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文档简介

1、摘 要 本文主要介绍了大豆播种机的工作原理及其所能完成的任务。通过普通拖拉机的 牵引带动播种轮的转动,进而通过鸭嘴器的开合实现大豆的机械化播种,大大提高播 种的效率,提高劳动生产力。通过对设计要求的分析,此系统主要由播种轮,鸭嘴器 来完成播种要求。在拖拉机行进过程中,由播种器的轮子带动播种轮的转动,通过安 装在播种轮上的鸭嘴器插入离开土壤,完成播种。此设计主要适用于大面积的土地耕 种,可以取代人工播种,降低劳动强度,提高效率,有利于在繁忙时节完成播种要求。 关键词:大豆播种机;播种轮;鸭嘴器;促张杆;连接筒 全套全套cad图纸,联系图纸,联系 153893706 abstract this p

2、aper describes the membrane planter principle and can complete the task. through the ordinary tractor driven broadcast traction species round of the rotation, and then through vasicine of cdcc achieve membrane mechanized planting and sowing greatly enhance the efficiency, improve labor productivity.

3、 based on the analysis of the design requirements, the system is mainly seeding round, vasicine to fulfill the requirements of sowing. tractor road in the process, from planting of seeding round driven wheels turning, through the installation of the seeding round of the duckbilled insert left soil,

4、completed sowing. this design is mainly applied to a large area of land farmed, can replace artificial seeding, reduced labor intensity, increase efficiency, to be completed during the peak season planting requirements. key words: membrane planter;seeding-ferry;vasicine;connection tube;promote a ste

5、m 目 录 摘 要.i abstract.ii 第 1 章 绪论.1 1.1 课题研究的背景.1 1.2 课题的提出和研究的意义.1 1.3 国内外播种机机械研究现状.2 1.4 课题研究的主要内容.3 第 2 章 大豆播种机方案确定.4 2.1 总体结构及配置.4 2.2 工作原理简介.4 2.3 本章小结.5 第 3 章 总体设计参数的确定.6 3.1 排种器的结构及工作过程.6 3.2 播种轮直径和鸭嘴数量的确定.7 3.2.1 考虑因素.7 3.2.2 播种轮直径计算.8 3.3 本章小结.8 第 4 章 播种轮和鸭嘴器具体设计.8 4.1 播种轮设计.9 4.2 鸭嘴器设计.11 4

6、.2.1 鸭嘴器结构设计.11 4.2.2 鸭嘴器的运动分析.13 4.2.3 成穴器基本参数的确定.14 4.3 本章小结.17 第 5 章 主轴设计与校核.18 5.1 轴的材料.19 5.2 轴的类型选择.19 5.3 计算轴上转矩和初步确定最小直径.20 5.3.1 轴的材料和热处理方式的选择.21 5.3.2 计算轴上转矩和初步确定最小直径.21 5.3.3 轴的结构设计.21 5.4 键联接选择和校核.22 5.4.1 平键连接.22 5.4.2 键联接的强度校核.23 5.5 轴的计算.25 5.5.1 轴的直径的计算.25 5.5.2 轴的结构简图.26 5.5.3 轴上载荷的

7、计算.26 5.6 本章小结.29 第 6 章 大豆播种的正确使用.29 6.1 播种前机具的准备.29 6.2 使用注意事项.29 6.3 大豆播种机的特点.30 6.4 用好大豆播种机.30 6.5 本章小结.31 结论.32 参考文献.33 致谢.34 附录.36 第 1 章 绪 论 1.1 课题研究的背景 农业机械化是农村生产力发展水平的重要标志,是农业和农村经济持续稳定健康 发展和实现农业现代化的重要物质技术保障。加快发展农业机械化,是全面建设小康 社会、率先基本实现现代化的现实要求。实践证明,大力推广先进适用的农业机械, 用先进的农机装备武装农业,用先进的农机化技术改造农业,才能大

8、幅度提高劳动生 产率,提高农业整体效益,增强农业竞争力。 大豆播种由于采用机械化播种,所以在播种前期对种子的选择,土壤的环境有较 高的要求,具体要求如下: 1、种子品质好并清选分级 所选用的种子必须是个体丰产性能好、分蘖力强和单株生产率高的品种。播前要 用合适的长孔筛对种子进行清选,要求种子籽粒饱满,发芽率高。播前要对种子进行 药物处理,以防病虫害。 2、土壤基础良好 精播适用于土、肥、水等条件较好的高产地块,地块要深耕细耙、耙透耙实,上 松下实,地平如镜,无明暗坷垃,底肥要施足。 3、播期适中且适当提前 因播量少,靠分蘖增加群体,因此必须按照节气,根据气温和地温适当提前播种。 4、作业前播种

9、机具要进行适当的检查以及调整 (1)检查排种器的性能:避免出现磕种子等情况。及时排除故障以保证播种质量。 漏播的原因:播种出口堵塞;输种管堵塞;排种离合器不在接合位置;排种减速箱内 弹簧力减弱或折断。 (2)鸭嘴器的检查 鸭嘴器不能张开或不能闭合的原因:鸭嘴母和鸭嘴公的尺寸不合理,鸭嘴器的弹 簧力减弱或折断。 1.2 课题的背景和研究的意义 加快发展农业机械化,是推进农业和农村经济结构调整、提升农业产业化水平的 有效途径。大力开发和应用配套农机技术及机具,可以为农业产业结构调整提供强有 力的技术支撑;围绕产业特色,发展农机推广项目,可为农业产业结构调整激发示范、 辐射效应,促进农业产业的优化升

10、级;围绕产业区域布局,优化配置农机装备资源, 建立区域性的农机服务网络,加快推进农业产业化步伐。加快发展农业机械化,是实 现农村劳动力转移,推动城镇化进程的有力举措。 1.3 国内外播种机机械研究现状 近几年,国外在发展播种机械时遵循的原则是,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壤条件,运用变速装置加大播量与施肥量的调节范围;增加播种 机的系列型号。通过提高作业速度或加大工作幅宽来提高工作效率,有的谷物调播机 的工作速度高达 12-

11、15km/h,最大幅宽达 18m:采用播种联合作业和直接播种,旨 在提高生产效率的同时,减少机具对土壤的压实程度,减小土壤的风蚀水蚀,降低机 具的作业成本。 国外先进播种机的新技术主要体现在以下几个方面: 1、发展播种联合作业和直接播种技术 播种的联合作业是指在播种的同时,完成耕整地、施肥、喷洒农药等作业,其优 点是,一次可以完成多项作业,作业效率高,保证及时播种,提高产量;可以充分利 用配套动力,节省能源、降低作业成本;可以减少机组进地次数,使土壤免受机具的 过度压实,目前又发展了铺膜、播种联合作业,效果很好。 2、采用新的排种原理,发展单粒精密播种技术。 单粒精密播种可以节约种子,且不需间

12、苗, 国外的精密播种机已经达到相当完 善的程度在精密播种机上除了设有晚上的整地、覆土、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。 3、采用液压技术及电子技术 液压技术在播种机具上用于操纵开沟器的升降,在大宽幅的播种机上还用于折叠 机架,以便于道路运输。电子技术在播种机上则是用于监控装置,监视排种装置是否 正常工作以播量是否精确,用微处理机自动控制播量,特别是不规则的蔬菜种子,采 用微处理机自动控制播量,可以省去对种子的丸粒处理,节省加工费用,降低生产成 本,又能保证播量精确。 4、新型排种器装置不断出现 排种装置是播

13、种机的关键部件,目前主要有气流输送式条播排种器、孔带式精密 排种器、倾斜圆盘指夹式精密排种器及畜力播种机仍占主要地位。全国有 500 家左右 的企业生产播种机,其中只有 10 家生产与大中型拖拉机配套的播种机,与小型拖拉 机配套的播种机和畜力播种机的产量已占到全国播种机产量的 90%以上。近几年,我 国的联合作业播种机发展也很快,其机具主要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,目前又发展铺膜播种联合作业。 1.4 课题研究的主要内容 1、确定大豆播种机的总体设计方案 通过普通拖拉机的牵引,带动播种器轮子的转动,进而带动播种轮的转动,使固

14、 定在播种轮上的鸭嘴器规律性的进入离开土壤,达到播种的目的。 2、确定大豆播种机的总体设计参数 配套动力:1218 马力拖拉机; 作业速度:24 km/h; 垄宽:600mm; 垄距:400mm; 株距:260-280mm; 播深:50-70mm; 漏播率:5%; 3、进行播种轮,鸭嘴器及播种轮安装轴的结构设计 4、编写大豆播种机使用说明书 第 2 章 大豆播种机方案确定 2.1 总体结构及配置 种箱及排种器使用组合内窝孔精密排种器,采用轮式鸭嘴器结构。大豆播种机两 侧的上部各有一个种箱,两个种箱下部各有组合内窝孔精密排种器。这样就能配合轮 式鸭嘴器的结构。轮式鸭嘴器的结构是有两个圆形的播种轮

15、中间用套筒连接构成一个 轮子。垄距的要求是轮子的播种轮厚度和套筒的宽度来实现的。就是两个播种轮的厚 度和套筒的宽度的和等于农艺要求的垄距。轮子两侧,就是播种轮的周边有若干个槽, 每个槽装上鸭嘴器。株距是用鸭嘴器的间距来实现的,就是鸭嘴器之间的距离等于农 艺要求的株距。鸭嘴器的作用是在铺膜施肥后的垄上拨开松土壤,鸭嘴器随着轮子的 转动而转动,其中一个鸭嘴器转到与土壤接触的时候开始拨开松土壤,鸭嘴器转到与 地面垂直的时候是最深的时候,就是达到播深要求的时候鸭嘴器张开的最大,这时从 种箱通过排种器排出的种子经过导种管落到播种轮内壁上,鸭嘴器张开最大的时候, 内壁上的种子从鸭嘴器的口顺利地落到土壤里。

16、鸭嘴器的长度应满足播深要求,落到 土壤里的种子满足播深要求。 2.2 工作原理简介 用 12-18 马力的拖拉机牵引大豆播种机,大豆播种机的轮子靠自身重力产生的摩 擦力滚动。轮子主轴以链传动方式转动种箱下部的内窝孔精密排种器,所以只要播种 轮转动排种器就排种。排种器每转一圈排出一定数量的种子,从种箱排出来的种子落 到连接排种器和播种轮内壁的导种管,通过导种管落到播种轮内壁,鸭嘴器张开最大 的时候种子从鸭嘴口落到适当深度的土壤里,种子入土后轮子用自身的重力进行镇压。 图 2.1 为工作原理图,图 2.2 为大豆播种机的工作原理流程图。 图 2.1 大豆播种机工作原理图 图 2.2 大豆播种机工作

17、原理程序图 2.3 本章小结 本章确定了大豆播种机的总体设计方案。该方案配套种箱及排种器使用组合内窝 孔精密排种器,采用“轮式鸭嘴器”结构。也就是把鸭嘴固定到播种轮上,随着轮子的 滚动,鸭嘴器入土和开合完成最终的播种作业。导种的难点是由导种管往鸭嘴器里的 输送,我们采用轨道贴合式结构,由于轮体使用铸铁材料,轨道亦进行机械加工,完 全能够满足精度要求。动力依靠轮子的滚动来取得,通过链传动驱动排种器排种。为 满足两行作业的要求,同时考虑传动的可能性,拟采用两个排种器和两套传动和导种 系统,这样不仅使结构得到简化,而且增加了工作的可靠性。该播种机主要由种箱及 排种器、大链轮、导种管、小链轮、机架、转

18、子装配、镇压轮装配、行走轮组成。 第 3 章 总体设计参数的确定 3.1 排种器的结构及工作过程 内窝组合内窝孔大豆精密排种器由排种器壳体(其上开有进种口、投种口和卸种 槽)见图 3.1。孔轮,内护种板等组成。在内窝孔轮上均布有圆形充填孔和阶梯形内 窝定量孔,见图 3.2。 图 3.1 组合内窝孔大豆精密排种器的结构 该排种器的工作过程为(参见图 3.3):种箱内的种子由进种口进入排种器内腔, 随着内窝孔轮的转动,数粒种子在重力的作用下进入充填孔(一次充种)。随之其中 一粒种子在摩擦力和重力的作用下,由充填孔进入内窝定量孔(二次充种)。内窝孔 轮继续转动,当充填孔进入清种区时,多余种子在重力作

19、用下落回排种器内腔,而保 持在内窝定量孔中的一粒种子随内窝孔轮继续转动并进入护种区,直到投种口时被投 出,至此完成排种过程。为避免投种时夹种,在投种口处开有卸种槽。 图 3.2 充填孔和阶梯形内窝定量孔的形状及尺寸 图 3.3 排种器的工作过程 由于该排种器的内窝定量孔采用阶梯形组合内窝孔,因此无论是长扁形种子,还 是圆形种子,在平卧或侧立等任一状态下均可进入内窝定量孔,且只能进 1 粒。设计 该排种器的关键是确定充填孔和内窝定量孔的形状及尺寸,以使不同形状和尺寸的大 豆种子能在短时间内充入内窝定量孔,并精确定量。 3.2 播种轮直径和鸭嘴数量的确定 3.2.1 考虑因素 1、满足株距 26-

20、28cm 株距应达到 26-28cm 之间,播种轮周围上装的鸭嘴器之间的距离就是株距。所以 计算播种轮直径的时候先确定株距。 2、排种器的特点 计算播种轮直径的时候主要考虑排种器的排种量特点,就是组合内窝孔精密排种 器每转一圈下 4 粒种子。 3、播种机作业速度为 24 km/h,种子从排种器落到导管后靠自身重力落到播种轮 内壁,所以轮子旋转的角速度(w)尽量小。利于落种,也就是说播种轮轴径 d 轮 尽量大。 3.2.2 播种轮直径计算 轮径:d 周长:c 株距:s 按 26cm 计算 鸭嘴数目:n 则:c=3.14d=ns d=或 n= 3.14 ns3.14d s 初定 d=800mm 则

21、 n=9.66 3.14 800 260 取 n=10 算 d=828 260 10 3.14 这样对 d=828mm 的轮子一般工厂都可以加工。而 n=10 与组合内窝孔精密排种器不同步, 这问题可用改变传动比来实现。 3.3 本章小结 本章从大豆播种机的总体结构出发,确定了排种器的工作原理以及设计方法,同 时考虑到大豆播种机的设计因素以及适用范围,最终确定了播种轮的结构设计参数。 由于该排种器的内窝定量孔采用阶梯形组合内窝孔,因此无论是长扁形种子,还是圆 形种子,在平卧或侧立等任一状态下均可进入内窝定量孔,且只能进 1 粒,确保了该 设计排种的精确定量。 第 4 章 播种轮和鸭嘴器具体设计

22、 4.1 播种轮设计 播种轮设计(如图 4.1 所示):轮子上共有 20 个装鸭嘴的槽,一个播种轮有 10 个槽,每个槽都安装鸭嘴器。播种轮是播种机的重要的部分之一。对膜的损害程度, 磕种子的程度都跟播种轮有很大的关系。 图 4.1 播种轮结构图 播种轮材质选择:铸铁,能保证加工精度,但板材焊接变形比较大,精度难保证。 技术要求:不能有砂眼、气孔等缺陷。 该播种机是大豆播种机,是在大豆进行播种,该播种机在大豆播种后大豆除了播 种的位置外不能破坏其他部分的膜。如果破坏其他部分的膜,土壤的水分就会丢失, 先铺的膜就不能起保护土壤的作用。尤其是对播种轮的内壁有一定的加工要求。为了 保证不出现磕坏种子

23、的情况,播种轮的内壁需要用专用车床加工,因为铸出来的播种 轮内壁不能保证精度,所以必须用专用车床加工,保证内壁的弧度和精度。因为种子 从排种器下来之后通过导管落到播种轮的内壁。种子落到内壁之后在内壁上面移动, 当移动到鸭嘴口的时候掉进鸭嘴。为了保证种子准确地落到内壁,导管是帖着内壁。 从种子落到内壁开始到掉进鸭嘴的这段时间是导管推动种子移动,所以播种轮的内壁 不够圆或粗糙的话,种子在落到内壁开始掉进鸭嘴的这段时间会出现种子被导管和内 壁磕坏的现象。 播种过程出现缺种子和多种子的原因是种子落到内壁后都有一定的反弹力。 点 1 位置 点 2 位置 第一段第二段 图 4.2 种子落点示意图 如图 4

24、.2 所示当种子落到第一点为点 1 时种子落到内壁后有反弹力,反弹力的作 用下种子有可能跳过鸭嘴第一段到第二段。因为种子的形状和大小不一样及外部因素 的影响,种子落到内壁后受的反弹力的大小不一样,所以下一个种子落到内壁后没跳 过第二段而在第二段内等鸭嘴。这种情况就会出现第一段缺种子,第二段多种子的现 象。解决这种现象应把种子落到内壁的第一点调到图上 2 点位置。这样的话种子落到 内壁后很难跳过鸭嘴到第二段。调种子落到内壁的第 1 点的调整方法是调连接排种器 的齿轮。还需要把导管设计成有一定的弧度,这样可以减少种子下落的速度,从而能 减小种子落到内壁后的反弹力。 连接筒作用是连接两个播种轮。其材

25、料是钢板 3/q235,焊接的部分应磨平。防 止焊接部分刮破膜。 4.2 鸭嘴器设计 4.2.1 鸭嘴器结构设计 大豆播种的时候鸭嘴器在大豆开口,然后鸭嘴器的嘴逐渐张开,开始拨开附近的 土,当鸭嘴器埋到最深的时候鸭嘴器的嘴张的最大,这时候种子已经埋在土里,然后 鸭嘴器的嘴逐渐开始闭上,同时出土。图 4.3 为鸭嘴器结构图: 1-杆套 2-鸭嘴母 3-鸭嘴公 4-促张杆 图 4.3 鸭嘴器结构图 鸭嘴器主要由杆套,促张杆,鸭嘴母,鸭嘴公组成。 杆套的材料:圆钢 12/q235 鸭嘴母的材料:钢板 3/q235 鸭嘴公的材料:钢板 2/q235 促张杆的材料:圆钢 10/q235 鸭嘴器是固定在播

26、种轮周边的槽上,播种轮转动的时候鸭嘴器也一起转动,播种 机机架底部有弧形的铁杆,当播种轮转到鸭嘴器开始在大豆打孔位置的时候,鸭嘴器 的杆套与弧形铁杆接触。铁杆有一定的弧度,而且中间弧度最大,所以鸭嘴器到弧形 铁杆中间的时候张开的最大。为了减小鸭嘴器的促张杆和弧形铁杆的摩擦力,在促张 杆与弧形铁杆接触的位置加杆套。杆套作用是减小摩擦力,减少鸭嘴器和弧形铁杆接 触时发出的噪音,减少促张杆和弧形铁杆的磨损,减少能量损失。促张杆与鸭嘴公联 接,鸭嘴母与播种轮联接,鸭嘴母与鸭嘴公的联接处要加弹簧,便于鸭嘴器出土时自 动闭上,鸭嘴母固定在播种轮,所以鸭嘴器张开时,促张杆受弧形铁杆力(图上箭头 方向的力)

27、,张开的是与促张杆联接的鸭嘴公。鸭嘴器的长度要满足播深要求,所以 鸭嘴器入土部分的长度应达到 7-10cm 鸭嘴公与鸭嘴母的基本尺寸如图 4.4: 鸭嘴母 鸭嘴公 图 4.4 鸭嘴公与鸭嘴母结构尺寸图 鸭嘴器入土的部分长度是 10cm,就保证满足播深要求。铺膜后的土是松土,所 以鸭嘴器入土部分受的力不大。鸭嘴母的材料是钢板 3/q235,鸭嘴公的材料是钢板 2/q235,所以不需要对鸭嘴器进行受力分析。 4.2.2 鸭嘴器的运动分析 1、穴孔的形成过程及其分析 若成穴轮作纯滚动,则其轮缘上各点的运动轨迹为一摆线,因鸭嘴是安装在成穴 轮外的锥体上,其上各点的运动轨迹为余摆线。若考虑滑移,则鸭嘴上

28、的各点轨迹因 滑移量s不同而变化(s =- 2n,成穴轮转n圈时实际通过的距离),图4.5 b l b r 是在0s2h时鸭嘴形成的轨迹轮廓。 在穴孔形成过程中,鸭嘴后面ab的作用是:当0s2h时,在入土过程中形 成穴孔的左上方轮廓和右下方轮廓,出土过程中形成左下方轮廓。鸭嘴前面ac的作 用是:当0s2h时,在出土后期挤压土壤,并延续至出土结束,形成穴孔右上 方轮廓。 图4.5 鸭嘴的轨迹图 2、穴孔的轮廓 图4.6 孔穴形成过程 由穴孔形成过程可知,通常穴孔轮廓由三段曲线组成,即图4.6中的ab,bc,cd。 取如图4.6所示的坐标系,穴底为坐标原点o。bc段为鸭嘴尖点a的轨迹,方程为: c

29、os sin hbbc hbc rry rrx (4.1) cd段由鸭嘴前面ac在出土过程中形成,方程为: sinsinsin cossinsin bhcd hcd rrrry rrrx (4.2) ab段由鸭嘴后面ab在入土过程中形成,方程为: (4.3) sinsinsin cossinsin hhab hab rrrry rrrx 式(4.1)、(4.2)、(4.3)是在滑移量0s81010121217172222303038 键宽 b键高 h223344556687108 44505058 5865657575858595轴的直径 d 键宽 b键高 h14916101811201222

30、142514 95100 2816 键的长度系列 l6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,5 0,56,63,70,80,90,100,110,125,140,180, 200,220,250,。 5.4.2 键联接的强度校核 本设计对扭矩较大的播种轮轴的校核即可 失效形式:压溃(键、轴、毂中较弱者静联接) 磨损(动连接) 键的剪断(较少) 1、已知参数: 轴径 d30mm,齿轮轮毂宽度为 22mm 扭矩 t=674nm,载荷有轻微冲击 轴、键和齿轮的材料均为采用 45 钢 2、假定载荷在键的工作面上均匀分布,普通平键联接的强度条件为: (5.2

31、) 3 210 2 pp t 导向平键联接和滑键联接的强度条件为: (5.3) 3 210 t pp kld 式中:t传递的转矩(t=fyfd/2),单位为 nm; k键与轮毂键槽的接触高度,k=0.5h,h 为键的高度,单位为 mm; l键的工作长度,圆头平键 l=l-b,平头平键 l=l,单圆头平键 l=l-, 2 b l- 键的长度,b 为键的宽度,单位均为 mm; d轴的直径,单位为 mm; 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力,单位为 mpa; p p 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力,单位为 mpa; 表 5.3 键联接的许用挤压应力和许用压强(mpa) 联接方式连接中较弱

32、零件 的材料 静载荷轻度冲击载荷冲击载荷 钢1251501001206090静联接时许用挤 压应力p铸铁708050603045 动连接时许用压 强p 钢504030 注:如与键有相对滑动的被联接件表面经过淬火,则动联接的许用压力p可提高 23 倍。 3、对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键联接,其主要失效是工作 面被压溃,而一般不会出现键的剪断。因此,通常只按工作面上的挤压应力进行强度 校核计算。对于导向键联接和滑键联接,其主要失效形式是工作面的过度磨损。因此, 通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。 4、计算 根据直径 d30mm,从表 5.2 中查得键分截面尺寸为 b

33、h8mm7mm, 取键长 l25mm 工作长度为 llb17mm 工作高度 k=h/23.5mm 轴、键和齿轮的材料均为采用钢许用挤压应力p=100-120mpa,取其平均值p 110mpa = (5.4) 20002000 674 3.5 17 30 t p kld 109.869mpa 110mpa p 结论:符合要求 齿轮与轴采用平键配合,根据轴段的直径选取花键的型号。gb1096-79 平键 8 25。 平键工作时,靠其两侧面传递扭矩,键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙。这种 键定心性较好,装拆方便。但这种键不能实现轴上零件的轴向固定。 5.5 轴的计算 轴的计算要考虑轴所受的扭矩和力矩

34、来计算,在计算的过程中,主要考虑轴的轴的直径是否 合理,是否安全,所以一般情况下,先要计算轴的直径,在根据计算出来的直径选取合适的直径 值来满足实际工作的要求。 5.5.1 轴的直径的计算 轴的直径计算一般要用以下公式:0a d (5.5) 0 3 p a n 输出轴的功率 p,转速 n,转矩 t p=12 735=8820w 按照农业机械的效率一般情况下在 1530之间计算,在本文中去效率为 20计算功率的值。 则:p=8820 20%=1764w 即到播种轮的主轴的功率为 1.764kw n=25r/min =0.674knm 9550p t n 初步确定轴的最小直径 轴的材料选取为 45

35、 钢,调质处理,按照实际情况选取110,于是得0a =110=25mmmind 0 3 p a n 3 1.764 25 输出轴的最小直径由图示可知应该是轴的两端,则取轴的两端的直径为 d=27mm。 5.5.2 轴的结构简图 按照实际需要,并安排轴的各段的尺寸为: 因为在轴上有两个播种轮,两个链轮,以及两个轴承,这样以来就把轴承分成五 部分,为了满足要求,各段分别分配的尺寸为: 链轮到左轴承的距离=47.5mm;1l 左轴承到左播种轮的距离=141mm;2l 左播种轮到右播种轮的距离=376mm;3l 右播种轮到右轴承的距离=141mm;4l 右轴承到右播种轮的距离=47.5mm;5l 轴的

36、尺寸分配及受力情况尺寸如图 5.8 所示: 图 5.8 轴的受力分析 图中,a 点表示左链轮的位置,b 点表示左轴承,c 点表示左播种轮,d 点表示右播种轮, e 点表示右轴承,f 点表示右链轮。 5.5.3 轴上载荷的计算 根据轴的结构作出轴的计算简图,如上图 5.8 所示。并根据轴的上的各个零部件 的尺寸计算轴所受力。 轴上两个播种轮的扭矩 t0.674knm 则两个链轮的扭矩应该相等0.674/2=0.337knmt链 由扭矩可知在轴上各个受力点的力为: 对于 a 点: a 点为链轮,半径=0.65mar 则: 0.337 5.18 0.065 a a a t fkn r 对于 c 点:

37、 c 点为左播种轮,半径为=0.414mcr 则: 0.337 0.814 0.414 c c c t fkn r 对于 d 点:由于 d 点和 c 点都是播种轮,而且两播种轮是对称的,所以,d 点 的力和 c 点的力是相等的即:0.814kndf 对于 f 点: f 点为右链轮,直径为=0.065mfr 则: 0.337 5.18 0.065 f f f t fkn r 对于 b 点和 e 点,可以用力矩平衡的原理来求出其力的大小。 对于 b 点:(+)-f(+)-f=0af1l2l3l4l bv 2l3l4l f 5l 5.18 0.706-f0.658-5.18 0.0475=0 bv

38、解得:f=5.420kn bv 同理可知:f5.420kn ev 对于 b,e 点在水平面内: 由于 c,d 点是对称的,所以在水平面内,ff bheh 则:fff 0.814kn bhehc 在垂直面内 b 点和 e 点的力矩为: mfl 5.18 0.0475=0.24605knm=246.05nm bva1 m=fl =5.18 0.0475=0.24605knm=246.05nm evf 5 对于 b 点和 e 点在水平面内: 由于 c 点和 d 点是对称的,所以在垂直面内,b 点和 e 点的力矩为: m0 bh m= 0 eh 而 c 点和 d 点,在垂直面内的力矩为: mf=0.8

39、14 0.141=0.11477knm=114.78nm chbh 2l 同理,由于 c 点和 d 点是对称的所以 d 点的力矩为: m114.78nm dh 由以上数据绘制弯矩图: 水平面内的弯矩图和垂直面内的弯矩图如图 5.9 所示。 图 5.9 弯矩图 由图示可知,在 d 点轴的截面上,轴是最危险的,即是最危险截面。 则 d 点的合弯矩为: mmm 合 2 dh 2 dv 2 (5.6) 由此可以知道:m271.51nm 合 计算轴的强度并校核强度计算公式为: ca w tm 2 2 )( (5.7) 其中,根据实际情况取=0.6 =37.86mpa ca 22 33 3 271.51

40、100.6 337 10 3.14 0.045 32 前面已经选定的材料为 45 钢,调质处理,所以选取强度许允值为: 1 =60mpa 由计算结果可知: 1 ca 所以最危险的截面仍然在安全范围之内,所以该轴是安全的。 由此可知轴的结构尺寸见图 5.10: 图 5.10 主轴结构尺寸图 5.6 本章小结 本章是通过总体的设计方案以及设计要求确定了主轴的设计结构以及设计参数。 根据给定的轴的功能要求(传递功率和转矩,所支持零件的要求等)和满足物理、几 何约束的前提下,确定了轴的材料选择和生产制造方法以及技术要求,最后确定了轴 的最佳形状和尺寸,并对轴进行了校核。同时在轴的设计过程确定了键的类型

41、以及结 构设计参数并进行了校核。 第 6 章 大豆播种的正确使用 大豆播种新技术以其省种、省工、增产以及经济效益高而受到人们的欢迎,正在 迅速地在农业生产中推广运用。大豆播种机作为实施新技术的载体,其技术性能正在 不断完善提高,品种规格也逐渐增多。如何正确使用大豆播种机是推广大豆播种新技 术的关键。 6.1 播种前机具的准备 观察传动链运行是否平稳,有没有跳动现象。停止运转后再检查传动链是否发烫。 为了保证精密播种作业的质量,播种前各项准备工作是非常重要的。 1、拖拉机技术状态应完好,并根据播种行数及田间管理作业要求确定拖拉机轮距并 调整到适播状态。要在拖拉机前桥加配重,配重以拖拉机在提升播种

42、机状态下上坡、 转弯时不翘头为合适。 2、确保拖拉机与播种机正确联接。做到纵向正牵引、横向水平挂接、硬联接、软浮 动。调整好后将播种机提升验证,如符合要求,将左右张紧链条和左右吊杆锁紧螺母 锁死;如不符合则需重调后再锁死。 3、将播种机悬起检查。各转动部件应转动灵活,无卡涩现象;各紧固螺栓必须紧固 可靠,不得松动。 4、整地。播种前要整地,要求整后土粒细碎,表面松软平整,有适当的紧密度,深 度适当和一致,不漏耙,不漏压。 5、种子准备。种子要精选,形状、大小要一致,不含杂质,纯净率和发芽率都要达 到 98%以上,并且要进行种子处理。 6、机具调试。正确组装、保养和调试,按农艺要求调整机具的行距

43、,调整好后要进 行试播,达到要求后才能进行正常作业。 7、检查导种部分。导种部分和种箱的联接要可靠,下种要畅通;鸭嘴张开度应保持 一致,弹簧弹力适中,鸭嘴动作灵活,关闭后不漏种。 6.2 使用注意事项 1、确保工作时播种机主框架平行于地面。使播种机作业后覆土均匀、镇压落实。 2、作业中严禁倒退、转弯,人员不得靠近运转部件;机具后面严禁站人,以防人跌 到机组下造成事故。提升和落下播种机时均要小心缓慢,特别是落下播种机时一定要 轻放,以免鸭嘴变形或夹土,以防损坏拖拉机及播种机传动件。 3、携带足够的种子、滴灌带等,以确保播种时机车不停。注意不要让杂物进入种 箱。 4、先将动力联接,使排种器和播种轮

44、达到工作转速后,拖拉机才能起步播种。 5、播种过程中始终保证拖拉机在中大油门匀速前进,速度控制在 24km/h。 6、每个来回均要检查。一是看鸭嘴是否完好有效;二是排种孔是否有杂物堵塞,如有必须清 除干净;三是经常检查播种机各部件状态,特别是传动等,更换零部件时,发动机应熄火。 6.3 大豆播种机的特点 1、可实现联合作业。大豆播种机一般由机架、排种器、导种部分、播种部分、覆土 机构、镇压装置等部分组成,每个部分又有许多零部件配合工作。该机可一次完成整 形、压膜、大豆点播、膜孔覆土以及镇压等多种工序的联合作业。 2、布置紧凑,质量大。大豆播种机一次需完成多种工序,因而必须有许多机构、部 件和装

45、置紧密配合,又受到多种因素的限制,因此布置非常紧凑。由于结构复杂,部 件多,加之作业时随机携带滴灌带以及种子等,因而相对其他农机具来说,质量很大, 一般凡挂接超过 2 行的大豆播种机,拖拉机前桥需要配重才能确保顺利作业。 3、作业条件要求高。首先,地块条件要求高。既要防风条件好、盐碱小,又要肥力 适中、地势平坦。此外,播前的田地准备工作也不能忽视,例如播种前地头要打好起 落线等。 4、要求播种速度均匀。大豆播种机作业时,拖拉机动力传递给播种轮,通过链传动 使排种器产生负压,足够的负压使排种器完成排种动作,然后导种至鸭嘴进行播种。 这就决定了拖拉机发动机必须匀速运转,也就是说拖拉机必须匀速前进。

46、如果发动机 转速下降造成负压不足,很可能会产生空穴。对种子的发芽率、清洁度和外形要求高。 大豆大豆播种机对种子尺寸要求不严,不需精选分级。但对种子的发芽率的清洁度要 求高。发芽率低,即使播种了种子仍不出苗。有些作物的种子外形不规则,不易吸土, 最好包衣丸粒化后再播,效果才会比较理想。 6.4 用好大豆播种机 1、搞好进田作业前的保养。首先,对拖拉机及播种机的各传动、转动部位,按说明 书的要求加注润滑油,尤其是每班前要注意传动链条润滑和张紧情况以及播种机上螺 栓的紧固;其次,要清理播种箱内的杂物和鸭嘴器上的缠草、泥土,确保状态良好。 2、做好各种调整。先按使用说明书的规定和农艺要求,将播种量调准

47、;再将传动链 条的松紧度调整适中。 3、注意加好种子。加入种子箱的种子,达到无小、秕、杂,以保证种子的有效性; 其次种子箱的加种量至少要加到能盖住排种盒入口,以保证排种流畅。 4、注意匀速直线行驶。机手选择作业行走路线应保证加种和机械进出的方便,播种 时要注意匀速直线前行,不能忽快忽慢或中途停车,以免重播、漏播;并防止开沟器 堵塞。 6.5 本章小结 本章对大豆播种机整机的使用做了详细的说明。大豆播种新技术以其保墒、省种、 省工、增产以及经济效益高等优点而受到人们的欢迎,正在迅速地在农业生产中推广 运用。本章结合大豆播种机的特点详细的介绍了大豆播种机的播种前的准备、播种时 的注意事项以及大豆播

48、种机的特点和大豆播种机的使用方法。 结 论 现在国内大部分播种机都用一般的国产排种器。其播种效果不是很好,磕种子, 缺种子,多种子的现象很多。这次设计的播种机用的排种器是组合式内窝精密排种器。 其排种和播种稳定,效率高。磕种子,缺种子,多种子的现象出现率很低。播种轮的 材料选用铸铁,优点是能保证加工精度。从而解决了板材焊接变形比较大,精度难保 证,出现磕种子现象的问题,导种采用了轨道贴合式结构,所以,加工播种轮的时候 用车床加工播种轮内壁,保证播种轮内壁的精度和弧度。这样就能解决播种机作业的 时候发生意外和播种轮的变形而引起的磕种子现象的问题。为了解决排种器和播种轮 不同步的问题,排种器和播种

49、轮传动比设为 1:2.5。为满足两行作业的要求,同时, 考虑传动的可能性,拟采用两个排种器和两套传动和导种系统,这样不仅使结构得到 简化,而且增加了工作的可靠性。 这次设计基本满足设计要求,垄距大约为 40cm,株距为 26cm 播深为 10cm。播 种稳定,磕种子、缺种子、多种子出现率很低。设计基本满足设计要求,但不足之处 在所难免。 参考文献参考文献 1 天津大学机械零件教研室.机械零件手册修订本.人民教育出版社,1982. 2 濮良贵,纪名刚.机械设计.第七版.高等教育出版社,2002. 3 成大先.机械设计手册.第四版.化学工业出版社,2002. 4 张波屏.播种机械设计原理.机械工业

50、出版社,1982. 5 张德文,李林,王惠民.精密播种机械.农业出版社,1982. 6 石宏,李达.目前国内外播种机械发展走向().农业机械化与电气化,2009. 7 张波屏.论精密播种机发展的技术道路.中国农业机械学会种植机械专业组精密播 种技术论文集,2009. 8 张波屏.播种机械设计原理.机械工业出版社,1982. 9 程兴田.播种机械的现状及发展前景j.农业机械,2008. 10 杜辉.浅析当前农机推广中存在的几个主要问题j.中国农机化,2010. 11 北京农业工程大学. 农学基础.北京:中国农业出版社,1988. 12 于建群.组合内窝孔大豆精密排种器的研究.博士研究生学位论文.

51、吉林工业大学, 2010. 13 黑龙江农科院.2xjb型精播机的仿制研究j.农业机械,1991. 14 李宝筏.农业机械学.中国农业出版社,2003. 15 东北大学机械零件设计手册编写组.机械零件设计手册.冶金工业出版社,1999. 16 纪名刚.濮良贵主编.机械设计第七版.高等教育出版社,2004 17 韩进宏主编.互换性与技术测量.机械工业出版社,2004 18 于骏一,邹青主编.机械制造技术基础.机械工业出版社,2004 19 陈日曜主编.金属切削原理.机械工业出版社,1982 20 yang zhonglin.vibration and drop simulation of cus

52、hioning packaging.product,bb/ol,packaging engineering,1999.04 21 walter james dix .packaging articles and identifying templateseb/ol,2004.09, 致 谢 首先要感谢的是我的导师苗志滨老师,没有他的及时督促和悉心指导,毕业设 计不可能顺利完成。在这设计的半年来,无论是在学习上还是在生活上,都得到了老 师无微不至的关怀。我能经常与他交流思想,得到他的言传身教,受益颇多。老师严 谨求实的治学态度、宽厚待人的品格让我学到的不仅是如何做学问,还有如何做人。 老师永远是

53、我学习的榜样。 同时感谢在设计过程中给予我指导和帮助的老师和同学。感谢四年中辛苦栽培我 的所有老师,感谢无私帮助我的所有同学,并祝各位老师和同学身体健康,工作学习 事事顺心! 附 录 seeder history and introduction he first century b.c., china has good, this is to promote the use of the worlds earliest drill machine, today is still in the north of equal applications. 1636 in greece first

54、taiwan machine made. in 1830, russians in livestock huali more on libo machine made. 1860 years later, the countries such as britain and started mass production work grain suitable drill. after the 20 th century have appeared traction and hanging drill machine, and the use of grain strength of the m

55、achine. 50 s development precision machine. china from the 1950 s to introduce grain suitable drill, cotton machine, etc. 60 s has developed into a suspension type grain machine, centrifugal machine, universal frame and gas suction style such as machine machine duozhong type, and grinding lines to t

56、he development of the device. in the 70 s, has formed the seeding machine general machine and grain joint seeder two series, and has developed precision machine. europe first taiwan machine made in 1636 in greece. in 1830, the russians in livestock huali more on the sowing device libo machine made.

57、britain, the united states and other countries in 1860 years later started mass production work grain suitable drill. 20 centuries later period, there appeared the traction and hanging drill machine, and the use of grain strength of the machine. in 1958, norway appear first taiwan centrifugal machin

58、e, 50 s gradually developed all kinds of precision machine. china in the 1950 s introduced from abroad grain suitable drill, cotton machine, the 60 s and has successfully developed suspension type grain machine, centrifugal machine, universal frame and gas suction style such as machine machine duozh

59、ong models, and has developed grinding lines of the device. in the 70 s, has formed the seeding machine general machine and grain joint seeder two series and production. for grain and intertillage crops, grasses, and all kinds of vegetables with suitable drill and xuebo machine are already widely us

60、ed. at the same time, also has developed duozhong precision machine. corn is uniform, sowing machine depth is consistent, stable, cover earth good row spacing, save seeds, work efficiency higher characteristic. the correct use of machine should pay attention to the following points: master 10 1 in t

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