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XXXXX
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目： 黃豆播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： XXXXX
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)： XXXXX
姓 名： XXXXX
指導(dǎo)教師： XXXXX
完成日期： 2012年5月26號(hào)
目 錄
第一章 精密播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)…………………………………………… 1
1.1 我國(guó)精密播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 ……………………………………………… 1
1.2 精密播種機(jī)的發(fā)展前景 ………………………………………………… 1
第二章 播種機(jī)概述………………………………………………………………… 2
2.1 播種機(jī)類型 ……………………………………………………………… 3
2.2 播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)及功能 ………………………………………………… 3
第三章 總體方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 3
3.1 設(shè)計(jì)原則……………………………………………………………………3
3.2 基本結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………3
3.3 工作原理……………………………………………………………………4
第四章 種箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 4
4.1 種箱的設(shè)計(jì)要求 ………………………………………………………… 4
4.2 種箱的容量計(jì)算 ………………………………………………………… 4
4.3 種箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ………………………………………………………… 5
第五章 排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 5
5.1 排種器的技術(shù)要求 ……………………………………………………… 5
5.2 精密播種排種器的類型、特點(diǎn)與適用范圍 …………………………… 5
5.3 外槽輪式排種器 ………………………………………………………… 7
第六章 排肥器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 9
6.1 撒肥機(jī)械………………………………………………………………… 9
6.2 種肥施用機(jī)械 …………………………………………………………10
6.3 液肥施用機(jī) ……………………………………………………………10
6.4 排肥器的選型 …………………………………………………………11
6.5 升運(yùn)鏈相關(guān)系數(shù)的確定…………………………………………………12
第七章 鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………12
7.1 鏈條………………………………………………………………………13
7.2 鏈輪 ……………………………………………………………………13
7.3 基本類型 ………………………………………………………………14
7.4 基本特點(diǎn) ………………………………………………………………15
7.5 主要參數(shù) ………………………………………………………………15
7.6 失效形式 ………………………………………………………………16
7.7傳動(dòng)路線的確定 …………………………………………………………17
7.8傳動(dòng)比的計(jì)算 ……………………………………………………………17
第八章 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………17
8.1 鎮(zhèn)壓輪的作用與要求……………………………………………………18
8.2 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)………………………………………………18
8.3 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………18
第九章 行走輪的選型設(shè)計(jì)…………………………………………………………19
9.1 行走輪的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………19
9.2 行走輪的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………20
9.3 行走輪的安裝……………………………………………………………20
9.4 行走輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算………………………………………………………20
第十章 開(kāi)溝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………21
10.1 開(kāi)溝器的要求 …………………………………………………………21
10.2開(kāi)溝器的結(jié)構(gòu)類型………………………………………………………21
10.3開(kāi)溝器使用行距與前后列距離…………………………………………22
第十一章 保養(yǎng)與保管………………………………………………………………23
11.1 班保養(yǎng) …………………………………………………………………23
11.2 季保養(yǎng) …………………………………………………………………23
11.3 機(jī)具的入庫(kù) ……………………………………………………………23
第十二章 播種機(jī)使用及注意事項(xiàng)…………………………………………………23
12.1 播種機(jī)的播前準(zhǔn)備 ……………………………………………………23
12.2 正確操縱播種機(jī) ………………………………………………………24
12.3 注意事項(xiàng) ………………………………………………………………24
黃豆播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外播種的發(fā)展趨勢(shì)，通用性和適應(yīng)性不斷提高以及本著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作靈活的原則，而設(shè)計(jì)的一種能同時(shí)完成播種施肥工作的小型多功能精密播種機(jī)。該機(jī)結(jié)構(gòu)上優(yōu)點(diǎn)，使之能適應(yīng)各種田地的播種。小到1-2分大的田塊，大到上百畝的田塊，不管是平壩、還是淺丘地區(qū)；無(wú)論是板結(jié)的土質(zhì)，還是疏松的土質(zhì)都能適應(yīng)。還可以根據(jù)用戶的不同要求，配置合適的播種器。通過(guò)調(diào)節(jié)犁鏵和和種子儲(chǔ)存孔的行距，能夠輕松地播種小麥、大麥、高粱、大豆、玉米等旱糧作物。本例著重對(duì)播種機(jī)排種器、排肥器、開(kāi)溝器、覆土器以及鎮(zhèn)壓輪等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。
關(guān)鍵詞：精密播種; 播種機(jī); 播種; 施肥
The Structural Design of the Soybean Seeder
Abstract
the design is based on the development trends and seeder,interoperability and adaptability in a constantly improving the structure and operation of flexible simple principles designed to simultaneously accomplish a small planting fertilization work multifunctional sophisticated seeder.this structural advantages so that they can adapt to a variety of fields planting.applicable to all sizes of land;whether plains or hills;whether hard soil or loose soil.We can select the planting machine according to the different needs of users.By regulating platoon of vehicles and plow can easily sow wheat,barley,sorghum,soybean,corn and other crops.This example focuses on the design seeder platoon of vehicles,fertilization devices,trenching vehicles structure.
Key words: precision seeding; planter; sowing; fertilization
第一章 精密播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
播種機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農(nóng)時(shí)內(nèi)，更具農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，將種子播到田地里去，是作物獲得良好的發(fā)育生產(chǎn)條件。播種質(zhì)量的好壞，將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯，因而對(duì)產(chǎn)量的影響很大。由于精密播種可以保證種子在田間最合理分布，播種量精確，株距均勻，播深一致，為種子的生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，可以大量節(jié)省種子，減少田間間苗用工，保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)精密播種機(jī)械的要求越來(lái)越迫切。
1.1 我國(guó)精密播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)從80年代末便開(kāi)始研制精密播種機(jī)械。由于種子質(zhì)量、整地條件、機(jī)械制造水平及機(jī)器價(jià)格等因素制約，我國(guó)80年代主要是推廣半精量播種。為適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制的要求，大量推廣了小型單體播種機(jī)。90年代以來(lái)，我國(guó)逐步推廣精密播種機(jī)，有10多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號(hào)的精密播種機(jī)。精密播種機(jī)以作物種類分為玉米及大豆精密播種機(jī)、谷物（小麥）精密播種機(jī)、甜菜精密播種機(jī)；以配套動(dòng)力分為小型（5.8-13.2kw）、中型（16.2-36.8kw）和大型播種機(jī)；機(jī)械式中又可分為垂直圓盤(pán)式、垂直窩眼式、錐盤(pán)式、紋盤(pán)式、水平圓盤(pán)式、帶夾式等形式精密播種機(jī)。
1.2 精密播種機(jī)的發(fā)展前景
（1）單粒精密播種機(jī)迅速發(fā)展
在國(guó)外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆類的播種都已大量采用精密播種，主要采用機(jī)械式和氣力式兩種精密播種機(jī)。由于氣力式播種機(jī)對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)，不需精選分級(jí)，容易達(dá)到單粒精播，而且通用性較好，又能適合較高速播種，因此使用氣力式播種機(jī)越來(lái)越多。
為了達(dá)到單粒精播，提高株距均勻性，大多采用可精調(diào)的刮種器，將多余的種子清除掉；為了降低投種高度，減小種子下拋速度與前進(jìn)速度之間的相對(duì)速差，而設(shè)置導(dǎo)種輪或?qū)ХN管。
但是，精密播種受高速作業(yè)的影響很大。現(xiàn)在的精密播種機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，一般作業(yè)速度在4-8km/h時(shí)其株距合格率達(dá)80%以上；而作業(yè)速度提高到11-12km/h時(shí)，株距合格率下降到60%以下?？梢?jiàn)高速精密播種機(jī)還有待進(jìn)一步發(fā)展、完善。
（2）播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性不斷提高
大多數(shù)精密播種機(jī)都可以播多種作物，通過(guò)更換不同孔徑的排種盤(pán)（輪）或排種滾筒，使排種器能適應(yīng)多種作物種子的播種要求。改變型孔大小或增加成穴機(jī)構(gòu)，使之能達(dá)到穴播的要求；改變排種轉(zhuǎn)速以達(dá)到不同株距的要求。所有這些均提高了播種機(jī)的通用性。
為了適應(yīng)不同地區(qū)、不同土壤、不同整地條件的要求，大多數(shù)播種機(jī)上配有多種類型的開(kāi)溝器（雙圓盤(pán)式、滑刀式等）和鎮(zhèn)壓輪（橡膠輪、鋼板沖壓輪、鑄鐵輪、寬輪等），供選用。同一型號(hào)的精密播種機(jī)又成系列，有多種行距和行數(shù)的變型。如美國(guó)CYCLO氣壓式播種機(jī)有牽引式和懸掛式，有4、6、8、12、16行等共16種機(jī)型，可為多種功率的拖拉機(jī)配套。
（3）精密播種機(jī)向高速寬幅發(fā)展
為了在最適合的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下、用最短的時(shí)間做到適時(shí)播種，以及隨著拖拉機(jī)功率不斷增大，為了充分利用其功率，因此要求提高播種機(jī)作業(yè)的生產(chǎn)率。
影響提高播種機(jī)組生產(chǎn)率的因素很多。除了提高機(jī)組的工作可靠性、減少故障、簡(jiǎn)化操作以減少輔助作業(yè)時(shí)間的利用率外，提高生產(chǎn)率的最主要途徑是增大播種機(jī)的工作幅寬和提高作業(yè)速度。增大播種機(jī)工作幅寬雖能直接有效地提高生產(chǎn)率，但加大工作幅寬使機(jī)體龐大，消耗金屬多，成本高。同時(shí)，龐大的機(jī)體將受到田塊大小、地頭轉(zhuǎn)彎以及道路運(yùn)輸?shù)南拗?，使用不方便。因此，?guó)外很重視提高作業(yè)速度的研究。
70年代，中耕作物播種機(jī)作業(yè)速度一般從4-6km/h提高到8-10km/h。如西德AermoatⅡ型氣力式播種機(jī)、法國(guó)Pneumasem氣吸式播種機(jī)和美國(guó)7000型指夾式播種機(jī)的作業(yè)速度為8-10km/h，作業(yè)質(zhì)量仍能符合要求。但是，播種機(jī)高速作業(yè)帶來(lái)一些問(wèn)題，如排種性能下降，開(kāi)溝深度變淺，種子在溝里彈跳、滾動(dòng)加劇，以及駕駛條件惡化等等。因此目前作業(yè)速度不能太高。
中耕作物播種機(jī)的工作幅寬，一般單機(jī)都由3-4m增大到5-6m有的工作幅寬更大，如美國(guó)CYCLO氣壓式播種機(jī)系列中的16行播種機(jī)，其幅寬達(dá)11.68m。加大幅寬使播種機(jī)結(jié)構(gòu)龐大笨重，使懸掛式播種機(jī)組縱向穩(wěn)定性變壞，還受到地塊大小、道路運(yùn)輸?shù)南拗啤?
（4）廣泛采用聯(lián)合作業(yè)
播種同時(shí)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)的方式發(fā)展很快，形式也比較多，主要有兩種：一是在大多數(shù)中耕作物精密播種機(jī)上都配置排肥器、施肥開(kāi)溝器以及施撒農(nóng)藥和除莠劑的裝置。如西德、法國(guó)和美國(guó)的幾種精密播種機(jī)都可以在播種同時(shí)施化肥、撒農(nóng)藥和除莠劑。二是播前整地和播種聯(lián)合作業(yè)，如旋耕播種機(jī)、犁播機(jī)以及有的在開(kāi)溝器前方加波形圓盤(pán)或鋤鏟進(jìn)行滅茬播種或耕法播種，以減少耕作次數(shù)，提高生產(chǎn)率，降低作業(yè)成本，還可以減少土壤風(fēng)蝕和起到保墑的作用。
（5）新技術(shù)的應(yīng)用不斷普及
為了提高播種機(jī)作業(yè)性能和工作可靠性，簡(jiǎn)化操作、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少輔助作業(yè)時(shí)間、提高生產(chǎn)率，播種機(jī)上越來(lái)越多地采用新技術(shù)。如用液壓油缸來(lái)升降和調(diào)節(jié)開(kāi)溝器、劃行器、折疊機(jī)架；采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)或裝肥攪龍；采用信號(hào)裝置、電子監(jiān)視裝置或監(jiān)控裝置來(lái)及時(shí)報(bào)警故障的發(fā)生，顯示播量或自控調(diào)節(jié)排各大量大??；開(kāi)溝器裝備一次潤(rùn)滑的滾動(dòng)軸承；行走輪采用無(wú)內(nèi)胎充氣輪；快速掛接裝置；寬幅手筆呆賬加裝橫向運(yùn)輸輪等。
在工藝材料方面，播種機(jī)上采用塑料或尼龍的零件更多了，如排種盤(pán)、排肥盤(pán)、軸套、輸種管等；采用鋁金壓鑄排種輪、排種器體殼，提高了零件精度，減輕了重量；播種機(jī)機(jī)架和各種桿件采用薄鋼板冷壓成異形斷面以代替扁鋼、角鋼和槽鋼，增加了剛度和強(qiáng)度，又減輕了重量。
第二章 播種機(jī)概述
播種機(jī)的功用是以一定的播量或株穴距，將其均勻地播入一定深度的種溝，覆以適量的細(xì)濕土，同時(shí)也可施種肥并適當(dāng)鎮(zhèn)壓，有時(shí)還噴灑農(nóng)藥和除草劑，為種子發(fā)芽提供良好條件，以達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提高播種作業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.1 播種機(jī)類型
播種機(jī)的類型很多，有多種分類方法：
（1）按播種方法可分為撒播機(jī)、條播機(jī)、點(diǎn)（穴）播機(jī)。
（2）按聯(lián)合作業(yè)可分為施肥播種機(jī)、播種中耕通用機(jī)、旋耕播種機(jī)、鋪地膜手播種機(jī)。
（3）按牽引力可分為畜力播種機(jī)和機(jī)引播種機(jī)，而機(jī)引播種機(jī)中，根據(jù)和拖拉機(jī)不同的連接方式，可分為牽引式，懸掛式和半懸掛式。
（4）按排種原理可分為氣力式手播種機(jī)和離心式播種機(jī)。
2.2 播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)及功能
目前國(guó)內(nèi)外播種玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播種機(jī)多數(shù)采用精密播種，即單粒點(diǎn)播和穴播。一般中耕作物精密播種機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-1。其組成分為以下幾部分：
（1）機(jī)架 多數(shù)為單梁式。各工作部件都安裝其上，并支承整機(jī)。
（2）排種部件 種子相和能達(dá)到精密播種的機(jī)械式或氣力式排種器，包括可調(diào)節(jié)的刮種器和推種器。
（3）排肥部件 包括排肥箱、排肥器、輸肥管和施肥開(kāi)溝器。
（4）土壤工作部件及其仿形機(jī)構(gòu) 包括開(kāi)溝器、覆土器、仿形輪、鎮(zhèn)壓輪、壓種輪及其連桿機(jī)構(gòu)等。
有的精密播種機(jī)還配備施撒農(nóng)藥和除草劑的裝置。
第三章 總體方案設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)原則
總體方案擬將開(kāi)溝裝置、施肥裝置、排種裝置、覆土裝置及鎮(zhèn)壓裝置與選用拖拉機(jī)融為一體，使之能一次性順利完成開(kāi)溝、施肥、播種、覆蓋、鎮(zhèn)壓等功能，懸掛機(jī)構(gòu)要有效的控制工作部件作業(yè)時(shí)的播深以及運(yùn)輸時(shí)的通過(guò)性，開(kāi)溝器除了能開(kāi)出平整的地溝外還具備自動(dòng)覆土的功能；排種裝置確保在播種過(guò)程中出現(xiàn)漏播、重播等現(xiàn)象的幾率不超過(guò)3%。鎮(zhèn)壓輪要求鎮(zhèn)壓效果好，作業(yè)后的地面平整。
3.2 基本結(jié)構(gòu)
該黃豆播種機(jī)由機(jī)架、開(kāi)溝器、輸種管、輸肥管、覆土器、種箱、肥箱、排種器以及鎮(zhèn)壓輪構(gòu)成，在機(jī)架的前梁上有上、下懸掛架用于與拖拉機(jī)連接；種、肥箱側(cè)板固定在機(jī)架中間橫梁的上方，前邊為肥箱，后邊為種箱，下邊固定排種、排肥裝置；在肥箱前面有一根安裝開(kāi)溝器的梁，通過(guò)U型螺栓將開(kāi)溝器的扁鋼鎖住，從而可以調(diào)節(jié)開(kāi)溝深度，開(kāi)溝器在橫梁上可根據(jù)需要進(jìn)行橫向移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)行距；機(jī)架的后梁用來(lái)連接鎮(zhèn)壓輪。
3.3 工作原理
本機(jī)通過(guò)上、下懸掛與拖拉機(jī)相連，拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí)輸出動(dòng)力帶動(dòng)播種機(jī)工作，作業(yè)速度為1m/s。機(jī)具工作的動(dòng)力來(lái)源為：行走輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的動(dòng)力，地輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由地輪傳遞動(dòng)力，在地輪軸的兩端各裝一個(gè)傳動(dòng)鏈輪, 通過(guò)鏈條將力矩傳給中間傳動(dòng)鏈輪，再由中間鏈輪將動(dòng)力傳給排種排肥裝置,通常情況下地輪直徑較大，工作時(shí)不易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，并且傳動(dòng)可靠。
播種機(jī)工作時(shí)，拖拉機(jī)通過(guò)動(dòng)力輸出軸將動(dòng)力傳遞給行走輪，鎮(zhèn)壓輪上的主動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給中間軸，行走輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條將動(dòng)力傳給施肥、播種機(jī)構(gòu)，排出的化肥和種子經(jīng)輸肥管與輸種管進(jìn)入開(kāi)溝器，先后進(jìn)入開(kāi)好的地溝中，覆土器進(jìn)一步覆蓋種溝，鎮(zhèn)壓輪的圓錐滾筒隨即以均勻適當(dāng)?shù)膲毫好芊N床。
第四章 種箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 種箱的設(shè)計(jì)要求
（1）必須有足夠的容量，以減少加種的次數(shù)，并做到播到地頭是才加種。但種箱過(guò)大，則導(dǎo)致播種機(jī)組織結(jié)構(gòu)龐大，切使機(jī)組牽引阻力增加。此外，對(duì)懸掛式播種機(jī)來(lái)說(shuō)，將直接使機(jī)組縱向穩(wěn)定性變壞。
（2）箱底板的傾斜角應(yīng)大于種子的自然休止角，保證種子順利流入排種器內(nèi)。
（3）種箱應(yīng)堅(jiān)固耐用、重量輕、剛度好。箱內(nèi)外應(yīng)涂以耐腐油漆。
（4）加種方便，容易清理和不殘留種子。
（5）箱蓋關(guān)閉嚴(yán)緊，防止雨水侵入。對(duì)于氣力式播種機(jī)的種箱，蓋好后要承受一定氣壓，并應(yīng)嚴(yán)密不漏氣。
4.2 種箱的容量計(jì)算
種箱的容量是根據(jù)播種工作幅寬、播種量、播種行程和種子單位容積的質(zhì)量等來(lái)定的。工作時(shí)，不應(yīng)將箱內(nèi)種子全部播完，否則會(huì)應(yīng)箱內(nèi)種子太少，而影響排種性能，應(yīng)至少留有10%的余量。
通過(guò)查看各種資料，得知黃豆種子的平均直徑為5厘米左右，每一百粒黃豆種子約重20g，預(yù)先設(shè)定該地塊的長(zhǎng)度D=1000m，播種機(jī)往返一次加一次種子。其種箱容積V可用公式確定：
V=1.1 LBNmax/667γ
式中：
L—裝滿一箱種子所能播種的最遠(yuǎn)距離。最少應(yīng)等于一個(gè)往返行程，即地塊長(zhǎng)度的兩倍(m)，取L=2000m。
B—工作幅寬(m)，此處取B=1100mm。
Nmax—單位面積最大播種量 (kg／hm2)，算出Nmax≈41.65kg。
γ—種子的單位容積質(zhì)量(kg/L)。1L=1000000cm3。算出來(lái)γ的值大約為7.25kg/L。
取L＝2000；B＝1.1；Nmax＝41.65； r＝7.25。
代入公式得：
V =20.8433（L)
實(shí)際中種箱的容積往往要比設(shè)計(jì)數(shù)值稍微大一些，因此本次設(shè)計(jì)取種箱的容積為30升。
4.3 種箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
播種機(jī)上的種箱的形狀大多是矩形、梯形或圓形的，用薄鋼板制成，也有用玻璃纖維或塑料制成的?，F(xiàn)代谷物播種機(jī)種箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：
（1）增大容積，以減少加種次數(shù)。國(guó)外谷物播種機(jī)種箱容積增大到每米工作幅160～200L。
（2）采用整體箱結(jié)構(gòu)。用大型薄鋼板壓制成型，并與機(jī)架連成框架，以增加其剛度。
第五章 排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播種，可以節(jié)省大量種子和間苗勞力，而且可使幼苗分布均勻，達(dá)到苗齊、壯、均，有利于增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。達(dá)到精密播種的關(guān)鍵是排種器。
5.1排種器的技術(shù)要求
排種器的技術(shù)要求大體上有以下幾個(gè)方面：
（1）排種器排種均勻穩(wěn)定，排種均勻性不受外界條件變化而產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一臺(tái)播種機(jī)的排種量應(yīng)該保持一致。
（2）不損傷種子。
（3）播種量調(diào)節(jié)范圍要大。
（4）通用性好。
（5）工作可靠，不易堵塞。
5.2精密播種排種器的類型、特點(diǎn)與適用范圍
（1）水平圓盤(pán)式 排種盤(pán)上的孔形由種子形狀、尺寸和每穴要求粒數(shù)確定，并按一定的間距排列。排種的株（穴）距與排種盤(pán)轉(zhuǎn)速和孔數(shù)有關(guān)。播種機(jī)上都配有多種槽孔尺寸的排種盤(pán)?？筛鶕?jù)所播作物、種子尺寸、播量和株（穴）距來(lái)選用。該排種器主要用于精密播種玉米、高粱、大豆等種子的播種機(jī)上。作業(yè)速度一般不大于6km/h，否則排種質(zhì)量顯著惡化。
（2）傾斜圓盤(pán)式 特點(diǎn)是排種通過(guò)充種、排種二個(gè)過(guò)程完成，即種子經(jīng)過(guò)充種盤(pán)進(jìn)入排種盤(pán)，然后再排入種溝內(nèi)。該排種器投種高度較低，有利于提高株距均勻性。傾斜配置的排種器提高了充種盤(pán)型孔側(cè)向填充能力和自然清種能力，損傷率較低。根據(jù)所播作物種子大小，有多種充種盤(pán)，排種盤(pán)供選用。還可通過(guò)傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)來(lái)改變株距大小。該排種器主要用于點(diǎn)（穴）播玉米大豆、甜菜、蔬菜、花生等種子，其使用的作業(yè)速度較低。一般不超過(guò)6km/h，其排種性能尚好。
（3）窩眼輪式 窩眼輪上的型孔大小可根據(jù)所播作物種子開(kāi)關(guān)、大小、每穴要求粒數(shù)設(shè)計(jì)，有單排型孔、雙排型孔，也可以設(shè)計(jì)成組合式排種輪，以滿足多種作物的點(diǎn)播、穴播或條播，因此，通用性較好。但是型孔對(duì)種子外形尺寸要求較嚴(yán)，種子需清選分級(jí)，而且在排種過(guò)程中，易損傷種子。該排種器大多用于播種玉米、大豆、高粱、丸粒化甜菜等中耕作物播種機(jī)上。組合式排種輪還可條播谷子。
（4）傾斜勺式 特點(diǎn)是不需專門(mén)清種裝置的機(jī)械式排種器。排種勺盤(pán)的傾斜角為40-50，才能克服種子沿勺盤(pán)下滑時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力，而使多余種子在自身策略下滑落。通過(guò)更換排種勺盤(pán)可精播玉米、豆類、甜菜、棉花、花生、向日葵等作物。株距可通過(guò)改變傳動(dòng)比調(diào)節(jié)，從8-25.5cm分為15級(jí)。傾斜式排種器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，不易傷種，對(duì)種子形狀、尺寸要求不高。在作業(yè)速度不大于8km/h時(shí)，排種性能尚可。
（5）內(nèi)充型孔輪式 與傳統(tǒng)的型孔輪相比，其型孔的種子填充性能大大改善。因內(nèi)充型孔輪的充種區(qū)在下方內(nèi)部，種子充填入型孔時(shí)，除種子自重作用外，排種盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，使種子產(chǎn)生的離心力與種子進(jìn)入型孔的方向一致，有助于種子充填入型孔內(nèi)。因此，內(nèi)充型孔輪排種器的作業(yè)速度可達(dá)7km/h，其排種性能良好。型孔尺寸根據(jù)種子開(kāi)關(guān)、大小設(shè)計(jì)?？梢詥瘟２シN和穴播玉米、甜菜和豆類等多種作物。
（6）垂直轉(zhuǎn)勺式 更換不同型號(hào)的勺匙（其形狀為不同直徑的圓形、橢圓形、橄欖形）可以播種蔬菜、豆類、甜菜、玉米等。勺匙的容積與種子大小決定了每勺匙內(nèi)種子數(shù)，可單粒點(diǎn)播、穴播和條播。該排種器在運(yùn)轉(zhuǎn)中不損傷種子，無(wú)清種裝置。調(diào)節(jié)傳動(dòng)比可改變株距或每米粒數(shù)。作業(yè)速度較低，最大速度不能超過(guò)4.5km/h。
（7）指夾式 排種過(guò)程中分夾種、清種、推種和導(dǎo)種四部分。種子被指夾強(qiáng)制夾住，工作可靠。對(duì)形狀較規(guī)則、尺寸差別不大的玉米種子比較適用。該排種器大部分零件是薄鋼板沖壓和塑料件，重量較輕，拆裝方便。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排種底座及指夾磨損后排種性能下降，需定期更換，使用成本較高。播種株距由排種盤(pán)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。在作業(yè)速度8km/h以內(nèi)排種性能良好。主要用于精密點(diǎn)播玉米，播大豆等其它作物時(shí)，需換用內(nèi)槽輪排種器，通用性差。
（8）帶式 排種膠帶可根據(jù)不同作物的種子大小和穴粒數(shù)，用打孔打出不同的型孔，可以有單排孔，以滿足點(diǎn)播、穴播或帶播的要求。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，損傷種子較少，但型孔對(duì)種子形狀、尺寸要求較高，種子需篩選分級(jí)或球?；幚?。該排種器主要用于播蔬菜、甜菜等小粒種子，更換排種帶后可播玉米、大豆，通用性較廣。由于它投種高度很低，在作業(yè)速度不大于5km/h條件下，排種性能良好。但作業(yè)速度超過(guò)6km/h警方排種性能顯著下降。
（9）氣吸式 排種盤(pán)吸孔直徑根據(jù)作物種子尺寸確定?？梢詥瘟｜c(diǎn)播、穴播和條播。氣室吸力可通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)、出口風(fēng)門(mén)大小來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)排種盤(pán)轉(zhuǎn)速或改變孔數(shù)來(lái)適應(yīng)不同的株距的要求。該排種器的優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)不同作物種子，對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)，損傷率小，能適應(yīng)較高速的播種作業(yè)，但需配置風(fēng)機(jī)，消耗功率多，而且制造和使用要求較高。主要用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播種機(jī)上。
（10）氣壓式 其特點(diǎn)是采用集中排種，即只有一個(gè)排種滾筒，其上有6-8排排種孔，通過(guò)不同長(zhǎng)度的輸種管將種子送到各行，可同時(shí)播種6-8行。改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)風(fēng)壓來(lái)滿足不同種子所需壓附力。改變排種滾筒轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)株距。更換帶有不同型孔大小和孔數(shù)的排種滾筒，可以精密點(diǎn)播玉米、大豆、甜菜、高粱和向日葵等作物。在作業(yè)速度不大于8km/h時(shí)，其排種性能良好。
（11）氣吹式 與窩眼輪排種器相比，其特點(diǎn)為：除種子自重充填入型孔外，還有氣流輔助助力，且型孔較大，因此充填性能很好，對(duì)種子開(kāi)關(guān)尺寸要求也不嚴(yán)；利用氣嘴射出的氣流將多余種子吹掉，達(dá)到單粒精播；能在較高作業(yè)速度下，排種性能較好，不損傷種子。通過(guò)更換不同型孔的排種輪和調(diào)節(jié)吹氣壓力，可以精密播種玉米、大豆、脫絨棉籽、球化甜菜和菜籽等，改變排種輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)株距。
5.3 外槽輪式排種器
經(jīng)綜合考慮，本次設(shè)計(jì)選用外槽輪排種器。
（1）構(gòu)造和工作原理 外槽輪式排種器由排種杯、排種軸、外槽輪、阻塞套及排種舌組成。排種盒裝在種子箱下面，種子通過(guò)箱底開(kāi)口流入排種杯。
工作原理是：排種軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外槽輪及花形擋環(huán)隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而阻塞套則不轉(zhuǎn)動(dòng)。阻塞套與花形擋環(huán)可防止種子從槽輪兩側(cè)流出，凹槽內(nèi)的種子隨槽輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，槽外的一層種子因摩擦力的作用也被帶動(dòng)，這一層種子稱為帶動(dòng)層。帶動(dòng)層外是不流動(dòng)的靜止層。帶動(dòng)層內(nèi)的種子運(yùn)動(dòng)速度不等，槽輪圓周界面上的速度最大，但仍低于槽輪速度，距槽輪中心愈遠(yuǎn)，速度愈小，直至為零。
外槽輪排種器的播量可通過(guò)改變槽輪轉(zhuǎn)速、槽輪的工作長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)排種舌的開(kāi)度，可以調(diào)節(jié)播量及適應(yīng)種子粒形要求。播大粒種子時(shí)開(kāi)度大，但過(guò)大時(shí)一部分種子可能自流排出影響排種均勻性和播量穩(wěn)定。播小粒種時(shí)開(kāi)度小，但過(guò)小時(shí)則種子損傷率增大。
（2）外槽輪排種器的優(yōu)缺點(diǎn)
1.通用性強(qiáng)：對(duì)中等粒型的種子的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)大粒種子損傷率稍高，對(duì)小粒種子，播量穩(wěn)定性較差；
2.排種均勻性方面存在呈脈動(dòng)現(xiàn)象，影響了均勻度，這是外槽輪排種器的基本缺陷；
3.各行一致性方面較差，主要取決于槽輪工作長(zhǎng)度和排種舌間隙是否相等，盡管采用粉末冶金或高分子化合物等新材料及模式壓或注塑成型等新工藝，但各行一致性依然存在；
4.外槽輪排種器構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易制作、成本低、調(diào)節(jié)方便、使用可靠、通用性廣，從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用方面來(lái)評(píng)價(jià)，它仍不失為一種較好的排種器。
5.排種器的旋轉(zhuǎn)方向可以順轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，順轉(zhuǎn)時(shí)種子從上方排出，播大粒種子，可降低損傷率，但強(qiáng)制作用較小，穩(wěn)定性差。反轉(zhuǎn)時(shí)種子由下方排出，適于播中小粒型種子。
(3) 外槽輪排種器的主要參數(shù)
1.槽輪的直徑d和轉(zhuǎn)速n。
中等粒型的槽輪直徑為40～50mm，大粒種子的槽輪直徑有的達(dá) 110mm；小粒種子的槽輪直徑為24～28mm，槽輪轉(zhuǎn)速在n＝9～60r／min范圍內(nèi)，播量較穩(wěn)定。一定范圍內(nèi)提高轉(zhuǎn)速可改善排種器的脈動(dòng)現(xiàn)象。
2.槽輪的工作長(zhǎng)度L和槽數(shù)Z。
槽輪的工作長(zhǎng)度應(yīng)大于種子長(zhǎng)度的1．5～2倍。否則種子填充受阻，排種不勻。現(xiàn)有槽輪的工作長(zhǎng)度在30～50mm范圍內(nèi)；槽數(shù)Z：10～18。
3.凹槽橫截面的形狀。
凹槽橫斷面一般為弓形，播大粒種子的槽輪，常用圓弧梯形。對(duì)于小粒種子則采用直角槽。槽的深度為種子厚度的兩三倍。槽的寬度應(yīng)大于種子最大長(zhǎng)度的2倍。
4.槽輪與排種盒上、下排種口的相對(duì)位置。
傾角α1、α2均不能大于種子的自然體止角。稱為防漏角。
5.外槽輪排種器的排量。
槽輪旋轉(zhuǎn)一周所排出的種子量，可以根據(jù)凹槽的橫斷面積A、槽數(shù)Z、槽輪有效工作長(zhǎng)度L、種子的帶動(dòng)層平均厚度c、平均速度u，等列出公式進(jìn)行計(jì)算。
但由于帶動(dòng)層的有關(guān)因素以及種子在槽內(nèi)的充填系數(shù)，均難以得到準(zhǔn)確的數(shù)值，因而計(jì)算的排量常與實(shí)際排量出入很大。故在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍以實(shí)測(cè)數(shù)字較為可靠。
第六章 排肥器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 撒肥機(jī)械
(1)離心式撒肥機(jī)
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離心式撒肥機(jī)是歐美各國(guó)用得最普遍的一種撒施機(jī)具。它是由動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的撒肥盤(pán)利用離心力將化肥撒出。有單盤(pán)式與雙盤(pán)式兩種。撒肥盤(pán)上一般裝有2－6個(gè)葉片，它們?cè)谵D(zhuǎn)盤(pán)上的安裝位置可以是徑向的，也可以是相對(duì)于半徑前傾或后傾的；葉片的形狀有直的，也有曲線形的。前傾的葉片能將流動(dòng)性好的化肥撒得更遠(yuǎn)，而后傾的葉片對(duì)于吸濕后的化肥則不易粘附。
(2)全幅施肥機(jī)
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這種施肥機(jī)的基本特征是在機(jī)器的全幅寬內(nèi)均勻地施肥。其工作原理可以分為兩類：一類是由多個(gè)雙葉片的轉(zhuǎn)盤(pán)式排肥器橫向排列組成；另一類是由裝在沿橫向移動(dòng)的鏈條上的鏈指，沿整個(gè)機(jī)器幅寬施肥。
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(3)氣力式寬幅撒肥機(jī)
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近年來(lái)，國(guó)外發(fā)展了多種型式的氣力式寬幅撒肥機(jī)（圖4），工作原理大致相同，都是利用高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的高速氣流，并配合以機(jī)械式排肥器與噴頭，大幅寬、高效率地撒施化肥與石灰等土壤改良劑。
6.2 種肥施用機(jī)械
施用種肥的合理方法是在播種機(jī)上裝設(shè)施肥裝置，在播種的同時(shí)施用種肥。目前，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的播種機(jī)大多數(shù)配備有施種肥裝置，例如：美國(guó)約有45％的谷物條播機(jī)、60％的玉米播種機(jī)帶有施肥裝置。我國(guó)有十億畝耕地缺磷，普遍需要施用種肥，但現(xiàn)有的播種機(jī)尚不能滿足這個(gè)要求。
用于種子肥料混施的機(jī)器是將化肥與種子排入同一輸種管中，施于同一開(kāi)溝器所開(kāi)的溝底。種、肥混施容易使化肥“燒傷”種子。
6.3 液肥施用機(jī)
液肥有化學(xué)液肥和有機(jī)液肥之分?；瘜W(xué)液肥對(duì)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，且易揮發(fā)。因此，除某些液肥可采用噴霧方法施于作物莖、葉上外，多數(shù)需施入土中，防止揮發(fā)、損失肥效和灼傷作物。
有機(jī)液肥由人、畜糞尿及污水組成。其中常含有懸浮物或雜質(zhì)，經(jīng)發(fā)酵處理后，用水稀釋、過(guò)濾再進(jìn)行噴灑。
液肥易被作物吸收，肥效快，多用于追肥。
6.4 排肥器的選型
經(jīng)綜合考慮決定選用單排式升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
（1）工作原理:
行走輪隨著播種機(jī)的前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，行走輪上的軸作為動(dòng)力傳遞軸并通過(guò)中間軸將動(dòng)力傳遞到排肥器的小鏈輪上，小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)升運(yùn)鏈以一定的速度上升，固定在升運(yùn)鏈上的取肥勺每次舀取一勺肥料，并通過(guò)上鏈輪和護(hù)肥管壁將肥料運(yùn)送到輸肥管里，再經(jīng)開(kāi)溝器落到地溝，從而實(shí)現(xiàn)施肥的過(guò)程。
(2) 升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器工作性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)
根據(jù)黃豆播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求和參考有關(guān)文獻(xiàn)，主要有以下結(jié)構(gòu)參數(shù)：
1．取肥勺速度v：取肥勺線速度與作業(yè)速度成正比，試驗(yàn)表明，當(dāng)取肥勺速度不超過(guò)0.5 m/s時(shí)，施肥質(zhì)量較好。當(dāng)鏈輪線速度為0.55 m/s 時(shí)，作業(yè)質(zhì)量有所下降，即漏施稍有增加，但基本上能滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求。若取肥勺速度大于0.55 m/s 時(shí)，作業(yè)質(zhì)量則顯著變壞，漏施嚴(yán)重。因此鏈輪線速度最高作業(yè)速度不超過(guò)0.5 m/s。
2．鏈輪轉(zhuǎn)速n：鏈輪轉(zhuǎn)速過(guò)低，脈動(dòng)頻率低，施肥均勻性差；轉(zhuǎn)速過(guò)高，又會(huì)使傷種率增加的同時(shí)加大漏施率。根據(jù)黃豆種子的施肥要求，此次設(shè)計(jì)選用最大轉(zhuǎn)速不超過(guò)40r/min的鏈輪。
3．鏈條的工作長(zhǎng)度L：鏈條的長(zhǎng)度太大，將會(huì)增大兩鏈輪之間的中心距，從而增大施肥的距離；長(zhǎng)度太短又會(huì)造成輸肥時(shí)取肥勺來(lái)不及緩沖而從取肥勺滑落，從而降低了施肥的均勻性。因此鏈條的工作長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)最合適的中心距來(lái)選取。一般鏈條長(zhǎng)度在2m左右，種子的升運(yùn)高度不超過(guò)500mm
4．取肥勺的形狀：對(duì)于平均直徑為5mm的黃豆種子，取肥勺需要保證黃豆種子在升運(yùn)的過(guò)程中不要出現(xiàn)滑落的情況，而且背面要光滑，不能傷種；取肥勺要輕，因此取肥勺都是用厚度為1.2mm的鐵皮沖壓而成。
6.5 升運(yùn)鏈相關(guān)系數(shù)的確定
（1）最開(kāi)始設(shè)定的理論株距為120mm，因此在行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后所需要播種的個(gè)數(shù)n可以通過(guò)公式4—2計(jì)算得到：
（4—2）
式中：L——行走輪的周長(zhǎng)；
D——行走輪的直徑。通過(guò)已知數(shù)據(jù)D=0.5m。
算得n=13個(gè)
（2）取肥勺之間的間距即株距B
本次設(shè)計(jì)決定選用鏈條節(jié)距p=25.4mm，長(zhǎng)度略為2.24m的16A型滾子鏈，鏈條的速度略為0.27m/s，是最佳速度v=0.5m/s的0.54倍，因此可以通過(guò)縮小株距來(lái)滿足施肥的需要，即將株距縮小到原來(lái)的0.54倍，再根據(jù)節(jié)距和鏈條長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)計(jì)算，整個(gè)鏈條共有88節(jié)，為了達(dá)到最佳的施肥效果，需要24個(gè)取肥勺，因此其中16個(gè)取肥勺由4個(gè)鏈結(jié)組成，另外8個(gè)由3個(gè)鏈結(jié)組成。因此每個(gè)取肥勺之間的平均距離也就是株距B=88/24×25.4≈93mm，能保證有足夠的空間來(lái)克服充不上肥的情況。
（3）取肥勺尺寸的確定
通過(guò)查閱相關(guān)取肥勺的資料，以及對(duì)黃豆種子在取肥勺內(nèi)的受力情況的分析，為了使種子不至于從勺內(nèi)落下，多余的種子也不能穩(wěn)定在勺內(nèi)，要求取肥勺的寬度要大于種子長(zhǎng)度的0.5倍且小于種子厚度的1.5倍。因?yàn)榉N子的尺寸規(guī)格為5mm×5mm×5mm，這里取取肥勺的寬度應(yīng)為20×1.25mm=25mm。同時(shí)為了取肥時(shí)有足夠的時(shí)間和空間，取肥勺的長(zhǎng)度尺寸也必須大于種塊長(zhǎng)度的1.5倍，因此長(zhǎng)度至少為20×1.5=30mm，這里取35mm。通過(guò)查閱《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（陳志，2007），可知種肥塊的自然休止角一般為30°，因此取肥勺內(nèi)的角度應(yīng)小于或等于其自然休止角，這里也取30°。
第七章 鏈傳動(dòng)的就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鏈傳動(dòng)是通過(guò)鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。 鏈傳動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動(dòng)相比，無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng)；成本高，易磨損，易伸長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、振動(dòng)、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動(dòng)中。
7.1 鏈條
鏈條長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)來(lái)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接，接頭處可用彈簧夾或開(kāi)口銷鎖緊。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需采用過(guò)渡鏈節(jié)。在鏈條受拉時(shí)，過(guò)渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。
齒形鏈由許多沖壓而成的齒形鏈板用鉸鏈聯(lián)接而成，為避免嚙合時(shí)掉鏈，鏈條應(yīng)有導(dǎo)向板(分為內(nèi)導(dǎo)式和外導(dǎo)式)。齒形鏈板的兩側(cè)是直邊，工作時(shí)鏈板側(cè)邊與鏈輪齒廓相嚙合。鉸鏈可做成滑動(dòng)副或滾動(dòng)副，滾柱式可減少摩擦和磨損，效果較軸瓦式好。與滾子鏈相比，齒形鏈運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、也較重，所以它的應(yīng)用沒(méi)有滾子鏈那樣廣泛。齒形鏈多用于高速(鏈速可達(dá)40m/s)或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑 、齒溝圓弧半徑 和齒溝角 的最大和最小值(詳見(jiàn)GB1244-85)。各種鏈輪的實(shí)際端面齒形均應(yīng)在最大和最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設(shè)計(jì)有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合，并便于加工。符合上述要求的端面齒形曲線有多種。最常用的齒形是“三圓弧一直線”，即端面齒形由三段圓弧( )和一段直線( )組成。
7.2 鏈輪
鏈輪軸面齒形兩側(cè)呈圓弧狀，以便于鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合。
齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工時(shí)，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，但須繪出鏈輪軸面齒形，以便車削鏈輪毛壞。軸面齒形的具體尺寸見(jiàn)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。
鏈輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，故齒面多經(jīng)熱處理。小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料一般應(yīng)優(yōu)于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳素鋼(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰鑄鐵(如HT200)等。重要的鏈輪可采用合金鋼。
小直徑鏈輪可制成實(shí)心式；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大的鏈輪可設(shè)計(jì)成組合式，若輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。鏈輪輪轂部分的尺寸可參考帶輪。
7.3 基本類型
按照用途不同，鏈可分為起重鏈、牽引鏈和傳動(dòng)鏈三大類。起重鏈主要用于起重機(jī)械中提起重物，其工作速度v≤0.25m/s；牽引鏈主要用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中移動(dòng)重物，其工作速度v≤4m/s；傳動(dòng)鏈用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常工作速度v≤15m/s。
傳動(dòng)鏈有齒形鏈和滾子鏈兩種。齒形鏈?zhǔn)抢锰囟X形的鏈片和鏈輪相嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，如圖9-2所示。齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲很小，故又稱無(wú)聲鏈傳動(dòng)。齒形鏈允許的工作速度可達(dá)40m/s，但制造成本高，重量大，故多用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的場(chǎng)合。
用于動(dòng)力傳動(dòng)的鏈主要有套筒滾子鏈和齒形鏈兩種。套筒滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、套筒、銷軸、滾子組成。外鏈板固定在銷軸上,內(nèi)鏈板固定在套筒上，滾子與套筒間和套筒與銷軸間均可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而鏈條與鏈輪的嚙合主要為滾動(dòng)摩擦。套筒滾子鏈可單列使用和多列并用,多列并用可傳遞較大功率。套筒滾子鏈比齒形鏈重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低。在動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用較廣。
齒形鏈?zhǔn)怯娩N軸將多對(duì)具有60°角的工作面的鏈片組裝而成。鏈片的工作面與鏈輪相嚙合。為防止鏈條在工作時(shí)從鏈輪上脫落，鏈條上裝有內(nèi)導(dǎo)片或外導(dǎo)片。嚙合時(shí)導(dǎo)片與鏈輪上相應(yīng)的導(dǎo)槽嵌合(圖1)。齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲很小，故又名無(wú)聲鏈，常用于高速傳動(dòng)。套筒滾子鏈和齒形鏈鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由進(jìn)入或退出嚙合，在嚙入時(shí)沖擊很小，在嚙合時(shí)接觸良好。
7.4 基本特點(diǎn)
特點(diǎn)與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；需要的張緊力小，作用于軸的壓力也小，可減少軸承的摩擦損失；結(jié)構(gòu)緊湊；能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。
與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低；中心距較大時(shí)其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，因此傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。
鏈傳動(dòng)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率高，軸間距離適應(yīng)范圍較大，能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用；但鏈傳動(dòng)一般只能用作平行軸間傳動(dòng)，且其瞬時(shí)傳動(dòng)比波動(dòng)，傳動(dòng)噪聲較大。 由于鏈節(jié)是剛性的，因而存在多邊形效應(yīng)（即運(yùn)動(dòng)不均勻性），這種運(yùn)動(dòng)特性使鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比變化并引起附加動(dòng)載荷和振動(dòng)，在選用鏈傳動(dòng)參數(shù)時(shí)須加以考慮。鏈傳動(dòng)廣泛用于交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、輕工、礦山、石油化工和機(jī)床工業(yè)等。
7.5 主要參數(shù)
（1）鏈輪齒數(shù)
為提高鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、降低動(dòng)載荷，小鏈輪齒數(shù)多一些為好。但小鏈輪齒數(shù)也不宜過(guò)多，否則 =i 會(huì)很大，從而使鏈傳動(dòng)較早發(fā)生跳齒失效。
鏈條工作一段時(shí)間后，磨損使銷軸變細(xì)、使套筒和滾子變薄，在拉伸載荷F的作用下，鏈條的節(jié)距伸長(zhǎng)。鏈條節(jié)距變長(zhǎng)后、鏈繞上鏈輪時(shí)節(jié)圓d向齒頂移動(dòng)。
一般鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)以避免使用過(guò)渡接頭。為使磨損均勻，提高壽命，鏈輪齒數(shù)最好與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)，若不能保證互質(zhì)，也應(yīng)使其公因數(shù)盡可能小。
（2）鏈的節(jié)距
鏈的節(jié)距越大，理論上承載能力越高。但如上節(jié)所述：節(jié)距越大，由鏈條速度變化和鏈節(jié)嚙入鏈輪產(chǎn)生沖擊所引起的動(dòng)載荷越大，反而使鏈承載能力和壽命降低。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選用小節(jié)距的鏈，重載時(shí)選取小節(jié)距多排鏈的實(shí)際效果往往比選取大節(jié)距單排鏈的效果更好。
（3）中心距和鏈長(zhǎng)
鏈傳動(dòng)中心距過(guò)小，則小鏈輪上的包角小，同時(shí)嚙合的鏈輪齒數(shù)就少；若中心距過(guò)大，則易使鏈條抖動(dòng)。一般可取中心距a=(30～50)p，最大中心距 ≤80p。
鏈條長(zhǎng)度用鏈的節(jié)數(shù) 表示。按帶傳動(dòng)求帶長(zhǎng)的公式可導(dǎo)出由此算出的鏈節(jié)數(shù) 須圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)。 運(yùn)用上式可解得由 求中心距a的公式：
為便于安裝鏈條和調(diào)節(jié)鏈的張緊程度，一般應(yīng)將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的；或者應(yīng)有張緊裝置。
7.6 失效形式
鏈傳動(dòng)的失效形式主要有以下幾種：
(1) 鏈板疲勞破壞 鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復(fù)作用下，經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)次數(shù)，鏈板會(huì)發(fā)生疲勞破壞。正常潤(rùn)滑條件下，鏈板疲勞強(qiáng)度是限定鏈傳動(dòng)承載能力的主要因素。
(2) 滾子、套筒的沖擊疲勞破壞 鏈傳動(dòng)的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復(fù)多次的沖擊下，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)，滾子、套筒可能會(huì)發(fā)生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動(dòng)中。
(3) 銷軸與套筒的膠合 潤(rùn)滑不當(dāng)或速度過(guò)高時(shí)，銷軸和套筒的工作表面會(huì)發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。
(4) 鏈條鉸鏈磨損 鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長(zhǎng)，容易引起跳齒或脫鏈。開(kāi)式傳動(dòng)、環(huán)境條件惡劣或潤(rùn)滑密封不良時(shí)，極易引起鉸鏈磨損，從而急劇降低鏈條的使用壽命。
(5) 過(guò)載拉斷 這種拉斷常發(fā)生于低速重載的傳動(dòng)中。
在一定的使用壽命下，從一種失效形式出發(fā)，可得出一個(gè)極限功率表達(dá)式。為了清楚，常用線圖表示。為在正常潤(rùn)滑條件下，對(duì)應(yīng)各種失效形式的極限功率曲線。圖中陰影部分為實(shí)際上使用的區(qū)域。若潤(rùn)滑密封不良及工況惡劣時(shí)，磨損將很嚴(yán)重，其極限功率會(huì)大幅度下降。
7.7 傳動(dòng)路線的確定
傳動(dòng)路線要保證總體傳動(dòng)可靠，不影響拖拉機(jī)工作。根據(jù)整機(jī)的結(jié)構(gòu)以及拖拉機(jī)的位置來(lái)確定傳動(dòng)路線，使黃豆在工作過(guò)程中能滿足開(kāi)溝、播種、施肥和鎮(zhèn)壓等工作的需要。
借鑒相關(guān)機(jī)型，將傳動(dòng)路線分為兩條路線。第一，行走輪隨拖拉機(jī)的前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)鏈傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給中間軸；第二，中間軸將動(dòng)力分別傳遞給排種機(jī)構(gòu)和排種機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)排種鏈輪和排種槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.8 傳動(dòng)比的計(jì)算
行走輪的行駛速度取3.6km/h，換算出來(lái)為1m/s。行走輪的直徑為500mm，可以通過(guò)公式計(jì)算得到行走輪軸的轉(zhuǎn)速n1
式中：v—行走輪的行駛速度
d—行走輪的直徑
經(jīng)計(jì)算得
按照設(shè)計(jì)要求，中間軸的轉(zhuǎn)速與行走輪軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)該相等，因此兩軸之間的傳動(dòng)比為1，中間軸的轉(zhuǎn)速為38r/min，排種器的主動(dòng)輪安裝在中間軸上，因此轉(zhuǎn)速也為38r/min。排種器的上、下鏈輪垂直安放，在工作過(guò)程中要求工作平穩(wěn)，因此兩者之間的轉(zhuǎn)速相差不大，鏈勺的速度要求不超過(guò)0.5m/s，最佳的速度為0.5m/s，如果將速度降到0.25m/s左右，相應(yīng)地應(yīng)該將原本要求的株距縮小2倍才能不影響排種效率，再結(jié)合鏈輪的要求，最終選取排種器上、下兩鏈輪之間的傳動(dòng)比為1：12。
第八章 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1 鎮(zhèn)壓輪的作用與要求
（1）播種同時(shí)鎮(zhèn)壓可減少土壤中的大孔隙，減少水分蒸發(fā)，以使土壤保墑。
（2）可加強(qiáng)土壤毛細(xì)管作用，使水分沿毛細(xì)管上升，起到“調(diào)水”和“保墑”的作用。
（3）可使種子與土壤緊密接觸，有利于種子的發(fā)芽和生長(zhǎng).
(4)還可適當(dāng)提高地溫。
因此，播種同時(shí)鎮(zhèn)壓對(duì)干旱地區(qū)的播種是非常必要的。播種同時(shí)鎮(zhèn)壓主要是在苗幅內(nèi)鎮(zhèn)壓，而行間土壤仍保持疏松，因而通氣性好，還可利于接納雨水。
鎮(zhèn)壓輪對(duì)土壤的壓強(qiáng)主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水分、密度和作物的要求而定，一般為30～50kPa。鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于鎮(zhèn)壓輪本身重量和作用在它上面的附加重量（播種機(jī)部分重量的轉(zhuǎn)移和輔助彈簧作用力等）。
一個(gè)良好的鎮(zhèn)壓輪必須轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不粘土，不壅土，鎮(zhèn)壓力可以適當(dāng)調(diào)整，鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。
8.2 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)
（1）圓柱鎮(zhèn)壓輪 有薄鋼板制成。有光面圓柱形和網(wǎng)面圓柱形兩種，其鎮(zhèn)壓輪面較寬，壓力分布均勻。適用蔬菜播種和寬苗幅壟播的播種機(jī)。
（2）凸面和凹面鎮(zhèn)壓輪 它是整體形空心柱鐵輪，靠本身重量或在其空腔內(nèi)灌入適量的沙土產(chǎn)生鎮(zhèn)壓力。凹面輪對(duì)種子上層土壤不如兩側(cè)的土壤被壓得緊實(shí)，有利于種子幼芽出土，適于棉花、豆類及其它雙子葉作物的播種鎮(zhèn)壓。
（3）圓錐復(fù)合鎮(zhèn)壓輪 由兩個(gè)鋼板沖制成的錐形輪組合成?？筛鶕?jù)需要來(lái)改變兩錐形輪間距，成為寬窄不同的圓錐復(fù)合輪，其鎮(zhèn)壓力可由附加彈簧調(diào)節(jié)。
（4）膠圈鎮(zhèn)壓輪 由于膠圈具有彈性，在鎮(zhèn)壓輪與土壤壓緊時(shí)，膠圈變形；而當(dāng)它滾動(dòng)到上方，無(wú)外力時(shí)，膠圈復(fù)原。因此，鎮(zhèn)壓輪膠圈在滾動(dòng)過(guò)程中變形與復(fù)原交替作用，使?jié)裢岭y以粘結(jié)在膠圈表面上，由于濕土與膠圈的附著力較小，稍有振動(dòng)，粘土很容易脫落。該鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鎮(zhèn)壓效果較好，大多用于壟作播種機(jī)上。
（5）寬型橡膠鎮(zhèn)壓輪 鎮(zhèn)壓輪有多種形式，可根據(jù)作物對(duì)鎮(zhèn)壓的要求而選用。由于橡膠內(nèi)腔是空腔，并通過(guò)小孔與外界大氣相通，故又稱為零壓鎮(zhèn)壓輪。在其滾動(dòng)鎮(zhèn)壓土壤時(shí)，橡膠輪變形與復(fù)原相互交替反復(fù)，因此，粘土少，脫土容易，鎮(zhèn)壓質(zhì)量好，壓后地表產(chǎn)生鱗片狀裂紋較少，有的表面花紋可增加鎮(zhèn)壓輪的附著力?，F(xiàn)多用于中耕作物精密播種機(jī)上做鎮(zhèn)壓輪，以及單組播種中間做驅(qū)動(dòng)排種輪或撒施農(nóng)藥的工作部件之用。
（6）窄形橡膠鎮(zhèn)壓輪 這種鎮(zhèn)壓輪用于谷物條播機(jī)上播后鎮(zhèn)壓，它有兩種連接方式：一是在傳統(tǒng)的谷物條播機(jī)腳踏板下后方，對(duì)著開(kāi)溝器的部位，安裝帶彈簧般的窄形橡膠鎮(zhèn)壓輪；另一種是在壓輪式谷物播種機(jī)上做鎮(zhèn)壓和支撐播種機(jī)重量，并驅(qū)動(dòng)排種、排肥部件工作之用。
8.3 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
現(xiàn)有的黃豆播種機(jī)中的鎮(zhèn)壓輪, 一般采用常規(guī)鎮(zhèn)壓輪。其質(zhì)量輕, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 壓而不實(shí), 影響種植作業(yè)質(zhì)量。該設(shè)計(jì)選取了一種鎮(zhèn)壓效果好且有利于防寒保溫、抗旱保墑和能促進(jìn)種子早期出苗及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育的圓錐式凹型鎮(zhèn)壓輪。
要使鎮(zhèn)壓輪能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少工作中出現(xiàn)滑移與壅土的現(xiàn)象，則鎮(zhèn)壓輪的直徑應(yīng)滿足以下公式:
Smax≥2WT/D （9—1）
因?yàn)镾max=Qf，則
D≥2WT/（Qf ） （9—2）
式中 Smax—土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪表面的最大附著力
Q—鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷
f—土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪的附著系數(shù)，通過(guò)查表可知f一般取0.4
WT—軸套產(chǎn)生的摩擦力矩
D—鎮(zhèn)壓輪的直徑
由上面式子可知，鎮(zhèn)壓輪要想正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有足夠大的附著力。土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪的附著系數(shù)f取決于輪緣的材料和土壤的條件，在一定情況下f是個(gè)常數(shù)。雖然增大鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷可以提高土壤對(duì)輪緣的附著力，但是增大鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷無(wú)疑會(huì)使輪子下陷程度增大，輪子行駛的阻力增加，同時(shí)還會(huì)加大對(duì)土壤的壓實(shí)程度，從而造成對(duì)種子發(fā)芽的不利后果。因此最好的途徑是減小軸套中產(chǎn)生的摩擦力矩，那就要求使用在軸套中產(chǎn)生摩擦力矩較小的滾動(dòng)軸承。同樣增大輪子的直徑也能有利于鎮(zhèn)壓輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過(guò)分析和計(jì)算，鎮(zhèn)壓輪的直徑D的取值為400mm，寬度為120mm。鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖9—1所示：
第九章 行走輪的選型設(shè)計(jì)
9.1 行走輪的設(shè)計(jì)要求
在該播種機(jī)中，行走輪不僅起限深作用，而且還是排種、排種的主動(dòng)輪。因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：
（1）具有較大的強(qiáng)度、剛度等機(jī)械性能；
（2）滑移系數(shù)較小，一般不要超過(guò)10%，從而提高播種的均勻性；
（3）對(duì)地表不平性具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，避免在地表高低不平的情況下，出現(xiàn)作為驅(qū)動(dòng)排種器、排種器的行走輪輪被架空而不轉(zhuǎn)動(dòng)，造成不排種、肥的問(wèn)題。
9.2 行走輪的結(jié)構(gòu)
（1）通常情況下，行走輪直徑越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)越容易，從而打滑率越小，因此直徑越大播種越均勻。本次設(shè)計(jì)為了使行走輪的大小與機(jī)具空