【《农用播种机精密排种器的设计》11000字】

农用播种机精密排种器的设计目录TOC\o"1-3"\h\u1绪论 【内容摘要】切断后的木薯种子，利用机器播种时，想要提高播种效率最难解决的就是如何将没有任何规律的堆积在一起的木薯种茎均匀、精确的播种。本设计为木薯播种机精密排种器，为实现自动、精确、均匀的排种，提高机械播种的生产效率为主要目的，设计出能把直径4厘米左右，长度20厘米左右的圆柱形的木薯种茎以正确的姿态播种到指定位置的一套机器。为符合木薯种植的实际情况，本设计为悬挂式的，拖拉机作动力输出轴为动力源，皮带轮带动曲轴-曲柄连杆机构，又有振动筛的设计使得木薯种茎只能以一定姿态掉落，故而能实现对在种箱中堆积的木薯种进行初步调姿。再使用SolidWorks三维建模软件，绘制所设计的木薯播种机精密排种器的模型并装配。【关键词】木薯播种机精密排种器；排种机构；取种机构；三维实体建模1绪论1.1本设计研究的目的和意义随着木薯成为我国绿色能源发展战略的新焦点，我国对木薯的需要与日俱增。传统的木薯种植为劳动密集型，耗费人工多，生产效率较低。目前受地形、土壤等条件限制，我国的木薯生产机械化水平低，没有成型的用于木薯生产机械，大多数木薯种植机还需要人工辅助排种。国外木薯产业的发展也存在很多问题，在机械化生产中也需要人工辅助，用于播种的机械存在损伤木薯种子、漏种率较高等问题。因此本设计研究是为了研制一种结构简单、性能可靠的木薯播种机。本设计研究能很大程度上促进我国木薯产业的发展，有效提高我国木薯的产量，一定程度上减少生产成本，提高生产效率。减少对木薯杆径的损伤，降低漏种率。主要实现木薯种子的精密排种最终实现精密播种的效果。传统木薯的种植都是靠人工种植，需要大量工人，生产成本高、效率低。目前我国的木薯生产机械化水平较低，对工人的需求数量高、生产效率较低等情况，这些因素很大程度上限制了我国木薯产业的大力发展。所以该设计研究对于减轻木薯种植工作量、减少种植成本、提高木薯的生产效率非常重要。1.2木薯播种机国内外研究现状和背景巴西是最早种植木薯的国家之一，目前研制出了三种木薯种植机。一行种植机，需两名工人配合机器作业，生产效率低；两行种植机，需要三名工人配合机器作业，生产成本较高；四行种植机，需要五名工人配合机器作业，这种种植机比一行种植机生产效率高但是需要更多的劳动力。所以，国外的木薯机械化生产还是不够成熟的。2009年，现代农装科技股份有限公司研制的2CMS—2型木薯种植机。如图1-1所示。1-机架2-施肥部件3-切种部件4-开沟部件5-地轮部件6-培土部件图1-12CMS—2型木薯种植机南宁中热农业机械有限公司推出的新型2AMSU平种木薯种植机，是一款集开沟，种植，施肥，多功能木薯播种机，覆土等多功能于一体，能完成木薯种植的全部过程。图1-2所示。图1-22AMSU平种木薯种植机工作时需要三人配合作业，一人负责驾驶拖拉机，两人负责向播种机喂木薯种，辅助种植。相比于传统的种植方式，其播种效率虽然得到了一定程度的提高，但是还未能完全达到半自动化播种，还需要人工辅助播种，漏种率较高、对工人的需求量高、生产成本还没做到最低；而且在拖拉机上长时间作业对后方两名工作人员的身体健康不利。2015年牟教授的发明专利《一种相对转动式木薯种块主动调姿的自动均匀排种器》，如图1-3。图1-3一种相对转动式木薯种块主动调姿的自动均匀排种器图1-4BMSU-2型多功能木薯播种机

此播种机涉及种偏心轮式预斩种甘蔗播种机，属于农业机械领域，包括机架、排种装置、播种装置、开沟器、镇压轮、地轮机构，机架的前端一对地轮机构，机架上安裴有开沟器，机架的后端安裴有与开沟器对应的镇压轮，排种装置安装在机架上，排种装置与播种装置连接，播种装置的出种口与与对应的开沟器在同一竖自水平面上。[4]如图1-5所示。图1-5一种偏心轮式预斩种甘蔗播种机1.2.1现阶段木薯机械化种植存在的主要问题（1）机械化种植技术不成熟：现有的木薯播种机无法达到半自动化种植，都需要人工辅助种植，由于木薯种茎靠种芽生长，用于播种的机器设计不够合理，容易伤到木薯种芽，导致发芽率低、产量下降；（2）生产成本高：目前还未有成熟的专门用于木薯播种的机械，大都还需要人工辅助排种，特别是在还未整形的土地生种植木薯时，很多现有木薯种植机都无法完成木薯种植。（3）农机和农艺发展不协调：由于不同地区的气候、土壤、地形等条件都不一样，所以每个地方对木薯种植的农艺要求都不一样；因此对木薯播种机的研发、推广都造成严重的影响，导致很多现有木薯播种机都无法适应不同地区的播种需求。综上所诉，因为目前我国专门用于木薯种植的机械还不够完善，所以木薯机械化种植技术至今仍然无法大力的发展。因此本设计研究将设计出一种能提高播种效率、降低漏种率、减少生产成本、能在一定程度上促进木薯机械化种植的木薯种植机。1.3本设计研究的主要内容设计出一款木薯播种机精密排种器，此机构的动力源为拖拉机传动轴，曲轴-曲柄连杆机构与种箱配合且带动种箱震动，传送带机构输送种茎的同时进行排种，槽轮机构控转动取种。其工作过程为：拖拉机的输出轴经过万向节连接将动力输出，再经过皮带轮将动力传递到曲轴；曲柄连杆机构与种箱固定连接，从而带动种箱在线轨上进行往复直线运动，再加上震动筛的作用，从而实现木薯种的初步调姿。木薯种顺利掉入种箱下端传送带，传送带上设计有适合木薯种进入的凹槽，所以传送带在输送木薯种的同时能达到排种的效果。槽轮机构由皮带轮输入动力，由于槽轮上开有凹槽，所以利用凹槽每次提取一个木薯种，木薯种就会有序的掉入指定土壤中。（1）排种机构。根据木薯种茎的形态及播种要求，设计一款合适的排种机构。该机构主要能实现将杂乱无章的木薯种有序排列而且要求所设计结构合理，传动要求简单、合理。（2）调姿系统。本设计主要要求木薯种茎横向种植，所以需设计一种机构能将木薯种调整到横向并且要有序排列。（3）传动机构。主要能将动力合理传递到每个执行机构上，要求传动合理、结构简单。1.4技术路线图本设计的技术路线图，如图1-6所示。首先与导师确定选题后，通过查阅国内外文献来了解木薯的形状特征以及种植农艺要求，其次是明确国内外木薯种植机现状，经过分析得出现有木薯种植机的缺陷，再提出自己所设计的机械所要达到的目的，包括功能、成本。结合以上几点来完成木薯种植机的结构设计，接着分析机构并优化，最后完成木薯播种机精密排种器的设计。图1-6技术路线图1.5小结本章节主要对本设计研究的目的和意义、木薯播种机国内外研究现状进行简单介绍。之所以会对木薯播种机精密排种器进行设计研究，一是因为木薯是一种重要的战略资源，我国目前在木薯种植机械化这方面尚有欠缺，多为人工种植，这种种植方式效率低、成本高，这就大大限制了我国木薯的总产量。二是通过对国内外现有的木薯播种机的研究发现，现有的木薯播种机都不是很完善，虽然相比传统的人工种植无论是在效率、成本上都有所提升但是基本上都存在以下几个问题：机器设计不够合理，出现木薯种损伤导致成活率较低、机器设计未能完全实现机械化种植，还需要较多人工辅助种植所花费生产成本较高、漏种率较高。因此，我要设计一款木薯播种机能提高播种效率、减少生产成本而且能实现机械化生产。2木薯播种机精密排种器整体机构设计2.1木薯播种的农艺要求（1）种茎选择：应选择成熟、茎皮和种芽完好无损的木薯种，一般木薯种长200mm，直径40mm。（2）种植的深度：木薯种植的深度一般是150mm左右，开沟深度一般为300mm左右，也就是说一般木薯种植的深度差不多有土垄高度的一半。如果种的太浅，木薯种的根茎稀少导致产量降低，种的太深土质硬就会造成木薯的果实畸形薯多，越往下土层板结程度越高不利于木薯种的生长。（3）种植的距离：木薯根茎（果实）生长的范围比较大，所以木薯种植的株距绝不能太近，否则果实就会交叉生长，不仅会导致木薯生长畸形，还会对木薯采收带来诸多不便，如果种植株距太远了又会造成土地资源浪费，所以一般木薯种植的行距500mm左右，株距也是500mm左右是最理想的种植密度。2.1.1木薯播种机精密排种器总体设计要求（1）根据木薯种植技术以及工况需求设计一款木薯播种机精密排种器。而且该机构的传动简单合理，最终使该机器能实现送料、调整姿态、精确播种的动作。（2）设计出合理的送料装置、种箱的大小，开发一种适合用于木薯种茎的振动筛，使得种箱中无序堆积的木薯种子有序掉落。（3）根据木薯种茎的大小、长度设计好合理的排序机构，确保经过排序机构后的木薯种茎为同一姿态，方便取种。（4）木薯种茎在同一姿态的情况下设计出合适的取种机构，取种机构一次取得一根木薯种茎，掉落到排种机构中。（5）设计开发木薯排种机构，通过槽轮的间歇转动，从而使木薯种一个接一个掉落到预定的土壤中。（6）完成整机结构的设计、优化。2.2木薯播种机精密排种器的设计方案方案a：凸轮机构实现震动式下料仓的往复直线运动，种子掉落到斜面上自行滑落到取种机构。方案b：拖拉机动力输出轴作为动力源，经过传动轴与万向节配合将动力传递到各个机构。曲轴-曲柄连杆机构实现震动式下料仓的往复直线运动，种子掉落到传送带上而且传送带上设计有适合木薯种进入的凹槽，由传送带将木薯种输送到取种机构上。在方案a中用凸轮机构实现种箱的往复直线运动，在动力布局时不太合理而且在木薯种从种箱中掉落后，直接通过下面固定木薯种的姿态，让木薯种自行滑落，可行性不高。综合考虑方案b较合理，曲轴-曲柄连杆机构的动力输入在整机动力布局上更合理，而且种子从种箱中掉落到传送带上进入设计好的凹槽中更容易实现均匀、精密的排种效果。最终选择方案b。2.2.1木薯播种机精密排种器的设计思路本论文设计的主要功能是将长20厘米左右，直径4厘米左右的木薯种茎从种箱中有序的排种再经过二次调姿及排序最终调整到正确姿态，播种到指定种沟中，实现半机械化播种。拟定设计方案：木薯播种机精密排种器主要利用拖拉机牵引进行工作，拖拉机的动力输出轴作为该机构的动力源。由于所设计的机构为两行式的排种器，所以该机器的总体机构左右对称；该机器机构从上到下的分布分别是下料机构、传送带、槽轮机构、滑道、开沟器。其中下料机构主要包括曲轴-曲柄连杆机构、种箱、震动筛等。（1）实现调姿的机构：晃动入料机构，将种箱中堆积的木薯种有序排出。此功能主要利用曲轴-曲柄连杆机构与种箱连接加上振动筛的设计实现种箱的晃动，使木薯种茎从振动筛的孔中掉落，实现对木薯种初步调姿。（2）提取机构的设计：主要是将从种箱中掉落的木薯种进行有序排列，且输送到下一个机构，本设计采用传送带作为提取机构。（3）转动取种机构的设计：经过综合分析本设计选用槽轮机构进行取种，在槽轮上开6个适合木薯种进入的凹槽，槽轮在转动过程中进行取种。（4）传动系统的设计：拖拉机动力输出轴作为动力源，各个执行机构间传动方式的确定，保证可行性。（5）机架的设计：经济实惠、机构合理、便于维修更换。2.2.2木薯播种机精密排种器的总体布局和工作过程该设计主要包括动力输入机构、晃动入料机构、排种机构、取种机构等。动力输入机构是由拖拉机输出轴、万向节及配合机构组成。动力输入机构是由农用拖拉机动力输出轴、动力传递机构及配合机构组成。晃动入料调姿机构是由种箱-筛板机构、曲柄连杆机构、滑块-导轨支架机构所组成。工作时，皮带轮转动带动曲轴转动，曲柄连杆与种箱固定连接，从而带动种箱在导轨上进行往复直线运动，木薯种茎从振动筛掉落。木薯种排列机构是由落料皮带轮、传送带结构组成。工作时，皮带轮输入动力，从而轴转动时传送带转动，由于在传送带上设计有凹槽所以在输送木薯种的同时木薯种实现排列。木薯种提取机构主要由槽轮轴、挡板机构组成。在槽轮机构上设计有适合木薯种掉落的凹槽，当传送带将木薯种茎进给到槽轮机构凹槽位置时，加上挡板的限制，就能取到木薯种。以上为该机器的设计思路及工作方式，该机构为拖拉机牵引式，拖拉机动力输出轴为动力源。改设计主要包括：震动式种箱、调姿排列机构、取种机构、开沟器。而且机构动力布局合理、传动简单，属小型农业机械。该机器的主要外形参数长1600mm，宽320mm，高800mm，其工作效率为个1s/株。2.2.3整机设计参数本论文设计的主要方向是将长20厘米左右，直径4厘米左右的圆柱形木薯种茎有序排列再调整到一定的姿态，最终播种到指定种沟中，以机械化播种取代人工播种。整机采用拖拉机牵引，开沟器开沟、晃动入料仓对木薯种进行初步调姿、设计一种传送带对木薯种进行二次调姿和有序排列、通过槽轮轴进行取种。根据木薯种植的农艺要求和木薯播种机精密排种器的设计要求，得出总体性能参数如表2-1所示。表2-1总体性能参数表名称参数行驶方式拖拉机牵引外形尺寸（长×宽×高）1.6×0.32×0.8m拖拉机配套动力45马力行驶速度1m/s种植效率75株/min植株行间距0.5m植株列间距0.5m开沟深度0.15m种植形式竖直种植2.3小结本章主要讲了木薯播种机精密排种器的设计的总体设计要求包括木薯种植的农艺要求、总体设计要求、整机的设计方案选择以及每个部件的选用和整机布局。本设计对木薯种植的农艺要求主要考虑了种植深度和种植的密度，对该机器的总体设计要求主要是在满足使用功能要求的情况下使机器更经济实惠。3整机装配及关键部件设计3.1整机装配1-晃动入料仓2-传送带机构3-滑道4-曲轴-曲柄连杆机构5-限高轮6-机架7-开沟器8-槽轮轴机构9-挡板10-传动轴图3-1总装图根据木薯播种机精密排种器总体设计要求和组成部件的设计方案，整机结构如图3-1所示。该机器主要由晃动入料仓、两个传送带机构、曲轴-曲柄连杆机构、两个槽轮轴机构、开沟器、滑道、挡板、机架等组成。整机的装配关系：1-晃动入料仓（种箱）是储存木薯种的机构，放在整个机器的最上方，通过线轨和滑块固定于6-机架上；两个传送带分别由传动轴、固定板固定在机架上，而且位于种箱的下方。当木薯种从1-晃动入料仓（种箱）中掉落下来到2-传送带机构时，由于传送带上设计有适合木薯种进入的凹槽，所以木薯种的姿态会被固定。木薯种提取机构是由挡板结构和槽轮轴机构所组成，9-挡板结构焊接在机架上，8-槽轮轴用固定板固定在机架上；9-挡板挡住槽轮轴上方木薯种，确保每一个凹槽只能提取到一个木薯种；槽轮外径与传送带相切，当传送带将木薯种有序的输送到4-槽轮机构上，由于槽轮上开有适合木薯种大小的槽又有9-挡板机构限制木薯种，所以在此处木薯种就会均匀有序的被槽轮机构输送到3-滑道上，最终从滑道上掉落到5-开沟器所开出的土沟中。3.1.1整机机构运动原理木薯播种机精密排种器工作时，先将木薯种放到晃动入料仓中，然后一个人驾驶拖拉机；在拖拉机行驶的过程中会牵引着排种器行驶，并且带动开沟器工作；其次拖拉机旋转轴作为排种器的动力源，输入动力驱动晃动入料仓、传送带、槽轮轴工作。具体工作原理：拖拉机旋转轴经过万向节和传动轴配合将动力传到一个皮带轮上；皮带轮与曲轴通过键连接配合，带动曲轴旋转；曲轴与曲柄连杆机构配合，曲柄连杆机构与晃动入料仓（种箱）固定；所以曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转变成晃动入料仓（种箱）做往复直线运动，木薯种从振动筛上的孔掉落实现木薯种初步调姿。大带轮与两个小带轮由带传动连接，通过皮带将大带轮的动力传递到小带轮上，小带轮与槽轮轴通过键连接配合，小带轮转动时就能带动槽轮轴转动，在转动过程中利用槽轮轴上的凹槽就能对木薯种进行均匀精密取种；这对小带轮与另外两个小带轮分别由皮带连接，连接槽轮轴的带轮通过皮带传动将冻能力传递到驱动传送带运动的带轮上，小带轮分别与两根传动轴通过键连接配合，小带轮旋转带动传动轴旋转从而带动传送带运动，传送带上设计有凹槽，在传送带转动的过程中不仅能将从种箱中掉落的木薯种有序输送到槽轮轴上还能利用凹槽对掉落的木薯种进行排种及姿态固定。如图3-2所示。图3-2机构运动原理图3.2晃动入料仓的设计晃动式入料仓结构主要由种箱-震动筛机构、曲轴-曲柄连杆机构、滑块-导轨支架机构组成。本机器采用曲轴-曲柄连杆机构晃动配合震动筛的方式入料从而实现初步调姿。本设计调姿效率高，可行性高，结构简单。晃动式入料仓如图3-3所示。1-滑块12-滑块23-曲轴4-固定板5-曲柄6-连杆7-线轨8-种箱图3-3晃动入料仓晃动入料仓由曲轴输入动力，经过曲轴-曲柄连杆机构将曲轴的转动转换成往复直线运动，连杆机构与种箱焊接在一起所以在连杆做往复直线运动时就能实现种箱的晃动，在种箱中的木薯种就会在掉落的同时实现初步调姿。3.2.1种箱-筛板的设计种箱的要求：（1）震动筛一个孔能够通过一个木薯种尺寸大小合适，能装入60株左右的木薯种（3）料仓、孔的宽度要大于木薯种的宽度1-板12-振动筛3-板23-板34-板4图3-4种箱-振动筛农用器材的配合方式多采用焊接，为保证筛板与料仓配合的稳定性以及载荷要求，两者采用焊接的方式配合。3.2.2种箱的设计种箱由4块长方形板焊接而成的一个长方体，设计参数如表3-1所示。表3-1设计参数长宽高最大储种量420mm220mm220mm70株3.2.3震动筛的设计由于木薯种茎在种箱中要以一定的姿态掉落，所以设计种箱底板为筛子，其中的孔刚好适合木薯种掉落。图3-5震动筛机构3.2.4种箱往复运动分析种箱的震动是利用曲轴-曲柄连杆机构的往复直线运动实现的。也就是说种箱的行程是与曲柄连杆机构的运动行程一样的。曲柄连杆机构的位移：X=r1−cosα+式中：r=s所以s=80mm即曲柄连杆的总行程为80mm所以种箱总行程也是80mm。如图3-6所示。图3-6种箱运动分析如图所示种箱向左运动的最大行程为40mm，向左运动的最大行程为40mm。3.3曲轴往复机构的设计曲柄通过螺栓配合固定在料仓上，通过两根导轨，辅助导轨通过螺栓固定在支架上，4个小滑块在导轨上滑动，以此料仓受力平衡。线轨长度为480mm，长于种箱长度，从而实现种箱可以在线轨上实现往复晃动。1-皮带轮机构2-曲柄机构3-曲轴机构4-固定板5-滑块16-滑块27-线轨机构8-连杆机构图3-7曲轴-曲柄连杆机构3.3.1曲轴的设计及计算曲轴在本设计上是一个非常重要的传动部件。它需要承受皮带轮传来的力，曲轴-曲柄连杆机构配合，将曲轴的旋转运动转换成往复直线运动。曲轴在工作中受到的力较复杂，因此在设计中要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。所以设计曲轴要综合考虑诸多因素，如图3-8所示。图3-8曲轴3.3.2曲轴材料选择根据[12]查表15-1选用应用广泛的45钢，毛胚直径≤100，硬度（HBW）170MPa-720MPa，抗拉极限强度（σB）590MPa，屈服强度极限（σS）295MPa，弯曲疲劳极限（σ-1）255MPa，剪切疲劳极限（τ-1）140MPa，需用弯曲应力（σ-1）55MPa。3.3.3按扭转强度计算 （3-2）式中：τT——扭转切应力，MPa；T__轴所受的扭矩，N.M；WT___轴的抗扭截面系数，mm3n___轴的转速，r/min

；P___轴传递的功率，Kw；d一计算

截面处轴的直径，mm；[τr]一许用扭转切应力，

MPa。PP012.370.962.275KW （3-3）n=n0i1=540T=9550Pn=95502.275 （3-6）由于轴上开有键槽所以轴径应增大（5%-7%）满足:d=(1+d)*(5%-7%) （3-7）根据【12】查表15-3取A0=103所以算得曲轴的最小轴径为18mm。20mm≥18mm所以该曲轴满足强度要求。表3-2曲轴参数曲柄销载荷：分析得曲柄销所受载荷以轴向抛物线、径向1200余弦分布的分布力作用在曲柄销上。如图3-9所示。图3-9曲柄销载荷qp=52FFP：作用在曲柄销上的径向载荷。3.4木薯种落料排列机构的设计基本设计要求：保证抗张强度和弹性模量，最大负荷下产生的运转伸长率低；负荷支撑要满足输送货物的要求。柔性要好，纵向绕过滚筒小半径转弯和横向成阆形时要柔软；尺寸稳定性好，使其运转平稳；负责承载的覆盖胶要有足够的抗冲击能力，非工作的覆盖胶耐磨性要好；保证带芯和带层之间的黏合力，确保不脱层；传送带的耐撕裂性好、耐老化时间长；用冷粘法和硫化法使带能接合成环形；工作需求：结合传送带基本设计要求设计一款能满足木薯种输送、排列的传送带。木薯种从晃动式入料仓排出以后掉落到传送带上，传送带上设计有适合木薯种进入的凹槽，木薯种掉落到凹槽中通过传送带输送，运动到传送带机构末端的时候，进入槽轮机构中，由此木薯种一个一个横向相接排列。传送带结构通过支架与螺栓配合固定在机架上。槽轮机构上面也开有适合木薯种进入的凹槽，当木薯种被传送带输送到末端时槽轮机构转动的过程中，每转到一个凹槽位置就能取得一根木薯种，能实现均匀、精密取种的效果。如图3-10所示。2121落料传送带结构2-挡板结构3-槽轮机构4-机架5-限高轮6-轴承7-固定板图3-10木薯种落料排列机构木薯种即将掉落到传送带之前的状态分析：假设如图3-11所示一根木薯种即将从震动筛种掉落出来到左边传送带种，对这个状态下的木薯种进行受力分析运动分析。图3-11木薯种掉落状态分析对于刚要从振动筛中掉落的木薯种当做理想物理模型进行分析，此时忽略阻力的影响，木薯仅受到重力（mg），同时震动式入料仓的往复摆动会给此木薯种一个向左的初速度（V0），因此，此时的木薯种掉落到传送带上将会做一个平抛运动。所以设计图3-102-挡板结构线制木薯的姿态，确保每根木薯种都能掉落到传送带上。同理可知，当木薯种从震动式入料仓中掉落到右边传送带时也做平抛运动，所以木薯种排列机构以中轴线为界左右两边对称的。运动轨迹如图3-12所示。图3-12木薯种掉落状态分析3.4.1落料传送带机构的设计木薯种从晃动入料仓出来之后掉落到传送带上，传送带宽度为220mm，而且在传送带上设计有3-凹槽机构，凹槽宽45mm深度45mm长度210mm，每一个凹槽足够一根木薯种进入。支架均由普通碳钢焊接而成，保证了结构的稳定性。传送带通过传动轴承固定在支架上。如图3-13所示。固定板机构2-传送带3-凹槽4-皮带轮机构5-固定板16-传动轴7-固定板28-固定轴图3-13落料传送带机构落料传送带机构工作时由4-皮带轮作为动力输入，通过键的配合带动6-传动轴转动，最终转动轴带动传送带运动，从而完成木薯种的输送。3.5提取机构的设计设计一个槽轮机构，能够做到每次提取一个排列好的木薯种。每提取一个木薯种用时2s，槽轮机构的凹槽宽为45mm，长为210mm略大于一个木薯种的大小。提取后的木薯种通过滑道滑落到土壤中。槽轮机构通过轴与轴承固定在轴承座上，轴承座通过螺栓固定在机架上，挡板结构通过焊接在机架上。图3-14槽轮机构3.5.1开沟器的设计设计要求：设计一种适合用于木薯种种植的开沟器，开沟宽度120mm深度150mm。如图3-15。1-方钢2-分土板3-犁图3-15开沟器开沟器固定在拖拉机后面取种机构前面，在拖拉机前进时开沟器3-犁会犁进土中被犁开的土壤由于有2-分土板所以会被分开，同时也增加了播种沟的宽度，确保木薯种能掉落到土壤中。3.6槽轮轴的设计及计算槽轮设计为六工位，因为槽轮轴机构转动一工位用时2s。槽轮机构有两个主要参数：槽数n和销数K。根据单销槽轮机构的运动公式： （3-9）满足使用要求。3.7小结本章主要介绍本设计的整机的设计装配、关键部件的设计及计算分析。论文设计的主要意义是将木薯种茎调整到正确姿势，最终播种到指定种沟中，以机械化播种取代人工播种。4传动系统的设计4.1传动方案本文所设计的木薯播种机精密排种器传动系统位于动力源和执行机构之间，拖拉机作为动力源，传动系统将动力源的运动和动力传递给执行机构。本设计的传动系统简单实用，能满足各个执行部件的需求、成本低。主要是通过带传动将拖拉机的动力传递到执行机构上。由此驱动各个部分工作。因为机构所需的最终排种效率为1s/株，所以选用较小的拖拉机转速，查资料后选用540r/min的拖拉机转速。又因为总传动比为540/60=9/1，所以在此机构选用二级传动较为合适，而且带轮传动具有国家标准尺寸，根据机械设计手册，选择适合的皮带轮如表4-1所示。由表4-1得，总传动比为9.4，由于在动力传递时会有传动损失所以9.4的传动比较为合适。4.2拖拉机功率选择由于传动系统设计时需要考虑传递效率，所以实际功率与额定功率不相等，由公式计算出拖拉机的额定功率为： （4-1）式中为V带传动效率，据《机械设计手册》选择=0.96所以选择的拖拉机参数如下：4.3V带的设计与计算由于槽轮轴转动一个工位用时1s所以转动一周为6s，故可得其转速为10r/min。由上文得拖拉机额定功路为2.37KW，V带传动效率为0.96，所以拖拉机的实际功率为2.2KW。计算拖拉机实际功率Pca由[12]查表8-8得拖拉机工作情况系数KA=1，则 （4-2）4.3.1选择V带带型由上文得：Pca=2.2KW、n=540r/min，故根据[12]图8-11选用B型皮带。4.3.2确定带轮的基准直径并验算带速v先确定小带轮基准直径，根据[12]表8-7和表8-9，选取小带轮的基准直径再根据[12]式（8-13）验算皮带的速度： （4-3）因此带速满足要求。由于dd1=22.4mm,所以根据[12]式（8-15a）求大带轮的基准直径， （4-4）4.3.3确定v带的中心距a和基准长度L（1）根据[12]式（8-20）， （4-5）由此初步定下V带的中心距（2）由[12]式（8-22），求V带的基准长度L （4-6）（3）按式（8-23）计算实际中心距a （4-7）4.3.4验算小带轮上的包角由上文得dd1=22.4mm,dd2=75mm,所以可求得小带轮的包角为： （4-8）4.3.5计算带的根数z（1）单根v带的额定功率。，查表8-4[12]得根据C型带及，，查表1-18[12]得。查表8-6[12]得，查表8-2[12]得所以： (4-9) （4-10）所以Z=3，皮带则为3根。4.3.6主要设计结论同理可计算其他皮带的参数，如表4-3。4.4小结本章节主要对整机的传动系统进行介绍、传动方案的确定，根据木薯播种机工作环境、工作强度选择拖拉机型号、确定拖拉机的功率，对本设计的主要传动部件进行计算、选型，皮带轮的计算、确定带轮的基准直径、V带带型的选择、确定V带的中心距和基准长度、计算小带轮上的包角、确定带的根数Z。5总结、展望5.1总结本文所设计的木薯播种机精密排种器，主要包括：动力源、动力传输机构、种箱-曲轴-曲柄连杆机构、传送带机构、槽轮轴机构、开沟器、机架等。其中：拖拉机的动力输出轴作为动力源；动力传输机构主要由拖拉机动力输出轴、连杆、皮带轮、万向节等组成；排种器工作时，动力输入轴与万向节配合将拖拉机动力输出轴的动力输入到皮带轮上，由此将动力由皮带轮再传递到各个执行机构上。种箱-曲轴-曲柄连杆机构主要由皮带轮、曲轴、曲柄连杆、小滑块、线轨、种箱、振动筛、转轴所组成；该机构工作时，皮带轮带动曲轴转动，曲轴与曲柄连杆配合，曲柄连杆机构与种箱固定连接，因此种箱也随着曲柄连杆机构进行往复直线运动，又因为振动筛上开有适合木薯种掉落的孔，木薯就会以一定姿态从种箱中掉落，故能实现对木薯种茎的初步调姿。传送带机构主要由皮带轮、转轴、键、传送带、固定板等机构组成；工作时，皮带轮输入动力带动传送带运动同时进行木薯种茎的输送；在输送木薯种茎时，由于传送带上设计有特殊的凹槽又在挡板限制下，木薯种实现排列。转动取种机构是由皮带轮、挡板机构、槽轮机构、轴、键所组成，工作时，皮带轮带动槽轮机构运动，槽轮机构上设计有凹槽，在转动过程中靠凹槽来提