馬鈴薯播種機的設(shè)計論文

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1、. . . . 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目：馬鈴薯播種機設(shè)計 28 / 33 目 錄 摘要I AbstractII 1 緒論1 1.1 設(shè)計的目的和意義1 1.2 馬鈴薯播種機的發(fā)展現(xiàn)狀1 1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀2 1.2.2 國發(fā)展現(xiàn)狀2 1.3 設(shè)計任務(wù)3 2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4 2.1 結(jié)構(gòu)方案論證4 2.2 總體方案的確定6 3主要零部件參數(shù)理論分析與計算8 3.1 傳動裝置參

2、數(shù)確定8 3.1.1 地輪8 3.1.3 鏈輪設(shè)計10 3.1.4 地輪軸13 3.1.5 軸向定位緊固零部件13 3.2 土壤工作零部件參數(shù)確定14 3.2.1 起壟單向犁14 3.2.2 施肥開溝器15 3.2.3 播種開溝器15 3.2.4 刮平器15 3.2.5 鎮(zhèn)壓輪16 3.3 除草劑噴灑裝置16 3.4 肥箱總成16 3.4.1 肥箱容積16 3.4.2 排肥裝置17 3.4.3 肥箱尺寸17 3.4.4 固定安裝零部件17 3.5 種箱總成17 3.5.1 種箱容積17 3.5.2 種箱外形尺寸18

3、3.5.3 安裝緊固零件18 3.6 鋪膜裝置18 3.7 膜上覆土裝置18 3.8 機架19 4機器工作參數(shù)理論分析與計算20 4.1 配套動力20 4.2 播種機行進速度21 4.3 生產(chǎn)率21 5 整機裝配與調(diào)整22 6 結(jié)論與建議24 致25 參考文獻26 附錄28 馬鈴薯播種機設(shè)計 摘要 我國馬鈴薯傳統(tǒng)的種植方法是切塊種植,這給機械化帶來一定困難。近年來,雖然有了初步定型的種植機,但性能指標并不理想,主要存在重播和漏播嚴重、株距不均等問題。根據(jù)我國馬鈴薯的種植農(nóng)藝要求，設(shè)計了一種馬鈴薯播種。該機是集起壟、施肥、播種、鎮(zhèn)

4、壓、噴藥、覆膜以與膜上覆土為一體的聯(lián)合作業(yè)馬鈴薯播種機，大大減輕馬鈴薯播種的勞動強度，提高了作業(yè)效率。通過結(jié)構(gòu)方案的詳細論證，使得整機結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)多功能作業(yè)一體化。通過對整機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和機器工作參數(shù)理論分析與計算、使得結(jié)構(gòu)進一步合理。對主要工作部件進行了詳細的設(shè)計計算，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。 關(guān)鍵詞：馬鈴薯播種機；多功能；覆膜 Design of Potato PlantingMachine Abstract Potato plant’s traditional way is to cut tuber; it will be diff

5、icult to bring to mechanization in China. In recentyears, although the initial stereotypes of plantmachines, performance is not satisfactory, mainly the existence of leakagewebcast rep lay and the serious problem of unequal spacing in the rows.According to the requirements of the potato planting agr

6、onomic traits, a new kind of potato planting has been designed. The machine can do a lot of jobs such as ridging, fertilization, planting, suppression, coating and film casing. It greatly reduces the labor intensity of potato planting and improves the efficiency. Through the detailed structure schem

7、e, it makes the structure more compact and realize multi-function operations integration. Based on the structural parameters and the machine working parameter calculation and theoretical analysis, it makesthe structure further reasonable. We calculate the main components of work detailed design, mak

8、ing the structure parameters more optimize. Keywords：The potatoplanting machine ； multi-function; coating 1 緒論 1.1 設(shè)計的目的和意義 馬鈴薯是糧食、蔬菜、飼料與工業(yè)原料兼用的重要農(nóng)作物，是我國包括大豆在的第五大糧食作物。2008 年種植面積6 995.1 萬畝，總產(chǎn)量達1 415.6 萬噸，均位列世界第一，占世界的近1/4[1]。馬鈴薯用途已滲透到我國工農(nóng)業(yè)的多方面，市場需求旺，增值潛力大，是最具多功能的作物。提高馬鈴薯綜合生產(chǎn)能力，促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對保障我國食物安

9、全，促進農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展，優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收，滿足市場需求，意義十分重大[2]。機械化播種可以省種10公斤/畝，采用機械化規(guī)化栽培，可增產(chǎn)250公斤/畝。與人工作業(yè)相比，馬鈴薯機播可提高工效3倍。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)機械化，對提高馬鈴薯綜合生產(chǎn)能力，保障食物安全，增加農(nóng)民收入，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有十分重要的意義。但是我國馬鈴薯種植工藝機械化水平低，生產(chǎn)效率低，作業(yè)質(zhì)量差，生產(chǎn)成本高，農(nóng)民勞動強度大。目前的播種形式還是步犁(或小四輪配用的兩鏵犁)加人工點種，其作業(yè)效率很低，不易于大面積播種，制約了馬鈴薯種植的發(fā)展速度[3]。據(jù)調(diào)查研究，現(xiàn)在還沒有適宜的馬鈴薯種植機械。研制出能夠滿足馬鈴薯種

10、植農(nóng)藝要求的馬鈴薯播種機，能夠大幅度的提高我國馬鈴薯種植的勞動生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的負擔(dān)。隨著《農(nóng)業(yè)機械化促進法》的公布施行和國家農(nóng)機購置補貼政策的實施，廣大農(nóng)民購置、使用馬鈴薯生產(chǎn)機械的積極性不斷提高，馬鈴薯生產(chǎn)機械化得到了長足發(fā)展。本設(shè)計在現(xiàn)有機型的研究總結(jié)上，發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題。著力提高勞動生產(chǎn)率，解放勞動力，設(shè)計出一種新型的馬鈴薯播種機對于改善現(xiàn)在的問題具有重要的意義[4]。 1.2 馬鈴薯播種機的發(fā)展現(xiàn)狀 新世紀剛剛開始，回顧過去的百年，世界和中國的農(nóng)業(yè)機械都發(fā)生了巨大的變化。特別是新中國成立以來，新中國的農(nóng)機事業(yè)從一窮二白到現(xiàn)在基本實現(xiàn)現(xiàn)代化，發(fā)展確實令人驚嘆。同時也不

11、可否認西方發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)機械化程度要比我們高很多。馬鈴薯播種機作為農(nóng)業(yè)機械的一種，它的發(fā)展是世界農(nóng)機發(fā)展的一個縮影。 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外馬鈴薯播種機發(fā)展較早，成型較快，現(xiàn)已初具規(guī)模。發(fā)達國家馬鈴薯播種效率的提高其根本原因?qū)崿F(xiàn)了播種機械化、集約化生產(chǎn)。進入20世紀90年代，發(fā)達國家的馬鈴薯播種機械產(chǎn)品更加多樣化、性能更可靠。計算機、機電一體化、自動化等高科技領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用，使馬鈴薯播種作業(yè)更加精確化，更能滿足人們使用的方便性、安全性與舒適性的要求[5]。 馬鈴薯播種機在美、、日、意、德等國家得到了充分的發(fā)展。其主要部件即排種裝置主要發(fā)展了穿札針式、舀上杯鏈式、舀上傾斜板鏟斗式

12、、輸送帶斗式等[6]。經(jīng)過多年的發(fā)展它們的結(jié)構(gòu)功能已比較完善，有很多值得我們學(xué)習(xí)的地方。圖1-1、1-2為國外一些馬鈴薯播種機： 圖1-1德國 VL- 20L 型四行馬鈴薯播種機[7]圖1-2意大利自動式馬鈴薯播種機[8] 1.2.2 國發(fā)展現(xiàn)狀 我國馬鈴薯播種機的發(fā)展突破了主要依靠國家、集體投資興辦農(nóng)機的模式，形成了多種所有制共同發(fā)展的新格局。 隨著《農(nóng)業(yè)機械化促進法》的公布施行和國家農(nóng)機購置補貼政策的實施，廣大農(nóng)民購置、使用馬鈴薯生產(chǎn)機械的積極性不斷提高，馬鈴薯生產(chǎn)機械化得到了長足發(fā)展，綜合機械化水平超過20%，機耕水平達到36.7%，機播、機收水平超過10%，馬鈴薯生產(chǎn)機械

13、化播種扎實起步[5]。 但是我國的基本國情嚴重限制了馬鈴薯播種機的發(fā)展。我國農(nóng)村家庭承包聯(lián)產(chǎn)責(zé)任制制約了大型農(nóng)機的發(fā)展。目前我國的馬鈴薯播種機以小型機械為主，主要配套手扶拖拉機和小四輪拖拉機。大部分與其雖然作業(yè)效率很高，但是占用很多不必要的勞動力。圖1-3、1-4為我國主要的馬鈴薯播種機械。 圖1-3 2MB-2/1型雙壟單行播種機?圖1-4 2BXSM—2B型馬鈴薯施肥播種機[9] 圖1-5 2MB-1/2型大壟雙行覆膜播種機 圖1-6 2MB-1/2型大壟雙行覆膜播種機 1.3 設(shè)計任務(wù) 現(xiàn)在有的機械已經(jīng)能夠在耕整過的地上一次完成開溝、施肥、播種、覆土起壟與鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)

14、，但是通過對各家公司產(chǎn)品的對比，發(fā)現(xiàn)其主要部件小異，且都存在一定的問題。首先播種機不能滿足各種地區(qū)不同的需求，有的不能變換行距，有的對整地要求過高，有的不是很成熟，需要太多人力配合。其中明顯的缺陷有以下幾點：1、種箱排種器需要人力監(jiān)視種子充種情況。2、覆膜壓實后膜上需要人力覆土以促進種子破膜而出。結(jié)合馬鈴薯薯種的結(jié)構(gòu)特點和種植要求，借鑒國外研究成果，設(shè)計出一種集開溝、施肥、播種、鎮(zhèn)壓，覆土和膜上覆土等作業(yè)為一體的馬鈴薯種植機械。并重點解決排種器的充種能力，解放勞動力。 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 結(jié)構(gòu)方案論證 播種作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求做到適時、適量

15、、滿足農(nóng)藝環(huán)境條件，使馬鈴薯獲得良好的生長發(fā)育基礎(chǔ)。播種作業(yè)嚴格按照相關(guān)質(zhì)量標準執(zhí)行，即適時播種；播量、播深、壟高、壟寬、行距符合要求，不損傷種薯[10]。為使作物苗全、苗齊、苗壯，要求種床深度一致，表土平整細碎無土塊。施肥也有嚴格的農(nóng)藝要求，不宜太多，距離種子垂直距離應(yīng)大于3cm。施肥機構(gòu)應(yīng)考慮肥料的流動性、吸濕性、架空性、粘結(jié)性，做到合理施肥。[11]通過查閱相關(guān)資料，總結(jié)現(xiàn)有機械缺點，并結(jié)合以上設(shè)計要求提出以下兩種設(shè)計方案： 第一種方案見圖2-1 圖2-1 馬鈴薯播種機 1、肥箱2、種箱3、壓膜輪4、覆土圓盤犁5、壓膜輥6、地輪7、排種鏈輪8、播種開溝器9、施肥開溝器10、鎮(zhèn)

16、壓輪11、起壟開溝器 1）方案原理：拖拉機通過三點懸掛拖動播種機在田間移動。播種機排種施肥的主要動力來自地輪。起壟單向犁11將耕整好的地表形成壟溝，鎮(zhèn)壓輪隨即將壟表壓實并達到一定的壟高。然后開溝施肥播種。最后噴除草劑，鋪膜覆土，膜上覆土。 2）方案分析 （1）本方案將前刮平器換成鎮(zhèn)壓輪，增加了前部安裝尺寸，但是鎮(zhèn)壓效果好。 （2）本方案將開溝器換成可以自動回土的開溝器，減少了后部安裝部件。 （3）本方案無法保證漏播率。 第二種方案見圖2-2 圖2-2 馬鈴薯播種機 1、地輪2、施肥管3、下種管4、驅(qū)動鏈輪5、中間鏈輪6、排種升運鏈輪7、施肥傳動鏈輪8、薯種鏈輪9、種箱10、

17、肥箱11、排肥鏈輪12、攪肥器鏈輪 1）方案原理：工作時，地輪隨主機前進轉(zhuǎn)動，其軸上的鏈輪4，將動力傳到中間軸上的鏈輪5，帶動同軸上的排種、排肥機構(gòu)主動鏈輪6和7，依照設(shè)定的傳動比，分別帶動勺式排種器鏈輪8和輪齒式排肥機械鏈輪11，攝取種塊、化肥經(jīng)下種管3和施肥管2落入第一犁犁溝底，第二犁隨后覆土。與此同時，利用鏈輪12帶動其軸上（肥箱10中）的L型攪肥器轉(zhuǎn)動，起到打碎肥料結(jié)塊、攪拌、輸送的作用，可避免肥箱中化肥出現(xiàn)架空或堵塞現(xiàn)象[12]。 2）方案總結(jié)： （1）加入L型攪肥器，起到打碎肥料結(jié)塊、攪拌、輸送的作用，可避免肥箱中化肥出現(xiàn)架空或堵塞現(xiàn)象。 （2）需要中間鏈輪完成傳動，傳動復(fù)

18、雜。 2.2 總體方案的確定 通過對以上兩種方案的研究對比，得出以下方案，見圖2-3。 圖2-3馬鈴薯施肥播種機 1、藥筒2、肥箱3、種箱4、覆土犁5、壓膜輪6、壓膜輥7、地輪8、鏈條9、播種開溝器10、刮平器11、鏈條12、起壟單向犁 1）方案原理：拖拉機通過三點懸掛連接播種機在田間行走；起壟單向犁開出寬為90cm的壟；施肥開溝器開出肥料溝，化肥落入溝；播種開溝器開出種購，種塊落入種溝。施肥播種的主要動力來自于地輪，地輪上安裝有3個鏈輪，分別連接排肥輪、排種輪。施肥播種后刮平板將壟面處理平整，然后由鎮(zhèn)壓輪鎮(zhèn)壓密實。薄膜掛在掛膜輥上，隨著機器的前進滾動。拉出的薄膜首先經(jīng)過壓膜

19、輥的鋪平，然后被壓膜輪壓在壟壁上，再由覆土圓盤犁覆土。覆土圓盤犁翻起的一部分土經(jīng)膜上覆土器蓋在薄膜上。 在配置中要滿足以下幾點：一是聯(lián)接和安裝工作部件的機架要具有足夠的強度與剛度；二是保證壟距和株距調(diào)整方便；三是覆土部件采用新型流線型結(jié)構(gòu)設(shè)計,壟型好，適應(yīng)于馬鈴薯生長[13]；四是起壟高度寬度能夠可調(diào)；五是；施肥開溝、播種開溝的深度都可調(diào)，播種開溝的寬度也可調(diào)；六是地輪的間距寬度可調(diào)；七是有鏈的地方必須要有緊機構(gòu)。八是要是運動的地方運動良好。 根據(jù)以上要求確定所需主要零部件見附錄表2-1。 2）方案分析： （1）本方案能完成工藝要求的所有工序。 （2）傳動方案簡單，距離短，由此產(chǎn)生的

20、誤差小。 （3）種箱下部安裝部件太多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （4）開溝前刮平不利于保證播深。 此方案有眾多優(yōu)點。首先保證了所有的工作能夠完成，其次在其結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化設(shè)計。采用上下兩層機架設(shè)計，留出足夠的空間方便人在機架上隨時檢查種勺充種情況。再者加入膜上覆土裝置，省掉一個勞動力，并提高出芽率。 此機器功能比較完善，幾乎能夠完成所有農(nóng)藝要求的工序。對地塊的適應(yīng)性也比較好，只是要求播種前地已耕整好即可。播種機的壟距、壟高、行距、行寬、株距、播深、施肥深度的參數(shù)都可調(diào)，且調(diào)節(jié)方便。另外，本機盡量減少重要加工面，從而減少成本，真正做到低成本高效率。 3 主要零部件參數(shù)理論分析與計算 3

21、.1 傳動裝置參數(shù)確定 考慮到機器實際情況，選用鏈傳動。鏈傳動是一種撓性傳動，它由鏈條和鏈輪組成，通過鏈條和鏈輪的嚙合來傳動。與摩擦型的帶傳動比較，鏈傳動無彈性打滑和整體打滑現(xiàn)象，因而能保證準確的傳動比，傳動效率高節(jié)能保證農(nóng)藝要求的播種距離。同時它比帶傳動的軸向壓力小。與齒輪傳動相比較鏈傳動的制造成本和安裝成本要比齒輪傳動低很多，因此綜合考慮選用鏈傳動[14]。 總體傳動路線：本播種機主要有兩條傳動路線。一條是排種需要的動力路線，一條是排肥需要的動力路線。排種鏈輪布置于機架一側(cè)，排肥鏈輪布置于機架下方中心左右。具體見下圖 圖 3-1 傳動系統(tǒng) 傳動裝置主要由地輪、地輪軸、鏈輪、鏈

22、條與其軸向定位緊固零件組成。現(xiàn)確定其主要工作參數(shù)。 3.1.1 地輪 首先，地輪在播種時起到支撐整個機架的作用，它是播種機的行走裝置。其次地輪上的鏈輪為種箱和肥箱提供動力，保證合理的施肥量和準確的種距。 地輪主要參數(shù)如下： 1）地輪直徑：根據(jù)設(shè)計的使用條件和相應(yīng)的農(nóng)藝要求而定，根據(jù)經(jīng)驗值確定為D=80cm。 2）地輪軸徑：參考其他播種機考慮到機器載荷不大，選用安裝地輪處軸徑為25mm。 3）地輪寬度：5cm 4）輪輻參數(shù)：鋼筋直徑8mm；長度為402mm；伸出長度21mm。 為增加地輪的附著力同時降低成本，地輪采用5cm寬的矩形鋼板焊接而成，，輪輻采用直徑8mm的鋼筋焊接而成

23、。 為了保證60cm到90cm的壟寬，地輪間距應(yīng)能夠在地輪軸上的調(diào)節(jié)圍為60cm～90cm。即每側(cè)地輪在軸上的軸向移動距離應(yīng)保證達到15cm。 詳細尺寸見附錄 地輪的轉(zhuǎn)速 N1==0.66 公式（3-1） 式中：N1——地輪軸、地輪轉(zhuǎn)速 D——地輪軸直徑 Vm——機器行進速度 地輪軸承設(shè)計過程如下 1）查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]表13—1選擇深溝球軸承。深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大，應(yīng)用最廣泛的一種軸承。選用此種軸承，價格低廉，生產(chǎn)成本第，維修簡單。 2）查《機械設(shè)計》

24、[14]表13—3得軸承預(yù)期計算壽命12000h—20000h.預(yù)期機器重量為M=500kg，則軸承所受徑向力為250kg，即Fr=G=2450N。軸承幾乎不受軸向力，由經(jīng)驗取軸向載荷Fa=600N。 （1）求比值 0.244公式（3—2） 查《機械設(shè)計》[14]表13—5深溝球軸承0.22

25、 （3）根據(jù)《機械設(shè)計》[14]知，球軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值 =2940公式（3—5） （4）查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》[16]表6—1選擇6305軸承。其基本參數(shù)：大徑D=62mm，寬度B=17mm，安裝尺寸定位軸肩da=32mm。 3.1.3 鏈輪設(shè)計 1）排肥鏈輪設(shè)計 （1）鏈輪齒數(shù)Z1和Z2 由《機械設(shè)計》[14]知，鏈節(jié)數(shù)通常為偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)，取Z1=19，Z231。 （2）傳動比 （3）選擇鏈條型號和節(jié)距 參照其他播種機選擇型號12A節(jié)距為19.05的滾子鏈。 （4）計

26、算鏈節(jié)數(shù)和中心距 查《機械設(shè)計》[14]知，初選中心距30P 公式（3—6） 計算鏈節(jié)數(shù) LP00.1279 為了避免使用過度鏈節(jié)，應(yīng)將計算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)Lp=80。 （5）確定鏈輪主要參數(shù) 滾子鏈輪主要尺寸與齒廓尺寸示意圖如下 圖3-2 鏈輪 查《機械設(shè)計》[14]表9—1和表9—3，表9—4得 齒寬bf1=0.95b10.9512.57=11.94mm 齒側(cè)倒角ba公稱=0.13P=0.1319.05=2.48 齒側(cè)半徑rx公稱=P=19.05mm 齒全寬bfn=（n-1）pt+bf111.94mm 分度圓直徑d Z1=19

27、代入上式得d1115.7mm Z2=31代入上式得d2=188.3mm 齒頂圓直徑dad+1.25P-d1 d1115.7mm代入上式得 da1127.6mm d2=188.3mm代入上式得 da2200.2mm 齒根圓直徑 dfdd1 d1115.7mm代入上式得 df1103.8mm d2=188.3mm代入上式得 df2176.4mm 徑dk1為地輪軸處相應(yīng)安裝直徑32mm，其余相關(guān)參數(shù)見附錄。 2）排種鏈輪設(shè)計 （1）鏈輪齒數(shù)Z3和Z4 由《機械設(shè)計》[14]知，鏈節(jié)數(shù)通常為偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取

28、鏈輪數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)，取Z1=19，Z231。 （2）傳動比 （3）選擇鏈條型號和節(jié)距 參照其他播種機選擇型號12A節(jié)距為19.05mm的滾子鏈。 （4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 查《機械設(shè)計》[14]知，初選中心距30P 由《機械設(shè)計》[14]式（9—16）計算鏈節(jié)數(shù) LP00.07125 為了避免使用過度鏈節(jié)，應(yīng)將計算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)Lp=126。 （5）確定鏈輪主要參數(shù) 查《機械設(shè)計》[14]表9—1和表9—3，表9—4得 齒寬bf1=0.95b10.9512.57=11.94mm 齒側(cè)倒角ba公稱=0.13P=0.1319.05=2.48

29、齒側(cè)半徑rx公稱=P=19.05mm 齒全寬bfn=（n-1）pt+bf111.94mm 分度圓直徑d Z1=19代入上式得d1115.7mm Z2=31代入上式得d2=188.3mm 齒頂圓直徑dad+1.25P-d1 d1115.7mm代入上式得 da1127.6mm d2=188.3mm代入上式得 da2200.2mm 齒根圓直徑 dfdd1 d1115.7mm代入上式得 df1103.8mm d2=188.3mm代入上式得 df2176.4mm 徑dk1為地輪軸處相應(yīng)安裝直徑32mm，其余

30、相關(guān)參數(shù)見附錄。 3.1.4 地輪軸 地輪軸上安裝有鏈輪，地輪。地輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動由它通過鏈輪傳遞給排肥器排種器。同時地輪通過軸承與機架相連，承擔(dān)機架和地輪的壓力，并承擔(dān)一部分轉(zhuǎn)矩。地輪的設(shè)計也要考慮到零件的可調(diào)整性。首先保證地輪在軸上60cm到90cm的移動間距。其次考慮軸承在軸上的安裝定位，還有鏈輪的安裝定位。具體設(shè)計如下： 1）查《機械設(shè)計》[14] 表15—1得軸的材料選用45鋼正火、回火處理。 2）軸上零件的裝配方案為：排肥鏈輪、軸承座、軸承、軸承座蓋、排種鏈輪、地輪依次從軸的左側(cè)裝入。兩個鏈輪、地輪通過螺母緊固；軸承通過軸承座緊固定位。 3）考慮軸承徑數(shù)據(jù)，由經(jīng)驗值?、裉庉S

31、徑為23mm，長度為160cm。Ⅰ和Ⅱ處為非定位軸肩，其高度沒有嚴格的規(guī)定，取1mm。Ⅱ處為軸承安裝處，此處與軸承的配合為基孔制，查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第312頁表13—4得軸公差帶為j6；查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第276頁表12—14得Ⅱ處表面粗糙度Ra為1.25～2.5；Ⅱ處長度為18mm，Ⅲ處直徑為da=32mm。具體參數(shù)見附錄。 3.1.5 軸向定位緊固零部件 1）地輪采用M825的螺栓緊固，需要在地輪輪轂上鉆直徑>8mm的孔，然后焊上M8的螺母。此處安裝無需進行精加工。查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第265頁表12—2得此處配合選用基孔制 。 2）鏈

32、輪都采用M815左右的螺栓緊固，在鏈輪輪轂上鉆直徑>8mm的孔，然后焊上螺母。此處安裝無需進行精加工。查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第265頁表12—2得此處配合選用基孔制 。 3）地輪、軸承的定位緊固通過軸承座解決。同時軸承座還起到隔絕外部惡劣環(huán)境的作用，防止沙塵的進入，為軸承的潤滑建立空間。軸承座的與軸承外圈結(jié)合的圓表面用鏜刀鏜出，它與軸承的配合為基軸制。查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第313頁表13—5得軸承座孔公差帶為G7；查《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》[15]第276頁表12—14得Ⅱ處表面粗糙度Ra為1.25～2.5。 3.2 土壤工作零部件參數(shù)確定 土壤工作零部件件主

33、要包括起壟單向犁、施肥開溝器、播種開溝器、刮平器、鎮(zhèn)壓輪。其設(shè)計如下： 3.2.1 起壟單向犁 市場上鏵式犁品種已比較完善，為了節(jié)約設(shè)計成本和便于以后的維修，此處起壟犁選用即可。其參數(shù)計算如下： 按最大設(shè)計壟寬，最大設(shè)計壟高計算，起壟后壟橫截面近似于等腰梯形，其面積為 =2875cm2 取犁的寬深比k=2，即 假設(shè)橫截面積地表以上占即958cm2，從而 23a2958 解得 a=12cm ，b=24cm 因此犁的外形大體確定為高度大于12cm，寬度大于24cm。 3.2.2 施肥開溝器 開溝器的作用是在播種機作業(yè)時開出肥溝種溝，將種子肥料導(dǎo)入溝并用濕土覆蓋完好。對開

34、溝器的要：開溝直、深度一直、符合要求，種子在溝分布均勻，不亂土層，不讓土中雜物造成擁塞，對土壤適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)簡單，阻力小[5]。 施肥開溝器：采用芯鏵式開溝器，它結(jié)構(gòu)簡單，造價低?？勺约褐圃欤萌龎K鋼板焊接而成，開溝效果較好。 施肥深度為10cm～15cm，開溝寬度設(shè)計為4cm，參考芯鏵式開溝器，施肥開溝器用三塊鋼板焊接而成。如圖3-3 圖3-3 施肥開溝器 鋼板的厚度為3mm，參考其他播種機選擇其它參數(shù)。開溝器上方用4mm方鋼管焊接，方鋼具體尺寸有安裝條件決定。其具體尺寸見附錄 3.2.3 播種開溝器 播種開溝器：由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第68頁知，播種開溝器選用船式開溝器

35、。前沿部分呈楔形，揳角較大，開出的溝寬而平。常用于播種馬鈴薯和苗木[5] 。 播種開溝器為船式開溝器，其開溝寬度應(yīng)大于馬鈴薯種塊的平均直徑取7mm。其尺寸為17cm1310cm。它與施肥開溝器安裝與同一安裝架上。具體尺寸見附錄。 3.2.4 刮平器 刮平器的作用是將開溝播種之后的壟表面刮平并有一定的壓實作用，同時為后續(xù)的鋪膜工序做好準備。其尺寸為700mm3mm10mm。彎折處角度為158，上側(cè)用鋼材焊接并鉆有孔以便安裝在機架上。 刮平器用彈簧和鉸鏈安裝在機架上。彈簧選用圓柱螺旋拉伸彈簧，自由高度為90mm，中徑為25mm，截面直徑為4mm，選用半圓鉤環(huán)形便于安裝。 3.2.5

36、 鎮(zhèn)壓輪 由《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]第388頁知，播種同時鎮(zhèn)壓有利于種子與土壤緊密接觸，有利于種子發(fā)芽與生長；可減少土壤中的大孔隙，減少水分的蒸發(fā)，以使土壤保墑，可加強土壤毛細管作用；使水分沿毛細管上升，起到“調(diào)水”和“保墑”作用。 鎮(zhèn)壓輪對土壤的壓強主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水、密度和馬鈴薯的播種要求決定，一般為3050KPa。鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于鎮(zhèn)壓輪自身的重力和作用在它身上的機器重力。 對鎮(zhèn)壓輪的要求為轉(zhuǎn)鐘靈活、不粘土、不壅土，鎮(zhèn)壓力可以靈活調(diào)整，鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。 此處采用圓柱鎮(zhèn)壓輪，采用3mm厚鋼板焊接而成，半徑7cm，安裝處長50mm，直徑為10mm。 3.3 除

37、草劑噴灑裝置 藥筒掛接于拖拉機后側(cè)，同過塑料軟管將藥液送到噴頭。噴頭安裝于一個硬塑料管上并安裝于機架相應(yīng)位置。 3.4 肥箱總成 肥箱總成由肥箱、排肥裝置、固定零件組成。 3.4.1 肥箱容積 由《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]第393頁知，種肥箱的容量根據(jù)波總工作幅寬、播種量或施肥量、播種行程和種子或化肥密度而定。工作時，不宜將箱種子肥料全部用完，否則會因箱種子肥料太少而影響排肥排種性能，至少應(yīng)留有10 。 查《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]393頁，肥箱尺寸由下式確定 式中 L——裝滿一箱種子或肥料所能播種的距離。至少應(yīng)等于一個往返行程，即地塊長度的兩倍。此處取200m

38、 B——工作幅寬（m）：0.9m Qmax——單位面積最大播種量或施肥量（kg∕hm2）此處為1500 kg∕hm2 ——肥料的密度（kgL），此處取1.8 kgL 16.5L 3.4.2 排肥裝置 查《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]第370頁表6—4—2得，此處選用外槽輪式排肥器。無需設(shè)計選用即可，外形尺寸100110mm120mm 。排肥量可以調(diào)整。 3.4.3 肥箱尺寸 由設(shè)計綜合優(yōu)化種箱外形大體為650300mm600mm 部成傾斜狀便于化肥下降，防止漏空。 3.4.4 固定安裝零部件 通過安裝架，用4個M810螺栓固定。 3.5

39、種箱總成 種箱總成包括排種器、種箱與安裝緊固零部件。 3.5.1 種箱容積 由經(jīng)驗值得種子的平均直徑為4cm，則單個種子體積為 13 一個往返行程所需種子 N2666個 總體積為 26663592L 3.5.2 種箱外形尺寸 由設(shè)計確定。首先應(yīng)滿足播種機工作需求。其次要考慮其它部件的安裝。 3.5.3 安裝緊固零件 考慮到種箱重量較大，下方設(shè)計托架并用M20螺栓緊固。種箱前部與機架用M20螺栓緊固。 3.6 鋪膜裝置 鋪膜裝置包括掛膜輥、鋪膜輥、壓膜輪與覆土圓盤犁組成。 其尺寸見下表 名稱 尺寸 備注 掛膜輥 長6

40、00mm直徑30mm 可調(diào) 轉(zhuǎn)動靈活 鋪膜輥 長600mm 直徑50mm 轉(zhuǎn)動靈活 對薄膜無傷害 壓膜輪 半徑110mm 寬30mm 上下可調(diào) 壓力適中 覆土圓盤犁 半徑200mm 上下左右皆可調(diào) 表3-1 3.7 膜上覆土裝置 此裝置是比其它機型所沒有的。主要包括兩個滾動圓筒，它能夠?qū)⒂蓤A盤犁翻入的土壤經(jīng)過圓筒的轉(zhuǎn)動覆蓋在地膜上，防止種子無法頂破薄膜而被曬死[18]。同時要求圓筒不能將薄膜刮破，這就要將圓筒邊緣處理卷邊。 形狀見下圖3-4。 圖 3-4 膜上覆土機構(gòu) 設(shè)計時應(yīng)注意圓柱斷開處應(yīng)稍微大于播種開溝器的調(diào)整幅度。 主要尺寸見附錄圖紙。 3.8

41、 機架 機架起到安裝所有零部件的作用，是整個機器的骨骼。同時機架要有足夠的強度支撐起整個機器。設(shè)計機架是要考慮到所有零部件的安裝調(diào)整，考慮到農(nóng)藝要求。要使各部件在機架上不發(fā)生干涉，便于調(diào)節(jié)。 （1）成型方式：考慮到成本與參照目前市場上大部分農(nóng)業(yè)機械的機架結(jié)構(gòu)，采用型鋼焊接而成。 （2）大體結(jié)構(gòu)：機架前方與拖拉機采用三點懸掛方式掛接，因此需設(shè)計懸掛點。要安裝起壟單向犁，為了便于上下左右調(diào)節(jié)，犁安裝架與機架采用U型螺栓緊固。安裝開溝器處要能上下調(diào)整。要設(shè)計上種肥箱的安裝點，鎮(zhèn)壓輪、掛膜輥、壓膜輥、壓膜鋪膜輪、噴藥頭、座位、覆土圓盤犁和膜上覆土機構(gòu)的安裝點。其結(jié)構(gòu)見圖3-5。

42、 4 機器工作參數(shù)理論分析與計算 4.1 配套動力 1）由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第339頁知犁的牽引阻力為 P=kab 由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第339頁表14—2查的土壤的犁耕阻比為k=4N∕cm，因此 P=412241152N 2P=2304N 1） 由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第77頁知開溝器每米平均阻力位9801370N，取1000N。施肥開溝器長度為20cm，其阻力為 P=1000=200 N 2） 由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第71頁表3—4知，播種開溝器平均阻力為200400N，取300N。 P=2300=600N 3） 查《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]第1

43、856頁，表Ⅳ—8得，土壤對鋼的摩擦系數(shù)為0.577—0.721，查《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》[17]第1859頁，表Ⅳ—11得土壤比阻為30000700000N∕m2，假設(shè)刮土厚度為3cm，寬為60cm。則 P=70000=1260N 4） 查《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第71頁表3—4知單個圓盤犁阻力大約為70120N，P=1202=240N 由《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》[5]第78頁公式（3—9）得，播種機所需功率 P==7.18kw 所選拖拉機功率應(yīng)大于7.18kw。 4.2 播種機行進速度 馬鈴薯播種機的行進速度受排種鏈輪的限制。防止因鏈速過快而使種子甩出種勺，同時要保證播速不能太慢。 已知

44、鏈勺距離為20cm，株距為20cm，則 株距Vm Vm 由經(jīng)驗值知最佳播種速度為6km∕h[19]，即Vm167cm∕s 。 得N1=0.66 r 鏈輪傳動比i= 得N3=0.418 r 4.3 生產(chǎn)率 生產(chǎn)效率為播種機的播幅與速度的成績。本播種機最大可以以6km∕h的速度作業(yè)。其最大作業(yè)生產(chǎn)率為： 6km∕h×0.9m﹦5400m2﹦8 畝∕h 5 整機裝配與調(diào)整 經(jīng)設(shè)計確定機器總體參數(shù)：2128mm×1180mm×1366mm 1）所有的零部件都要裝配到機架上，為了節(jié)約成本盡量采用焊接工藝連接。為了便于調(diào)節(jié)和節(jié)約

45、成本鏈輪處采用螺栓緊固定位，防止出現(xiàn)要求過高的加工表面。裝配應(yīng)做到轉(zhuǎn)動處轉(zhuǎn)動靈活，緊固處不能有松動。其裝配關(guān)系見附錄機架圖紙。 2）起壟單向鏵式犁安裝方式如圖5-1。 圖5-1 為了便于安裝，犁在機架上采用方鋼管安裝，U型M18螺栓緊固[20]。犁的最低點與地面在同一平面，犁的高度選用為15cm。又因為機架高50cm，安裝犁的方管距地面5cm，為了犁的調(diào)節(jié)方便機架上方方管伸出10cm。為保證壟寬，方管應(yīng)固定在機架前方中心線兩側(cè)45cm處。如上圖螺栓緊固方鋼座邊長為9cm。調(diào)節(jié)時只需松開八個螺母即可上下左右調(diào)節(jié)。 3）開溝器安裝 圖 5-2 為了給排種器排種勺騰出足夠空間，沒

46、有將播種開溝器直接安裝在機架上，而是在施肥開溝器安裝架后方再焊接安裝架，使三個開溝器共用一個安裝架。安裝時需注意，施肥深度要比播種深度低3cm左右[21]。此處要考慮機器的合理布局，防止出現(xiàn)相互妨礙現(xiàn)象。同時安裝架上要有排肥鏈輪的緊裝置，也要做到合理布局?？紤]到種塊的落入，船式開溝器上方盡量減少零部件的安裝。具體尺寸形狀見附錄。 4）刮平板安裝采用頂端鉸鏈，中部用彈簧拉緊，為防止板過度前傾，焊接一個擋塊。 5）鎮(zhèn)壓輪安裝在機架下層，安裝架一側(cè)焊接，；另一側(cè)M10螺栓緊固。 6）掛膜輥安裝見裝配圖。壓膜輪安裝在機架最后一梁兩側(cè)處。 7）覆土圓盤犁、壓膜輥安裝架如圖5-3。 圖5-3

47、 覆土圓盤犁和壓膜輥安裝在支架上，前端焊接一個短鋼管，然后用一個直徑小一點的螺栓鉸接在機架安裝座上。為防止提升時機架下降角度過大，在支架下焊一擋片。 8）膜上覆土器也通過一圓管與機架相接，圓管總長430mm，在中心處彎折下，角度為135° 6結(jié)論與建議 根據(jù)馬鈴薯播種的農(nóng)藝要求，設(shè)計出集起壟、開溝、施肥、播種、噴藥、覆膜、膜上覆膜等工藝的播種機。整機結(jié)構(gòu)合理，使用可靠，維護保養(yǎng)方便，其性能達到了設(shè)計和農(nóng)藝要求，可以獲得以下結(jié)論。 1）所設(shè)計的馬鈴薯播種集起壟、施肥、播種、鎮(zhèn)壓、噴藥、覆膜以與膜上覆土為一體的聯(lián)合作業(yè)馬鈴薯播種機，大大減輕馬鈴薯播種的勞動強度，提

48、高了作業(yè)效率。 2）將機架設(shè)計為雙層形式，減小機架的成型難度，同時便于人在機架上工作，設(shè)計更加人性化。 3）將三個開溝器安裝到一個，在一定程度上增加了加工難度，但是這樣為種箱的尺寸與安裝提供了不少方便。 4）加入膜上覆土機構(gòu)，在減少一個勞力的前提下提高了成活率，減少了后續(xù)人工扣膜的工作。 本設(shè)計機型還是存在很多問題，主要是對播種前的地況有些特殊要求，需要提前耕整地表，現(xiàn)有排薯裝置仍存在空穴重播等技術(shù)問題，需進一步解決。 致 經(jīng)過半年的努力，畢業(yè)設(shè)計終于完成了。這也意味著我在農(nóng)業(yè)大學(xué)的四年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束。在這四年的時間里，我

49、在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。特別是這半年的畢業(yè)設(shè)計時間，使我的專業(yè)課知識得到了很大的提高。 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。馬鈴薯播種機是農(nóng)機界一直探討的熱門話題，老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策與家長的支持鼓勵，是我堅持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感我的導(dǎo)師金琳教授。從論文的選題、文獻的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從容到格式，從標題到標點，他都費盡心血。沒有金琳老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。 感農(nóng)機化的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。最后要感我的家人以與我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因為有了他們，我所做的一切才更有意義；也正

50、是因為有了他們，我才有了追求進步的勇氣和信心。 時間的倉促與自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 感各位專家的批評指導(dǎo)。 參考文獻 [1] 漢夫.農(nóng)業(yè)部提出加快推進馬鈴薯生產(chǎn)機械化.農(nóng)機,2009,( 05):6-7 [2] 廣宇,繼哲.2Z-2 馬鈴薯施肥栽植機的設(shè)計研究.森林工程,2005,11(21):17-18 [3] 冉振龍.馬鈴薯施肥播種機.新產(chǎn)品新技術(shù),17 [4] 曾山.馬鈴薯生產(chǎn)機械化發(fā)展模式探討.農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(3):42-44. [5] 寶筏.農(nóng)業(yè)機械學(xué).：中國農(nóng)業(yè),2005

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55、cm 壟寬 60cm～90cm 可調(diào) 覆土厚度 1.5cm 壟高 20cm～25cm 可調(diào) 表2-1馬鈴薯施肥播種機主要工作參數(shù) 名稱 數(shù)量 備注 機架 1 型鋼 焊接 地輪 2 焊接 間距可調(diào) 地輪軸 1 地輪軸軸承 2 密封 潤滑 選用 地輪軸鏈輪 2 排肥 排種 地輪軸承座 2 鏈條 2 排肥 排種 緊裝置 種箱總成 1 肥箱總成 1 施肥開溝器 1 芯鏵式 高度可調(diào) 播種開溝器 2 船式 高度可調(diào) 起壟單向犁 2 鏵式犁 選用 高度可調(diào) 覆膜開溝圓盤犁 2 選用 刮土片 高度可調(diào) 鎮(zhèn)壓輥 1 鋼材焊接 高度可調(diào) 刮平器 1 鋼材焊接 高度可調(diào) 掛膜輥 1 可調(diào)長度 鋪膜輥 1 壓膜輪 2 選用 高度可調(diào) 膜上覆土 1 噴頭 1 藥筒 1 藥液管 1 若干米 座位 1 排種管 2 選用 排肥管 1 選用 總數(shù) 36 表2-2 馬鈴薯播種機主要零部件