小型电动助力播种机设计【直流双行播种】【施肥、耙磨、除草】【小麦、玉米】【说明书+CAD】
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河北建筑工程学院毕业设计（论文）任务书课题名称小型电动助力播种机设计 系： 机 械 工 程 系 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 机081班 姓名： 张亚东 学号： 26号 起迄日期： 2012年3月19日 2012年 6月24日 设计（论文）地点: 机械系小院 指导教师： 孙 有 亮 辅导教师： 发任务书日期： 2012年3月 19 日 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 1）培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2）培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。 3）培养学生调查研究，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本毕业设计课题任务的内容：电动助力式小型播种机以人力和电动机（48V直流）动力相结合，主要用于农户田间播种和设施种植播种（以小麦、玉米为主），增加部分装置也可用于施肥、耙磨、除草等田间作业。技术要求：播种深度2060mm连续可调，播种行距200500mm连续可调，播种穴距0500mm可调，种子破碎率和播种均匀度符合国家标准，工作要求：最大生产率为10亩/日。该机结构主要由机架、动力装置、操纵机构、开沟器、镇压轮、播种量调节器和料斗等组成。本设计要求达到结构合理、生产成本低、能耗小，效率高，满足工作性能，而且操作方便的目的。设计成果要求设计图纸和设计计算书各1套，并进行计算机仿真样机和优化设计。3、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括图表、实物等硬件要求）：设计说明书不少于2万字；工程绘图量不少于折合成图幅为A0号的图纸3张；用计算机进行设计、计算与绘图一般不少于2/3；并进行计算机仿真样机和优化设计。查阅文献15篇以上，翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于3000字。4、主要参考文献1 董刚 李建功 潘凤章主编.机械设计（第三版）北京：机械工业出版社19982成大先主编.械设计图册 北京：化学工业出版社 19973蔡春源主编.机电液设计手册 北京：机械工业出版社 19974徐灏主编.新编机械设计师手册 北京：机械工业出版社 19955朱喜林 张代治主编.机电一体化设计基础 北京：科学出版社 20046求是科技编著.PLC应用开发技术与工程实践 北京：人民邮电出版社 20057雷天觉主编.液压工程手册 北京：机械工业出版社 19908孙桓 陈作模主编.机械原理（第六版）北京：高等教育出版社 20019王爱玲主编.现代数控机床 北京：国防工业出版社 200310赵如福主编.金属机械加工人员手册（第三版）上海科学技术出版社 199011齐麟 张亚雄 黎上威 董学朱 胡松春编著 蜗杆传动设计（上、下册）北京：机械工业出版社 198712齿轮手册编委会编著 齿轮手册（上、下册） 北京：机械工业出版社 199013现代机械传动手册编委会编著 现代机械传动手册 北京：机械工业出版社 199514郭爱莲主编.新编机械工程技术手册 经济日报出版社 199115杨公源主编.机电控制技术及应用 北京：电子工业出版社 200516袁任光编著.可编程序控制器选用手册 北京：机械工业出版社 200217饶振纲 王勇卫编著.滚珠丝杠副及自锁装置 北京:国防工业出版社 199018陆玉 何在洲 佟延伟主编.机械设计课程设计（第三版）北京：机械工业出版社 199919数字化手册系列（软件版）编写委员会编著.机械设计手册（软件版）R2.0北京：机械工业出版社 19995、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容3.193.253.264.084.095.205.216.176.186.24完成毕业实习报告，开题报告。设计任务分析与总体方案的确定。 实施设计、计算、绘图、试验。 进行计算机仿真样机和优化设计，并编写设计说明书。毕业设计（论文）答辩及成绩评定。教研室审查意见：教研室主任签字： 年 月 日系审查意见： 系主任签字： 年 月 日河北建筑工程学院毕业实习报告系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机081 姓 名 张亚东 学 号 26 指导教师 孙有亮 实习成绩 毕业实习报告一、实习目的毕业实习是工科类大学本科生的一个很重要的实践性环节。其任务是根据机械设计制造及其自动化专业为培养目标，组织学生参观相关的机械企业或部门，培养学生重视实践、增强理论联系实践的观念、培养创新能、深入调查研究、拓宽视野、增强面向人才市场、服务于社会的观念。我们这半学期的主要任务就是进行毕业设计，把我们大学四年所学到的机械知识理论联系到现实生产需求中进行综合应用。这样即可以进一步巩固所学的理论知识，又对即将走向的工作岗位作一次实战性的演习。因此这次毕业设计对于我们这些即将走向工作岗位的大四的毕业生来说是很重要的。为了给毕业设计做一个良好的铺垫，毕业实习便成了一个不可缺少的环节。在实习期间，不断的明确实习的目的和找出自己需要提高的方面。二、实习内容 首先为两周的机械相关的英文资料的翻译，在翻译的过程中，我运用了大学机械英语课本、牛津字典、在线翻译软件等，感觉自己的英语得到了充实。翻译过后，我们按部就班的进行毕业实习。由于我们这组的毕业设计课题是小型电动播种机设计，为了高效地完成毕业设计，首先我们要进行大量资料的收集，播种机明显是农用机械，所以孙老师首先带我们来到河北农业大学。下车后，我们就来到了图书馆，我们直奔主题，来到农用机械图书室，我们进行了播种机各部件阻力等数据的查询并记录，为我们的设计提供重要资料。下午我们有来到河北农业大学的实习工厂，参观了解棒料切割机的工作原理及其结构，借鉴人家的经验，然后再根据我们的设计对其做出必要的改进。相信这会对开拓我们的思路有很大的帮助。回到学校后，我们又来到张家口张北农机公司，本公司以农机销售为主，来此公司的目的是先对我们课题的进一步认识和机型的选择。我们着重观察了单行、双行、多行播种机外形结构，实地观看了播种机的工作过程，并在现场与指导老师讨论了该设备的工作原理及其需要改进的地方，我们注意到这些播种机的动力多以柴油机为主，其中大型播种机用农用拖拉机带动，小型播种机以小型柴油机为动力、手扶辅助进行作业。我看到了的播种机的大概结构是：它由拖拉机带动，在播种机上的从动轮由于和地面之间的相互作用从而给驱动轴一个力带动下由一组链条带动它的另一根轴，这根轴上装有一边开槽的圆盘，它的主要目的是实行穴播，根掘轴的转速配合播种穴距即可设计出满足要求的圆盘开槽的位置及其大小。然后它还设有一个专门用来施肥的斗，它的轴在驱动轴的带动下进行旋转，然后斗中的化肥便可以施到地上。然后还看到它装有镇压轮，是用来对播种到土壤里的种子进行覆土镇压的。我们还细心注意到它在开沟器的正上方有一个可以转动的装置，在问过师傅之后我们了解到它是用来防止杂草等物的附着，从而减少行进中的阻力，大大提高了工作效率。我还注意到一个小细节，就是他有一部分装置在我们看来好像没什么用，问过师傅以后才知道那是用来调节驱动轮的高低的，通过调节它的高低从而调节驱动力的大小以适应各种土壤的作业。我还看到播种机上的传动装置所用到的齿轮都是塑料齿轮，想来也是，农业机械作业强度不大，用塑料齿轮强度足够，这样既节省材料又节约了成本，想必也是机械的发展趋势。我所设计的题目是小型电动播种机，我的课题动力装置是电动的，主要在大棚中作业，所以跟这跟参观的还有所不同，我的想法是用电动机作为驱动装置，直接用照明电压，用电动机带动减速器，然后由减速器驱动地轮和镇压轮转动，将更多的功率利用在播种机的牵引功率上，减小工作阻力，然后其余工作装置跟这次参观的应该大致相同，然后再就是对一些方面进行改进，以利于操作。以电力为动力既经济又环保，而且在很大程度上提高了作业效率。另外，我们还观看了该厂的一些其他的关于农田作业的一系列的设备，比如小麦收割机、玉米收割机、地膜覆盖机、旋耕犁、农用拖拉机等，深入了解这些设备的内部构造及其工作原理。通过全面的了解，结合该公司的实际情况，我们对播种机的各机构的工作原理及其各机构按一定规定固定在机架上的方式和播种、施肥的关系有了较为深入的了解。回到学校后，我对参观的认识和机型的选择进行了总结，以便对以后的毕业设计提供重要资料。第二天，我们又马不停蹄的来到了张家口汽车修理厂，来到这个修理厂，我们主要是对汽车举升机进行了解，了解其主要构造及其工作原理。在修理厂，我们看到维修师傅对汽车进行维护，我们发现汽车举升机以液压驱动，维修师傅给我们讲了操作规范：一、支车时，四个支角应在同一平面上，调整支角胶垫高度使其接触车辆底盘支撑部位。二、待举升车辆驶入后，应将举升机支撑块调整移动对正该车型规定的举升点。三、举升时人员应离开车辆，举升到需要高度时，必须插入保险锁销，并确保安全可靠才可开始车底作业。四、支车时举升要稳，降落要慢。五、有人作业时严禁升降举升机。 我们又来到张家口起重设备销售公司，了解叉车主要构造及其工作原理和叉车的工作过程以便为植树机和立杆机的设计提供重要资料。随后我们来到张家口锅炉厂，对折弯机进行认识，了解其组成及其工作原理等，为折弯机的设计提供有利资料。三、实习结果 参观完毕以后，我对我的课题小型电动播种机有了较为深刻的了解，对于它的结构、工作原理以及各零部件的结构、作用也有了一些认识。但是如果开始做设计的话我感觉手头资料还是有些不足，而且我对国内外播种机的发展现状了解的不是很多，于是我在空闲之余利用网络资源在网上查找了一些与播种机相关的资料，在查过资料之后我了解到播种机的类型按播种方法，可分为以下几种：撒播机、条播机、穴播机、精密播种机、联合作业机和免耕播种机等。按作物种类名称，可分为以下几种：谷物条播机、玉米穴播机、棉花播种机、牧草撒播机等。播种机一般由机架、牵引或悬挂装置、种子箱、排种器、传动装置、输种管、开沟器、划行器、行走轮、覆土镇压装置和辅助装置等组成。 我们组由于每个人的设计题目不同，所以在这次实习时不仅看到了与我的设计有关的播种机，而且还和其他同学一起观看了关于汽车举升机、叉车等设备，扩大了我的视野。通过这次实习，再结合前一段时间查阅的大量资料，给我的设计也带来了许多灵感。经过查阅资料和深入工厂实习，自己深深地体会到要想搞好设计，就要耐心仔细地查找与设计相关的资料和信息，它要包括设计产品的基本功能、主要结构、应用特点及其发展前途，市场效益等。除此之外，我们还要对各种零部件型号的选择，从实用性和经济性等方面进行深入的了解，全面的考虑。只有这样，才能为自己以后较快的融入社会工作之中，少走弯路，少犯错误打下一个较好的基础。 我设计的是穴播机，在上网查到一些资料以后，再结合我自己所参观学习到的内容，充分利用现有成熟的设计部分，以便节约设计时间和提高产品的可靠性与经济性。通过这次实习我收集了大量的实用资料，为正式的设计做好了充分的准备。四、实习总结及体会 由于我们这一组每个人的设计题目都不相同，在设计过程中肯定会出现一些靠个人力量很难解决的问题，为了我们大家在将来的设计中能互相帮助，发挥团队精神，大家通力合作，顺利完成设计，同时也为了我们能学到更多专业性知识，增强我们的专业技能，开阔我们的眼界。相信在孙老师以及其它同学的帮助下，我肯定能增长不少知识，从而为做好这次设计给予很大的帮助。 通过这次实习使我们能够掌握要领，并做到举一反三，培养自己分析和解决生产实际问题的能力，提前进入未来将要从事的工作角色。使我们获得基本生产的感性知识，理论联系实际，要学会从实践中学习，从学习中实践。扩大我们的知识面；同时也锻炼和培养我们业务能力及素质，培养我们具有吃苦耐劳的精神，也是我们接触社会、了解企业的一个绝好的机会。我们掌握了工程机械设计的基本流程、各种参数的选择、各种影响因素产生的特点，此次实习我认识到很多工作常识，意志得到了锻炼，对我以后的学习和工作将有很大的影响。纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行。做事不可以眼高手低，往往看似简单的东西想要做好并不容易，只有亲身实践才能知其根本，才会做出理想的成绩。在实习时我们要将所学的理论知识与实践结合起来，培养勇于探索的创新精神、提高动手能力，加强社会活动能力，严肃认真的学习态度，为走上工作岗位打下坚实的基础。河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计（论文）题目小型电动助力播种机设计系 别 机械工程系 学 科 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机081 姓 名 张亚东 指 导 教 师 孙有亮 完 成 日 期 2012年6月17日 河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称小型电动助力播种机设计系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机081班 学生姓名： 张 亚 东 学 号： 26 号 指导教师： 孙 有 亮 开题时间： 2012年3月23日 课题来源指导教师课题课题类别工程设计类一、 论文资料的准备以作物种子为播种对象的机械称为种植机械，即播种机械。农业是关系国计民生的基础产业，而播种作业是农业生产过程中六大环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂，也是最为重要的工作。播种机械所面对的播种方式、作物种类、品种变化繁多，这就需要播种机械有较强的适应性并且能满足不同种植要求的工作性能。播种机种类及其技术现状：1.播种机的分类：1)按播种方式分为撒播机、条播机、穴播机和精密播种机；2)按适应作物分为谷物播种机、中耕作物播种机及其他作物播种机；3)按联合作业分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、旋耕铺膜播种机；4)按动力联接方式分为牵引式、悬挂式和半悬挂式；5)按排种原理分为机械式、气力式和离心式播种机。2.播种方式：播种方式应根据作物品种和当地农业技术要求而定，并随农业生产的发展而发展。基本播种方式有：条播、穴播（点播）、撤播、精密播种、及联合作业播种机五种。与播种方式对应，播种机主要有谷物条播机、玉米穴播机、棉花穴播机、牧草撒播机等。3.机械播种的农业技术要求：1)播量符合要求且准确，排种（排肥）均匀稳定，穴距及每穴粒数均匀；2)播深符合要求且均匀一致，种子应播在湿土上，用湿土覆盖，无露籽现象，覆土均匀，干早地区播后应同时镇压，以利保墒；3)播行直，行距一致，地头整齐，不重不漏；4)尽量采用联合作业。4.播种机的性能指标：排量稳定性、各行排量一致性、排种均匀性和播种均匀性、穴粒数合格率、粒距合格率、播深稳定性、种子破损率。现有的播种机向两个方向发展：大型机械化和小型专业化。大型拖拉机带动的播种机工作速度快，工作幅度大，工作效率高，适合平原及大型农场，但不适合地域狭窄地带及丘陵和封闭环境；小型专业化播种机方便灵活，工作幅度较大型机械，适合丘陵山区和封闭环境，如温室；而不适合大型农场。本课题设计的播种机采用电动驱动，向小型专业化发展，较人力播种机提高工作速度和工作效率，交流电动机代替了拖拉机驱动播种机，缩小了转弯半径，减少了碳排放和噪声污染，降低了作业成本；四轮驱动和两轮驱动方便转换，增强了松软土壤作业的适应性和机动能力。适合在小块地域及封闭环境工作，节能环保。便于设施种植和有电力条件的农田使用。二、本课题的目的（重点及创新点）本毕业设计（论文）课题应达到的目的：1培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。3培养学生调查研究，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。4. 我国幅员辽阔，地形复杂，有很多耕地分布在山地和丘陵，不利于大型机械的作业，我设计的这款便携式电动助力播种机自重轻、适应性好，能满足各种地形的需要,减轻广大农民的劳动强度、提高劳动生产率。5 巩固扩大学生对大学基础课程专业知识的掌握，提高分析与解决实际问题的能力；提高解决较复杂工程计算的工作能力；提高计算机绘图的工程图绘制能力。重点：本课题主要包括：小型播种机的总体设计、传动设计及播种技术措施、零部件设计、电气控制系统设计等。该机结构主要由机架、动力装置、操纵机构、开沟器、镇压轮、播种量调节器和料斗等组成。对总体设计需对播种机的工作原理、各机构之间关系、各零、部件组成及关系进行掌握。创新点：本课题采用电动播种机，向小型专业化发展，较人力播种机提高工作速度和工作效率，直流电动机代替了拖拉机驱动播种机，缩小了转弯半径，减少了碳排放和噪声污染，降低了作业成本；四轮驱动和两轮驱动方便转换，增强了松软土壤作业的适应性和机动能力。适合在小块地域及封闭环境工作，节能环保。便于设施种植和有电力条件的农田使用。三、主要内容、研究方法、研究思路主要内容及要求：本课题任务的主要内容包括：小型播种机的总体设计、传动设计及播种技术措施、零部件设计、电气控制系统设计等。本设计具体要求如下：1.技术要求：播种深度2060mm连续可调，播种行距200500mm连续可调，播种穴距0500mm可调，种子破碎率和播种均匀度符合国家标准。2.设计要求达到结构合理、生产成本低、能耗小，效率高，满足工作性能，而且操作方便的目的。3.工作要求：要求最大生产率为10亩日。研究方法及思路： （1）、根据工作环境要求及设计要求确定其工作原理，选择机构和传动方式。 1.考虑大棚的土壤硬度，电动机功率的选择可以较低；同时注意电气线路部分的高度绝缘。 2.零件可直接选择标准件，其他的小型部件可以自行设计加工。为了结构的复杂性，选链条作为传动方式。 3.为了增大整机的作业牵引力，故把地轮向后调。后面的两个镇压轮也改为电机驱动，使整机变为四轮驱动的形式。 4.因作业场地和机身重量都比较小，整转弯的时候可手动转弯，不对转弯进行机械设计。 （2）初步确定主机、主要元件或构件的基本参数和技术性能，如功率、承载、速度、行程或调节幅度、外形尺寸等。 1.播种机的运行速度保持在与人的步行速度。 2.其功率大小，需要根据实地实验进行测算而确定下来。外形尺寸根据以往的成功设计，而选择两垄的播种机机架。而开沟器，覆土器，播种速度，施肥量等可自行调节。 3.通过机构的调整加大机身重量等，可以使整机的地面接触力更大。 （3）、通常提出几种不同方案，从技术和设计两个方面比较论证，选择最理想的。通过实验，最终确定所选择的设计方案。基本播种方式有：条播、穴播（点播）、撤播、精密播种、及联合作业播种机五种。这几种机型的辅助部件基本相同，只是其核心工作部件排种器有较大差异。设计方案一：直流电动机为动力装置，单行播种。1.优点：结构简单，速度便于控制，对操作人员技术要求不高，对环境无污染。2.缺点：作业效率较低，能源需要定时补给，不适合长时间的作业。设计方案二：直流电机动力，双行播种。1.优点：结构简单，速度便于控制，无污染，可以方便在大棚环境中工作。2.缺点：双行播种，能源利用率低，工作总量较小，对操作距离有限制，需要自行手动转弯。设计方案三：直流电机动力，三行播种。1.优点：结构简单，速度便于控制，无污染，工作效率更高。2.缺点：单行播种，能源利用率低，制作比较复杂。 经过比较，我选用直流电机动力，双行播种，兼顾效率和经济性。四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）3.193.25 完成毕业实习报告，开题报告。3.264.08 设计任务分析与总体方案的确定。 4.095.20 实施设计、计算、绘图、试验。5.216.17 进行计算机仿真样机和优化设计，并编写设计说明书。6.186.24 毕业设计（论文）答辩及成绩评定。五、主要参考文献1 董刚 李建功 潘凤章主编.机械设计（第三版）北京：机械工业出版社19982成大先主编.械设计图册 北京：化学工业出版社 19973蔡春源主编.机电液设计手册 北京：机械工业出版社 19974徐灏主编.新编机械设计师手册 北京：机械工业出版社 19955朱喜林 张代治主编.机电一体化设计基础 北京：科学出版社 20046求是科技编著.PLC应用开发技术与工程实践 北京：人民邮电出版社 20057雷天觉主编.液压工程手册 北京：机械工业出版社 19908孙桓 陈作模主编.机械原理（第六版）北京：高等教育出版社 20019王爱玲主编.现代数控机床 北京：国防工业出版社 200310赵如福主编.金属机械加工人员手册（第三版）上海科学技术出版社 199011齐麟 张亚雄 黎上威 董学朱 胡松春编著 蜗杆传动设计（上、下册）北京：机械工业出版社 198712齿轮手册编委会编著 齿轮手册（上、下册） 北京：机械工业出版社 199013现代机械传动手册编委会编著 现代机械传动手册 北京：机械工业出版社 199514郭爱莲主编.新编机械工程技术手册 经济日报出版社 199115杨公源主编.机电控制技术及应用 北京：电子工业出版社 200516袁任光编著.可编程序控制器选用手册 北京：机械工业出版社 200217饶振纲 王勇卫编著.滚珠丝杠副及自锁装置 北京:国防工业出版社 199018陆玉 何在洲 佟延伟主编.机械设计课程设计（第三版）北京：机械工业出版社 199919数字化手册系列（软件版）编写委员会编著.机械设计手册（软件版）R2.0北京：机械工业出版社 1999指导教师意见： 指导教师签名： 日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期：系意见：系领导签名： 日期：系盖章摘要随着近来温室大棚的发展以及环保发展意识的日益增强，小型机的需求就显得更为重要，尤其以电力为动力装置的机械。然而目前广泛应用的播种机是以内燃机及人力为动力装置。本设计电动小型播种机与传统的播种机相比.新颖之处在于播种机完全采用电力为动力装置，从而改善了人们在田间作业时的工作环境，况且更符合环保发展的观点。本设计主要用于农户田间播种和设施种植播种.增加部分装置也可用于施肥、耙磨、除草等田间作业。详细介绍了播种机的结构组成以及各部件的形式、要求以及功用。详细介绍了电动小型播种机动力装置及各部件要求，包括播种机的动力选择、机械传动的选择及尺寸、排种轮设计、排肥轮的设计、开沟器的设计、轴的设计、链轮的设计、其他的各部件设计以及播种机的工作要求、播种前的准备及播种机的使用等。在设计中考虑播种深度连续可调、播种行距连续可调、播种穴距可调、种子破碎率和播种均匀度符合国家标准。设计中在考虑实用的同时，兼顾经济节约，从而达到结构合理、生产成本低、能耗小、效率高，而且操作方便的目的。关键词：电动 小型 播种机AbstractWith the development of the greenhouse and the consiousness of protecting our ervironment ,boosting up ,the apply of the powy machine becomes more important ,especially the machine with electric power .but at the present time the seeding-machine which is adopted abroadly is drived ba gad engine or man power .this kind of minitype seeding-machine knows from the conventional seeding-machine .Its novel aspect is its drive set which are drived by electric power completly ,so they will improve the work condition ,and accord with euthenics . This design is applied mostly with the farms of the farmers ,they can also used to fertilize、abrade、get rid of grass and so on ,when we incress some equipment .My design introduce the structure of the seeding-machine and the types of many parts 、some request an fuction .My design introduce the drive equipment of the machine and the types of many parts 、request and fuction .My design also introduce the drive equipment of the machine and the request of the parts which consist of the selecting of the power 、the size 、the design of the axial 、chain wheel 、some other parts and so on .We must consider suiting well of the depth 、the row spacing 、the distance of scoop and the rate of seeds breaking up when seeding .In my design ,while thinking over applied ,I give attention to saving econmy ,consequently achieve structure in reason 、the cost of produce lowness 、the cost of power lowness 、the effidiency highness and convenient when operating . KEY WORDS :electromotion minitype seeding-machine 目录第1章 前言1 1.1播种机的常识和技术现状1 1.2播种方式及常见播种类型3 1.2.1条播3 1.2.2穴播4 1.2.3撒播4 1.2.4精密播种4 1.2.5联合作业机和免耕播种5 1.3播种工作过程和机械构造5 1.3.1工作过程5 1.3.2机械构造6 1.4 播种机械的发展趋势7第2章 总体设计9 2.1 概述9 2.2 设计任务10 2.3 设计目的10 2.4 动力方案选择10 2.5 设计题目分析及设计思想12 2.6 设计主参数及机构类型确定12 2.6.1工作速度12 2.6.2播量的确定13 2.6.3种、肥箱的容积13 2.6.4机架设计14 2.6.5工作幅度14 2.6.6 排种、排肥机构设计14 2.6.7开沟器设计18 2.6.8覆土器设计20 2.6.9镇压轮设计21 2.6.10 地轮设计22第3章 传动设计及播种技术措施23 3.1传动原理简图和动力传递路线图23 3.1.1传动原理简图23 3.1.2动力传动路线图23 3.2传动原理23 3.3技术措施24 3.3.1播种均匀性和各行排量一致性措施24 3.3.2降低破种率措施25 3.3.3种肥同播时，肥料的利用率25第4章 零部件设计26 4.1种箱及肥箱设计26 4.2开沟器设计及校核27 4.3排种器28 4.4地轮参数确定29 4.4.1轮子直径和轮辋宽度的确定29 4.4.2轮子滚动阻力计算30 4.5电机和电瓶选择及链轮设计30 4.5.1电机总功率确定30 4.5.2电动机及电瓶的选择31 4.5.3传动比的确定32 4.5.4链轮选择及设计计算33 4.6地轮轴设计37 4.7键的校核44 4.8销的校核45 4.9轴承的校核45第5章 电气控制系统设计47 5.1电气系统设计原则47 5.2电气元件的选择47第6章 播种机使用49 6.1播种量调整49 6.2实际操作说明50 6.2.1播种作业前准备50 6.2.2播种机的试播及作业52 6.2.3播种机的保养与保管53 6.2.4播种质量检查53第7章播种机的三维建模55 7.1基本零部件的建模55 7.2零件的装配56 7.3三维软件学习心得57第8章 毕业设计小结58参考文献60河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：孙有亮设计题目：小型电动助力播种机设计 设计人：张亚东设计项目计算与说明结果前言播种机的常识和技术现状农业技术要求播种机的性能指标播种机的分类播种机的发展历史播种方式及常见播种类型条播穴播撒播精密播种联合作业机和免耕播种播种工作过程和机械构造工作过程机械构造开沟装置排种装置覆土和镇压装置辅助装置播种机械的发展趋势总体设计概述设计原则设计任务技术要求工作要求设计目的动力方案选择方案一方案二方案三设计题目分析及设计思想设计主参数及机构类型确定工作速度播量的确定穴间粒数和株距的计算下种量的计算种、肥箱的容积机架设计工作幅度排种、排肥机构设计排种器对排种器的要求排种器的工艺实质窝眼式排种器外槽轮式排种器圆盘式排种器气吸式排种器开沟器设计播种机常用开沟器对开沟器的技术要求锄铲式开沟器圆盘式开沟器覆土器设计镇压轮设计地轮设计传动设计及播种技术措施传动原理简图传动原理技术措施播种均匀性和各行排量一致性措施降低破种率的措施在排种器处采取措施在排种过程中采取措施种肥同播时，肥料的利用率一般施肥方法有我的施肥技术措施零部件设计种箱及肥箱的设计开沟器设计及校核犁铧校核排种器排种装置地轮参数确定轮子直径和轮辋宽度的确定轮子滚动阻力计算电机选择及链轮设计电机总功率确定计算牵引力电动机选择传动比确定外槽轮转速地轮轴转速车轮滑转系数链轮选择及设计计算链轮齿数的确定链轮设计计算小链轮设计计算设计功率特定条件下单排链条传递的功率链条节距p初定中心距以节距计的初定中心距链条节数链条长度L计算中心距实际中心距a链条速度v有效圆周力作用在轴上的力F分度圆直径齿顶圆直径润滑方式验算轴孔直径和轮凸缘直径链轮齿数的确定分度圆直径链条节数链条长度L链条速度v润滑方式中间轴齿数的确定分度圆直径链条节数链条长度后轴速度润滑方式链轮校核计算地轮轴设计地轮轴设计轴的受力分析驱动轮所需转矩的计算排种（肥）轴所需转矩的计算地轮轴所受的力的计算地轮轴所受的力的计算后轴所受的力的计算轴承受力分析轴的简化图受力简图水平受力水平弯矩图垂直面的受力简图垂直面的弯矩图合成弯矩图轴的转矩图合成当量弯矩图键的校核减速器处键的设计及校核链轮处键的设计及校核轴承的校核寿命计算计算当量动载荷计算轴承寿命电气控制系统设计电气系统设计原则电气设计的一般原则注意对设计完的线路的审核电气元件的选择电机的选择控制按钮的选择播种机使用播种量调整实际操作说明作业前的准备播种量试验与调整中耕作物播种量试验调整播种机机组人员准备播种机组的试播及作业试播作业作业的安全规则播种机的保养与保管保养保管播种质量检查播种量及播种均匀性检查断条率和空穴率播种深度检查行距检查穴播机播量调整 第1章 前言1.1 播种机的常识和技术现状以作物种子为播种对象的机械称为种植机械，即播种机械。农业是关系国计民生的基础产业，而播种作业是农业生产过程中六大环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂，也是最为重要的工作。播种机械所面对的播种方式、作物种类和品种变化繁多，这就需要播种机械有较强的适应性并且能满足不同种植要求的工作性能。播种机一般由机架、牵引或悬挂装置、种子箱、排种器、传动装置、输种管、开沟器、行走轮和覆土镇压装置等组成。其中影响播种质量的主要是排种装置和开沟器。1.机械播种的农业技术要求：1)播量符合要求且准确，排种（排肥）均匀稳定，穴距及每穴粒数均匀。2)播深符合要求且均匀一致，种子应播在湿土上，用湿土覆盖，无露籽现象，覆土均匀，干早地区播后应同时镇压，以利保墒。3)播行直，行距一致，地头整齐，不重不漏。4)尽量采用联合作业。2.播种机的性能指标：排量稳定性、各行排量一致性、排种均匀性和播种均匀性、穴粒数合格率、粒距合格率、播深稳定性、种子破损率。3.播种机的分类：播种机的种类很多，一般可按下列方法进行分类。1)按播种方式分为撒播机、条播机、穴播机和精密播种机。2)按适应作物分为谷物播种机、中耕作物播种机及其他作物播种机。3)按联合作业分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、旋耕铺膜播种机。4)按动力联接方式分为牵引式、悬挂式和半悬挂式。5)按排种原理分为机械式、气力式和离心式播种机。公元前1世纪,中国已推广使用耧，这是世界上最早的条播机具，至今仍在北方旱作区广泛应用（如图11）。图11三耧车欧洲第一台播种机于1636年在希腊制成。1830年，俄国人在畜力多铧犁上加装播种装置制成犁播机。英、美等国在1860年以后开始大量生产畜力谷物条播机。20世纪以后相继出现了牵引和悬挂式谷物条播机，以及运用气力排种的播种机。1958年挪威出现第一台离心式播种机，50年代以后逐步发展各种精密播种机（如图12）。 图12气吸式播种机中国在20世纪50年代从国外引进谷物条播机、棉花播种机等，60年代先后研制成功悬挂式谷物播种机（如图1-3）、离心式播种机、通用机架播种机和气吸式播种机等多种机型,并研制成功了磨纹式排种器。到70年代,已形成播种中耕通用机和谷物联合播种机两个系列并投入生产。供谷物、中耕作物、牧草、蔬菜用的各种条播机和穴播机都已得到推广使用。与此同时，还研制成功了多种精密播种机。图13 国内常见的谷物播种机1.2 播种方式及常见播种类型 播种方式应根据作物品种和当地农业技术要求而定，并随农业生产的发展而发展。基本播种方式有：条播、穴播（点播）、撤播、精密播种、及联合作业播种机五种。与播种方式对应，播种机主要有谷物条播机、玉米穴播机、棉花穴播机、牧草撒播机等。这几种机型的辅助部件基本相同，只是其核心工作部件排种器有较大差异。1.2.1条播：按要求的行距、播深和播量将种子播成条行，称为条播。条播一般不计较种子粒距，只注意一定长度区段内的粒数。条播的作物便于进行中耕除草、追肥、喷药等田间管理工作，故应用广泛。条播根据作物生长习性不同，有窄行条播、宽带条播、宽窄行条播等不同形式。其条播机主要用于谷物、蔬菜、牧草等小粒种子的播种作业。1.2.2穴播（点播）：按规定的行距、穴距、播深将种子定点播入土中，称为点播。在地上定点掘穴，将几粒种子成簇的播入种穴，称为穴播。这种播种方法可保证苗株在田间分布合理、间距均匀。较条播节省种子。成簇播种可以提高出苗能力。每穴可播 1粒或多粒种子，分别称单粒精播和多粒穴播。其穴播机主要用于玉米、棉花、甜菜、向日葵、豆类等需要中耕的作物,通常又称中耕作物播种机。1.2.3撒播：将种子按要求的播量撒布于地表，称为撒播。撒播时种子分布不太均匀，且不能完全被土覆盖，因出苗率低。常用的撒播机为离心式撒播机，一般用农用机械牵引，由种子箱及其下方的一个高速旋转的撒布轮构成。撒布轮由地轮通过链条传动来驱动。种子由种子箱落到撒布轮上，在离心力作用下沿切线方向撒出,播幅可达812米，但作业粗放,种子不易播匀,且露于地表，易遭鸟兽啄食。撒播机也可用以施撒粉状或粒状肥料、石灰及其他物料。其撒播装置也可安装在农用飞机上使用。1.2.4精密播种：以精确的播种量、株行距和深度，将种子播入土中，称为精密播种。具有节省种子、免除出苗后的间苗作业、使每株作物的营养面积均匀等优点。多为单粒穴播和精确控制每穴粒数的多粒穴播。一般在穴播机各类排种器的基础上改进而成。如改进窝眼轮排种器上孔型的形状和尺寸，使其只接受一粒种子并防止空穴；将排种器与开沟器直接连接或置于开沟器内以降低投种高度，控制种子下落速度，避免种子弹跳；在水平圆盘排种器上加装垂直圆盘式投种器，以改变投种方向和降低投种高度，避免种子位移;在双圆盘式开沟器上附装同位限深轮,以确保播种深度稳定。多粒精密穴播机是在排种器与开沟器之间加设成穴机构，使排种器排出的单粒种子在成穴机构内汇集成精确数量的种子群，然后播入种沟。此外，还研制了一些新的结构，如使用事先将单粒种子按一定间距固定的纸带播种，或使种子从一条垂直回转运动的环形橡胶或塑料制种带孔排入种沟等。 1.2.5联合作业和免耕播种：如在谷物条播机上加设肥箱、排肥器和输肥管，即可在播种的同时施肥，称为联合作业和免耕播种。与土壤耕作、喷撒杀虫剂和除莠剂、铺塑料薄膜（地膜覆盖机械）等项作业联合组成的联合作业机，有的能一次完成土壤播前耕作、施种肥、土壤消毒、开排水沟、播种、施杀虫剂和除莠剂等项作业。免耕播种机是在前茬作物收获后的茬地上直接开出种沟播种，也称直接播种机或硬茬播种机，可防止土壤流失，节约能源，降低作业成本，多用于谷物、牧草和青饲玉米等作物的播种作业。1.3 播种工作过程和机械构造1.3.1工作过程 作物的播种过程主要由开沟、排种、覆土三个基本工序组成，因此作为一般播种机来讲，它的工作部件必须具有开沟装置、排种装置和覆土装置。除此之外还应有许多附属部件来保证上述三项工作的完成，主要包括机架、行走轮、传动装置和调节机构等(如图14)。图14 播种机结构简图1机架 2镇压轮 3覆土器 4开沟器 5行走装置（地轮） 6传动装置 7排种器 8种箱播种机的具体工作过程如下：播种机前进过程中，地面带动地轮转动，地轮通过链条带动排种机构运动，种子由种子箱进入排种器中，排种器按一定播种量将种子排出，经输种管落到开沟器所开出的沟底，当覆土器走过之后，沟两侧的土壤落下覆盖在种子上，最后镇压轮使土壤压实。1.3.2机械构造播种机的基本装置包括开沟装置、排种装置和覆土及镇压装置。1. 开沟装置 开沟器是用来在整好的田地上开出种沟或掘出种穴。对开沟器的要求是：开沟直，掘穴整齐，深度一致且符合规定，不乱土，结构简单，阻力小。常用开沟装置的形状可分两大类，有锄铲式开沟器和圆盘式开沟器。锄铲式又可分为锐角开沟器和钝角开沟器；而圆盘式开沟器有双圆盘开沟器和单圆盘开沟器两种。2.排种装置 排种器是用来将种子由种子箱中按要求均匀地和等量地排入输种管，落入沟底。对排种器的要求是：均匀播种，播种量稳定，不损伤种子，不会因工作条件改变而改变播量，通用性好且使用范围大。对输种管的要求是：对种子流的干扰小，可以伸缩并随意挠曲。播种机能工作情况如何，在很大程度上取于排种器的设计。目前常见的排种器总共分为二大类：1)条播排种器：槽轮式、磨盘式、离心式、气吸式 2)穴播排种器：型孔盘式、型孔轮式、气吸式。3. 覆土和镇压装置种子播下后需要覆盖一定厚度的土壤并镇压。在开沟过程中，当开沟器走过之后，沟壁的一部分土壤能自行回落，盖住种子。但是仅靠自行回落的土来覆盖是不够的，故在开沟器后面需加装覆土或者培土镇压的装置。对覆土器的要求是：覆土深度一致，在覆土时不改变种子在种沟内的位置。常见的覆土装置是覆土链，它是由几节铁链和一、两个铁环串联而成。这种复土链适于浅覆土，没有镇压和培土作用。若还需镇压则可在这之后再联结一木制或焊接的鼓形镇压器。另一种常见的覆土装置是覆土轮，由两个倾斜的轮由侧向播行中心线滚挤，实现覆土，并有镇压作用，覆土较厚，效果也好。4.辅助装置 为保证行距一致，在播种机上需装有划印器，在未播地上划出印迹，以便指引机组下一行程的路线。有的播种机还装有排种监测装置，自动监视每个排种器的工作状态，以便及时排除。1.4 播种机械的发展趋势播种机的设计开发向大型机械化和小型专业化两个方向发展。在发展大功率拖拉机的地区趋向于进一步增大播种机的工作幅宽和作业速度，改善高速作业下的播种质量。对不同种子、播量、株距以及各种土壤和地面条件的通用性和适应性正进一步扩大同时各种联合作业机和免耕播种机也在继续发展（如图15）。图15 国外大型精密播种机小型专业播种机将更广泛地被应用于玉米、甜菜、棉花、豆类和某些蔬菜作物。排种器零件的制造精度将不断提高，并更多地采用可以在发生异常情况下及时发出报警信号的电子监视装置。此外，播种方法也在不断改进，如采用蠕动泵排种的胶液播种法，可免除不良土壤条件对种子发芽的影响，还能同时施用农药、肥料等。随着农业结构调整的不断推进，各地的温室大棚也越建越多，大棚耕作机械成了农户耕作的急需品。但国内现有的大棚耕作机械显现出机型不多、应用不方便的特点，且多为借用现有的露地用小型耕作机械。近几年针对温室、大棚等特殊耕作环境，国内农机生产厂家研制生产了一些小型耕作机械。但产品大多存在体积大、操作不灵便、转弯半径过大、在边角地带无法工作、漏耕严重、生产效率低、适应性较差等缺陷，在作业性能、可靠性和耐久性等方面也都存在一些问题。由于多数以柴油机为动力源，这样在封闭的条件下，农产品也受到排放污染，这样产量与产品品质都受到影响，而且在动力装置自身上消耗的功率也不可忽视。相比之下，国外设施农业耕作机械技术非常成熟，其机械作业性能稳定、功能齐全、小巧轻便，但进口机型价格高，一般每台在7000元以上，而且配件不全，维修服务跟不上。我国生产的多功能农田管理机一般比国外的同类机型价格低一半，但其质量往往又让消费者担心。设施内作物的栽培方法各种各样，与之配套的作业机械也各不相同。设施内钵苗栽植技术的关键是钵苗移栽机，配套机械主要有穴盘育苗、钵盘育苗设备及高效机械化制钵机等。我国目前尚无此类小型机械，因此国内目前急需开发小型精密或精量播种机。第2章 总体设计2.1 概述总体设计是机械设计中非常关键的环节，它是对所设计的机械的总的设想，总体设计的成败，关系到整部机械的经济技术指标，直接决定了机械设计的成败。总体设计指导机构设计和部件设计的进行，一般由主任工程师（或总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机械的有关资料，了解其使用、生产、设计和科研情况，并进行分析和比较，制定总的设计原则，设计原则应当保证所设计机型符号有关的方针、政策，在满足使用要求的基础上，力求结构合理、技术先进、经济性好、寿命长。总体设计原则：1.遵守“三化”：零件标准化、产品系列化、部件通用化。2.采用“四新”：新技术、新结构、新材料、新工艺。3.满足“三好”：好制造、好使用、好维修。制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。 本设计是小型电动播种机设计。把人力或拖拉机动力改为直流电机动力，减轻人的劳动强度,提高生产效率，缩小了转弯半径，减少了碳排放和噪声污染，符合环保发展的观念，降低了作业成本，四轮驱动和两轮驱动方便转换，增强了松软土壤作业的适应性和机动能力。便于设施种植和有电力条件的农田使用。2.2 设计任务技术要求：播种深度2060mm连续可调，播种行距200500mm连续可调，播种穴距0500mm可调，种子破碎率和播种均匀度符合国家标准。设计要求达到结构合理、生产成本低、能耗小，效率高，满足工作性能，而且操作方便的目的。工作要求：要求最大生产率为10亩日。2.3 设计目的1培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。3培养学生调查研究，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。2.4 动力方案选择原播种机为人力或拖拉机为动力带动的播种机，劳动强度大，工作速度慢，环境污染较为严重。我以直流电动机为动力装置，使其工作速度基本达到人的正常行走速度。设计方案一：直流电动机为动力装置，单行播种（如图21）图21单行播种1.优点：结构简单，速度便于控制，对操作人员技术要求不高，转向方便，适用于小场地播种，作业阻力小，对环境无污染。2.缺点：单行播种，作业效率较低，工作总量大。设计方案二：直流电机动力，双行播种（如图22）。图22双行播种 1.优点：结构简单，速度便于控制，无污染，可以在封闭环境及开放环境长时间工作，作业阻力小，作业效率得到提高。2.缺点：转向不便，能源利用率低，工作总量大。设计方案三：直流电机动力，三行播种1.优点：结构简单，速度便于控制，无污染，可以在封闭环境及开放环境长时间工作，作业效率高。2.缺点：作业阻力大，工作总量小。经过比较，我选用直流电机动力，双行播种，兼顾效率和经济性。2.5 设计题目分析及设计思想现有的播种机向两个方向发展：大型机械化和小型专业化。大型拖拉机带动的播种机工作速度快，工作幅度大，工作效率高，适合平原及大型农场；但不适合地域狭窄地带及丘陵和封闭环境；小型专业化播种机方便灵活，工作幅度较大型机械，适合丘陵山区和封闭环境，如温室；而不适合大型农场。我的设计是电瓶提供能源的电动播种机，向小型专业化发展，较人力播种机提高工作速度和工作效率，直流电动机代替了拖拉机驱动播种机，缩小了转弯半径，减少了碳排放和噪声污染，降低了作业成本；四轮驱动和两轮驱动方便转换，增强了松软土壤作业的适应性和机动能力。适合在小块地域及封闭环境工作，节能环保。便于实施种植和无电力条件的农田使用。同时人还可以提供一定的助力，以应对土壤较硬，电机动力不足的情况。2.6 设计主参数及机构类型确定2.6.1工作速度机动播种机的工作速度主要取决于工作部件和行走装置对速度快慢的适应性，人力播种机取决于人的步进速度，同时步进速度还受负重大小的影响，负重大步进速度就小，所以此机综合考虑了两方面的因素。由新编工程师手册查的人的正常步行速度为5km/h，以交流电机提供的动力为主，遇到特殊情况时，速度会减慢，这样由人力来提供额外的动力来克服特殊阻力，正好可以弥补这一点；而同时总行进速度不能高于人的正常速度，这样会使工作者劳累的，假定人在工作程中是匀速前进的，可将此播种机的速度定为3.6km/h（1m/s），稍低于人的正常步行速度。2.6.2播量的确定1. 穴间粒数和株距的计算穴播株距的计算公式为：S =D/Zi(1-) （2-1） 参考书【4】 P107 式中 S穴距（）；Z排种轮型孔数（或槽孔数）；D地轮直径（m；）i传动速比（i=n排/n地）；滑移系数，一般取5%9%。2.下种量的计算穴播时，首先确定株距、每穴粒数，然后将计算出的数据代入下列公式，可得亩播量(以玉米为例)：Q = m1/750bs （2-2）参考书【4】 P107式中 m1每穴种子粒数（粒/穴） s穴距（m） b行距（m） 粒种子的千粒重（g）2.6.3种、肥箱的容积种箱容积应使其所盛种量能供播种机工作较长地段，其容积公式：V = QmaxBL/1333 （2-3）参考书【1】P6544公式65.32式中 Qmax最大播量，斤/亩； B工作幅宽（m），单体种箱时为行距； L要求的地段长度（m）； 种子容重（kg/L）。2.6.4机架设计机架设计为方钢结构，可承受开沟器的水平力、垂直力和扭力。开沟器分布在40X40mm的方梁上，这种结构可便于播种行距的调整。方钢结构便于附属机构的安装和相对位置的调整。2.6.5工作幅度综合考虑人的体力、工作效率和工作地点等因素，在减轻人劳动强度的前提下，尽量提高生产效率。本设计采用同时播种两沟即二犁铧结构，采用种肥同播设计，行间距为200-500mm连续可调。减轻劳动强度，节约资源。在整机重量较小的情况下，加快工作速度，并且可以灵活操作。2.6.6 排种、排肥机构设计对于任何一种播种机来说，排种器是核心部分，是决定播种机工作质量和工作性能优劣的重要因素；播种机能否满足农业技术的要求或满足程度如何，在很大程度上主要取决于排种器的设计和工作状况。排种器是用来将种子由种子箱中均匀地和等量地排入输种管，落入沟底。对排种器的要求是：均匀播种，播种量稳定，不损伤种子，不会因工作条件改变而改变播量，通用性好且使用范围大。排种器的工艺实质是：通过排种器对种子的作用，将种子由群体化为个体、化为均匀的种子流或连续的单粒种子。排种器以窝眼式排种器和外槽轮式排种器为代表，其他类型的排种器大多是在上述排种器的基础上的演变产物。为了能够选择更合适的排种器来对各种排种器进行一下了解： 1.窝眼式排种器(如图23)：它的基本部件是一个圆柱体，在圆柱的表面均匀分布有一定大小和数量的凹圆窝，圆窝的直径是根据种子大小和下种数量来确定。圆柱安装在种子箱底部，可以绕轴旋转。工作时，落在窝内的种子随圆柱旋转，当转出种子箱底口时，多余的种子被刮种器挡住，留在凹坑内的种子转到下方时，便落入种沟内。这种排种器常用在点播机上。图23窝眼式排种器圆柱形排种器播种量的调节，采用更换型孔轮，选择不同大小的凹坑来实现。株距或穴距的调节靠选配不同数量凹坑的圆柱，或者把原来圆柱堵死一部分凹坑。2.外槽轮式排种器：如果把圆柱上的凹坑给以轴向扩长，并增加在圆周上的分布密度，就可以发展成为外槽轮式排种器（如图24）。图24外槽轮式排种器外槽轮式排种器由排种盒、排种轴、外槽轮、阻塞套、内齿形档圈、排种舌等组成。外槽轮式排种器具有结构简单，使用调整方便，通用性好、工作可靠和排种量较准确、稳定等特点。外槽轮式排种器的工作原理是以凹槽进行强制排种，当排种轴带动槽轮转动时，种子充入槽轮凹槽内，并在槽轮齿的强制推动下经排种口排出，此层种子称为强制层。同时，处在槽轮外的种子，在槽轮与种子及种子间摩擦作用下也被带出，此层种子称为带动层，带动层种子的排种速度低于槽轮的圆周速度，且由内向外逐渐递减直至为零。在带动层处，则是不流动的静止层，槽轮内和带动层的种子逐渐排出后，静止层内种子逐步补给，从而完成连续排种。外槽轮式排种器分下排式和上、下排式。下排式排种器，可改变排种舌位置调节排种间隙以适应种子尺寸。上、下排式排种器，可变换旋转方向，下排用于排中、小粒种子（排种间隙不变），上排用于排大粒种子。排种量的大小可通过改变槽轮的转速或工作长度（槽轮在排种盒内的长度）来调整，且设计为易更换式。3.圆盘式排种器：这种排种器适用于点播机。排种圆盘平放在种子箱的底部，圆盘上沿圆周有若干圆孔，种子就充满在孔内，盘上面有固定盖，盖内装有刮种器和击种器。圆盘随锥形齿环旋转时，刮种器刮除盘面上多余的种子，使进入各盘孔中的种子数量相等，当圆盘旋转至盘孔和种子箱底上的种子出口相重合时，由于击种器的作用，强使种子通过盘孔，下落到开沟器所开的沟里。采用圆盘式排种器的点播机根据种子尺寸和播种量定额，配备有各种不同规格的圆盘，播种时可根据需要进行选择。4.气吸式排种器：是应用气吸原理进行排种的，它的排种圆盘不是水平放置而是垂直安装在种子箱底面，一侧与种子室的种子相接，另一侧与弧形气吸室相接，在排种圆盘上开有小孔为气流通道。种子室装有搅拌轮，以防种子架空，并压紧排种盘减少漏气。在种子室内还装有刮种板，工作时可以刮除多余的种子。气吸室和吸气泵相连，气泵工作时使气吸室产生真空度，因而造成排种盘两侧压力差，在压力差的作用下，种子被吸附在吸种孔周围 。由于排种盘的转动，当吸种孔带着种子通过刮种板时，多余的种子便被刮掉。当排种盘转到吸气室以外时，由于失去了对种子的气吸作用，种子便靠自身重量落下，通过输种管进入种沟。排种盘继续旋转，由毛刷刷净吸种孔，吸种孔再次进入气吸室，又在压力差的作用下吸附种子，如此循环连续进行排种。气吸式排种器是通过机械和气压的联合作用完成排种的，所以它的排种质量一方面取决于排种盘上吸种孔的形状、大小、数量和分布情况，以及排种盘的相对转速；另方面也取决于气吸室的真空度和气流的稳定性。气吸式排种器不损伤种子，播种量比较精确，节省种子，但对不规则的种子(如玉米)吸附能力较差，结构比较复杂。经过对以上各种排种器的了解和对现行播种机的认识，从经济性和实用性考虑，我的设计应该采用常见、价格低的外槽轮式排种器和外槽轮式排肥器（如图25）。外槽式适合排中型种子（小麦，大麦等）及肥料。肥杯里外槽轮的工作长度可以方便地调整，以适应用户要求。图25 排肥轮示意图排种量的大小可通过改变槽轮的转速或工作长度（槽轮在排种盒内的长度）来调整，且设计为易更换式。（如图26），其简图为：图26 排种轮简图2.6.7开沟器设计我设计的开沟器由前后两对组成，前开沟器主要作用是实现化肥或小颗粒种子的点播或行播，后开沟器作用是实现玉米、花生等大颗粒种子的点播,这样工作阻力小，节约能源，工作速度快，操作性好。开沟器保证播种质量的重要部件，首先开沟深度要能调整，直接影响播种的深浅，进而影响出苗率和出苗整齐度，调好之后，在播种过程中就不要轻易变动；其次要保证沟底平整，种子能落在沟底湿土上；再次要保证湿土覆盖而不是干土覆盖。这样才能保证已播的种子能及早出苗，出苗整齐。对开沟器的技术要求：1.沟深一致，沟形整齐；2.不乱土层； 3.种子在沟内分布均匀； 4.有一定的覆土功能； 5.有良好的入土功能，不缠草不堵塞； 6.结构简单、工作阻力小。常用开沟器的形状可分两大类，有锄铲式开沟器和圆盘式开沟器。锄铲式又可分为锐角开沟器和钝角开沟器；而圆盘式开沟器有双圆盘开沟器和单圆盘开沟器两种。1)锄铲式开沟器一长筒部分叫做落种管，尖头部分叫开沟器尖，其后部是侧板。(1)锐角开沟器，构造简单而又轻便。它的工作面与地面成锐角，入土能力较强，但容易缠草，造成堵塞。由于开沟时是一种把土挑起的作用，所以容易使干湿土混合形成干土覆种，造成水分损失，为此侧板的后部下边做成斜线，开沟器将过时，干土被侧板的上部挡住，使侧板下部的湿土先落人沟内盖种。(2)钝角开沟器构造也很简单轻便，其工作面与地面成钝角，它是靠重量压入土中开沟，所以入土能力较差。开沟时将表土向两侧挤压，开沟器前部拥土较少，干湿土不易混合，适于浅播作物。(3)滑刀式开沟器也属于钝角开沟器，它体形较大，侧面看很像冰刀，滑刀有锐利的刃口, 因此入土性能好。并且工作时限深板支持在地面上限制滑刀的入土深度，而且不会把湿土翻上来。适用于棉花等播种深度要求严格的作物。2)圆盘式开沟器双圆盘开沟器是由两片带有刃口的钢片圆盘组成。 圆盘自身可以绕小轴自由旋转，两圆盘并不平行，而是在前端相交于一点，后端张开9ll度，交点在前方地表面处。种子是由输种管在圆盘的张开部分导人沟底。圆盘开沟器的入土角为于钝角。由于是圆盘滚动前进，可将大土块和障碍物等切断或由其上越过，不易粘土，堵塞现象也较少，在潮湿的上壤上也能工作。但这种开沟器构造复杂，造价高，不适于浅播作物(最小开沟深度约4厘米)。各种开沟器的单行工作部件阻力见表21 开沟器单行工作部件阻力。表21开沟器单行工作部件阻力 部件项目播种机的开沟器型式锄铲式靴式双圆盘式单圆盘式滑刀式心铧式工作深度cm21028484841056平均阻力kg362581671220402080平均宽度mm405010203050203040802080由于前开沟器是点播，沟宽在40mm左右。设计的开沟器要阻力小，重量轻，构造简单，造价低，沟底较平工作稳定，便于自动覆土。前开沟器选用锄铲式，在播种深度为60mm，开沟宽约为40mm时，其单行工作阻力约为44牛,示意图如图27,后开沟器也选用锄铲式开沟器，其简图如图28。 图27 前开沟器简图 图28 后开沟器简图只播种大颗粒种子不需要施肥时，可以将前开沟器连接螺栓将后提高开沟器，高于地面，以减少运行阻力，节约能源；同样道理，当播种小颗粒谷物或只施肥时，也可以将后开沟器取下；当耘地或除草时，将前后开沟器及镇压轮、覆土器一并取下，在后开沟器位置装上耘锄，就可以耘地，实现一机多用。2.6.8覆土器设计种子播下后需要复盖一定厚度的土壤。在开沟过程中，当开沟器走过之后，沟壁的一部分土壤能自行回落，盖住种子。但是仅靠自行回落的土来覆盖是不够的，故在开沟器后面需加装覆土或者培土镇压的装置。要求覆土器能先使细湿土覆盖种子，覆盖要严，且深度要均匀一致。常用的经典覆土器主要有拖环式、拖杆式、板式、轮式。板式覆土器，由两块倾斜的板由两侧向播行中心线压挤，实现覆土，并有镇压作用，覆土较厚，效果也好。目前使用的各式播种机采用的多为板式覆土器，并且还具有一定的镇压作用。我的设计也采用板式覆土器，如图2-9 图29轮式覆土器覆土器用钢板折弯而成，整体重量不能太大，防止覆土深度太深而增加播种机运行时的阻力。2.6.9镇压轮设计播后镇压有抗旱、保墒和防风蚀等作用，能使种子与土壤紧密接触，有利于出苗且保证苗齐、苗全、苗壮。春季干旱的自然条件使我国大部分旱田作物有播后镇压的要求，所以玉米这种中耕作物的播种机上应带有镇压轮。播后镇压强度有一定的要求，一般为0.30.5kg /cm2。但播种机上所带的镇压轮本身不能太重，镇压轮的直径选为150450mm，不能过大或过小，过大则使结构庞大笨重，过小又容易拥土而转动不灵，且压后土壤产生裂纹，容易跑墒。此设计采用直径为400mm的轮胎，如图210：图210轮胎式镇压轮2.6.10 地轮设计为了更接近现代化作业方式，并且使播种机在非工作状态的行驶中运行更为便捷，我在本设计中选用和镇压轮相同的轮胎式地轮，也如图210。轮胎在安装在金属轮辋上，由外胎、内胎和垫带三部分组成。1.外胎 一般由帘线层、缓冲层、胎圈和胎面组成。1）胎面是覆盖帘线层、缓冲层外侧的橡胶圈，具有非常强的耐磨损、耐刺扎及耐冲击性能，它的主要作用是保护帘线层和缓冲层。2）帘线层是轮胎最为重要的部分，它的主要作用是承受轮胎负荷、冲击及填充空气压力的作用。3）缓冲层位于帘线层和胎面的中间，主要是环节轮胎从外部所受到的冲击力，并且能防止胎面产生裂口以及外伤直接进入到帘线层，同时还能起到避免胎面和帘线层剥离的作用。4）胎圈的作用是稳固的把轮胎固定在轮辋上，防止由充气压力和外力作用而产生变形，从而保证轮胎在行走时不致发生摇晃。2.内胎 内胎由胎筒和气门咀组成。轮胎靠内胎充入气体，增加气压而承受负荷。内胎材料除了要有良好的气密性，还要有良好的耐热性和耐曲挠性。胎壁要有适当的均匀厚度，即易于散热，有能有良好的抗扯裂性能。气门咀用作充气的阀门，并保持气密性。3.垫带 垫带是具有一定断面形状的无接头胶带，装与内胎和轮辋之间，垫带上有一个可以让内胎气门咀通过的小孔。垫带的作用是保护内胎免受轮辋和外胎的磨损。主要用于平底轮辋上。 第3章 传动设计及播种技术措施3.1 传动原理简图和动力传递路线图3.1.1传动原理简图图31传动原理简图1直流减速电机 2地轮 3窝眼轮 4扫种刷 5种箱 6种子 7链轮和链条 3.1.2动力传递路线图图32 动力传递路线图3.2 传动原理整机使用链条传动，链传动属于具有挠性件的啮合传动，由装在平行轴上的两个或多个链轮和绕在链轮上的链组成。工作时主动轮通过链齿与链的啮合从而使从动轮旋转并传递动力。链传动具有以下特点：可以获得准确的传动比，并可以用于较大中心距的传动；传动效率较高，可达98%；不需要张紧力，作用在轴上的载荷小；容易实现多轴传动。交流减速电机总成通过超越离合器1用链条将动力传给地轮，动力只能由减速电机总成传递到地轮，而不能从地轮传给减速电机；地轮再通过链条与种箱和肥箱轴相连，带动种盒和肥盒转动，这样种子在带动下就会排出种箱落到排种管里，从开沟器管内下落后排到土壤里，完成播种动作；超越离合器2则解决了前后驱动轴的同步性；离合器闭合时为播种机作业状态，此时，开沟器落下插入土壤，前后轴共同驱动，提高了播种机的驱动能力，并使排种器和排肥器同时工作；离合器分离时前轴驱动，排种器和排肥器停止工作，并且用支撑架使播种机到行走位置，则开沟器提起，减少了阻力，提高了播种机的机动能力。3.3 技术措施当今，困扰国内播种机行业的难题主要有：1.播种均匀性2.播种机各行排种量一致性3.种子破碎率4.种肥同播时，肥料的利用率。3.3.1播种均匀性和各行排量一致性措施对于播种均匀性和各行排量一致性，我们可以用实验调整法，使偏差值控制在我们的技术要求之内，具体方法是：用手均匀转动地轮若干圈，停止后将各排种器排入接种袋的种子分别称种，计算出平均值。比较各排种器排量与平均值的偏差，一般不超过2%，若超过要求，应对单个槽轮工作长度进行调整。再试直至符合要求。播种量检查调整。用手均匀转动地轮N圈，停止后，称量所排出的种子总量。和按农业技术要求亩播量算得的排种量比较，其误差不超过2%，若超过要求，用播量调节杆调整槽轮工作长度，再试直至符合要求。田间试验校正。播种机的播量经上述试验调整后，在下地播种时，须经田间复查及校正，以求播量准确无误。在种箱内先装入部分种子，并将表面刮平，在内箱壁划出记号，然后计算出播种机在田间走一定距离应播出的种子量。3.3.2降低破种率措施对破种率，我们无法现场计算和解决，只有出苗后才能计算；然而，我们可以采取一些措施，降低破种率，提高播种质量。在排种器处采取措施： 主要是选择合适类型和大小的排种器，保证排种器与其母体的配合；在排种器边上安装软毛刷，减少种子与种子、种子与排种器之间的硬性接触，从而保护胚芽，降低破种率。在排种过程中采取措施：主要是减慢种子下落及入土速度，减轻种子受到的撞击，保护种子，以降低破种率。我采取的方法是采用塑料螺旋下种管，让种子的滑动下落改为滚动下落，受到的冲击力较小；其次，把下种管平缓布置，以降低种子下落速度，保护种子。3.3.3种肥同播时，肥料的利用率根据国外的经验，肥排放的最好的位置是远离种子但靠近植物根系。 最佳施肥量应使作物生产的经济效益最大并不流失到环境中。播种同时施肥, 施肥量受作物种类和肥料的种类的限制一般施肥方法有：1.播种时侧施2.播种时在两行中间施肥3.单独施肥4.撒施我设计的播种机，肥料排放在种的2厘米深, 3厘米旁侧。 既能合理利用肥料，又不会造成“烧苗”第4章 零部件设计4.1 种箱及肥箱设计设计原则：种箱所盛种量能供播种机工作较长地段，其容积可由公式（2.3）求得： （4-1）参考书【3】P6式中 Qmax最大播量（斤/亩）； B工作幅（m），单体种箱时为行距； L要求的地段长度（m）； 种子容重（kg/L）。表 41 主要作物播种技术要求作 物玉米大豆小麦行距 cm40602427 40707.525 5570播 量斤/亩 46 点播236181260播 深 cm483627注：1.摘自参考书【3】P6表41取：Qmax=6斤/亩 B=0.4m L=400m =0.664g/cm3计算得：V=60.44000.6642=2L为了节省劳动时间，提高劳动效率，将种子箱设计为3L，则所盛玉米种子的重量为：m=30.664=1.99kg。为了增加镇压轮的压力可以使种子箱的重心尽量后靠，在保持整体协调性的情况下，使整机结构简单合理。同时种箱不能过大，盛种不能过重，这样会增加地轮的阻力，此设计种箱设计为2.5公斤左右。同样道理，每亩施化肥6公斤，密度为1.2gf/cm3 ，则肥箱容积也设计为3L，可盛化肥3.6公斤。4.2 开沟器设计及校核我设计的开沟器由前后两对组成，前开沟器主要作用是实现化肥或小颗粒种子的行播（或点播），后开沟器作用是实现玉米、花生等大颗粒种子的点播。只播种小颗粒种子或只施肥时，可以将后开沟器取下或提高离开地面，以减少运行阻力，节约能源；同样道理，当播种大颗粒谷物时，也可以将前开沟器提高离开地面；当耘地或除草时，将前后开沟器及覆土器一并取下，在前开沟器位置装上耘锄，就可以耘地，实现一机多用。由于当犁铧的开沟深度在最深时，犁杆受的弯距最大，犁杆伸出的最长，所以此时犁杆承受的弯距最大，所以只需校核耕深最深时的犁杆端部的弯距即可，如图41。 图 图41 开沟器结构图杆的理论受最大力为6.5Kg，即65N。为了计算的方便，可将阻力作用点简化到犁铧中心。杆的受力简图可简化为一悬臂梁，如图42。 图42 杆的受力简图杆的平面弯距图，如图43。 图43 杆的平面弯距图显然：梁的悬臂端的弯距为0 ，固定端的弯距为19500Nmm,它为整悬臂梁的最大受力弯距处；Mmax=MA=19500Nmm又因为犁杆可视为8mm厚的钢板来计算，由材料力学（刘鸿文）上册P414附表可得： （4-2） （4-3）由强度条件： （4-4）得 于是由公式 （4-5）因为F=65N504N所以该钢管的强度足够4.3 排种器 对于任何一种播种机来说，排种器是核心部分，是决定播种机工作质量和工作性能优劣的重要因素；播种机能否满足农业技术的要求或满足程度如何，在很大程度上主要取决于排种器的设计和工作状况。排种器是用来将种子由种子箱中均匀地和等量地排入输种管，落入沟底。为了实现排量可调,并适应其它谷物播种,此设计把外槽轮设计为两组一体，可通过滑动改变工作长度,进而改变下种量,且设计为易更换式，其简图如图44。图44 排种轮简图排肥和排种相互独立，不至于使种子和肥料排到一个穴内以防肥料将刚发芽的种子烧死。其对应关系见后文。4.4 地轮参数确定4.4.1轮子直径和轮辋宽度的确定地轮的直径与轮辋宽度对牵引力有直接影响，所以地轮参数的选择就显的较为重要了，在参看了一些资料之后，我初步确定了地轮的直径D为400mm，轮辋宽度B为120mm，所选轮胎的各参数为：4.4.2轮子滚动阻力计算轮子滚动阻力的产生是由于轮子与支承面在接触处有变形而引起的，滚动阻力的大小由轮子、支承面材料性质（弹性模量）、轮子的尺寸（轮辋的宽度和直径）及其负荷等因素来决定。农业机械在田间工作时，由于田间的土壤比较松软，因而变形较大，故轮子滚动所消耗的能量有时会比机器用于工作的有效的能量还要多。刚性轮在滚动时所需的牵引力的分析计算，均是以土壤的变形为依据。认为土壤变形较大，压入的轮辙较深时，轮子的滚动摩擦系数较大。广泛采用的计算刚性轮牵引力的公式为： （4-6） （4-7）公式（1）来源于参考书【2】，（2）来源于考书【2】其中系数查参考书【2】表2-1-1可得 由，轮胎充气压力为330KP ，所以可得 。其中播种机的自重Q=80kg为设计初期的假定值。所以地轮的滚动阻力为，最大附着重量为。4.5 电机和电瓶选择及链轮设计4.5.1电机总功率确定 （4-8）式中 计算功率(W)；作业阻力(N);作业速度()。1. 作业阻力的确定作业阻力主要是播种机与地面接触的装置的作业阻力，包括开沟器、覆土器、行走轮等，排种器、排肥器及运动件之间的阻力很小，故 （4-9）式中 开沟器作业阻力(N)；覆土器作业阻力(N)；行走轮滚动阻力(N)。查参考资料【7】, 得：开沟器选用锄铲式，在播种深度为60mm，开沟宽度为40mm时，其单行工作阻力约为44N,前后共4个开沟器，考虑前后重合部分，可按3个计算。单个板式覆土器工作阻力约为20N,共2个。于是： （4-10）计算牵引力T （4-11）因此附着力可以提供牵引力，车轮不会滑转。2. 作业速度的确定由新编工程师手册查的人的正常步行速度为5km/h，单用人力时由于负重，速度会减慢，3.6km/h，稍低于人的正常步行速度。即3. 驱动功率的确定 考虑功率储备等因素，和由于工作阻力有的还没有考虑到且防止特殊情况出现，考虑功率储备和经济性等因素，选择大一些的直流减速电机取。4.5.2电动机及电瓶的选择根据计算功率和转速选择电动机，由于工作阻力有的还没有考虑到又防止特殊情况出现，适当选择大一点功率的ZYT系列永磁直流电动机。 查看中国电动车网按功率对应其型号，并且考虑到安装方便的问题选它的各参数如下：型号：ZLC 80-1输出功率：0.8kw额定电压：48V输出转速：3600r/min允许顺逆转速差率：100r/min选择相应的减速器的参数如下：型号：8000系列XLD类型：配3600r/min电机，一级直联型输出转速：52r/min输出转矩：250Nm选择配用电瓶的参数如下：生产企业：天能集团电池系列：电动三轮车电池型号：6-DG-140技术参数：额定容量Ah额 定电 压v外形尺寸mm参考质量Kg长宽高无液带液14012362 172 26227.536.54.5.3传动比确定 （412）1. 外槽轮转速 根据参考书【3】第11卷65篇农业机械P65-45公式（65.4-4）有 （413）式中：播种机前进速度（m/s）；窝眼轮孔数（每转播穴数）农业技术要求的播种穴数。所以： 2.地轮轴转速考虑车轮滑转系数： （4-14）公式来源于参考书【2】（2-1-10），查参考书【2】表2-1-2 由，轮胎充气压力为330KP ，所以可得 。 （4-15）于是地轮轴与窝眼轮之间的传动比为： 则电机与地轮之间的传动比为：4.5.4链轮选择及设计计算1.减速器与地轮轴之间链轮齿数的确定1）减速器输出轴上接链轮齿数的确定，根据链轮齿数优先选择原则，初步确定齿。2）地轮轴上超越离合器1齿数的确定,初步确定为齿选择标准件 3）链轮设计计算（1）减速机输出轴上链轮设计计算 (4.7)式中：查参考书【1】12-104表12-2-3得=1.0 (4.8)式中：查参考书【1】12-104表12-2-4得=0.775 查参考书【1】12-104表12-2-5得=1根据和由参考书【1】12-105图12-2-1或12-2-2选取 式中：=25mm，为减速器输出轴直径为25mm初选08A号链条，可知节距p=12.7mm（2）计算链条节数和链长 （4-17）（3）计算中心距mm式中 查参考书【1】12-107表12-2-8可得=0.24112mm（4）计算速度m/s （4-18）（5）计算对轴的作用力NN（6）计算链轮主要尺寸mm， mmmmmm式中：查参考书【1】12-101表12-2-1可得=8.51mm查参考书【1】12-125图12-2-8可知选人工润滑，齿数选择合适。（7）验算轴孔直径和轮凸缘直径现小链轮轴孔直径为25mm, 而由参考书【1】12-101表12-2-2知，所以轴孔合适。现取轮凸缘直径,凸缘厚度，强度足够的2.地轮轴与排种轮轴之间链轮齿数的确定1）经离合齿轮后的动力传动与其他播种机相似，所以先选用一个比较成熟的机型进行模拟设计，然后进行校核。2）我们选用田豹子牌播种机，地轮轴主动链轮齿数。3）排种轮齿数的确定，为中间惰轮取,初步确定为齿选择标准件，排肥轮齿数等于排种轮齿数,为了确保前后轮同步运动。 4）对成熟机型进行测绘后，得链轮的大小和位置，简图如下：图4-5 链轮链条位置简图5）各齿轮分度圆直径如下： 6）链条节数节,链条为08B号，因此p=12.7mm7）链条长度L为8）计算速度m/s查参考书【1】12-125图12-2-8可知选人工润滑，齿数合适。3.中间轴链轮齿数和后轴齿数的确定1）为了确保前后轮同步运动，初设中间轴上的小链轮,大链轮，超速离合器2采用与超速离合器1相同即2）分度圆直径3）链条节数节,链条为08B号，因此p=12.7mm4）链条长度L为5）由于链轮3、7之间链条过松，所以加张紧链轮10，分度圆直径5）计算后轴速度查参考书【1】12-125图12-2-8可知选人工润滑，齿数合适。4.链轮校核计算查参考书【1】12-108可知，对于链轮速度为低速（即0.6m/s）重载传动中，链条的静强度占主要位置，如果仍用额定功率曲线选择计算，结果不不经济，因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数n为3-20，远比静强度安全系数大。所以在此要对中链轮进行静强度计算来进行校核。查参考书【1】12-108可知链条的静强度计算公式为： （4-19）式中 n静强度安全系数； Q链条极限拉伸载荷（抗拉载荷）（N）,见参考书【1】12-101表12-2-1； 有效圆周力，N，见参考书【1】12-104表12-2-2； 离心力引起的力（N），； 链条质量，kg/m，见参考书【1】12-108表12-2-9； 链条速度（m/s）； 悬垂力，N，在和二者中取较大值者； ， 式中 系数，见参考书【1】12-108图12-2-3； a链传动中心距（mm）； 两轮中心连线对水平面的倾角； 许用安全系数（=48）。于是，Q=17.8KN；=5028.6N；N； N； N 所以，=59.4 N所以满足要求4.6 地轮轴设计轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要作用是支承回转零件及传动运动和动力。根据轴的承载情况，可分为：转轴工作中即承受弯距又承受转距的轴；心轴只承受弯矩而不承受扭矩的轴，有转动轴和固定轴两种；传动轴只承受扭矩而不承受弯距（或弯距很小）的轴。 该机由于承受的扭矩很小，只靠该轴承受机架上的附件，它属于只承受弯距而不传递转距的轴，即心轴。为了能够减小轴上的载荷，应该合理地布局载荷的位置，该轴相当于一边固定铰支座一边可动铰支座。其简图如图47：图46支撑简图应该将整个机架上的重量，包括装满粮食的重量在内的所有重量，由两个支点支承。这两个支点应尽量靠近与轮即铰支点处。这样轴的承受弯距较小，轴的直径就会降下来，整机的重量也会减小。轴上各零件固定，由于该机运动速度较小，颠簸小，轴向冲击较小，所以轴向固定较为简单，只需轴肩和轴承及轴承座固定即可。为了满足轴上各零部件的安装，初步确定各轴段的尺寸为（从左起）：段轴承对应轴径为20mm，长度为17mm，段轴径为22mm，长度为704mm，段轴承对应轴径为20mm，长度为17mm，段离合齿轮对应轴径为20mm，长度为52mm。如图47：图47 地轮轴 分析轴上所受的力，该轴只受径向力，不受轴向力，所以选用主要承受径向力，也可承受较小的轴向力的深沟球轴承。根据轴径可初步确定选用型号为6204的深沟球轴承。轴强度的校核1计算轴所受的力、弯矩以及转矩。1）转矩主要用于驱动轮的牵引和排种（肥）轴的驱动。（1）驱动轮所需转矩的计算（2）排种（肥）轴所需转矩的计算查参考资料【7】, 得：排种轴所需转矩约2000Nmm, 排肥轴所需转矩约3000Nmm。2）地轮轴所受的力的计算。离合链轮处所受的力为超越离合器1处所受的力为3）地轮轴所受的力的计算。链条1的张紧边与水平的夹角约为所以链条2的张紧边与水平的夹角约为所以如图受力，可求出轴承水平受力，轴承铅锤受力，4）后轴所受的力的计算。链条3与水平夹角约为0，所以可求出轴承水平受力，轴承铅锤受力，2.根据初定的轴的结构图，确定轴的受力简图，弯矩图，合成弯矩图，转矩图和当量弯矩图。1） 分析轴的受力可将轴简化为简图如图48图48 轴的简化简图2） 受力分析并作受力简图（1）轴在水平面的受力图4-9 轴在水平面的受力简图 其中：链轮的水平力FH1=1156NFt2=856N地轮的牵引力T1=43NT2=43N所以计算可得：轴承的支承力 FHFNH1=315NFNH2=1611N（2）作水平面的弯矩图弯矩图Nmm图4-10 轴在水平面的弯矩图其中：公式结果截面M11=29610Nmm截面M21=167798Nmm截面M31=49694Nmm截面M41=-21400Nmm（3）轴在垂直面的受力简图图4-11 轴在垂直面的受力简图其中：链轮的铅锤力FV1=1156NFV2=399N地轮给轴的力Q1=200NQ2=200N所以计算可得：公 式结 果轴承的支承力FNV1=574NFNV2=1381N（4）做轴在垂直面的弯矩图弯矩Nmm图4-12 轴在垂直面的弯矩图其中：公式结果截面M12=-52956Nmm截面M22=-198320Nmm截面M32=-82584Nmm截面M42=9975 Nmm（5）合成弯矩图为：弯矩Nmm图4-13 轴的合成弯矩图其中：公 式结 果截面所受弯矩61547Nmm截面所受弯矩259783Nmm截面所受弯矩96382.6Nmm截面所受弯矩23610.6Nmm（6）做轴的转矩图转矩Nmm图4-14 轴所受的转矩图其中：公 式结 果链轮1处转矩TL1=68680Nmm链轮2处转矩TL2=36840Nmm地轮1处转矩Td1=15920Nmm地轮2处转矩Td2=52760Nmm（7）合成当量弯矩图弯矩Nmm图4-15合成当量弯矩图其中：公 式结 果处当量弯矩62283.8Nmm处当量弯矩261704Nmm处当量弯矩98885Nmm处当量弯矩23611Nmm查参考书【1】可知其中扭转切应力为脉动循环变应力，取计算轴的直径：由于轴径相似，明显截面处当量弯矩很大，所以，只需校核截面处轴的直径。mm22mm （4-20） 所以轴的强度足够。4.7 键的校核键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键联接的主要类型有平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。平键联接结构简单、装拆方便、对中性好，因而应用广泛。这中键联接不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。根据用途不同，平键又可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。普通平键按构造分，有圆头、平头及单圆头三种。圆头平键宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中，键在键槽中固定良好。平头平键是放在用盘铣刀铣出的键槽中，因而避免了圆头平键的缺点，但对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上的键槽中，以防松动。单圆头平键则通常用于轴端与毂类零件的联接。为了实现简单易行、经济节约的观点，在本设计中采用普通平键联接。减速器处键的设计及校核根据减速器的轴径，查参考书【1】5-194初步确定键的公称尺寸键宽键高为bh=87，公称直径d=28mm,键的宽度为，t=4.0，r=0.160.25，L初取40mm。校核：键的工作长度l=L-b=40-8=32mm，挤压面高度k=3.5mm转矩挤压应力为：Mp=120Mp （4-21）所以键的强度足够。4.8 销的校核销根据不同用途可分为定位销、连接销和安全销。其中定位销是用来固定零件之间的相对位置；连接销用来传递不大的载荷；安全销可以作为安全装置的过载剪断元件。销有很多类型，如圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等，这些销均已标准化。为了实现简单易行、经济节约的观点，在本设计中采用圆柱销中的连接销来传递地轮轴到离合齿轮的转矩。根据地轮轴的轴径，查参考书【1】5-195初步确定销的公称直径d=6mm，圆弧高度a=0.8，L初取45mm。转矩因为销两边剪切，但是由于对称问题不可能完全接触，所以我们选择一个系数为k=1.5所以剪切应力为：（4-22） 所以销的强度足够。4.9 轴承的校核查参考书【5】P270可得：1.C=12800N，C0=6650N，nmax=14000r/min（脂润滑）1计算当量动载荷轴承1：根据轴承1的受力可得X=1，Y=0，查参考书【5】P270表13-11可得=1.0，又=654.8N，同理，=2122N，=201.4N，=947.4N由于最大，且4个轴承又采用型号、尺寸相同的轴承，所以只需对轴承2进行寿命计算。所以=2122N2计算轴承寿命 （4-23） 所以轴承的寿命足够。第5章 电气控制系统设计5.1电气系统设计的原则电气控制设计包括电气原理图设计和电气工艺设计两个方面。电气原理图设计是为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制系统设计；电气工艺设计是为满足电气控制系统装置本身的制造、使用、运行以及维修的需要而进行的生产工艺设计，包括机箱(柜)体设计、布线工艺设计、保护环节设计、人体工学设计及操作、维修工艺设计等。1.电气设计的一般原则:1）最大限度的满足安全生产机械或工业对电气控制线路的要求；2）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单，经济；3）保证控制线路工作的可靠性；4）接地与接零；5）设计的线路应能适应所在电网情况；6）应具有完善的保护环节，提高系统运行可靠性；7）线路设计要考虑操作、使用、调试与维修的方便；8）力求操作维护、检修方便。2.注意对设计完的线路的审核：1）能否满足工艺要求；2）多余环节、多余电器；3）产生误动作；4）保护环节是否完善；5）设备事故和人身事故；6）处理故障是否安全方便。5.2电气元件的选择1.电机的选择上一章已确定电动机型号: 130ZYT15/H12.控制按钮的选择控制按钮是用来接通和切断电路的主令电器，便于操作人员对机器的控制。控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。由于电机输入电压为12V,功率为0.7KW。因此，选择控制按钮的型号为BS216B,其额定电压为500V,功率为2.2KW。满足使用要求第6章 播种机的使用在播种之前，要修好播种机，根据行距安装开沟器，并保持良好技术状态。此外还要考虑作好下列各项工作。6.1 播种量调整为了使播种机所播出的种子，在数量上合乎规定，必须在播种以前进播种量试验调整。为此首先应计算出驱动轮转N转时的播种量，即每个排种器的播种量。 q=3.14DBQ/666.7(公斤) （6-1）若一个驱动轮只带动一半排种装置则q1=q/2 m=q/n(公斤) 式中 m每个排种器的排种量； n播种机开沟器数； q驱动轮转N转时的播种量(公斤)； q1驱动轮转N转时半台播种机播种量（公斤)； Q额定播种量(公斤亩) ； D驱动轮直径(米)；3.14D是驱动轮周长 B-播种机工作幅宽(米)； N驱动轮转数一般取N=20转。然后架起播种机，种子箱内加入适量的种子并检查所有排种槽轮的工作长度是否一致，再均匀地转动驱动轮20周，使排种装置工作。然后称量每个排种器排出的种子重，并和计算所得的m和q相比较。如果不符，应重新进行播种量调整，直到基本相符为止，允许偏差应小于3。调好后将播种量调节手柄加以固定。在播种机到田间工作时，应该再次检查播种机的播种量是否为额定播种量。田间实验一般是播一个来回，所以要计算出播种机在田间往返一次应播的种子量： K=2BxLxQ/666.7(公斤) （6-2）式中 K播种机往返一次额定播种量(公斤)；B机组工作幅宽(米)；2L机组往返一次的播种长度(米)；Q每亩播种量(公斤亩)。把种子装入种子箱内表面弄平并作上记号，然后再把往返一次应播的种子量放入箱内，使播种机在田间往返播种一次，再检查留在箱里的种子量，如种子面高于或低于所作的记号，皆说明实际播量与额定播量不符，应进行调整，并在机组走第二个来回时再行检查。6.2 实际操作说明6.2.1播种作业前的准备1.田间准备1)消除影响作业的障碍物2)将地块整到要求的播种状态。3)区划田间并决定机组行走路线2.播种机准备1)按播种机装配及技术要求，进行技术状态检查。2)根据农业技术要求行距，开沟器的安装找出播种机中心线，并以此为基准，按要求行距向左右对称安装开沟器。3.播种量试验与调整l）谷物条播机播量试验与调整将播种机架起，使轮子离开地面，调平机架，将输种管从开沟器体中抽出；下排式外槽式排种器应检查各排种器排种舌位置是否一致；选好适宜的传动比和槽轮工作长度；装种后转地轮，使排种器充满种子，装上接种袋。各行排量一致性检查。用手均匀转动地轮若干圈，停止后将各排种器排入接种袋的种子分别称种，计算出平均值。比较各排种器排量与平均值的偏差，一般不超过2%，若超过要求，应对单个槽轮工作长度进行调整。再试直至符合要求。播种量检查调整。用手均匀转动地轮N圈，停止后，称量所排出的种子总量。和按农业技术要求亩播量算得的排种量比较，其误差不超过2%，若超过要求，用播量调节杆调整槽轮工作长度，再试直至符合要求。田间试验校正。播种机的播量经上述试验调整后，在下地播种时，须经田间复查及校正，以求播量准确无误。在种箱内先装入部分种子，并将表面刮平，在内箱壁划出记号，然后计算出播种机在田间走一定距离应播出的种子量。qQBL/666.7（千克） （6-3）式中 Q亩播量（千克/亩）；B工作幅宽（米）；L播种机选定的试验长度（米）。试验时，将q千克种子装入种箱，进行播种，当走完L距离后停止，将种箱内剩余种子刮平，观察种子表面与原划记号。二者相符，表明播量正确，若种子表面高出记号，说明播量不足，反之则说明播量过多，用播量调节手柄调整后再试，直至达到正确为止。（2）中耕作物播种量试验调整中耕作物播种量主要与穴距和每穴粒数有关，每穴粒数决定于种粒的大小和排种盘型孔的规格，因此每穴粒数只要根据种粒大小和计划每穴粒数，选取适当规格型孔的排种盘即可。ID/SZ（l） （6-4）或 Zd/Si（1）式中 Z排种盘型孔数D地轮直径（米）；S要求穴距（米）；i传动比（ in排/ n地）；地轮滑移率4.播种机机组人员准备播种机组应配备驾驶员和数量足够的播种机手，机组人员应熟知机具的性能，掌握使用技术和作业中的安全规则。6.2.2播种机组的试播及作业1.试播机组进地后，应在工作状态下进行试播，通过试播检查下列事项，待一切符合要求后，才可进行正常作业。1）机具工作是否平直，有无偏斜，摆动等现象。2）划印器调整是否正确，邻接行行距应符合行距要求。3）开沟，覆土是否良好，播种深度是否符合要求。4）传动与起落机构工作是否正常。5）排种、排肥工作是否正常。2.作业机组作业中，应正确操作，保证安全作业。1)机组作业速度，在不影响播种质量前提下，可适当提高，作业中应保持恒速，中途不宜停机。2)工作中经常注意消除排种器，输种管，种箱内夹杂物及开沟器、覆土器上挂杂物，随时注意播种量、行距、播深、覆土情况是否良好，出现问题及时检查调整。3)注意种、肥剩余量，适当时刻加种。4)工作时，应走直线。地头转弯时，应注意起落线，及时、准确、整齐地起落保证地头整齐。5)播完一种作物要认真清理种子箱，严防种子混杂。 6)播拌药种子时，工作人员要带风镜、口罩与手套等防护用具。播后剩余种子要妥善处理，以防人畜中毒。7)播种机工作中，应按要求进行保养。3.作业的安全规则1)作业时不许倒退或急转弯，以免损坏机具，若必须倒退需升起开沟器。2)作业时，严禁进行调整、修理和润滑工作，应停机时进行。3)工作部件和传动部件粘土或缠草时，必须停机清理。加种、加肥也需停机。6.2.3播种机的保养与保管1.保养播种机的保养，应按机器使用说明书中的规定，及时、严格认真的进行。1)作业期间按时对各润滑点注油，保证充分润滑，丢失和损坏零件应及时补充更换和修复，经常检查各部固定螺栓紧固情况，松动时要及时紧固。2)每天工作前进行班次保养，检查排种、排肥部件、开沟器、排种（肥）器、复土镇压器等是否完整，工作是否合乎要求；传动机构动作是否灵便、正确；检查各紧固螺栓是否有松动；进行各部润滑。3)每天工作结束后，应将各部泥土清理干净，尤其是肥箱内残存肥料要清扫干净，以免化肥腐蚀零件。2.保管l)彻底消除泥土和尘垢，消除种肥管内种子和肥料。2)掉漆处重新涂漆。3)开沟器须分解，用柴油清洗
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