的底端位于携种腔一侧。定种板的后端下部开有定种孔，用于精量取种。取种器的O型槽的尺寸为：长2cm，宽0.5cm，深0.5cm，假设小麦种粒的平均体积为0.1cm2，那么O型槽在充满的状态下能容下56粒小麦种。图3-3 取种器结构示意图1.橡胶刷 2.拨杆 3.取种圆柱 4.种槽 5.基体2.3.1取种过程分析取种器的整个取种过程分为3个阶段，取种器进入种子群充种腔开始充种、毛刷刮种，目标种子侧充到携种腔。充种范围： 小麦种是散粒体，穴播轮工作时种子在种子室内圈的带动下聚集在充种区，假设此时种子群面为平面，种子在种子室内的形态如图3-4所示10。图3-4中，圆O为种子室，直线AB为种子面，ABC区域为种子群横端面。以种子室中点O为原点建立直角坐标系，种子室的半径为r，则直线AB的方程为 （2-1） 其中，h为种子深度；为种子室半径，为种子面与水平面的夹角。圆O的方程为 （2-2） 其中，为方程角度参数，(O)。 直线AB与圆0的交点A、B的坐标分别为、，。其中，A、B分别为A,B两点对应的角。图3-4 充种范围示意图 充种速度：取种器随着穴播器的滚动而转动，种子室内的种子在滚筒带动下，呈半月型环流群。在重力、离心力和种子间推挤力联合作用下，充种腔中的种子大部分由径向进入，小部分种子由轴向进入。种子进入充种腔的方式有两种：取种器经过种子群时，种子在重力、离心力和种子群力的作用下填补空间的形式进入；种子从最高点沿种子面下落到种子室底面后，以一定的速度直接进入。呈环流群状态的种子从最高点滑落时的角速度ki0，离心力p = mRki2 0，重力mg，在下落种子的冲击力F i及环流中种子的动能联合作用下以填补空间原理给充种腔充种。由径向进入充种腔的种子速度为 （2-3）式中 hi一种子在环流中被拖带的高度； F b一种间摩擦力； s一种子在种堆上的滑移长度； ti一冲力的作用时间； t一种子充入时间； g一重力加速度； m一种子质量； 从环流群最高点沿滚筒端部间隙落下的种子在种子室底部发生种子之间推挤碰撞，部分种子可轴向进入充种腔。2.4 开沟器的设计2.4.1 双圆盘开沟器结构图2-2双圆盘开沟器结构示意图1.支架 2.进肥口 3.主轴 4.导肥板 5.圆盘 6.分土板2.4.2 双圆盘开沟器 双圆盘开沟器有两个相互倾斜对称安装形成夹角的平面圆盘。两个圆盘的交点在圆盘前沿下方的m处，工作时在土壤反力的作用下各自绕自己的轴线旋转。圆盘滚转时两个平面将土壤向两侧推挤而形成的种沟。导种板将肥料导入沟底。它的特点是类似于滑刀切削入土，能切断土中残根，对土壤的适应能力较强，工作可靠。双圆盘开沟器在播种作业时m点的位置一般取在地面稍上方，它的开沟宽度b在图中为B1B2两点间的距离。设圆盘的直径为D，则沟底的宽度b为：b=B1B2=2mB2sin （2-4） （2-5） （2-6） 图4-1 双圆盘开沟器的开沟宽度如图4-1所示，两个圆盘各开出一条凹沟，而在两凹沟之间形成一个凹埂。在开沟宽度不大时，此凹埂对播种深度的影响可忽略不计；但在开沟宽度比较大时，凸埂将影响种子在沟内的横向分布，因此m点的位置，即角的大小应合理选择，一般的双圆盘开沟器，角为12度到16度，角约为12度，D为350mm，b为1.54mm。3总结 本课题要在排种器、开沟器、镇压轮等方面进行了相应的改进来提高播种均匀性。(1)对排种器分析后采用窝眼式穴播器。 (2)对目前圆盘开沟器存在的问题进行了分析，并进行了相应的改进。 (3)通过对现有镇压轮存在的问题进行了分析比较，确定了既能减小打滑率又能对行镇压的镇压轮方案，并通过受力分析确定了镇压轮的主要参数。参考文献1 靳树中，陈绍文，陈利平，等.2BJM型小麦精密播种机试种情况与增产原因初析J.内蒙古农业科技，1996(1):25-26.2 张文静.播种密度与氮肥运筹对冬小麦产量和品质影响的研究D安徽:安徽农业大学作物栽培学与耕作学，2004.3 张波屏.国内外小麦精密播种机技术纵横J.农牧与食品机械.1992(4):37-40. 新型小麦联合播种机的设计学生姓名 张新 学 号 8031212208 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化班 级 16-2 指导老师 贺小伟 日 期 2016.05 塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计 前前 言言由于播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本，因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。尽管我国大部分地区早已实现播种机械化，但目前的播种机质量还不能满足高产的要求。现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行均匀播种。本课题的目的是针对现有小麦播种机播种中存在缺苗断垄现象严重，存在疙瘩苗，设计制造了一种装配有窝眼式穴播器的小麦播种机一12行小麦网状播种机，该小麦播种机能够显著提高小麦播种的均匀性，达到了节种、增产的目的。 由于我国大部分地区小麦播种机都采用外槽轮排种器排种，因此本文分析了现有外槽轮小麦播种机播种存在的问题，提出了相应的改进设计方案。本文主要在排种器、开沟器、镇压轮等方面进行了相应的改进来提高播种均匀性。(1)对排种器分析后采用窝眼式穴播器。 (2)对目前圆盘开沟器存在的问题进行了分析，并进行了相应的改进。 (3)通过对现有镇压轮存在的问题进行了分析比较，确定了既能减小打滑率又能对行镇压的镇压轮方案，并通过受力分析确定了镇压轮的主要参数。关键词关键词：精量播种；小麦；施肥 目目 录录1 绪论绪论.11.1 提高小麦播种均匀性的目的和意义.11.2 国内外小麦播种机发展状况.11.3 研究的内容和创新点.31.4 预期目标.31.5 重点研究的关键问题及解决思路.31.6 工作条件及解决方法.42 新型小麦播种机的可行性分析及整机结构设计新型小麦播种机的可行性分析及整机结构设计.42.1 新型小麦播种机整机设计原则.42.2 新型小麦播种机的经济社会效益指标.42.3 整机结构和工作原理.42.4 新型小麦播种机的主要技术参数.63 新型小麦播种机关键部件设计和试验研究新型小麦播种机关键部件设计和试验研究.63.1 机架的设计说明.63.2 排种器的选型与试验研究.74 开沟器的设计开沟器的设计.104.1 开沟器的的种类.104.2 开沟器的选择和设计.114.3 双圆盘开沟器沟底形状的描述与模拟.144.3 开沟器参数.155 镇压轮的设计镇压轮的设计.156 传动系统的设计传动系统的设计.176.1 传动系统的整体结构.176.2 链传动的运动分析.17总总 结结.19致致 谢谢.20参考文献参考文献.21塔里木大学毕业设计 01 绪论绪论1.1 提高小麦播种均匀性的目的和意义提高小麦播种均匀性的目的和意义 研究本课题的目的是提高小麦的播种质量，降低播种成本，在提高小麦播种质量的基础上给小麦一个适合种植密度和土壤生长环境，保证小麦的健康成长。设计一个适合大型农场作业的中大型小麦播种机，来满足大型农场的作业强度，特别适合新疆和内蒙古这些拥有大量农耕地的省份。 提高麦田植株分布均匀度和群体整齐度(简称两度)是小麦高产栽培技术的重要内容，是实现高产指标的重要措施，“两度”情况如何也是衡量麦田产量高低的重要标志.但现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀，出苗参差不齐，单株个体之间性状也表现较大差异等问题，限制了小麦产量的进一步提高。生产实践证明，解决这一问题的关键在于实行精密播种和均匀播种，这是提高“两度”实现高产的基础和前提。但现在小麦生产中使用的播种机达不到精密匀播要求，从而影响了这一技术的推广应用1。 群体质量一方面受作物本身遗传特性的影响，同时也是栽培技术和环境条件共同作用的结果。播量对小麦生长之所以能够产生影响是因为播种密度必然造成个体生长发育的差异，而个体的分菜数量、生长状况、成穗情况对群体结构、群体环境、产量和品质形成都有很大的影响。适宜的播种密度可以获得理想的群体结构，有利于作物正常生长发育，为优质高产奠定基础2。1.2 国内外小麦播种机发展状况国内外小麦播种机发展状况1.2.1 国外小麦播种机发展现状 麦类作物精密播种是一个世界性难题3。上世纪 6070 年代，苏联、英国、德国等欧洲发达国家曾先后起步试验研究小麦等精密播种技术。苏联：19601975 年国家曾高悬重赏(1 万卢布)解决小麦(黑麦等)精密播种问题。BHCXOM 等单位曾列题解决小麦精密播种的技术问题，但三起三落。 英国：19711974 年进行了小麦精播机试验，Stanhey 公司设计制造了 PSD-80 小麦精播机，由于结构笨重、通过性能差、种子破碎率大等一系列缺点，只生产了 20 台样机便停产了。80 年代至今，英国再没有新精播机出现。 德国约与英国同时，制造了 GS-23 气吸式小麦精播机试验样机，没有进行批量生产。据苏联小麦精播机研究者 E1 述，1980 年英国、德国的小麦精播农艺实际上是窄行距(10.5cm)大播量(80kg / ha)的条播每株分蘖只有 2 个左右，欧洲、苏联的农学家至令仍坚持采用 7.5cm、 10.5cm、15cm 的窄行距条播农艺规范和 25.8cm2的营养面积，因而没有可能实现真正的小麦精少量播种。 近几年，国外在发展播种机时所遵循的原则是不断更新工作原理，尽量完善其结构，使其具备良好的工作性能，以提高播种质量，并注重提高播种机具的通用性和适应性，例如配备多种排种部件以适应不同作物种子的要求：采用不同的开沟器和镇压轮以适应不同的土坡条件，运用变速装里加大播量与施肥量的调节范围；增加播种机的系列型号，以适应与不同功率的拖拉机配套；通过提高作业速度或加大工作幅宽来提高工作效率，目前国外谷物播种机的最高工作速度已达到15km/h，个别机型甚至达 20km/h4，己达到驾驶员所能忍受的极限速度。由于播种速度的提高不是塔里木大学毕业设计 1无限制的，速度过高将导致播种质量的恶化。目前西欧谷物播种机的工作幅宽一般在 56m 而美国、加拿大、俄罗斯等幅员辽阔的国家，不少机型已达 l015m。 80 年代，美国、澳大利亚、加拿大、法国等国家开始研制并广泛使用气力式精密播种机械，其中气流一阶分配式集排排种系统大重应用在谷物条播机上，例如美国的 sunflower、法国的Accord、澳大利亚的 Napier600, IohnS-hearer、加拿大的 MotrisM620 等大型集排条播机，工作幅宽可达 815m。目前，美国的 John Deere、加拿大的 flex-iCoil、 Masseyfergson 谷物播种机已开始使用二阶分配式集排系统，工作幅宽已达 19.52m，大大提高了播种作业的各行一致性和生产效率。机械式精密排种器播种小粒距作物在国外研究较少，近几年也没有相应的文章发表5。 目前国外的精密播种机已达到相当完善的程度。在精密播种机上除了设有完善的整地、扭土、镇压及施肥、撒农药装置外其排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理与机械式排种原理，以保证单粒精密播种。欧美国家地广人稀的特点决定了对排种器的漏播、重播及种子破损问题在实际作业中要求相对宽松，日本岛国人口众多与国土面积狭小的矛盾又不适合播种中耕作物，同时，欧美及日本都是机械化程度较高的国家。因此，国内外对精密排种器的研究方向各有特点。1.2.2 国内小麦播种机发展现状 我国从 70 年代便开始研制精密播种机械6。其较早的代表机型主要有 2BY-24 压轮式谷物播种机、2BQ-6 气吸式精密播种机等。由于种子质量、整地条件、机器制造水平及机器价格等因素制约，我国 80 年代主要是推广半精量播种机为适应农村生产责任制的要求，大量推广了小型单体播种机。90 年代以来，我国逐步推广精密播种机，有 10 多个企业生产了 20 多种型号的精密播种机。精密播种机依作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物(小麦)精密播种机、甜菜精密播种机；依配套动力分为小型(5.8-13.2kW)、中型(16.2-36.8 kW)和大型(40.4 kW 以上)精密播种机；依排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机；机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等型式精密播种机。精密播种受高速作业的影响很大.现有的精密播种机试验结果表明，一般作业速度在 4-8 km/h 时，其株距合格率达 80%以上；而作业速度提高到 11-12 km/h 时，株距合格率下降到 60%以下，可见高速精密播种机还有待进一步发展、完善。 在条件适宜的地区积极推广小麦精播技术是农业部近几年开展的“节本增效工程”中的一个重要内容。我国小麦种植面积很大，随着人们对精少量播种技术认识的加深，市场对机具的需求也会加大。以小麦为主的机械精少量播种技术，是一项新开发成功并迅速得到推广的农机化新技术。谈起这项技术的来源，要追溯到 70 年代末，当时，山东农学院教授于松烈等人通过科学研究与试验，提出了“冬小麦精播高产载培技术”7，基本内容是:在地力较高、土城水肥条件好的地块，小麦亩播量可减少 1/211/6，但由于人们传统观念的约束，再加上没有先进适宜的播种机具，一直未能得到大面积推广。1984 年，山东省诸城县农机局在 6.67hm2的试验田里进行了小麦精少童机播试验，并获得了成功。在播量为 45kg/hm2的试验田块取得了 7620kg/hm2的产量，从此，这项技术被迅速推广。 我国从 70 年代末开始精密播种机的开发和研究，至今还没有得到普遍应用，其中主要原因是没有适用的排种器、种子的质量不能保证等。我国的排种器型式主要也是气力式和机械式两人类，塔里木大学毕业设计 2其它还有磁力式和振动式等。近几年来，随着国外不同类型精密播种机的相继引进，我国对精密播种机的研制上不断出现新的高潮，新式播种机和不同型式的排种器也不断出现，如吉林工业大学李成华搏士后研制成功的倾斜圆盘勺式排种器等都是比较新颖的精密播种机8。 中国农业机械化科学研究院的成果，研究的 2BSJ-16 小麦深施肥精少量播种机关键是研究了小麦控制室密齿型排种器，实现小麦精少量均匀播种。该机一次进地完成开沟，深施肥、精少量均匀播种、覆土、平地等作业。采用地抡屋脊调节开沟器深度，采用地轮无级调节开沟器深度，传动可靠，调整方便。 龙口市农机研究所的成果，研究的 2BJP-6 型小麦精密播种机，采用龙口市农机研究所最新研制的“水平圆盘圆形孔式排种器”与双圆盘开沟器的最佳组合，既提高了排种的均匀性，又提高了生产环境尤其是秸秆还田后的小麦播种的适应性，提高播种质量，满足小麦精播的农艺要求。其主要技术指标播种均匀性变异系数 1 时，即 v p 0，即端点 A 的水平分速度始v终与机组前进方向相同，其运动轨迹是短摆线。塔里木大学毕业设计 134.3 双圆盘开沟器沟底形状的描述与模拟双圆盘开沟器沟底形状的描述与模拟4.3.1 沟底形状数学方程的建立及模拟 图 4-6 参数分析 如图 4-6 所示，圆盘开沟器的两圆盘各开出一条凹沟，在两凹沟之间形成一个凸起。凸起随着开沟宽度的增大而增高，凸起的高低将直接影响到沟底的平整性，从而影响到播种的一致性。因此要选择合适的开沟宽度。本部分程序通过数据输入模块接收数据，选择各参数值，并将其传给数据处理模块。在处理模块中，各参数被传递给所建立的数学公式进行计算，并根据公式的计算结果描绘出其相应的沟底形状。 (1)开沟宽度 b b=B1B2=2mB2sin(/2) (4-10) mB2=D(1-sin)/2 (4-11) 将公式（4-11）带入公式（4-10）整理得： b=D(1-sin)sin(/2) (4-12) 式中：D圆盘直径，圆盘聚点与水平直径的夹角，两圆盘间的夹角 (2)沟底凸起 h 设：h=H 其中，H耕深，土壤的崩塌系数（）。1 在土壤不坍塌的理想状态下，因为聚点位于土层以上，所以沟底突起高度 h= H。实际上，在接近聚点处。两圆盘刃口间的夹缝较小，在圆盘转动的带动下，形不成凸起。只有在接近沟底的部位，凸起才形成。凸起的高低随土壤的干湿状况、质地粒级、粘结性等物理特性的不同而不同。在一定的圆盘转速下，土壤越干、粒级越大、粘结性越差，越小，形成的凸起也就越小。通过查阅农机手册可确定不同作物所需的耕深;通过编程，设定土壤的不同物理性状，由计算机进行分析、模拟确定系数俘，从而计算出凸起高度，为后续的刮土板设计及阻力、功耗计算提供依据。动态模塔里木大学毕业设计 14拟结果如图 4-7 所示。图 4-7 构形结果4.3 开沟器参数开沟器参数4.3.1 （1）圆盘直径：D减小圆盘直径 D，开沟宽度减小，从而沟底的凸起高度随之降低，使得沟底平整;圆盘前面的漏土量减少，播种质量得到改善；同时使得机具结构紧凑，减少各行间的垄土干扰。 传统的开沟器一般直径 D350 mm，改进后一般可减小到 D300 mm 。 （2）两圆盘夹角： 张角越大，开沟宽度越大，沟底凸起越高。在窄行距播种机上，增大张角（），同时增大圆盘直径和提高聚点位置，可使得沟底的凸起高度很大，从而形成两条种沟，使得每个开沟器可同时播种两行。 一般角约为 12 度16 度。 （3）聚点：m 聚点 m 的位置一般以角度表示（如图 4-1）。增大(降低聚点 m 位置)从而可降低凸起高度，减小开沟宽度。但一般要求位于土层以上，以便顺利将土层切开；又不导致土壤从聚点上方涌入两圆盘之间，造成圆盘夹土和开沟器堵土，并加快轴承磨损。 一般约为 15 度30 度。5 镇压轮的设计镇压轮的设计 秸秆粉碎还田地播种小麦出苗晚、出苗率低、苗期作物生长状况不好。其中一个很重要的原因是播种质量比较差，而影响播种质量因素主要有地表状况、开沟器的工作状况、搜土镇压状况等。若能因地制宜选用合适的开沟器、镇压轮，就能为作物营造良好的生长条件，改善秸秆粉碎还田地苗期作物的生长，发挥秸秆粉碎还田保水、保土等优势，提高作物产量。 在播种机土坡工作部件中，镇压轮是一个重要部件。镇压的主要作用是进一步压碎土块，沉实塔里木大学毕业设计 15土壤，促使土壤下层水分上升(俗称提墒)；同时还可以使种子和土壤进一步密接，有利于早出苗，育壮苗。播后镇压的时间和工具，视土壤水分而定。一般应随播随压。但土坡过湿的麦田，应适当推迟镇压时间，以防板结，影响出苗。“选择或设计合适的镇压轮，可减少土城中的大空隙，减少水分蒸发，以使土壤保墒，可加强土城毛细管作用，使水分沿毛细管上升，起到“调水”和“保墒”的作用，可使种子与土坡紧密接触，有利于种子发芽和生长。 农学专家通过试验证明在镇压轮压实土坡的过程中，使种子与土坡有一定的紧密度，而使种子两侧土城较种子上方的土坡疏松有利于种子发芽，同时这种镇压方式还有压碎土块和平整地面的作用.我们可以看到玉米播种机和免耕播种机都是对行镇压，而小麦播种机因为行距小，所以经常采用整体镇压的镇压轮。 从以上我们可以看到小麦对行镇压轮制作工艺比较复杂，成本较高。为了使成本最低而且能够起到镇压种行、降低滑移率的效果，本文在由若干根钥管焊接而成的笼型镇压轮上对行安装橡胶胎，可以防止打滑并可以对行镇压种行，在两侧焊接抓地爪，用来防止镇压轮打滑。见图 5-1图 5-1 镇压器 当考虑地轮滑移时，播量的理论计算公式有为： （5-1）)1 (5 . 1LamqQ 式中：Q 一亩播量(g/亩) q 一各次总排 t 的平均值(g) 一地轮滑移率 L 一机具走过的长度(m) a 一平均行距(m) m 一每一次排种行数(行)塔里木大学毕业设计 16 从上式可以看出，播量与滑移率有关，随滑移率的增大播童减小，可以知道滑移率影响播种均匀性。6 传动系统的设计传动系统的设计6.1 传动系统的整体结构传动系统的整体结构1.链轮 2 2.链条 2 3.链轮 3 4.链条 1 5.链轮 1 6.地轮图 6-1 传动系统的整体结构6.2 链传动的运动分析链传动的运动分析 传动系统在整个播种机中占有非常重要的地位，它是播种机动力传递的主要渠道和重要形式。传动系统性能的好坏将直接影响到播种机其它相关工作部件的性能，因此在设计播种机传动系统时应综合考虑各方面的要求和设计的可行性。 考虑到播种机的农艺要求较高、作业环境较恶劣和工作特点等因素，采用链传动作为传动系统工作方式。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能较好的保持准确平均传动比，所需的张紧力较小，作用在传动轴上的压力也相对较小，可减少摩擦损失，且链传动结构紧凑，能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心塔里木大学毕业设计 17距较大时其传动结构简单。其主要缺点是瞬时链速和瞬时传动比不是常数，具有脉动性，故传动平稳性相对差，需定时对链轮和链条进行润滑。 当传动系统中的链条进入链轮后，链条与链轮相啮合后形成折线，因此链传动的运动相当于一对多边形的转动。则链条线速度为： (6-1)100060100060211pnzpnzv 式中：P 一节距(mm) n 一两链轮的转速(r/min) z 一两