毕业设计（论文）-新型多功能施肥播种机机构设计

新型多功能施肥播种机机构设计PAGE33PAGE摘要本文主要研究的是新型的多功能农用播种机。新型的农业播种机对于农业发展和播种的效率有着相当大的作用，本设计是基于原有的播种机的结构,在原有的结构上进行改造。并在原有的播种功能上加上施肥功能，同时结合作物播种特点在后面安装上镇压轮。总而言之，本设计的设计宗旨是为农民设计一个既操作简单，又经济实惠的农用机械。关键词：新型，播种机,农用机械

ABSTRACTThispaperstudiesthenewmulti-functionalagriculturalplanter.Thenewagriculturalsowingmachineshaveaveryeffectinagriculturaldevelopmentofthefarmandthemoreefficiencyinplant.Thisdesignisbasedonthestructureoftheoriginalseeder.Iransformintheoriginalstructure.Itaddafertilizationintheoriginalplantingwithfertilizationfunction.Combinedwithcharateristicsofcropsplantedonthesuppressionofthebackwheelinstallation.Allinall,thisdesignisdesignedasimple,affordablefarmmachineryforthefarmers.Keyword:newmulti-functional,planter,farmmachinery目录1绪论11.1现今农用播种机的使用现状21.2目前农用播种机存在的问题51.3农用播种机的发展趋势51.4本章小结82旋耕部分的传动设计92.1中间齿轮箱的设计102.2旋耕刀片的设计183施肥播种部分的传动设计203.1链传动的设计203.2链轮设计233.3轴的设计2834播种轮的设计314总结32参考文献33致谢341绪论目前市场上已经研发出来许多不同规格的播种机，施肥机。在传统的耕种作业中，旋耕、灭茬、施肥和播种大多采用单一作业形式，部分是双功能作业，机具功能比较单一，作业质量也不能满足农艺要求。现有机具要完成秸秆还田的农艺要求，一般要多次作业，这样就增加了机具作业成本、对土壤压实大，不利于种子发芽、作业效率低。目前主要利用反转灭茬旋耕机将稻麦秸秆粉碎埋入土中，功能比较单一，不能同时完成播种、施肥、镇压作业。市场上现有多用机又只能用于玉米根茬旋耕作业，对稻麦等软质秸秆粉碎效果不好。若一次作业能同时完成旋耕灭茬、施肥、播种、镇压等工作，就避免了多次作业对已耕地面的破坏及对种子发芽成长的影响。根据以上要求，结合目前条播机技术的发展现状，将以江苏丹阳市沃野机械制造有限公司生产的2BG-6A型稻麦条播机、2BG-10型稻麦条播机、1GM-175型秸秆还田机上的已成熟技术作为设计基础，对各部件进行改进或重新设计，以达到所需设计工作要求[1]。农作物秸秆是地球上第一大农村可再生资源，我国拥有量居世界首位。据统计，全国每年大约产生6.2亿吨的生产量，其中百分子三十作农用燃料，百分之二十五作饲料，2%-3%做工副业生产原料，6%-7%直接还田。当然，部分地区农民采取了最简单的处理方法焚烧。这种处理方法虽然非常简单，但是也给地球带来了很多负面效应，焚烧产生大量的温室气体，这也就直接加剧了全球温室效应的变化。虽然现在政府部门已经制定了一系列的规章禁止农民焚烧秸秆，但是对于农民来说，如果不焚烧而是人工处理这么多的秸秆的话显然花费很大的人力物力。近几年来，每逢农作物收获季节，焚烧秸秆就成为较严重的经济问题和社会问题。特别是经济和农业比较发达的大中城市郊区，在铁路和公路沿线，机场周围，焚烧秸秆狼烟四起，遮天蔽日，焦味难闻，严重地污染环境，造成机场飞机不能正常起落，妨碍道路交通安全，烧坏马路两边树木，城市居民正常生活受到干扰，已经引起了社会的广泛关注。然而，经过科学研究发现，秸秆其实是有很好的肥料价值，农作物秸秆中含有大量的有机物质，如氮，磷，钾和微量元素，是农业生产中重要的有机肥料之一。据试验：每亩土地基施250千克秸秆生物肥，其肥效相当于100千克碳酸氢氨，50千克过磷酸钙和20千克硫酸钾，而且还具有良好的生态效益，是无害农业的重要肥料。因此，秸秆通过综合利用作为肥料施入农田，是补充和平衡土壤养分，改良土壤的有效方法，对于促进土地生产良循环，提高耕地基础能力和农业的可持续发展具有重要意义。因此，综合考虑到秸秆的合理利用，本设计的一个重要设计理念就是将农田里的秸秆予以打碎，作为农田的底肥，这样不仅能够省去农民处理这些秸秆的人力和物力，还可以防止农民进行焚烧给环境带来的污染，同时还能够省去农民一部分购买肥料的费用，起到了经济实惠的效果[2]。1.1现今农用旋耕播种机的使用现状目前，农用旋耕播种机在我国已被广泛使用，正逐步发展成为农业机械的一个重要门类。我国目前的驱动型耕作机械产品有旋耕机及复式作业机、驱动式圆盘犁、耕耙犁、水田驱动耙、立式转齿耙等，但产量比较大的主要为旋耕机。目前，批量生产和推广使用的２．２－７４．６ｋＷ手扶拖拉机和乘坐式拖拉机配套旋耕机三大系列１４５种产品，系８０年代末的更新换代产品。９０年代以来，国内又研制了一批旋耕复式作业机具新产品，逐步投放市场。目前，国内大中拖配套旋耕机保有量约１５万台，手拖和小四轮配套旋耕播种机２００万台。旋耕播种机在南方水稻生产机械化应用中已占８０％比例，北方的水稻生产、蔬菜种植和旱地灭茬整地也广泛采用了旋耕机械。旋耕机是一种由动力驱动工作部件切碎土壤的耕作机械。它是利用刀轴上的刀片的旋转和前进的复合运动对未耕地进行碎土作业，其性能特点是碎土能力强，1次旋耕能达到一般犁地几次的效果，旋耕后的田地可满足播种或插秧的要求。它既适用农田的旱耕或水耕，也能用于盐碱地浅层耕作覆盖，以抑制盐分上升，以及灭茬除草，翻压覆盖绿肥，蔬菜田整地等作业，已成为水，旱地机械化整地主要配套农具之一[3]。旋耕机的工作部件，是由动力驱动而进行旋耕并切割土地的耕作部件。旋耕机按其工作部件的配置和作业方式，可分为以下几类：一是工作部件绕与机具前进方向相垂直的水平轴旋转切割土壤，如卧式旋耕机等；二是工作部件除绕水平轴旋转外，同时又绕它自身的轴线旋转，如旋转锹等三是工作部件绕与地面垂直或倾斜的轴线旋转切土如立式旋耕机等。为了顺利地进行播种作业和确保播种的质量，在播种前必须做好准备工作，包括播种地块的准备，种子的准备，播种机工作前的检查和准备以及播种机组的联结[4]。田间准备：一：按照地块情况确定机组编组情况，牵引式播种机，当地块小而分散，道路条件较差时，采用单台联合方式，而当地块大而集中，道路规划条件较好时，可以联结两台或多台播种机进行作业。二：根据地块和机组情况定机组田间运行方式，并按其要求合理区划田块。三：确定加种，加肥地点。根据地块长度，计划播种量和施肥量，播种机的工作幅度和种子箱，肥料箱的容积，计算出加种加肥地点，即先计算几个往返行程加一次较好，并根据往返次数计算每台播种机应加种子重量和肥料重量。为了提高工作效率，保证播种质量，应采用定点放种，定量装袋和往返核对。加种点的位置一般设在地头的一端。地块较长，播种机种子箱容种量不足一个往返行程时，也可采用地头两头加种。四：标记地头线，地头留地宽度根据机组类型，运行方法和机组工作幅度而定，但应为机组工作幅度宽的倍数。通常采用棱形播种法时，对于牵引机组地头宽度为工作幅度3至4倍时，对于悬挂机组2到3倍，而采用离心或向心播种法时，牵引机组为2倍，悬挂机组为1至2倍。为了在准确地点，及时起落开沟器，以使地头整齐，防止重播或漏播，应在地头宽度处用专用工具或梨划两条相距1.5米的浅沟，也可利用拖拉机驱动轮压出两条印痕，作为起落基准。五：在第一行程线上设立标杆，保证机组行驶的直线性。六：清理田间的障碍物。暂时不能清理的，应做标记，以保证播种的质量。种子的准备：种子的准备应根据条件选择良种。根据播种任务大小准备足够数量的种子，并对所用种子进行清选，药剂处理和发芽率试验，确保苗全，苗齐，苗匀，苗壮。根据粒形大小和排种器要求进行精选，分级和丸粒化处理。播种机的联结：一台播种机与拖拉机联结时，应使二者中心线对正，且使播种机前后，左右保持水平状态。多台播种机与拖拉机联结作业时，应使播种机左右对称，前后，左右保持水平。大中型拖拉机具有强劲的动力输出系统、牵引力和悬挂能力,为配套旱田联合耕作机械提供了条件。旋耕机作为驱动型耕作机具,易于通过更换或附加工作部件,可完成灭茬、深松、碎土、做畦、起垄、开沟、精量或半精量播种、深施化肥、铺膜、镇压和喷药等联合作业,可大幅度提高生产效率,降低作业成本。国外发达国家已推广使用了以作业工序排列组合、以旋耕机为主体的联合作业机组,如加拿大的万能旋耕机,日本的联合耕耙犁和旋耕播种机等。播种机工作前的检查和准备：为了确保播种机正常工作，工作前应对整机和各工作部件进行详细检查，对各紧固件应加以紧固，变形件应予以校正，损坏件应修复或更换，各润混点注满润滑油。此外，还应按使用说明书中的要求和方法调整各工作部件及结构，使其达到良好的技术状态，满足农艺所要求的播种，行距和播种深度。具体的检查方法如下：第一：检查播种机所有回转部件是否转动灵活。在新机器上这些部分还没有磨合，所以工作初期需特别细心地注意它们的润滑。第二：检查各紧固件是否拧紧，为拧紧的要拧紧。第三：检查播种机与拖拉机的挂接是否正确。播种机的中心应对准拖拉机中心，并按照正确的联结方式和位置进行挂接，保证播种机的仿形能力挂接后播种机处于作业状态时，应左右，前后保持水平，牵引式播种机可通过播种机处于作业状态时，牵引式播种机可通过播种牵引装置来调节；悬挂式播种机可通过上下悬挂杆进行调节。播种机作业时，应将拖拉机液压操纵杆放在“浮动”位置。第四：检查传动机构的齿轮啮合间隙是否正确。第五:检查播量调节杆，使调节杆灵活移动，不得有滑动和空移现象。第六：检查开沟器的运输间隙。该间隙应大于100毫米。开沟器起落时，传动装置应能迅速地结合或分离。第七：检查开沟器排列，间距和排种器安装是否正确。第八：检查全部排种器是否能自由回转，而且调整轻便。第九：开沟器上应套有防尘盖，以防尘土落入。第十：播种机到达地头后种子才装入种子箱，以防止影响播种机的运输通过性第十一：种子装入种子箱前，应检查一下种子箱内是否遗留有工具或其他东西。这些东西会在播种中破坏排种器。地十二：将地块整平，达到播种的农业技术要求。地十三：根据播种机排种器对种子形状，尺寸的要求，对所播种子进行清选，分级等处理[5]。播种机挂接状态也影响着播种的质量，同时也影响开沟器的入土性能，开沟深度一致性和稳定性，甚至由于排中器的倾斜而影响排种量，因而播种前应对播种机的挂接状态进行调整。调整有前后水平调整和左右水平调整两方面。牵引式播种机可通过改变牵引环在牵引板上的销孔位进行调整，使播种机保持前后水平状态；通过调节左右两地轮的高度可以使播种机保持左右水平状态。对于悬挂机组，可利用调节拖拉机悬挂装置的上拉杆的长度调节机组的前后水平。如果机组前低后高，可增加上拉杆长；如果机组前高后低，则缩短上拉杆。机组的左右水平调整可利用调节拖拉机上的右吊杆的长度来调节。伸长右拉杆，机组右边下降；缩短右吊杆，机组右边上升。为使机具左右方向能够保持仿形性能，拖拉机悬挂装置的吊杆接头应放在长孔内。轮距的调整，如果播种机的幅度远大于拖拉机的轮距，轮距可不必调整；但是如果播种机的幅度小于或近于拖拉机的轮距，为了保证播种质量，防止拖拉机后轮压行，播种前应按行距要求，对拖拉机后轮的中心距进行调整，使之恰好在末端地或在已播好的地上。一般通过改变后轮轮毂的安装方向，位置及轮幅的正反来调整。随着后轮轮距的调整，必须相应地调节前轮轮距，且务必使各轮与拖拉机纵向中心线的距离对称。同时，注意轮胎的花纹不得反装[6]。1.2目前农用播种机存在的问题目前，在国内成型的旋耕机械产品中，以卧式旋耕播种机为主流，一次性作业可达到翻土、碎土和平整地表及播种的要求。但一般耕深较浅，漏耕严重，工作部件易缠草、堵泥，且作业时消耗功率较大。在卧式旋耕机播种中，按旋耕机切刀轴与拖拉机轮子的转向可分为正转和反转两种。旋耕机切刀轴与拖拉机轮子转向一致的为正转旋耕机，反之为反转旋耕机。反转旋耕机可作为大中型联合收割机的主要配套机具，能形成土壤埋茬，有利于秸秆还田，实现增加土壤有机质的目的。潜土反转旋耕机可加大深耕，还可有效地解决刀轴前方壅土问题。正反转旋耕机通过传动机构和工作部件的结合，能使切刀轴正反转，同时完成灭茬和旋耕作业，实现一机多用。目前用于稻麦田的单独使用的旋耕机、灭茬机、施肥播种机技术已基本成熟，并广为推广使用，2005年江苏机耕水平达82%，水稻、小麦秸秆还田分别仅占31.25%,和31.9%。国内虽有多功能秸秆还田技术及机具的研究开发，还没有组配式结构的机组。稻麦秸秆还田、旋耕、施肥、播种一次作业完成的复式作业机具，国内还没有成熟产品。所以我们应当开发新型稻麦秸秆还田旋耕播种施肥联合复式作业机具.复合作业减少了机车进地次数、节省了油料消耗，提高工作效率，还能保墒、增肥改土。而且能最大限度地减轻农民劳动强度，转移农田劳动力投入多种经营，促进农村经济发展[7]。1.3农用播种机的发展趋势1.3.1向宽幅、高速型旋耕机发展随着水稻集约化、规模化生产的发展,水田耕整地用宽幅高速型旋耕机将成为发展方向。水田土壤含水率高,抗剪切、抗压强度低,附着力、外摩擦力也接近为零,切土部件与土壤之间存在着一层润滑水膜。因此,为充分提高作业效率,需要工作幅宽大(3m以上)、作业效率高的旋耕机[4]。1.3．2向联合作业机组方向发展大中型拖拉机具有强劲的动力输出系统、牵引力和悬挂能力,为配套旱田联合耕作机械提供了条件。旋耕机作为驱动型耕作机具,易于通过更换或附加工作部件,可完成灭茬、深松、碎土、做畦、起垄、开沟、精量或半精量播种、深施化肥、铺膜、镇压和喷药等联合作业,可大幅度提高生产效率,降低作业成本。国外发达国家已推广使用了以作业工序排列组合、以旋耕机为主体的联合作业机组,如加拿大的万能旋耕机,日本的联合耕耙犁和旋耕播种机等。1.3.3全幅深旋耕机已起步为了增厚土壤熟化层,改善深层土壤透气性,增大持水能力,为栽培薯类、根茎类作物需要深耕的农艺要求,近年来国外已开发出了全幅深旋耕机和间隔窄幅深旋耕机。加大旋耕深度的主要难点是拖拉机动力不足、机组功率不平衡。而具有双速独立动力输出轴的大功率拖拉机,可以全功率输出,同时具有多个慢速挡以及爬行挡,这也为配套全幅深旋耕机提供了良好的条件。1.3.4向可持续发展战略型发展降低污染和资源重用已成为当前农业机械化设计的最终目的,能完成秸秆还田作业的反转灭茬旋耕机等新的机型将成为今后旋耕机械重要的研究方向。另外,随着现代科学技术的迅速发展,一些新技术也将在旋耕机上得到广泛应用,如信号系统等。1.3.5小型旋耕机需求量有所增加随着我国温室技术的发展,农村大棚耕作面积日益增大,由于市场的需求,小型适合于大棚内作业的旋耕机械已成为目前研究的新重点。1.3.6农机的设计应遵循的原则（1）实用性：农机的设计应该包括作业的对象和适用环境的条件，应符合当地使用要求，能保证完成所要求的作业内容的机型。根据使用的目的来选择机具。当使用目的单一时，要尽量使用专用性强的机具。同时需要考虑的是设计的农机的作业功能。农机的作业功能一定要与当地的农艺要求相适应，否则再好的农机也是难以发挥作用的。当然，设计的农机需要具备很好的可靠性和易操作性。农机的可靠性要高，就是说机具的故障要少。同时，能源的消耗及人力的占用量也是我们设计时所需要考虑的。能源消耗是指工作过程中所消耗的燃料，电力，水力；人力占用是指完成作业所需要的人数及劳动强度的高低。能源消耗应以完成相同的作业耗能低的为好，人力占用量应根据自己的要求来定。（2）经济性原则在设计农机的时候应着重从现实生产规模，经济条件来考虑，不要片面的追求高自动化程度和多功能。因为在大多数情况下，自动化程度和功能的多少往往与其价格有密切的关系，就目前的农机生产水平和农机用户的使用水平来看，机具的功能越多，发生故障的机会就越大，可靠性也就越低，其作业成本就越高。（3）标准化原则标准化是指农机的结构参数，动力参数及零配件的标准化，通用化程度。这一点对农机用户来说很重要。通用互换性好，标准化程度高的机具，维修方便，配件易购，相对维修成本降低，有效利用时间多经济效益就高。（4）安全性原则机器是要人来操作的，必须保证操作者的安全，因此要有必要的安全防护措施。安全性一般指机具自身的安全和操作者本身的安全性两个方面。机具自身的安全性是指机具有维持正常生产的属性，这是机器内部属性，如工作中有过热保护装置，有防有害物质外漏装置等。对操作者的身体安全性主要是指作业时没有碍人体安全缺陷，例如，有必要的安全防护措施，产生的噪音在允许范围内，安全警告标志齐全等[8]。1.3.7播种中应注意的事项第一：播完一块地后，应根据已播种面积和已播种量，核对播种量是符合要求。第二：作业中应尽量避免播种机组停车，以防止起步时漏播，若必须停车，再起步时应后退1米左右，防可重新播种，机组工作状态不可倒退。第三：播种机组转移地块时，种子箱和肥料箱内的种子和肥料不宜装多。第四：农具手在工作时要经常注意观察播种机各部分的工作是否正常，特别是排种器是否排种，输种管有无堵塞，种子箱内种子是否足够，如发现问题，应立即停车进行处理。第五：夜间播种时，必须有良好的照明设备，地形复杂的地块应尽量留在白天播种。第六：所用种子和肥料必须清洁，肥料结块应击碎。第七：更换种子时，必须彻底清扫种子箱，排种器及一切可能积存种子的部位。第八：工作中失落和损坏的零件应及时更换和修复。第九：拖拉机的驾驶员和现场播种人员，要规定联络信号，只有按照规定发出信号后拖拉机方能起步，如发现故障，应立即向拖拉机手发出信号，停车排除。第十：播种机的传动部件要设有护罩，禁止人站在或在种子箱，机架和连接器上，禁止人从机上跳上跳下，禁止人员站在播种机上。农业动力机械：农业动力机械，即为各种农业机械和农业设施提供动力的机械。农用动力机械主要有柴油机和装备内燃机的拖拉机，以及电动机，水轮机和各种小型发电机组等。柴油机具有热效率高，燃料经济性好，工作可靠和防火安全性好等特点，在农用内燃机中和拖拉机上应用最广，拖拉机是最主要农业动力机械。农业用拖拉机包括用于一般农作物的田间耕地，播种，收割，运输作业的一般用途拖拉机和为某种特定地区符合作物的工作条件而专门设计的特殊用途拖拉机。农业用拖拉机按结构不同又分为轮式拖拉机，履带式拖拉机和扶手拖拉机3大基本类型。特殊用途拖拉机可以是以上3种基本类型的拖拉机基础上的变形，也可能是利用基本型拖拉机的一些通用部件而单独设计的独立型。常见的特殊用途拖拉机如高地隙中耕拖拉机，矮窄型园艺拖拉机和集材拖拉机等[9]。1.4本章小结:综合上诉的所说，中国在农机的自动化和先进化方面都有很大的发展空间，然而中国作为一个农业大国，如果没有相对先进的农用机械的辅助的话，就不能够把土地的资源发挥的最大话，俗话说：工欲善其事，必先利其器。所以，对于现在的中国来说，开发一些教为先进，自动化程度高的农用机械迫在眉睫，据资料统计，中国虽然是一个农业大国，但是也只是能够停留在基本保证中国自己任、人命的温饱问题上面。一旦遇到自然灾害，有些地方可能就会出现饥荒。这个现象对于我们这么一个农业大国来说简直就是一个不应该发生的事。作为一个当带的大学生，本人觉得应该为中国的繁荣富强做出自己的贡献，所以本设计结合自己出身于农村的特点，利用自己所学过的专业知识来设计一个集合播种，施肥等功能于一身的多功能农业机械。2旋耕部分传动设计新型稻麦秸秆还田旋耕施肥播种机旋耕传动部件由五大部分组成：1.左侧板2.刀轴焊合3.悬挂架总成4中间齿轮箱总成5侧边齿轮箱总成，如图1。拖拉机的动力通过万向节输入到中间齿轮箱中，经过中间齿轮箱内二级传动减速，将动力通过第三轴输入到侧边齿轮箱中，在侧边齿轮箱中经过三级传动减速，将动力传给刀轴，从而带动刀片转动来实现旋耕灭茬的功能。以下主要介绍中间齿轮箱和旋耕刀盘及旋耕刀片的设计计算。图2.1旋耕部分结构1.左侧板2.刀轴焊合3.悬挂架总成4中间齿轮箱总成5侧边齿轮箱总成2.1中间齿轮箱的设计2.1.1已知中间齿轮箱的输入功率为=55马力=50×0.735×80%=29.4KW。小齿轮的转速为760r/min，齿数比为=1.161.选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数[10]1）按图2的传动方案，选用直齿圆柱齿轮和圆锥齿轮传动。2）旋耕机为一般的工作机器，速度不搞，故选用7级精度（GB10095-88）。3）材料选择：选择小齿轮和大齿轮的材料均为20CrMnTi，硬度为300HBS4）选小齿轮齿数=19,大齿轮齿数==19×1.16=22.04取=22。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即确定公式内的各计算值试选=1.2计算小齿轮传递的转矩=95.5××29.4/760Nmm=3.694×10Nmm由表10-7选取齿宽系数0.2由表10-6查得材料得弹性系数由表10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。由式10-13计算应力循环次数4.378×104.378×10/1.16=3.773×10(7)由图10-19查得接触疲劳寿命系数0.95;0.98(8)计算接触疲劳许用应力取失效率为1%，安全系数s=1，由式（10-12）得2）计算（1）试算小齿轮分度直径，代入中较小得值=mm=90.321mm（2）计算圆周速度v1.144m/s（3）计算齿宽b=0.25×90.321mm=22.5mm（4）计算齿宽与齿高比b/h模数齿高h=2.25=2.25×4.754=10.700mmb/h=22.5/10.700=2.10(5)计算载荷系数根据v=1.144m/s，7级精度，有图10-8查得动载系数=1.12直齿轮，假设。由表查得由表10-2查得使用系数由表10-4查得7级精度、小齿轮相对支撑悬挂布置时将数据代入后得1.12+0.18（1+6.7×）×+0.23××90.321=1.178由b/h=2.10，1.178查图10-13得1.08K==1.583(6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得mm（7）计算模数m=mm3.按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为确定公式内的各计算值由图10-2d查得小齿轮12和大齿轮14的弯曲疲劳强度极限MPa由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数,（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式（10-12）得（4）计算载荷系数KK==1.583（5）查取齿形系数由表10-5查得2.85，2.72（6）查取应力校正系数由表10-5查得1.54，1.57（7）计算大、小齿轮的并加以比较小齿轮的数值大。2）设计计算5.43mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强计算的模数m小于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度算得的模数5.34mm并就近圆整为标准值m=5.5mm4．几何尺寸计算[11]1）计算分度圆直径mmmm2）计算中心距mm=112.75mm3）计算齿轮的宽度mm取B=28mm5.验算N/m<500N/m，合适2.1.2此中间齿轮箱的运转平稳，工作转矩变化很小，以圆柱-圆锥齿轮减速器作为减速装置。输入轴（第一轴）通过万向节与拖拉机动力连接，输出轴（第三轴）与侧边齿轮箱连接。输出轴为单向旋转。已知拖拉机的功率为29.4KW，转速=760r/min，齿轮机构的参数列于下表2-1表2-1齿轮机构参数齿宽/mm19225.51B=281．求第一轴上的转矩=2.求作用在齿轮上的力因已知高速齿轮12的分度圆直径为mm3.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。选取的材料为40CrNi。根据表15-3取=100,于是得第一轴的最小直径显然是安装万向节处花键轴的直径图3。所以此花键的平均直径≥33.8，取=35。根据万向节的尺寸取轴处花键的大径=38mm，小径d=32mm。图2.2第一轴4．轴的结构设计1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和稍小的轴向力的作用，故可选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据＝38mm，左边的轴承由轴承产品目录中初步选取０基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承7308，其尺寸为ｄ×Ｄ×Ｔ＝40ｍｍ×90ｍｍ×25ｍｍ，右边的轴承取圆锥轴承7208，其尺寸为ｄ×Ｄ×Ｔ＝40ｍｍ×80ｍｍ×20ｍｍ，故＝＝40ｍｍ。（2）根据右边的圆锥轴承的宽度T=20mm，取=21mm（3）根据左轴承盖的结构，轴承盖的右端面到定位密封圈的面长度为L=20mm，为了密封要超出密封圈，所以取=25+20+1=46mm。（4）为了满足万向节的轴向定位要求，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径Ｄ＝40ｍｍ。万向节与轴配合的毂孔长度＝56ｍｍ，在根据左轴承盖的尺寸宽度为28mm，所以伸出的长度为28+25-46=7mm，保证万向节上而不压在轴承盖上，故Ⅰ－Ⅱ段的长度应略长3mm，现取＝56+7+3=66ｍｍ。圆锥轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得7308型轴承的定位轴肩高度ｈ＝4ｍｍ，因此，取＝48ｍｍ。（5）取==38mm，因为小齿轮12的宽度B=28mm，所以=28mm。（6）根据左轴承端盖结构，圆锥轴承7308宽度=25mm，圆锥轴承7208宽度=20mm和中间齿轮箱体的结构=234mm。所以=-（++）=234-(7+25+20)=182mm根据卡环的结构，取=36mm，=1.7mm。取=38mm，=2.3mm。2）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为1.5×45。3）.轴上零件的周向定位齿轮、万向节与轴的周向定位均采用花键联接。圆锥轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为ｍ６。５．求轴上的载荷在确定轴承的支点位置后，应从手册中查取ａ值。对于7308型圆锥滚子轴承，由手册中查得ａ＝20ｍｍ；对于7208型圆锥滚子轴承，由手册中查得ａ＝16ｍｍ。因此，作为简支梁的轴的支承跨距Ｌ２＋Ｌ３＝4ｍｍ＋5ｍｍ+182＝191mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图（图2-2）。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面Ｃ是轴的危险截面。现将计算出的截面Ｃ处的、及Ｍ的值列于下表（参看表2-2）。表2-2计算结果列表载荷水平面H垂直面V支反力F,,弯矩M总弯矩扭矩图2.3弯扭示意图６．按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面Ｃ）的强度。则由式（15-5）及上表中的数值，并取α=0.6，轴的计算应力前已选定轴的材料为40CrNi钢，由表15-1查得＝75MPa。因此＜，故第一轴安全。2.2旋耕刀盘及旋耕刀片的设计刀盘的设计就是要确定两种操作的刀片安装孔的安排，必须确保刀片按各自的螺旋线安排着。并且保证刀孔之间没有相互干涉展[12]。首先旋耕刀孔和灭茬刀孔的安排要分开来单独设计，然后就适合用叠加的方法来检测螺旋线和不干涉条件是否满足要求，经过多次的调整就可获得刀孔较合适的安排方式。图4a和4b分别表示了旋耕刀和灭茬刀刀孔的安排位置，图4c表示了两种刀孔在一起的安排位置，这两种不同类型的孔之间的夹角为5度，目前已经发展计算机软件来设计孔的位置，我们只要输入充分条件和要求的数值，过几秒我们就能得到最优化设计刀孔位置。根据国家标准，安排在刀轴上的旋耕刀要完全满足以下条件。(1)左旋和右旋刀安排在多螺旋线上，并且螺旋线方向要关于机器的中心线对称，左旋和右旋刀的初始相位角差为左旋(右旋)刀的总数，(2)刀片要安装在对称刀盘的对称位置连续切削土壤，产生均匀图2.4.旋耕刀和灭茬刀的安装刀孔。(a)旋耕刀刀孔位置。(b)灭茬刀刀孔位置。(c)旋耕刀和灭茬刀刀孔位置图2.5旋耕刀和灭茬刀的螺旋排列。(a)旋耕刀的排列。(b)灭茬刀的排列的应力，减少冲击和震动，平衡刀轴的轴向力。(3)刀片切削土壤的斜度要一样以保证工作质量和刀片的磨损程度一致。(4)在刀盘同一侧的相邻的两个刀片的夹角要大于以防止被土壤或茬堵塞住。在满足了这些的条件前提下我们来安排旋耕刀的位置，如图5a所示，，在相同的条件下，并且考虑旋耕刀刀孔和灭茬刀刀孔的干涉问题，我们就可确定以灭茬刀的安排位置，旋耕灭茬机的每一侧都有9个刀片。根据国家标准设计刀片的形状，但是为了与通用刀盘相匹配安装孔要不同与国家标准，采用两个M12的螺栓就能很容易的把刀片安装在刀盘上。旋耕刀的参数见图2.6a图2.6旋耕刀和灭茬刀的结构(a)旋耕刀(b)灭茬刀3施肥播种部分传动设计3．1链传动设计已知数据：拖拉机行进速度在通常情况下位V=3.2公里/小时；有实验测得6个排种盒所需功率约0.8马力，在本课题设计中共有9个排种盒和9个排肥盒，所以排种轴上共需功率约为1.8kW；排种排肥链轮转速约n3=30转/分。同时根据农田实际情况及农机实际情况将农机的宽度定为2042，高度定为12343.1.1链轮齿数z1、z2由拖拉机速度和镇压轮直径可算得镇压轮转数n1：则总的传动比由于镇压轮在刚旋耕过的地面转动，可能由于地面的不平整而产生间断性冲击和震动，这样就有可能会影响到播种施肥的均匀性。所以加了一个中间轮，以减小这种冲击和震动，变成二级传动。在排种链轮左边加上一个小链轮，把动力传到排肥轴上的排肥链轮，排肥链轮齿数、排种链轮边上小链轮齿数取为一致，以保证排种排肥同步。取第一级传动比为=1.3，小链轮齿数取为z1=15，则中间链轮齿数为z2=z1i12=15×1.3=19.5取z2=20则，第一级实际传动比为第二级传动比为则，排种链轮齿数为z3=z2i23=20×1.06=21.2取z3=22排肥链轮齿数取为z4=172.1.2链条型号的选择因为我们这里的传动属于低速轻载传动，所以选用B系列链条。同时，链节距愈大，链和链轮齿各部尺寸也愈大，链的拉曳能力也愈大，但传动的速度不均匀性、动载荷、噪声等都将增加。因此，参考2BG-10型稻麦条播机上使用的链条型号，最后选用的链条型号为08B单排链。查表得有关数据：节距p=12.7mm；排距pt=13.92mm；滚子外径d=8.51mm；内链节内宽b1=7.75mm；极限拉伸载荷Flim=17.8kN展[13]。3.1.3链条长度和传动中心距第一级传动：若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减少；若中心距过大，则易使链条抖动。一般可取中心距a=(30~50)p，最大中心矩amax≤80p。初定第一级传动中心距为=33p=33×12.7=419.1mm，则第一级链节数Lp1为由此算出的链节数，必须圆整为整数，且最好为偶数。然后根据圆整后的链节数计算理论中心矩，所以取Lp1=84节。则链长为理论中心距为为了保证链条松边有一个合适的安装垂度，实际中心距应较理论中心距小一些，即理论中心距的减小量，对于中心距可调整的链传动，可取最大值；对于中心距不可调整的和没有张紧装置的链传动，则应取较小的值。因为这里设计的传动中心距较小，可以不用张紧装置，所以取最小值，即取第二级传动：初定该级传动中心距为，则第二级传动链条的链节数为取，则链条长度为第二级传动理论中心距为修正后的实际中心距为取3.2链轮设计3.2.1图3.1镇压轮链轮分度圆直径齿顶圆直径取齿根圆直径齿侧凸缘直径，查表得取轮毂孔直径，查表得，取轮毂厚度，查表得k=4.8mm则取轮毂长度取轴向齿廓尺寸计算：齿宽取倒角宽取倒角半径取3.2.2图3.2中间链轮分度圆直径齿顶圆直径取齿根圆直径齿侧凸缘直径，查表得取轮毂孔直径，查表得，取轮毂厚度，查表得k=4.8mm则取轮毂长度因为这个是中间链轮，上面有两排齿传动，查表得08B型号链的排距为13.92mm，取两排齿距比排距稍大，定为20mm；与中间链轮配合的轴采用滑动轴承，查表得该处轴套长度应取为40mm，所以轮毂长度再加长一点，取为l=40mm。轴向齿廓尺寸与小链轮相同。2.2.3排种链轮分度圆直径齿顶圆直径取齿根圆直径齿侧凸缘直径，查表得取轮毂孔直径，查表得，取因为总体尺寸很大，所以采用腹板式结构。3.2.4为了保证播种与排肥同步进行，把排种轴上的小链轮尺寸与排肥链轮尺寸设计相同，所以在这里只设计排肥链轮。排肥链轮齿数与中间链轮齿数相同，所以主要尺寸与中间链轮一致，这里不再重复，只计算结构尺寸，因为小链轮与排种链轮装在同一轴上，所以轮毂孔直径相同，取，轮毂厚度，查表得k=4.8mm则取轮毂长度，取。图3.3链传动结构1—排肥链轮2—排肥链条3—排肥主动链轮4—排种链轮5—中间链条6—中间链轮7—第一级链条8—镇压轮链轮3.3轴的设计轴是组成机器的主要零件之一。一切回转运动的传动零件（例如齿轮、链轮、蜗轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。传动轴一般是阶梯轴形式的。轴设计的主要内容：轴的设计也和其他零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位、以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴撒花那个的零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难。因此轴的结构设计是轴的设计中的重要内容。轴材料的选用主要是碳钢和合金钢。其中最常用的是45钢。3.3.1由前面设计的链轮可以拟定该轴上零件的装配方案如下图：图3.4镇压轮传动轮要在轴的最左端安装小链轮，由轮毂直径为20mm，所以取Ⅰ-Ⅱ段直径为；轮毂长度为30mm，，因为在轴端要用挡圈定位链轮，为了保证轴端挡圈压在链轮上面而不压在轴上，所以Ⅰ-Ⅱ段轴应比轮毂长度短些，取Ⅰ-Ⅱ段长度为。链轮用键与轴连接，查标准得在Ⅰ-Ⅱ段应选用6×6的键，根据键的长度系列和该段轴的长度，最后选用长25mm的键，即使用键6×25。由于要在Ⅱ-Ⅲ段安装轴承盖，在Ⅲ-Ⅳ段安装轴承，由轴承内径系列和Ⅰ-Ⅱ段直径，选用内径为30mm的滚子轴承，考虑到在镇压轮出可能会有少许震动，所以选用第三尺寸系列轴承，即轴承6306，以加强轴承强度。取Ⅲ-Ⅳ段直径为，则Ⅱ-Ⅲ直径取为前后两段的过度尺寸，取。在Ⅱ-Ⅲ段上使用的轴承盖要使用油封，以保证里面轴承的润滑，这样，轴承盖的总厚度为15mm，为了避免小链轮不与轴承盖想碰，在它们之间要留有一段距离，最后取Ⅱ-Ⅲ段长度为。查手册得轴承宽为19mm，在轴承左边还要安装一个定位轴承的轴用挡圈，所以要在轴承左边留有足够位置，最后取Ⅲ-Ⅳ段长度为。查手册得6306型轴承的定位轴肩高度h=3.5mm，所以取Ⅳ-Ⅴ段直径为，结合轴承座宽度取Ⅳ-Ⅴ段长度为。最后一段轴要与镇压轮端盖焊合，直径取与Ⅲ-Ⅳ段一致就行，即取Ⅴ-Ⅵ段直径为。镇压轮端盖选用的是厚8mm的钢板，再流点焊接长度，最后取Ⅴ-Ⅵ段长度为。3.3.2拟定中间传动轴上零件的装配方案如下图：图3.5中间传动轴中间链轮安装在轴的左端，通过轴套与轴配合，由中间链轮轮毂直径为32mm，轮毂长度为40mm，轴套内径为24mm，轴套长度为43mm，要在轴端用挡圈定位链轮，为防止挡圈不压在轴上，取Ⅰ-Ⅱ段长度比轮毂长度稍短，最后取，。套筒外径D=44mm，所以取Ⅱ-Ⅲ段直径。Ⅱ-Ⅲ段为过度轴肩，取即可。在Ⅲ-Ⅳ段与拉杆套接，且拉杆可在上面有转动，就取Ⅲ-Ⅳ段直径为，拉杆厚度为13mm，在拉杆右边要装个3mm宽的套筒，再留一点转动空间，最后取Ⅲ-Ⅳ段长度为。最右边段用螺母固定在机架上，选用M20的螺母，所以取Ⅳ-Ⅴ段直径为，机架厚度为8mm，平垫圈、弹簧垫圈、螺母总厚度为25mm，Ⅳ-Ⅴ段要再右端留有一点余量，最后取。最后要在Ⅳ-Ⅴ段加工螺纹，螺纹长度加工到35mm。3.3播种轮设计图3.6播种轮结构示意播种轮的设计采用了类似转轮的结构，在一个轮上面打上几排孔，孔径比需要播种的种子稍大一点，然后根据播种的需要可以将一部分的孔用对应的橡皮塞塞住。这样在工作的时候有播种轮旋转带动种子从种子箱里面转到输种管口，从而实现种子的播种过