馬鈴薯播種機(jī)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

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1、 馬鈴薯播種機(jī)的設(shè)計(jì)與改進(jìn) 摘 要 馬鈴薯是我們的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，近幾年在我國(guó)的種植面積在大范圍的擴(kuò)增，很多地區(qū)已經(jīng)把馬鈴薯已經(jīng)當(dāng)做一個(gè)特色產(chǎn)業(yè)來(lái)發(fā)展，我的家鄉(xiāng)就土豆就是主要的經(jīng)濟(jì)作物。在我國(guó)土豆種植面積和產(chǎn)量都比較高，但是機(jī)械化水平并不太高。很俗話說(shuō)，工欲善其事必先利其器，好的工具不僅可以減輕人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)還盡可能的實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)豐收。設(shè)計(jì)出高質(zhì)量，多功能的馬鈴薯播種機(jī)是必要的。根據(jù)我國(guó)的馬鈴薯種植模式和條件，設(shè)計(jì)出一款集馬鈴薯的播種，施肥，覆土，噴灑農(nóng)藥，覆膜以及膜上覆土等工序?yàn)橐惑w的多功能播種機(jī)，該機(jī)器在傳統(tǒng)的播種機(jī)的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能，實(shí)現(xiàn)了高效率，智能化，低耗能。

2、 關(guān)鍵詞：馬鈴薯播種機(jī)，覆膜，噴藥，一體化 I Abstract Potato is our food crops and cash crops, potato planting area in our country in recent years in a wide range of amplification, many areas have the potatoes as a special industry development.My hometown is potato is the main economic crops. Potat

3、o planting area and output in our country are relatively high, but mechanization level is not high. Is as the saying goes, to do a good job, must first sharpen his device good tools can not only reduce the labor burden of people also as far as possible the realization of the high yield crop. Design

4、a high quality and multifunctional potato planter is necessary. According to our countrys potato planting pattern and condition, designed a set of potato sowing, fertilizing, cover earth, spraying pesticide, coatings and membrane processes, such as the overlying soil for the integration of multi-fun

5、ctional machine, the machine on the basis of the traditional seeder increased a lot of new functions, realizes the high efficiency, intelligent, low energy. Key words： the potato planter, spraying ,laminating, integration III 1 前言 １.1課題提出背景和科學(xué)意義 馬鈴薯又名土豆，作

6、為人類的食物，一種高蛋白，高淀粉的農(nóng)作物，在世界很多地方種植廣泛。尤其在我國(guó)最近幾年，土豆的種植得到進(jìn)一步的提升。根據(jù)世界農(nóng)作物調(diào)查局的報(bào)告，我國(guó)的馬鈴薯種植占世界總產(chǎn)量的30%左右。因?yàn)轳R鈴薯既可以作為糧食蔬菜，同時(shí)又是加工其他產(chǎn)品的原材料，市場(chǎng)的需求很大。為了解決這一問(wèn)題，就要從問(wèn)題的主要方面考慮。其中提高機(jī)械化水平是首要任務(wù)。雖說(shuō)我國(guó)的馬鈴薯種植面積廣闊，但是只有少數(shù)地區(qū)進(jìn)行了機(jī)械化或者半機(jī)械化。這大大減少了馬鈴薯的單產(chǎn)量，既然我們種了就應(yīng)該做出質(zhì)量，做出特色。傳統(tǒng)馬鈴薯的種植很大程度的依賴人力。從開(kāi)溝，施肥，播種，覆土，壓平，噴農(nóng)藥，覆膜這一整個(gè)過(guò)程都需要逐個(gè)的完成，不能實(shí)現(xiàn)多功能作業(yè)

7、。這種方式工作強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，對(duì)于大規(guī)模的生產(chǎn)不不太適用，并且不能保證播種的質(zhì)量。我國(guó)幅員遼闊，擁有多種地形。所以要設(shè)計(jì)出能設(shè)計(jì)多地形特征的馬鈴薯播種機(jī)是必然的選擇，也是未來(lái)馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展方向。雖然我們?cè)谶@方面的技術(shù)還不如歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，但是我們國(guó)家在努力縮小這一差距。 同時(shí)，馬鈴薯的種植方式不合理也是其產(chǎn)量不高的重要原因。第一，馬鈴薯母種的質(zhì)量不高，沒(méi)有經(jīng)過(guò)殺菌，消毒，以及提前培植發(fā)芽的過(guò)程，導(dǎo)致出芽率不高。第二，馬鈴薯的品種不夠全，不能做到因地適宜，我國(guó)對(duì)這一工作的研究還沒(méi)有做到位。第三，傳統(tǒng)的種植主要是人力，由于幾個(gè)工序連續(xù)進(jìn)行，對(duì)土壤壓實(shí)比較嚴(yán)重。再就是由于不能做到科學(xué)

8、種田，農(nóng)藥化肥的使用不合格都是制約馬鈴薯單產(chǎn)量的因素。 1.2 國(guó)內(nèi)外馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 國(guó)外馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)四五十年代以后，許多的發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化水平開(kāi)始崛起，農(nóng)業(yè)從原來(lái)的傳統(tǒng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成為機(jī)械化生產(chǎn)。并且提升的速度呈直線上升?，F(xiàn)在正朝著大型化、智能化、以及多功能化方向發(fā)展。 在一些工業(yè)化比較發(fā)達(dá)的國(guó)家性，由于自己的創(chuàng)新，進(jìn)步和優(yōu)化，其馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展已達(dá)到比較成熟的狀態(tài)，有很多優(yōu)秀的地方值得我國(guó)馬鈴薯播種機(jī)發(fā)展來(lái)借鑒和參考。現(xiàn)在其性能更加穩(wěn)定可靠。集合了機(jī)電一體化，自動(dòng)控制等技術(shù)，使用方便，安全舒適。下圖為國(guó)外的一些馬鈴薯播種機(jī)。 1.2

9、.2 我國(guó)馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年，馬鈴薯在我國(guó)的種植面積在大規(guī)模的擴(kuò)增，根據(jù)現(xiàn)狀，我國(guó)的研究人員自主研究制造新型的馬鈴薯播種機(jī)，此類播種機(jī)能適應(yīng)市場(chǎng)，適應(yīng)農(nóng)戶。雖說(shuō)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距。但是經(jīng)過(guò)自己的努力這一差距在不斷縮小。 我國(guó)的馬鈴薯種植模式制約了馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展，在我國(guó)土地使用主要是按人口分配的家庭責(zé)任制，主要使用的是小型的馬鈴薯播種機(jī)，主要配套手扶拖拉機(jī)和小功率的四輪拖拉機(jī)作為動(dòng)力?？傮w的生產(chǎn)效率挺高，但是占用了不少的勞動(dòng)力。下圖為我馬鈴薯播種機(jī)的樣式： 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）馬鈴薯播種機(jī)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) （2）馬鈴薯播種機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與

10、計(jì)算 （3）馬鈴薯播種機(jī)開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （4）馬鈴薯播種機(jī)施肥、排種裝置的設(shè)計(jì) （5）施肥，排種鏈輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （6）馬鈴薯播種機(jī)行走輪，鎮(zhèn)壓輪、覆膜機(jī)構(gòu)、的選型與設(shè)計(jì) 1.4 播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù) （1） 外形尺寸（長(zhǎng)寬高）：1500mm1300mm1000mm （2） 配套動(dòng)力：14kw （3） 生產(chǎn)效率：10acre/h （4） 工作幅寬：1100mm （5） 播種方式；平播 （6） 播種深度：70－160mm （7） 作業(yè)行數(shù)：2行 （8） 作業(yè)行距：400mm （9） 地輪直徑：600mm （10）作業(yè)速度：6km/h （11）傳動(dòng)形式：鏈傳

11、動(dòng) （12）土壤工作部件：鏟式開(kāi)溝器 （13）排種器：外槽輪式 （14）覆土器形式：拖環(huán)式 （15）鎮(zhèn)壓輪：復(fù)合圓錐式 （16）種箱容積：68L 2 總體設(shè)計(jì) 2.1 總體方案設(shè)計(jì) 2.1.1 設(shè)計(jì)原則 本次設(shè)計(jì)的馬鈴薯播種機(jī)預(yù)設(shè)計(jì)為在開(kāi)溝，施肥，播種，覆土為一體的基礎(chǔ)上，有所改進(jìn)和優(yōu)化，克服一些缺點(diǎn)，增加了噴灑農(nóng)藥，覆膜以及膜上覆土的機(jī)構(gòu)，就可以做到工序的連貫和多樣化。并且能做到行距寬度調(diào)整，適應(yīng)地形特點(diǎn)較強(qiáng)，工作能穩(wěn)定可靠，排種排肥做到不重播漏播，覆膜要壓實(shí)，翻起來(lái)的土要將薄膜掩蓋完好，保證良好的保溫性和透光性。 2.1.2 基本結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的馬鈴薯播種機(jī)由機(jī)

12、架、開(kāi)溝裝置、輸種輸肥結(jié)構(gòu)、覆土裝置器、施肥箱、排種箱、藥箱、排種器、鏈輪、行走輪、鎮(zhèn)壓輪、，在機(jī)架的前端動(dòng)力輸入部分用懸掛裝置與拖拉機(jī)后輸出軸連接；種箱和肥箱焊接成型后安裝在機(jī)架的上方，用螺栓螺母進(jìn)行連接。肥箱在前，種箱在后，對(duì)應(yīng)的下面連接排肥和排種裝置。其中施肥和播種的動(dòng)力主要來(lái)源于，行走輪（地輪），其上面有鏈輪，分別連接了排肥輪和排種輪。機(jī)架的后梁用來(lái)連接鎮(zhèn)壓輪；藥箱應(yīng)安放在鎮(zhèn)壓輪的后面部位，固定在機(jī)架上；掛 膜輥應(yīng)焊接在機(jī)架的靠下部位安排在噴灑農(nóng)藥工序之后；壓膜輪的位置應(yīng)靠近掛膜輥，應(yīng)保證其位置可調(diào)節(jié)；覆土鏟應(yīng)放在機(jī)架的最后，對(duì)薄膜覆土之后就完成了整個(gè)的種植過(guò)程?；緳C(jī)構(gòu)如下圖所示：

13、 1、藥筒2、肥箱3、種箱4、覆土犁5、壓膜輪6、壓膜輥7、行走輪8、鏈條9、播種開(kāi)溝器10、刮平器11、鏈條12、起壟單向犁 2.1.3 工作原理 拖拉機(jī)通過(guò)懸掛裝置與馬鈴薯播種機(jī)相連接，帶動(dòng)播種機(jī)進(jìn)行工作。機(jī)器整體工作的動(dòng)力輸入來(lái)源由行走輪隨拖拉機(jī)的行走而傳遞動(dòng)力來(lái)提供。拖拉機(jī)的行走帶動(dòng)行走輪的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，在行走輪連接軸的兩側(cè)安裝傳動(dòng)鏈。兩側(cè)的鏈輪分別連接到排肥和排種裝置上。在設(shè)計(jì)時(shí)要保證行走輪直徑不宜太小。這樣可以預(yù)防在行走的過(guò)程中出現(xiàn)塌陷，打滑等現(xiàn)象。 馬鈴薯播種機(jī)工作時(shí)，拖拉機(jī)輸出動(dòng)力近而傳遞給行走輪，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)的前進(jìn)而整周轉(zhuǎn)動(dòng)，

14、通過(guò)鏈條鏈輪將動(dòng)力傳給排肥、排種裝置，排出的化肥和種子經(jīng)輸肥管與輸種管進(jìn)入開(kāi)溝器，排放到開(kāi)好的地溝中.防止化肥將母種燒壞，化肥應(yīng)位于種子下方5-8cm 處，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，保證開(kāi)起的壟平整，光滑，在播種機(jī)的機(jī)架上在鎮(zhèn)壓工序后安裝藥箱，藥箱與塑料軟管相連，通過(guò)噴頭噴灑農(nóng)藥，這一過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)移動(dòng)電源提供能源，最后是覆膜過(guò)程，在機(jī)架上安裝掛膜輥，成卷的薄膜掛在輥上，固定住，拖拉機(jī)提供動(dòng)力可實(shí)現(xiàn)薄膜的拉長(zhǎng)，利用壓膜輪將薄膜鋪壓在地，最后再用覆膜鏟將薄膜覆蓋，完成了一整個(gè)的播種過(guò)程。 2.2 配套動(dòng)力的選用 （1） 根據(jù)《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》前蘇聯(lián)

15、學(xué)者高略契金提出犁的牽引阻力公式為：F=kab 根據(jù)《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》查的土壤的犁耕阻比為k=4N∕cm，因此 = 2=2400N (2)根據(jù)《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》知開(kāi)溝器平均阻力為，取1100N。施肥開(kāi)溝器長(zhǎng)度為20cm，其阻力為 F==220 N (3)由《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》知，播種開(kāi)溝器平均阻力為，取300N。 P= (4)查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，土壤對(duì)鋼的摩擦系數(shù)為0.577—0.721，查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得到土壤比阻為，設(shè)刮土厚度為5cm，寬為60cm。則 =70000=2100N (5)查《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》知單個(gè)圓盤犁阻力約為70~120N，P=1202=240

16、N 由《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》）得，播種機(jī)所需功率 P==8.61Kw 根據(jù)最終計(jì)算所得拖拉機(jī)功率應(yīng)選擇大于8.61kw。 根據(jù)我國(guó)目前所擁有的拖拉機(jī)實(shí)際情況和對(duì)機(jī)組所消耗功率的初步估算，擬采用東風(fēng)-200拖拉機(jī)或功率相近的相關(guān)拖拉機(jī)。 東風(fēng)-200拖拉機(jī)的主要參數(shù)如下：　 外形尺寸(cm)　 2850x1350x1990 功率（KW）　 14（16馬力） 額定轉(zhuǎn)速（r/min） 730 驅(qū)動(dòng)型式 前輪驅(qū)動(dòng) 離合器形式 干式、雙片 制動(dòng)器 環(huán)狀內(nèi)脹式 發(fā)動(dòng)機(jī)與離合 V帶 理論前進(jìn)速度（Km/h

17、）如表2—1所示： 表2—1東風(fēng)-200拖拉機(jī)理論前進(jìn)速度 理論速度， km/h 前進(jìn): 1.25; 1.67; 3.07; 5.38; 6.47; 8.65; 15.91; 27.86 后退: 1.46; 7.59 3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 傳動(dòng)路線的確定 馬鈴薯播種機(jī)整體傳動(dòng)要連續(xù)，穩(wěn)定，可靠。每一步的工序彼此不會(huì)造成干擾。根據(jù)整體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及拖拉機(jī)的相對(duì)位置來(lái)確定傳動(dòng)路線，保證馬鈴薯播種機(jī)在工作過(guò)程中能滿足開(kāi)溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓、噴灑農(nóng)藥，膜上覆土等工序的連續(xù)進(jìn)行。 查閱資料和文獻(xiàn)可得，將整體傳動(dòng)路線分為兩條。第一條，行走輪伴隨拖拉機(jī)的前進(jìn)而整周轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)

18、鏈傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給中間軸；第二條，中間軸將動(dòng)力分為兩條路徑，一邊傳遞給排肥轉(zhuǎn)動(dòng)軸，一邊傳遞給排種傳動(dòng)軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)排肥鏈輪和排種鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.2 傳動(dòng)比的計(jì)算 由以上計(jì)算可知行走輪的速度V為6km/h，經(jīng)過(guò)換算出來(lái)為V=1.67m/s。行走輪的直徑d為600mm，可以通過(guò)公式3—1計(jì)算得到行走輪軸的轉(zhuǎn)速n1 （3—1） 式中：v—行走輪的行駛速度 d—行走輪的直徑 經(jīng)計(jì)算得 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，馬鈴薯播種機(jī)中間軸的轉(zhuǎn)速與行走輪軸的轉(zhuǎn)速要保證大小相等，所以兩軸之

19、間的傳動(dòng)比為1，根據(jù)以上計(jì)算可得中間軸的轉(zhuǎn)速為53r/min。排肥，排種的主動(dòng)輪都安裝在中間軸上。所以排肥主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速. 3.3 行走輪的選型與設(shè)計(jì) 3.3.1行走輪的設(shè)計(jì)要求 （1）根據(jù)現(xiàn)有馬鈴薯播種機(jī)的結(jié)構(gòu)和類型，對(duì)行走輪進(jìn)行選型?？紤]到受力分析和使用情況應(yīng)具有較大的強(qiáng)度，剛度等機(jī)械性能。 （2）在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中盡量不要有較大的打滑現(xiàn)象，一般不要超過(guò)5%，以提高播種的均勻性。 （3）對(duì)于不同的地表形態(tài)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。避免在地表不平或者泥濘的條件下不走動(dòng)，出現(xiàn)行走輪被架空不轉(zhuǎn)動(dòng)，造成化肥和種子的重播和漏播。 3.3.2行走輪的結(jié)構(gòu) 通常情況下，行走輪直徑越

20、大，其轉(zhuǎn)動(dòng)越容易，從而打滑的幾率就越小。因此直徑越大播種越均勻。但是直徑過(guò)大會(huì)增加機(jī)器的體積，使用不會(huì)那么靈便。折中考慮本次設(shè)計(jì)為了使行走輪的大小與機(jī)具空間的協(xié)調(diào)性，行走輪的具體參數(shù)如下： （1）行走輪直徑D=600mm(外圈直徑)，寬度B=50mm。 （2）行走輪中心軸徑：根據(jù)查閱參考資料和文獻(xiàn)，由于沒(méi)有其他載荷的作用。選定中心軸徑d=32mm。 (3）地輪寬度b=50mm (4）輪輻參數(shù)：鋼筋直徑12mm；長(zhǎng)度為238.17mm. 為增加地輪的附著力同時(shí)降低成本，地輪采用50mm寬的矩形鋼板焊接而成，，輪輻采用直徑12mm的鋼筋焊接而成。 （5）經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)

21、計(jì)算后畫出其二維圖，其結(jié)構(gòu)如圖（3—1）所示。 3.3.3 行走輪的安裝 為了保證60cm到90cm的壟寬，行走輪間距應(yīng)能夠在地輪軸上的調(diào)節(jié)范圍為60cm～90cm。即每側(cè)行走輪在軸上的軸向移動(dòng)距離應(yīng)保證達(dá)到15cm。 （圖3-1） 3.3.4 行走輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算 地輪的轉(zhuǎn)速 公式（3-1） 式中：N——地輪軸、行走輪轉(zhuǎn)速 D——地輪軸直徑 V——機(jī)器行進(jìn)速度 3.3.5 行走輪軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1）查《機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)》[15]表13—1選擇使用深溝球軸承，這類軸承能承受較大的轉(zhuǎn)速，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

22、方便制造和安裝，并且拆卸維修很方便，價(jià)格比較合理，優(yōu)先選擇這類軸承深）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13—3和其使用的環(huán)境和條件得軸承預(yù)期計(jì)算壽命12000h—20000h.預(yù)期機(jī)器整體重量大約為M=400kg，則軸承所受徑向力為200kg，即Fr=G=1960N。軸承幾乎不受軸向力，由經(jīng)驗(yàn)取軸向載荷Fa=600N。 （1）求比值 公式（3—2） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13—5深溝球軸承0.22

23、1，Y=0. 則 公式（3—4） （3）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》知，球軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 公式（3—5） （4） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第158頁(yè)附表10.2得選擇6305軸承。其基本參數(shù)：大徑D=62mm，d=25mm,寬度B=17mm，安裝尺寸定位軸肩=32mm。 3.3.6地輪軸的選型與計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在地輪軸上安裝鏈輪，行走輪。行走輪跟隨拖拉機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)由地輪軸經(jīng)鏈輪傳遞給排肥器、排種器。行走輪行走所傳遞的動(dòng)力是整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入起點(diǎn)。同時(shí)，機(jī)架上焊接軸承座，行走輪通過(guò)軸承與機(jī)架相連，承擔(dān)機(jī)架

24、和地輪的壓力，并承受相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。行走輪的設(shè)計(jì)也要考慮到零件的可調(diào)整性和安裝方便性。首先保證行走輪在地輪軸上80cm到120cm的移動(dòng)范圍。隨后再考慮軸承在軸上的安裝定位問(wèn)題和鏈輪的安裝定位問(wèn)題。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下： 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。排肥、排肥鏈輪、行走輪通過(guò)螺母緊固；軸承由軸承座緊固定位，軸承座由軸承座蓋封閉密封。 3）根據(jù)軸承尺寸參數(shù)，以及查閱資料?、裉庉S徑為24mm，長(zhǎng)度為125omm。Ⅰ和Ⅱ處為非定位軸肩，查閱資料取2mm。Ⅱ處為軸承安裝處，此處與軸承的配合為基孔制，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》4軸公差帶為j6；查

25、《互換性與技術(shù)測(cè)量》得Ⅱ處表面粗糙度Ra為1.25～2.5；Ⅱ處長(zhǎng)度為150mm，Ⅲ處直徑為=32mm。具體參數(shù)見(jiàn)附錄。 4鏈輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1排肥鏈輪設(shè)計(jì) （1）鏈輪齒數(shù)Z1和Z2 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》知,由于鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為基數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)。優(yōu)先先用的鏈輪齒數(shù)系列為：17、19 、21、23、25、38、57、76、95和114。 初選齒數(shù)。傳動(dòng)比 （2） 計(jì)算當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率 =， 式中： （3） 確定鏈條型號(hào)和節(jié)距p 鏈條的型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率 、單排鏈額定功率和

26、主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速，查表應(yīng)保證，根據(jù)表9-1確定鏈條的節(jié)距p，得到p=44.45 （4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[知，選定中心距30P 計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 帶入計(jì)算得=87.87mm,為了避免過(guò)度鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)=88 （5）確定鏈輪主要參數(shù) 滾子鏈輪主要尺寸及齒廓尺寸示意圖如下 圖4-1 鏈輪 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表9—1和表9—3，表9—4得 齒寬bf1=0.95b1=0.9525.22=24.00mm 齒側(cè)倒角=0.13P=0.1344.45=5.78 齒側(cè)半徑=P=44.45mm 分度圓直徑d Z1=17代入上式得d1

27、=241.91mm Z2=38代入上式得538.27mm 齒頂圓直徑=d+1.25P-d1 ，代入上式得 mm 代入上式得568.43mm 齒根圓直徑代入上式得 =246.67mm,=543.03mm 4.2排種鏈輪設(shè)計(jì) （1）鏈輪齒數(shù)Z3和Z4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》知,由于鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為基數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)。優(yōu)先先用的鏈輪齒數(shù)系列為：17、19 、21、23、25、38、57、76、95和114.傳動(dòng)比 (2)計(jì)算當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率 =， 式中：

28、 （3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 參照其他播種機(jī)選擇型號(hào)28A節(jié)距為44.45mm的滾子鏈。 （4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》知，初選中心距30P 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（9—16）計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 帶入數(shù)據(jù) 為了避免使用過(guò)度鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù) （5）確定鏈輪主要參數(shù)，其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表9—1和表9—3，表9—4得 齒寬bf1=0.95b10.9525.225=24.00 齒側(cè)倒角=0.13P=0.1344.45=5.78 齒側(cè)半徑=P=44.45mm 分度圓直徑d =19代入上式得 代入上式得 齒頂圓直徑

29、d+1.25P-d1 mm代入上式得 代入上式得 齒根圓直徑 代入上式得 代入上式得 5 排肥排種裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1肥箱總成 肥箱總成包括肥箱、排肥裝置、固定零件。 5.1.1 肥箱容積 根據(jù)《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，肥箱的容積根據(jù)播種的快慢，播種的行程，播種的行數(shù)，以及肥料的密度而定。在工作時(shí)，不能將肥箱的肥料全部用完，這會(huì)影響施肥的效果，每一次加肥料之前至少要保證肥箱肥料不少于總體的15% 查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，肥箱尺寸由下式確定 式中 L—裝滿一箱種子或肥料所能形式的最遠(yuǎn)距離，應(yīng)大于或等于地塊一個(gè)來(lái)回的距離，此處

30、取400m B——工作幅寬（m）：0.9m —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1.5kgL ,帶入數(shù)據(jù)得V=39.6L 5.1.2 排肥裝置 查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，此處選用外槽輪式排肥器。無(wú)需設(shè)計(jì)選用即可，外形尺寸100110mm120mm 。排肥量可以調(diào)整。 5.1.3 肥箱尺寸 由設(shè)計(jì)綜合優(yōu)化種箱外形大體為400300mm350mm 肥箱底部設(shè)計(jì)成傾斜的形狀，這樣在施肥的過(guò)程中容易漏肥，不會(huì)有堵塞。 5.1.4 排肥量的計(jì)算 外槽輪排肥器的排肥量可以通過(guò)公式4—1

31、計(jì)算。 （4—1） 式中：d—外槽輪的直徑，d取45mm L—外槽輪的有效長(zhǎng)度，L取126mm r—肥料的密度，施用的化肥為磷酸二銨，其密度為789g/L。 a0—槽內(nèi)肥料充滿系數(shù)，一般取0.7 fg—單個(gè)凹槽的截面積，通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算選取fg=66.76mm2 t—槽輪凹槽節(jié)距。通過(guò)計(jì)算得到t=dπ/z=20.2mm λ—帶動(dòng)層特性系數(shù)。取0.5 經(jīng)計(jì)算得Q≈5.5kg/acre，這里取6kg/acre 5.2種箱總成

32、 種箱總成包括排種器、種箱及安裝緊固零部件。 5.2.1 種箱容積 土豆種是塊狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際情況和農(nóng)藝要求其平均直徑大約為4cm，則單個(gè)種子體積為 一個(gè)往返行程所需種子 N==2000個(gè) 總體積為 V= 200034=68L 5.2.2 種箱外形尺寸 種箱的尺寸要根據(jù)具體的實(shí)際情況而定，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要滿足播種機(jī)的性能要求，同時(shí)也要考慮安裝和維修的方便和可靠。 考慮到滿載種子時(shí)種箱載重比較大，在其下方要設(shè)計(jì)支撐架并用M20螺栓緊固。種箱前端與機(jī)架用M20螺栓緊固。 6 開(kāi)溝器的選型設(shè)計(jì) 開(kāi)溝器的作用是在馬鈴薯播種機(jī)工作時(shí)，

33、在拖拉機(jī)的帶動(dòng)下可以開(kāi)出一定寬度的肥溝、種溝。在施肥開(kāi)球器工作時(shí)，開(kāi)出肥溝后，肥料由排肥裝置輸送到肥溝里，并翻起土壤將肥料掩蓋。排種開(kāi)溝器，開(kāi)出一定的溝時(shí)，由排種裝置將母種依次排列在開(kāi)出的種溝里，隨后覆土掩埋。要求開(kāi)除的溝平直，深淺連續(xù)且一致，并且有自動(dòng)覆土的功能，并且要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝和維修。 6.1施肥開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 施肥開(kāi)溝器：采用鋤鏟式開(kāi)溝器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低?？勺约褐圃欤萌龎K鋼板焊接而成，開(kāi)溝效果較好。 根據(jù)農(nóng)藝要求施肥深度為8cm～16cm，開(kāi)溝寬度為5cm，施肥開(kāi)溝器用三塊鋼板焊接而成。如圖6-1

34、 圖6-1施肥開(kāi)溝器 鋼板的厚度為3mm，參考其他播種機(jī)選擇其它參數(shù)。開(kāi)溝器上方用4mm方鋼管焊接，方鋼具體尺寸有安裝條件決定。 6.2 排種開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 由《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》可知，船式開(kāi)溝器是播種開(kāi)溝器的主要使用類型，這種結(jié)構(gòu)的前沿部分呈楔形，楔角大，開(kāi)出的種溝寬度平整度都符合要求，常用于播種馬鈴薯。 播種開(kāi)溝器為船式開(kāi)溝器，其開(kāi)溝寬度應(yīng)為馬鈴薯種塊的平均直徑的2倍取8mm。其尺寸為201510。同施肥開(kāi)溝器安裝與同一個(gè)安裝架上。 7 播種機(jī)工作狀態(tài)參數(shù) 7.1 播種機(jī)行進(jìn)速度 馬鈴薯播種機(jī)的前進(jìn)速度會(huì)受排種鏈輪機(jī)構(gòu)的限制，鏈速過(guò)快種子將會(huì)甩出種勺，且鏈輪常處

35、于張緊狀態(tài)，影響其使用壽命。但是鏈輪的速度也不能太低，影響生產(chǎn)效率。 根據(jù)馬鈴薯種植要求，對(duì)于單壟的馬鈴薯株距要求在20-25cm,所以綜合考慮將株距規(guī)定在22cm ,所以種勺的間距為22cm則 株距= = 查閱資料得最佳播種速度為6km∕h，即=167cm∕s 。 得=0.88r 鏈輪傳動(dòng)比i=得=0.44r 7.2生產(chǎn)率 生產(chǎn)效率體現(xiàn)了本臺(tái)播種機(jī)的快慢程度，本播種機(jī)最大速度為6km∕h。其最大作業(yè)生產(chǎn)率為： 6km∕h1.0m﹦6000m2﹦8 .5畝∕h，這是理想狀態(tài)下的播種效率，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)會(huì)比這個(gè)結(jié)果要小。 8 整地機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8.1覆土器的選

36、擇計(jì)算 8.1.1 覆土器的分類和特性 馬鈴薯播種機(jī)上常用的覆土器有比較多的樣式，例如鏈?zhǔn)剑檄h(huán)式。圓盤式和刮板式等類型。有的覆土器適用于行距較窄的谷物播種機(jī)，有的適用于覆土量較大，掩蓋嚴(yán)密的耕作播種機(jī)。 8.1.2 覆土器的選型 根據(jù)開(kāi)溝器和馬鈴薯播種機(jī)的整體機(jī)構(gòu)，選擇使用拖環(huán)式覆土器。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖所示。 圖（8-1） 8.1.3 覆土器機(jī)構(gòu)特性的確定 拖環(huán)直徑D=280mm 鏈環(huán)長(zhǎng)度L=15mm 兩環(huán)間距離L1

37、=120mm 掛鉤有效直徑D1=10mm 整體部件工作高度H=400mm（可調(diào)） 8.2 刮平器 開(kāi)溝、施肥、播種之后的壟是不平整的，這就需要刮平器進(jìn)行工作。刮平器將壟表面刮平整齊且有一定的鎮(zhèn)壓作用，為隨后的的鋪膜工序做好基礎(chǔ)。其尺寸為。彎折處角度為，上側(cè)用鋼材焊接并鉆有孔以便安裝在機(jī)架上。 用彈簧和鉸鏈將刮平器固定安裝在機(jī)架上。彈簧選用圓柱螺旋拉伸彈簧，自由高度為95mm，中徑為25mm，截面直徑為4mm，選用半圓鉤環(huán)形便于安裝。 8.3 覆膜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8.3.1 鋪膜裝置的選型與設(shè)計(jì) 掛膜輥、鋪膜輥、壓膜輪及覆土圓盤犁組成了馬鈴薯

38、播種機(jī)的鋪膜裝置。 其尺寸見(jiàn)下表 名稱 尺寸 備注 掛膜輥 長(zhǎng)620mm直徑35mm 可調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)動(dòng)靈便 鋪膜輥 長(zhǎng)620mm 直徑55mm 轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 對(duì)薄膜無(wú)傷害 壓膜輪 半徑120mm 寬35mm 上下可調(diào)節(jié) 壓力適中 覆土圓盤犁 半徑240mm 上下左右都可調(diào)節(jié) 表8-1 8.3.2 膜上覆土裝置的選型與設(shè) 此裝置是比其它機(jī)型所沒(méi)有的,正是本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處。此覆土裝置由一對(duì)滾動(dòng)圓柱形筒構(gòu)成，分布在機(jī)架的兩側(cè)，左右對(duì)稱。在工作時(shí)，可以把從覆土圓盤犁翻起的土經(jīng)過(guò)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)覆蓋到薄膜上。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際要求要把，此滾筒邊緣處理成卷邊形狀

39、，防止將薄膜刮破。其形狀見(jiàn)下圖8-2。 圖 8-2膜上覆土機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意此覆土裝置有比較大的調(diào)整范圍，以供工作方便可靠。 9結(jié)論與建議 9.1結(jié)論 本設(shè)計(jì)論文闡述了馬鈴薯播種的發(fā)展歷程，明確提出了現(xiàn)實(shí)需要解決的問(wèn)題，著重分析了播種機(jī)的排種器，排肥器，鏈輪，開(kāi)溝器的的設(shè)計(jì)思路以及機(jī)器的整體設(shè)計(jì)方案。 （1） 本次設(shè)計(jì)的馬鈴薯播種機(jī)能集起壟、施肥、播種、噴藥、覆膜、膜上覆土等工藝于一體。整體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，安裝方便，便于維護(hù)，易于上手。大大減輕了種植的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了種植的質(zhì)量。 （2） 相比傳統(tǒng)的馬鈴薯播種機(jī)，加上了噴灑農(nóng)藥裝置以及覆膜裝置。更進(jìn)一步的解決了種植

40、的勞動(dòng)強(qiáng)度問(wèn)題，能進(jìn)一步提高種植的成活率，減輕了種植的后續(xù)工作。 （3） 開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)通過(guò)查閱和分析其他機(jī)型，在原有開(kāi)溝器的基礎(chǔ)上創(chuàng)新了鏟式開(kāi)溝器，可以做到播種和施肥的單獨(dú)進(jìn)行。 （4） 加上了覆膜機(jī)構(gòu)以及膜上覆土機(jī)構(gòu)，大大解放了勞動(dòng)力，同時(shí)還提高了馬鈴薯的種植質(zhì)量，太高發(fā)芽率和產(chǎn)量。 9.2建議 （1） 準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)要趁早，并且要充分的搜集自己所需要的資料，進(jìn)行整理。因?yàn)橐苫蠛蛦?wèn)題大部分都是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)，要留下解決問(wèn)題的時(shí)間。 （2） 因?yàn)槌醮芜M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這方面的經(jīng)驗(yàn)還是不足的，時(shí)間的安排以及理論知識(shí)的綜合運(yùn)用沒(méi)有達(dá)到很好的效果。所以感覺(jué)在做起來(lái)有點(diǎn)吃力。 （3） 由于

41、沒(méi)有實(shí)物，對(duì)機(jī)器的設(shè)計(jì)只能從圖片和其他的一下設(shè)計(jì)中去尋找需要的資料，所以有的數(shù)據(jù)還需自己去評(píng)估，缺少精確性。 （4） 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要理論聯(lián)系實(shí)際，不能憑空去想，盡量去參照實(shí)際的機(jī)型。 致謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于有了結(jié)果，也證明我在泰山學(xué)院四年的大學(xué)生活即將結(jié)束。對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文完成有很大的收獲，從一點(diǎn)一滴的積累過(guò)程中領(lǐng)悟到自己的專業(yè)學(xué)的出色真的不容易，更佩服自己的老師們，專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用體現(xiàn)了自己大學(xué)四年的學(xué)習(xí)畢成果。設(shè)計(jì)論文的從選題開(kāi)題到完成是一個(gè)持久戰(zhàn)，具有挑戰(zhàn)性和樂(lè)趣。我選擇的題目在農(nóng)機(jī)學(xué)方面是一個(gè)比較熱門的話題，在老師的指導(dǎo)下有了突破有了結(jié)果。

42、在這里感謝我的指導(dǎo)老師莊宿濤教授。在他的指導(dǎo)下。論文才有了一點(diǎn)一滴的進(jìn)步。 附錄 配套動(dòng)力 18～23kw 作業(yè)速度 6km∕h 播種行數(shù) 2 行距 36cm～50cm 可調(diào) 株距 15cm～20cm 可調(diào) 播深 10cm～15cm 可調(diào) 施肥深度 13cm～18cm 可調(diào)；比播深大3cm 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(jī)主要工作參數(shù) 名稱 數(shù)量 備注 機(jī)架 1 型鋼 焊接 行走輪 2 焊接 間距可調(diào) 地輪軸 1

43、 地輪軸軸承 2 密封 潤(rùn)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 張緊裝置 種箱總成 1 肥箱總成 1 施肥開(kāi)溝器 1 芯鏵式 高度可調(diào) 播種開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)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(jī)主要零部件 ， 29