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手推式
花生
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中国地质大学长城学院本 科 毕 业 设 计 题目 手推式花生播种机 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 冷鹏月 学 号 05211638 指导教师 赵晓顺 职 称 副教授 2015 年 04 月 20 日手推式花生播种机摘 要本设计是根据国内外农业播种机的发展趋势，本着良好实用性、适应性和结构简单便于操作的原则，从而设计的一种新式手推式花生播种机。该机在结构上的优点，能适应多种田地的播种。小到1-2分大的田块，大到上百亩的田块，不管是平坝、还是浅丘地区；无论是板结的土质，还是疏松的土质都能适应。本设计着重考虑了播种机的原理，包括链条链轮传动机构、排钟排肥机构、种箱、地轮、压土轮、覆土器、开沟器和整体机架组成。从机器运动的功能出发，按类比法以及变异组合法完成机构的构件和设计，使结构紧凑，体积小，噪音小、无污染，使用方便灵活的特点，适合一般土地环境的播种。采用手推提供动力，无需引擎驱动，达到了节能环保的目的，而且使用安全、可靠，便于维护。关键词：花生播种； 播种机； 手推。Abstract This design is based on the development trend of domestic and foreign agricultural seeder. With the principle of good practicability, adaptability ，simple structure and easy to operate , so design a new type of hand push peanut planter.。The advantage of this machine in structure is the ability of adapting to many field to planting.It can adapt range from 1-2patch of land to hundred patch of land, from plain dam to shallow hill area， from the harden soil to loose soil.This design mainly considers the principle of the planter, including chain sprocket drive mechanism, bells distributing mechanism, types of boxes, wheel, soil pressure wheel, turns the soil, opener, and the overall frame.Starting from the function of machine movement and according to the analogy method and variation - combination to complete body components and design.It makes compact structure ,small volume , low noise,and no pollution . Using conveniently and flexibly is suited to the planting of general land environment.Using hand push power without the engine drive achieve the purpose of energy conservation and environmental protection,.And It is used safely, reliably, and easy to maintain.Keywords peanuts seeding； planter； hand-push。中国地质大学长城学院2015届毕业设计目 录目 录11引言31.1本设计的研究背景和意义31.1.1本设计的研究背景31.1.2本设计的研究意义41.2 国内外发展概况51.2.1国内发展概况51.2.2 国外发展概况52手推式花生播种机的设计要求62.1 关于题目的具体要求62.2 关键问题及解决方案62.3 解决思路及方案63 播种机的结构设计73.1 播种机的整体结构73.2.选择传动方案83.2.1 传动方案的比较83.2.2传动方案的确定83.3地轮的设计83.4 排种排肥机构箱体的设计93.5 排种器设计103.5.1 排种器的设计要求103.5.2排种器的结构确定113.6 排肥器113.6.1排肥器主要排施化肥的种类113.6.2几种化肥的主要技术特性113.6.3 排肥器的要求123.7开沟器123.7.1 开沟器的设计要求123.7.2开沟器的工作性质123.7.3开沟器根据其结构类型不同，可以分为两大类133.8输种管133.8.1输种管的参数133.8.2输种管的类型143.8.3输种管的尺度和倾斜角度143.9压土轮143.9.1压土轮的设计要求143.9.2 压土轮的结构和工作原理143.10种箱、肥箱153.10.1 种箱、肥箱的设计要求153.10.2 种箱、肥箱容量计算163.10.3 种箱、肥箱结构特点163.11 机架173.11.1 设计步骤173.12覆土器184 设计计算部分184.1链轮的设计184.1.1 链轮的设计184.1.2 备用链轮的设计204.2轴的设计224.2.1 从动轴的设计224.2.2主动轴的设计264.3键的强度校核275 播种机的保养与注意事项275.1 播种机的保养275.2 注意事项276 结 论28参考文献29致 谢301引言 近年来，随着世界经济的飞速发展，人民不断地提高生活水平,人们越来越注重生活的质量和身体的健康，开始大量的食用植物油。从而导致了国内油料供给不足，对国际油料市场的依赖性也日益增强。伴随着人民生活水平和城市化率的不断提高,对油料作物的消费需求必然会进一步释放。所以，大力发展和种植油料作物来提高食用油自给量就显得尤为重要。其中，花生是最主要的油料作物。它出油率高，对土壤土质要求低，适合沙土地种植，经济效益好。因此,大力发展花生生产对于稳定中国油料产业具有十分重要的战略意义。 在农业发挥中，播种机是一个非常关键的环节。因为农业本身的特殊性，在每年春季的播种期内必须完成播种，并需要同时完成播种和施肥，还要使种子能够良好的生长和发育。因此，播种机的质量好与坏，将直接影响农作物的出苗率和生长情况，从而直接影响农作物的产量。本次设计的课题为手推式花生播种机，它不但满足以上要求，还可以进行精密播种，使种子在田地里合理分布，株距均匀，排钟量相等，播种沟深一致。同时，播种机在保证农作物产量的前提下大大的提高了工作效率，节省了大量的人力物力。1.1本设计的研究背景和意义1.1.1本设计的研究背景 虽然我国是一个农业大国，但是我国的农业机械技术还是处于比较落后的阶段。从上世纪八十年代末开始，我国就开始研发和生产播种机。但由于种子的质量，耕地的条件，机械制造生产水平和机械价格等多种因素的制约，我国当时主要研发、生产和推广的是半精密播种机。九十年代中期以来，为了满足农业作业的更高需求，我国大力研发和生产精密播种机。当时，受到国情、农民的认知程度以及播种的作物种类等原因的限制，我国主要研发和生产的都是主要种植作物的播种机，如玉米播种机。高粱播种机等。只有到了两千年以后，人们才研发和生产花生播种机。原始的花生种植方法是人工开沟，人工播种， 人工施肥，人工覆土等一些列播种程序。不仅效率低、劳动强度大、而且播种质量不易控制，造成花生产量低，人工成本高，总体效益过低；虽有部分地区采用简单机械进行播种，但易出现漏播现象，造成缺苗、断垄，影响产量及效益。又由于春耕的时间有限，这样就限制了花生的大面积种植。在这样的社会背景下，我国开始研发和生产花生播种机。起初，为了满足大面积的花生种植，提高工作效率。我国主要研发和生产的都是有由大型、中型机械提供动力的大型、中型的花生播种机。该播种机由相应的农业机械提供动力，可以多行播种，播种速度快，效率高，大大的满足了人们种植花生的需求。近年来，随着人们环保、安全和健康意识的增强，人们都想吃到自己亲自种植的花生。因为是自家需要，并不需要大面积的种植，大费周折。人们只想在一些小范围或闲暇的地方种植一些花生，只要满足自家的需要即可。因此，人们就会利用一下地边、地角、山坡、悬崖边等一些小的地方。进行花生种植。但是这些地方不能使用大型、中型花生播种机。但为了满足机器播种的要求，提高工作效率，节省人力物力，我研究和设计了手推式花生播种机。1.1.2本设计的研究意义手推式花生播种机的研究与设计，主要就是针对小范围的地方，不适合大型、中型播种机工作的耕地。手推式花生播种机由传动机构、排钟排肥机构，地轮、压土轮，开沟器、种箱肥箱、整体支架等其他一些辅助机构组成。它可以同时播种和施肥，可以根据要求改变播种距离和播种深度。它的传动机构是由链轮、链条、地轮、轴、排钟排肥机构组成。首先，由人提供动力，推动播种机向前工作，地轮向前滚动，地轮滚动带动地轮结构中间的链轮转动，然后由链条传递动力，带动排钟排肥机构的链轮进行转动，促使后面的两个从动轴转动，通过轴的转动带动排种器和排肥器转动。使种子和肥料落入下面的箱体内，再由输送管把种子和肥料播撒在开沟器开出的土沟内，然后覆土器把开沟器开出的湿土回填，随着花生播种机的前进，压土轮跟上对种沟进行碾压。这样，播种机就完成了这个播种工作。与传统的播种模式相比，手推式花生播种机可以进行精密播种，实现单粒精播，不但节约了大量的种子，还不需要进行二次间苗，节省了大量的人力物力；还可以根据种植、耕地地形的要求，进行相应的调节，可以改变播种的株距，播种的深度，给种子提供良好的生长条件；它在工作时，由一个人提供动力就可以，不需要太多的人。手推式花生播种机结构简单，操作维修方便，可以自由调节扶手高度，适合各种人群使用，同时它质量轻便，易搬运，适应多种地形。尤其像我国南方如云南、贵州等多山地区。而且，我国南方的大多省份多高山，可用的耕地面积很少，大部分耕地都分布在山坡或山顶上。并且土质贫瘠，非常适合花生的种植。手推式花生播种机的出现和投入使用，大大的提高了工作效率，节省了大量的人力物力，更加满足了人们的生活需求。1.2 国内外发展概况 在当前的国际形势下，农业的发展正向着机械化、自动化的方向发展，农业的国际化已经是一个基本趋势。随着经济的发展，机械技术的不断提升，农业机械技术也得到了很大的提升和改变，改变了传统的农业作业模式，使农业作业得到了进步和升级。1.2.1国内发展概况我国人口是全世界的四分之一，并且我国有九亿左右的农民，是一个名副其实的农业大国，我国农业的稳定发展对我国的国家政治稳定非常重要，对人民的安居乐业影响也是很大。自从我国加入WTO以来，对农业的发展也是越来越重视，政府不断颁布和下发和农业相关的各种条款和政策，因此，农业所面临的挑战与机遇也是非常巨大的.目前，我国的农业机械技术相比于其他一些发到国家还是比较落后的。伴随着改革开放的步伐和我国科学技术的不断发展与进步，在农业机械方面我国已经有了很大的发展，上升了一个新的层面。世界上一些发达国家，在很早很早以前就开始研究农业机械，又因其技术先进，思维开阔，很多发达国家都已经实现农业自动化。而我国的机械技术就原本落后于一些发达国家，对农业机械技术的研究和涉入也晚于其他国家，所以我国的多数地区的农业作业还是半机械化或是人工的模式，因此在农业机械方面，我国和西方发达国家相比还是非常落后的。所以说，发展农业机械，对我国目前来说还是非常重要的。目前，我国的传统播种形式仍然是以条播为主，它是由小型农业机械拖拉机提供动力，牵引播种机前进，实现农作物的条播作业。现在全国有几百家播种机生产企业，其中很大一部分企业还是主要生产由小型拖拉机提供动力牵引的小型播种机。只有十家播种机生产企业研发和生产由大型或中型拖拉机提供动力牵引的大型播种机。近几年，联合作业播种机在我国市场上发展也是很快的，它主要的种类有播种-施肥联合作业机，耕作-播种联合作业机，松土施肥覆膜穴播联合作业机和施水播种联合作业机等。虽然我国的农业机械发展技术已经有一段很长的历史，但是我国的主要研究还是自动化半精密播种机，随着农业机械的发展，全自动精密播种机的发展将会是农业作业的发展主题。我国已经开始了精密播种机的研发和生产，并且取得了一定的效果。为了增加农民收入，党中央颁布和下发了一系列相关的政策，并进行落地实施。随着党中央对农业发展的力度加大，精密播种机的研发和生产得到了飞速发展。不断提升精密播种技术，针对不同的农作物，机械农业专家通过试验或是理论数据的推理，根据种子的物理特性设计了不同的播种、排种方式。大大的提高了播种机的工作通用性和适用性。1.2.2 国外发展概况国外农业机械作业的水平和特点，其中主要以欧美国家为代表的经济发到的国家，这些国家的农业机械作业的技术已经是非常的先进并且足有一定的典型性。近年来，国外很多发达的在不断地改进和发展播种机。一，不断改变和更新播种机的工作原理，对播种机的整体结构进行完善。二，提高机械技术，保证播种机工作性能良好。三，注重并提高播种机具的使用通用性和适应性。例如可以通过改变排钟器的种类来满足不同农作物的播种需求，可以通过传动机构的变速调节，调节播种株距。为了适应的地形、不同的土壤结构，配备了相应的开沟器和压土轮。可以通过改变种箱和肥箱的大小及其变速结构，调节播种量和施肥量。设计和生产不同系类型号的播种机，来满足不同型号的拖拉机的使用。为了提高工作效率，提高播种机的作业速度或是增大播种机的工作幅宽。目前在国外，精密播种机的技术已经是非常的成熟，在精密播种机上不但配备了联合播种和施肥机构，还配备了一些辅助装置，如撒农药装置、整地装置等等。并且其排种排肥装置都更换了新的工作原理。目前，世界上的播种机机型各种各样，市场上有可供选择的机型也很多。其中，国外的播种机在向大型、高效、电子控制机械的方向发展。其播种机主要工作方式为气力式(气吹、气吸)，该播种机工作幅度很宽，工作速度很快，农业作业效率非常高。2手推式花生播种机的设计要求2.1 关于题目的具体要求（1）设计有创新性，各个零部件的设计合理。（2）零件图，装配图要详尽，可以清楚的表达出各部件间的关系。（3）零件图，装配图要符合国际的详细工程图。（4）使用CAD软件，完成各个零件的设计，并进行装配。 2.2 关键问题及解决方案 （1）手推式花生播种机的结构设计。 （2）播种机的传动机构、排种排肥机构的设计。2.3 解决思路及方案当今农业发展中，大型、中型的花生播种机在山坡上、悬崖边、空间小的地方或进行农作物套种的地方均不能使用。针对这种情况，我设计出了手推式花生播种机。该播种机可以同时播种和施肥。其主要由传动机构、排肥排钟机构、地轮、压土轮、覆土器、开沟器和整体支架组成。其中，主要的问题就是传动机构的设计。在支架的前端装有一个地轮，在地轮的中间轴上装有一个链轮。在与前面链轮的同一垂直面上，即排种排肥机构处装有一组链轮。由人提供动力，使地轮向前滚动，带动链轮转动，由链条传递动力，带动后面排钟排肥机构链轮的转动，实现播种机的播种和施肥。毛刷安装在种箱内，控制种子和肥料的播出量。支架的末端装有斜向推杆，可以自由调节扶手的高度。合理的设计和安装输送管的长度和角度，使种子和化肥落入种沟时，与地面的相对速度很小，保证种子顺利的落入种沟内且株距均匀。合理的设计覆土器和压土轮，使种子获得良好的生长条件。3 播种机的结构设计3.1 播种机的整体结构图3-1 手推式花生播种机 主要机构：扶手和机架 种箱/肥箱 从动链轮 地轮 开沟器 输送管 覆土器 压土轮 箱体 主梁、支架： 将各个零件安装在上面，并支撑整体。 排种部件： 包括从动轴、种箱、排种器和毛刷，实现种子的单粒平播。 排肥部件： 包括从动轴、肥箱、排种器和毛刷，实现化肥定量的平播 土壤工作部件：包括开沟器、压土轮及覆土器等。3.2.选择传动方案3.2.1 传动方案的比较选择传动方案引用机械设计排肥排种系统工作的动力均来自于地轮，一组传动机构传到排肥机构。常见的传动机构齿轮传动、带传动、链传动等。(1) 齿轮传动：主要优点，瞬时传动比较恒定，工作平稳性价高，传动比变化范围大，传动功率范围大，传动效率高。缺点：运转中有振动、冲击和噪声，并且产生动载荷，无过载保护。传动距离大时对齿轮价格较高。(2) 带传动：带传动结构简单，传动平稳，能缓冲减振。维护容易，不需润滑，价格低廉，可以在长距离间传递动力，摩擦型带传动能过载打滑，运转噪声低，但传动比不准确，适用速度一般在15r/s以上，不适于播种机的低速运转 (3)链传动：主要优点 能在任意的中等轴间距离进行定速比的传动，速度无滑动损失，传动比允许较大，能在较为恶劣的条件工作，缺点：价格较高，速度有波动，不平稳，链接伸长后运转不易平稳，易跳齿。3.2.2传动方案的确定由于肥箱种箱安装在机架后面，地轮与排种排肥机构之间传动距离比较大，传动机构暴漏在空气中，工作环境不好，而且播种机的工作速度相对较低，故采用链传动。3.3地轮的设计 根据人机工程学原理，播种机的转动部分不能大于400mm，如图3-2所示，所以设计地轮外径为380mm，由于在地轮的一端侧壁上安装有一个链轮，所以后侧应有一定的宽度。故取在装有链轮的一侧宽度取值为25mm，另一侧为20mm，整体宽度为177mm。图3-2 地轮3.4 排种排肥机构箱体的设计首先，根据设计要求和实际应用的可行性,设计箱体结构如图3-3所示，在排钟排肥机构的箱体下面应设计成有一定的坡度，排种器应与箱体内壁具有一定的间隙，这样可以使种子顺利的落入在箱体下面的排种导管内，不会对种子的表面造成损坏。同时箱体应该有一定的厚度，可以承受住播种机在工作时外部带来的载荷。应为播种机是有人提供动力，作业速度低，不会对箱体有太大的载荷，所以排钟排肥机构的箱体用硬质塑料制造即可。箱体的结构：图3-3 箱体 3.5 排种器设计3.5.1 排种器的设计要求 精密播种可以节省种子，避免间苗，减少了二次劳动量。同时可以进行平均播种，使丙幼苗间距相等，达到苗齐、均匀。有利于农作物的生长，同时还可以提高农作物的产量。其中排种器是达到精密播种的关键。其工作要求如下： （1）排种均匀稳定，排种的性能不受外界影响。每台播种机每一次的排种量要一致。 （2）不能损伤种子，通用性好。 （3）株距调节范围大。 （4）工作稳定，不发生堵塞现象。3.5.2排种器的结构确定 目前，可进行精密播种的机械的排种器，很多都是孔型排种器，根据种子的大小、形状、因素，设计出各种型孔，来实现精密播种。排种器一般用硬质塑料制成，直径大约为60-130mm。其中型孔可以设计成各种形状，如圆锥形、圆柱形、用圆弧形等。本次设计的型孔为圆弧形。型孔参数：直径9-15mm 深度：11-16mm 每孔粒数：1 结构如图3-4所示：图3-4 排种器3.6 排肥器排肥器和排种器的结构相差不大，只是型孔的形状和尺寸发生一定的改变。3.6.1排肥器主要排施化肥的种类（1）粒状和粉状化肥（2）粒状复合肥（3）自制的颗粒化肥3.6.2几种化肥的主要技术特性 表3-1肥料名称外形含水率（百分比）单位容积质量 （克/升）自然休止角（度）尿素颗粒72035硫酸铵颗粒0.9394344碳酸铵结晶2.13101035碳酸氢铵粉状2.8792037磷酸铵晶体2840过磷酸钙粉状1.68803.6.3 排肥器的要求（1）排肥器可以控制施肥量，每亩5-13kg可调。排肥量稳定，不断条，不堵塞。（2）通用性好，适用多种肥料。（3）工作可靠，施肥控制调节方便，肥箱剩于肥料便于清理。（4）各部件耐磨，耐腐蚀。3.7开沟器开沟器的作用是在播种机工作时，开沟器尖端入土开出种沟，箱体内的种子和肥料沿着塑料导管直接落入沟内。3.7.1 开沟器的设计要求 （1）入土性能好 （2）入土深度可以调节，范围2-10cm。（3）力学性能好。坚固耐用。3.7.2开沟器的工作性质（1）在花生播种机工作时，要保证开出的种沟深浅相同，沟型整齐并在一条直线上。同时，要保证开沟器开沟的深度可以调节。（2）开沟时不能破乱土层结构，不能使种沟内的湿土翻到地表，不能将地表的干土带入沟内。种子落入种沟后，要保证种子和肥料直接落在湿土上。（3）具有回土功能，使湿土可以回填将种子和肥料覆盖，有利于种子的发芽。（4）具有良好的工作性能。（5）结构简单，易于调整和维修，工作阻力要小，以便减轻工作强度。3.7.3开沟器根据其结构类型不同，可以分为两大类（1）锐角开沟器（2）钝角开沟器根据本设计的要求，选用锐角式开沟器。其结构如图3-5所示，其主要由锐角钢板和输种管组成。开沟器的尖端一般由硬度较高的65Mn制成，同时要进行热处理，为了增加其耐磨性，应选择硬度为HRC37-42。图3-5 开沟器3.8输种管3.8.1输种管的参数 输种管的作用是将种子从箱体中导出，并使之落入开沟器开出的种沟内。输种管对种子的均匀排播有很大影响，故输种管的要求如下：（1）保证种子可以自由下落，保证机器的均匀性播种。输种管应有足够大的横截面积，保证种子落下时畅通无阻。（2）输种管与开沟器固定一在起，并且能随着开沟器的升降能自行的升降，不影响种子下滑速度。（3）要耐腐蚀，耐磨。并拥有适当的伸缩量和弹性。（4） 结构简单，质量轻，易于生产和维修。3.8.2输种管的类型（1） 金属管 （2） 橡胶管 （3） 塑料管 这了满足上述要求，选用塑料作为排种管的材料。3.8.3输种管的尺度和倾斜角度由于各种播种机的整体结构不同和其工作特点的不同，对种子的下落速度的要求不同，来设计并确定输种管的长度和倾斜角度。为了能够实现精密播种，要保证种子落入土沟内时，种子的速度要非常的小，并以此保证两株幼苗间的距离均匀性。因此，我们需设计成具有一定倾斜角度、离土沟较低的直导管。通过实验得出，有2/3的种子散落在半径为20mm的范围内。因此得出，输种管的直径应在28-40mm范围之内，且应该有一定的倾斜角度。3.9压土轮3.9.1压土轮的设计要求 （1）强度要求：0.3-0.5kg/cm。 （2）转动灵活，不粘土。 （3）压土轮的宽度稍大于苗幅宽。 （4）高度可以根据开沟器的深度而过行相应的自我调节，同时在镇压后，土壤表面不能发生鳞状裂纹。3.9.2 压土轮的结构和工作原理 （1）圆柱形压土轮 （2）凹面压土轮 （3）圆锥组合压土轮 本设计的压土轮结构如图3-6所示，圆柱形压土轮。 图3-6 压土轮 压土轮的作用是对覆土器回填的土壤进行碾压，压实土壤结构，降低水分蒸发，保持土壤湿度，保证种子的良好生长条件。其中，压土轮对于干旱地区的耕种的作用是很大的，由于其自身的重力加上作用在压土轮上的附加重量，可以对成块的土壤进行碾碎，有利于土壤对于水分的吸收和保湿。3.10种箱、肥箱3.10.1 种箱、肥箱的设计要求（1）有足够的含量，来减少加肥加种的次数，同时可以保证一箱种，肥可以播种到地头。但种、肥箱过大，会使整个箱体自重的增加，也使整个机器的牵引阻力增加，所以种箱、肥箱的尺寸要适当。另外对于悬挂式的播种机来说，使整个机器纵向稳定性下降。（2） 箱底板的倾斜角度要大于种、肥的自然何止角，保证种、肥可以完全的进入排种器和排肥器内，顺利的完成播种。（3）箱体应结实耐用，耐腐蚀，质量轻。同时在箱体内外均涂上油漆。（4）加种加肥方便，剩于的种、肥容易清理。3.10.2 种箱、肥箱容量计算种、肥箱的容量是根据播种工作时的播种量或施肥量、耕地面积和此次播种长度以及和种子或肥料单位容积等因素来确定的。工作时，要保证种子、肥料播撒到可以进行再次添加的地头，而且要保证种子和肥料不能全部播完。否则会因为箱体内的量太少而影响播种机的性能，种、肥箱的容量V可用下式确定 V=QmmBL（1000t）式中：V肥箱体积、种箱体积 Qmm最大播量 斤/亩 B播种机的工作幅宽 L种子装满能行使的距离 种子箱的充满系数 T种子容量 kg/L3.10.3 种箱、肥箱结构特点播种机上的种、肥箱的几何形状有矩形、梯形或圆形。材料有薄钢板、玻璃纤维、塑料等。结构特点： 增大容量，减少添加种子、肥的次数。 采用整体箱结构，为了增加刚度使其与机架相连。 种箱、肥箱相互所占的比例可以进行适当的调节以满足不同的而要。故种箱/肥箱的结构如图3-7所示：图3-7 种箱/肥箱3.11 机架任何机械的机架设计都要满足其工作要求。（1） 刚度要求 （2）强度要求 （3）稳定性要求 （4）美观3.11.1 设计步骤（1）对机架的形状，尺寸进行初步确定，以保证其内外零部件能正常运转。（2）确定制造工艺焊接、螺栓连接。（3) 分析载荷情况，机架上的载荷包括自身重量，各部件重量用各部件运转时的动载荷。 （4）确定结构形式 (5) 画出结构简图，如图3-8所示图3-8 机架 机架：主要由角铁、45钢焊接和螺栓连接而成，结构简单，成本低。3.12覆土器覆土器主要作用：将开沟器开出的湿土回填到种沟内，使湿土直接覆盖在种子和肥料上，让种子获得良好的生长条件。覆土器结构如图3-9所示：图3-9 覆土器4 设计计算部分4.1链轮的设计4.1.1 链轮的设计假设手推式花生播种机的功率P=0.24kw 主动链轮的转速 n1=60r/min 到传动比 i=1 载何平稳，中心线垂直布置。解： 1. 选择链轮齿数取主动链轮的齿数Z1=17 传动比 i=1。故从动链轮齿数 Z2=i17=117=17。 2. 确定计算功率由表9-6查得工况系数Kz=1.52，单排链，则计算功率为Pca=KAKZP=1.01.520.24kw=0.36kw 选择链条型号和尺寸根据Pca=0.36kw, n1=60r/min 和Pca Pc ,查图9-11可选10A-1，查表9-1链条节距为P=15.88mm 3.计算链节数和中心距初选中心距 =（3050）P =(30-50)15.88=476.4794.0mm 取0 =500mm相应的链长节数为Lpo =Z+2 取链节长数 Lpo=80。由表9-8，采用线性插值计算得出中心距计算系数f1=0.24578则链传动的最大中心距为max=f1p2Lp-(Z1+Z2)=0.2457815.88280-(17+17)mm=491.78mm 4.计算链轮转速V,确定润滑方式。V=由V=0.27m/s和链条型号16A-1，查图9-14可知，应采用定期人工润滑。 5.计算压轴力Fp 有效圆周力为：Fe=1000P/v=1000链轮水平布置得压轴力系数Kfp=1.15，则压轴力为：Fp=KfpFe=1.151333.33N=1533.33N 6.主要设计结论链条型号10A-1，链轮齿Z1=17 Z2=17链节数 Lp=80 中心距=490mm链轮的基本参数和主要尺寸分度圆直径d=查表知d1=10.16齿顶圆直径 damin=d+p(1-d1=86.42+15.88（1-10.16mm=90.65mmDamax=d+1.25P-d1=86.42+1.2515.88-10.16mm=96.11mm齿根圆直径：df=d-d1=86.42-10.16mm=76.26mm齿高：hamin=0.5(p-d1)=0.5（15.88-10.16）mm=2.86mm hamax=0.6259-0.5d1+=0.62515.88-0.510.16+=5.59mm链轮的轴向齿廓尺寸齿侧圆弧半径：remax =0.12d1 (z+2)=0.1210.16（17+2）mm=23.16mm remin =0.008d1 (z2+180)=0.0080.16（172 +180）mm=38.12mm滚子定位圆弧半径：rimin =0.505d1 =0.50510.16mm=5.13mm rimin=0.505d1 +0.069=0.505d1 +0.069mm=5.27mm滚子定位角： max =140-=140- =134.7 min =120-=120-=114.7单排： bn=0.95b1 查表知：b1=9.4=0.959.4mm=8.93mm齿侧倒角：ba公称=0.139=0.1315.88=2.06齿侧半径：rx公称=p=15.88mm齿全宽：bfn=(n-1)pt+bn=8.93mmn 为排数图4-1 链轮4.1.2 备用链轮的设计为了使手推式花生播种机可达到改变株距的要求，我在后面的排种排肥进行了双层链轮的设计。即通过不同的链轮的大小，齿数的不同来实现调节株距的目的。，由于上面已对主从链轮其中一个小的从支链轮的计算，该链轮的设计结构已达到设计的技术要求。为了避免重复的计算我下面只计算出大链轮的基本参数和主要尺寸。大链轮的基本参数和主要尺寸选择大链轮齿数Z=19已知节距P=15.88mm分度圆直径：d= 查表知：d1=10.16mm齿顶圆直径：damin=d+p(1- damax=d+1.259-d1=96.48+1.2515.88-1016mm=106.17mm齿根圆直径: df=d-d1=96.48-10.16mm=86.32mm齿高：hamin=0.5(p-d1)=0.5（15.88-10.16）mm=2.86mm hamax=0.625p-0.5d1+=0.6215.88-0.510.16+链轮的轴向齿廓尺寸：齿侧圆弧半径：remax = 0.12d1(z+2)=0.1210.16（19+2）mm=25.6mm remin = 0.008d1(z2+180)=0.00810.16（192 +180）mm=43.97mm滚子定位圆弧半径：rimax =0.505d1 =0.50510.16mm=5.13mm rimin=0.505d1 +0.069=0.505d1 +0.069mm=5.27mm滚子定位角：max =140-=140- =135.27 min =120-=120-=115.27单排： bn=0.95b1=0.959.4mm=8.93mm 查表知 b1=9.4齿侧倒角：ba公称=0.139=0.1315.88=2.06齿侧半径：rx公称=p=15.88mm齿全宽： bfn=(n-1)pt+bn=8.93mm n 为排数4.2轴的设计4.2.1 从动轴的设计假设手推式花生播种机的主动轴的功率 p=0.24kw转速 n=60r/min 传动比 i=1解：1.求从动轴上的功率 p1 转速n1 和转矩 T1 .若取每级链轮的传动功率（包括轴承效率在内）=0.97 则 p1= p=0.970.24kw =0.233kw又 n1=n=60r/min =60r/min于是 T1=9550000=9550000N/mm=37086 Nmm 2.求作用在链轮上的力因已知从动轴上的链轮的分度圆直径为 d2 =86.42mm而 Ft =N =858N Fr =Ft=858N=279N Fa =Fttan=858tan2.06=27.6N 3.初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Cr。调质处理，根据表15-3取Ao=105 ,于是得Dmin =Ao=105mm =16.5mm 4.轴的结构设计 拟定轴上的装配方案，现选用如图4-1所示的装配方案 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度根据设计要求，在-轴段上拧有螺母,在-轴段上结构也是一样的,故取 d- =d- =18mm取 L-=20mm,取 L- =29mm 在-轴段上，-轴段上套有轴承,取d-=d-=20mm,取L-=14mm,取L-=14mm.根据力的作用要求选用滚子轴承6204,其尺寸为dDB=204714,在-轴段上装有排种器,取L-=100mm,d-=24mm.(3) 在轴的-轴段上,链轮与轴之间采用平键连接.由于d-=20mm,与链轮连接部分L=19mm,查表6-1,平键的种类和尺寸,bhl=6612.取用配合H7/n6.(4) 确定轴上倒角尺寸. 参考表15-2,取轴的倒角为C2.图5-1 从动轴 5 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的简单计算，可知 FNH1=165.57N, FNH2=692.43N FNV1=560N FNV2=170N总弯矩：M1=42309.7Nmm M2=37387.1Nmm 6 抗弯矩合成应力校核轴的强度 在进行校核时，通常校核承受最大弯矩和扭矩的界面（寄危险界面C）的强度。根据式（15-5）及以上的数据及轴单向旋转，扭矩切应力为脉冲循环变应力。取=0.6，轴的计算应力 =MPa=59.75MPa 前已选定轴的材料为40Cr,调制处理。由表15-1差得【-1】=70MPa,因此ca【-1】 7 精确校核轴的疲劳强度 （1）截面、只受扭矩作用，虽有键槽和过度配合所引起的应力集中将削弱轴的疲劳强度。但是由于轴的最小直径是按扭转强度力宽裕确定的，所以截面、均不需要校核。 从应力集中对轴的疲劳强度来看，截面所引起的应力集中最严重，故对截面进行力的校核。 （2） 截面左侧 抗弯截面系数：W=0.1d3=0.1203mm3=800mm3 抗扭截面系数: W=0.2d3=0.2203mm3=1600mm3 截面左侧的弯矩 M=42309.7 Nmm=18510Nmm 截面上的扭矩：T1=37086 Nmm 截面上的弯曲应力：b =Mpa =23.12Mpa 截面上的扭转切应力：=Mpa =23Mpa 轴的材料为40Cr 调质处理 由表15-1查得=700Mpa -1 =335Mpa -1=185Mpa 截面上形成的理论应力集中系数,按附表3-2查取.因 =0.11=1.11经插值后可查得=1.59 ,=1.56又由附图3-1查得轴的材料敏感系数为q =0.7 ,q=0.75故有效应力集中系数按式（附3-4）为R =1+0.7（1.59-1）=1.42 R =1+0.75(1.56-1)=1.42由附图3-2得尺寸系数q =0.75,由附图3-3得扭转尺寸系数q=0.92,轴按磨削加工。由附图3-4得表面系数为=0.9由未经表面强化处理，即=1 则按式（3-12）及式（3-14b)，列综合系数为K=+-1=+-1=1.89K=+-1=+-1=1.89又由3-1及3-2得特性系数为 =0.10.2 取=0.1 =0.050.1 取=0.05 于是计算安全系数Sca 值，按式（15-6）（15-8）则得S = =7.67S =10.92Sca =6.371.5 故可知其安全。同截面V右侧抗弯载面系数 W=0.1d3=0.1183mm2 =583.2mm2 W =0.2d3 =0.2183mm3 =1166.4mm3弯矩M及弯曲应力为 M=42309.7Nmm=18510Nmm b =Mpa=31.80Mpa由附表3-8用插值法术出，并取=0.8，于是得=2.8， =0.82.8=2.24故得综合系数为K= +-1=2.8+-1=2.91 K=+-1=2.24+-1=2.35 S=-1/(K+m)=335(2 .9115.87+0.10)=7.25 S=-1/(KF+m)=185(2.3514.002+0.0514.002)=11.01 Sca=SS/=3.2511.01/=6.06S=1.5 故安全。 由于轴在截面右侧的强度也是足够的。因本设计无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性。故可以略去静强度校核。 由于排肥器的轴与排种器的轴上所受力的要求和结果都是一样的，故不再需要重复计算。把两根轴设计成一个结构即可。4.2.2主动轴的设计 已知手推式花生播种机的功率P=0.24kw，转速n=60r/min,解： 1 轴的功率 P=0.24kw 转速n=60r/min转矩T1=9550000=9550000Nmm=38200Nmm2 确定轴的最小直径 先按式（15-2）初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据15-3，取A0=105，于是得：dmin=A0=105mm=16.67mm主动轴的最小直径是安装螺母的直径。3 轴的结构设计根据设计的要求，在轴的中间部分设计成和自行车后轮中轴结构一样的轴的结构，在两个轴承之间有一个带凸轮的套筒，轴承在套筒的内部两端。在轴的-上装有轴承，在-的轴段上装有一个链轮。链轮的内径稍大于轴的直径，同时用螺母把链轮固定在中间套筒的凸轮上。这样，就使链轮和套筒连为一体，就实现了地轮转动带动套筒转动，套筒带动链轮转动。源于本设计，主动轴是固定不动的，只是轴承、链轮在进行转动，所以主动轴受到的扭转毅力非常小，可以忽略不计。哟与链轮、套筒和轴承的自重对轴产生的压力也非常小。可以忽略不计。故主动轴不需要再进行重复的校核。现在主动轴的尺寸完全可以复合设计的要求。4.3键的强度校核 已知链轮的轴径d=18mm,T=37086Nmm 1 选择键连接的类型和尺寸 一般8级以上的链轮有定心精度要求，应选用平键连接。由于链轮不在轴端，故选用源头平键（A). 参考轴的直径d=18mm，从表6-1中查得键的截面尺寸为：bhl=6613 2 校核键连接的强度 由表6-2许用挤压应力p=110MPa.键的工作长度为12mm,由式（6-1）可得 p=MPa=105.6MPap=110MPa 可见连接的挤压强度够，因此用单键即可。 键的标记为：GB/T1096键613185 播种机的保养与注意事项5.1 播种机的保养（1） 班保养，机器完成每班工作后，应进行一定的处理和维护。（2） 季保养。在完成每个作业季节后，应进行一定的处理和维护。（3） 机具在完成播种作业后，进行季保养以后，就可以入库。将机具最好放置于干燥阴凉的室内。进行妥善保管，避免挤压、变形和丢失。机具入库后，要有专人进行保管和检查，定期进行维护。5.2 注意事项（1）在播种前，清除机具上的尘土、油污和脏物, 对所有的传动部件和转动部件进行润滑，检查并拧紧机具整体机架上的螺栓和连接部位，避免机具在工作时部件间松松或相对滑动。保证传动机构工作性能可靠.（2）按播种的工作要求调整播种机的相关部件，如播种量、株距、播深等。 （3）在种子肥料倒入箱体内前，要进行仔细检查，避免混有石块、铁钉、等杂物, 同时，为了肥料可以顺利播撒，肥料不应有结块。（4）为了提高工作效率，在播种前，把种子、肥料应放在适当的位置。（5）检查压土轮、地轮是否转动灵活, 排种器和排肥器是否满足耕作要求, 覆土器的现有的工作角度是否满足覆土要求。（6）播种时，根据实际情况应及时添加种肥，要保证箱体内的种肥不少于整体容积的 1/ 4。（7）种箱和肥箱要及时清理。在完成一次播种后 , 种箱和肥箱都要及时清理，严防种子混杂和肥料腐蚀排种机构，降低播种机的使用寿命。（8）播种机在地头或耕地中间停车后，为了避免漏播和浪费种子，播种机不要后退货前进，停住就好。再次工作时，直接向前面推动播种机即可。这样就不会出现漏播和浪费种子的现象。（9）播种机在工作时，为了避免断条、漏播，在开沟器上的杂草和残茬要及时进行清理。（10）在杂草多、茬子多的耕地里工作，可以先进行地面的旋耕，把杂草和残茬埋在地下。然后我们在使用手推式花生播种机进行工作。（11）播种机在完成一个小的区域播种后，要根据实际情况核实播种量，如有异常情况发生，对播种机进行调整后在进行下一个区域的播种。（12）为了保持土壤中的水分，给种子创造良好的生长条件，在完成播种后要及时的对种沟进行镇压。可以很好的保证土壤的坚实程度，有利于种子发芽。（13）播种前期，为了保证种子的出苗率和良好的生长发育，必须对种子和肥料进行严格的筛选。为了保证下肥均匀，要选用流动性较好的肥料；为了种子的出苗率和良好的生长发育，要选用品质优良的种子。 （14）播种机在完成一块地的播种时，要清除种箱内剩余的种子，这样方便播种机的运输同时还避免种子的损伤。在进行下一块地耕种的时候，在重新将种子倒入种箱内。6 结 论虽然我国是一个名副其实的农业大国，而且对农业机械已有很长一段时间的研究历程，但是农业机械的发展水平相比一些发达国家还是处于落后地位的，仍然存在着很大的差距。我国农业机械发展还需要一段很长的路要走。本次毕业设计，我的设计课题是手推式花生播种机。手推式花生播种机的研究与设计主要是针对于我国南方如贵州、四川等一些多高山的地区。那里土地贫瘠，且大多分布于山顶、山坡或悬崖边，土地分散，面积较小，不能使用大型农业机械。并且，最主要的原因是花生对于土质的要求不高。所以为了提高花生的种植效率，节省人力物力，我设计了手推式花生播种机。手推式花生播种机由链轮、链条和轴组成传动机构，由种箱/肥箱、排钟排肥机构、地轮、压土轮、开沟器、覆土器和机架等装置组成。工作时,由人向前推动播种机工作,播种机地轮向前转动,地轮带动中间的链轮转动,由链条提供动力,带动从动链轮的转动，促使排钟器和排肥器同时转动，使种子和肥料落入排钟排肥机
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