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一、選題依據(jù)
1．論文（設計）題目
手推式免耕播種機三維設計
2．研究領域
農業(yè)機械設計
3．論文（設計）工作的理論意義和應用價值
理論意義:國內外許多年的保護性耕作實踐表明，旱地保護性耕作能夠減少徑流和蒸發(fā)，提高水分利用率；增加土壤中有機質含量。培肥地力；減少土壤風蝕水蝕，抑制沙塵暴；提高播種效率，降低成本。目前，旱作農業(yè)區(qū)占我國耕地面積的一半以上， 推廣應用保護性耕作方式是改造我國北方旱地傳統(tǒng)耕作制度的有效途徑，是旱地農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。
應用價值:目前我國土壤沙化現(xiàn)象嚴重，自然環(huán)境受到嚴重破壞，為了更好地保護環(huán)境，近幾年國家一直在推廣保護性耕作技術。其次在我國的西北部由于地理環(huán)境的特殊性，糧食生產未能實現(xiàn)農場化、大型化，依然以個體農業(yè)戶生產為主，因此，小型化的免耕播種技術有著很大的開發(fā)必要。為了解放生產力、提高生產效率，需要設計一種適應上述情況的手推式播種機，以達到精密播種的功能，又避免了種子的浪費。這種播種機結構簡單、易操作，只需一人提供動力即可，無需太多人。各組件的安裝拆卸簡單，維修方便，更換配件簡單易做，非常適合廣大的山區(qū)耕作使用。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
國外對免耕播種機的研究較早，目前，免耕播種技術已十分成熟，國內對免耕播種機的研究起步較晚，最初是在學習國外免耕播種機的基礎上設計而成，逐步發(fā)展到自行研制。目前，國內的免耕播種機種類較多，功能各有特點。手推式的免耕播種機在國內也有所發(fā)展，但由于造價，以及產品性能的穩(wěn)定性不足等多方面因素導致其未能大范圍推廣使用。
我國保護性耕作從開始大規(guī)模示范推廣已經(jīng)十多年了，保護性耕作技術在我國已受到重視并得到了應用。保護性耕作技術已經(jīng)由研究試驗階段逐步進入示范推廣階段，隨著保護性耕作原理為越來越多的人所認識和實踐，保護性耕作應用的內容越來越豐富完善，保護性耕作的效果也愈來愈顯著.保護性耕作應用已經(jīng)從初期的掌握基本作業(yè)、熟化機具、探索合適模式，向著融入先進配套技術，實現(xiàn)模式與機具的系統(tǒng)化、標準化擴展.保護性耕作將從保護土壤、保護環(huán)境技術進一步發(fā)展成重要的增產技術、資源節(jié)約技術。
作為保護性耕作的關鍵機具免耕播種機，從發(fā)展趨勢來看，由于免耕播種機是聯(lián)合作業(yè)機，一次完成破茬、開溝、播種、施肥等多項作業(yè)，具有搶農時，保墑節(jié)水， 節(jié)省作業(yè)成本等優(yōu)勢，發(fā)展前景是廣闊的。從當前各行業(yè)的發(fā)展方向來看，其后的免耕播種機可能會更趨向于智能化、人性化。相關的工作人員還有很長的路要走，此行還有很大的發(fā)展空間。
二、論文（設計）研究的內容
1.重點解決的問題
1) 支架部分的設計及校核
2) 傳動方式的選擇及傳動系統(tǒng)的設計計算
3) 動力系統(tǒng)設計
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）
1) 整理閱讀相關資料書籍
2) 確定產品實際工作必需的功能性部件
3) 開溝器選型及尺寸計算
4) 落種機構的設計
5) 擬定地輪、壓土論的尺寸及材質
6) 排肥器及覆土器的結構設計
7) 制定傳動方案，確定支架結構及尺寸
8) 產品整體分析，評估其穩(wěn)定性及可行性
3.本論文（設計）預期取得的成果
首先，在作品設計完成的基礎上完善工程圖，保證其能夠批量生產以及能夠在一個成人的操作下適應多種復雜的地形完成播種工作，其次，相對于人工播種能夠大大提高播種效率，解放人力。最終成品能夠得到農民的認可及廣泛使用。
三、論文（設計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
1) 文獻研究法，大量搜集相關文獻熟知目前有關設計的結構原理。
2) 計算機輔助設計，確定所設計產品的工作方案。
3) 鏈傳動在本設計中的應用。
2.論文（設計）進度計劃
第 1 周 了解題目研究的主要內容和理論意義及應用價值，查閱有關文獻。第 2 周 查閱文獻、閱讀文獻，了解研究的內容及實現(xiàn)的技術路線
第 3 周 撰寫文獻綜述并完成開題報告
第 4 周 修改開題報告及文獻綜述準備開題答辯。
第 5 周 總體結構的設計，各子機構的功能總體設計，繪制二維總裝配圖草圖
第 6 周 鏈傳動系統(tǒng)設計，完成鏈輪的設計、主動軸、被動軸的設計計算和校核。第 7 周 鏈輪的設計，可調株距備用鏈輪設計。
第 8 周 動力系統(tǒng)設計。主動軸、從動軸的設計計算及校核。第 9 周 排種器及排肥器的機構設計及尺寸計算
第 10 周 機架部分的設計，包括機架、地輪、種箱、肥箱的設計，繪制二維工程圖草圖。
第 11 周 修改并完成部件二維工程圖
第 12 周 繪制其中一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。第 13 周 撰寫設計說明書
第 14 周 提交論文、圖紙、查重報告，準備答辯
四、需要閱讀的參考文獻
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[3]王玉華.可調式免耕播種施肥機的設計研究[J].農業(yè)科技與裝備，2013
[4]畢曉偉.免耕播種機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].內蒙古民族大學學報（自然科學版）， 2013
[5]白曉虎.免耕播種機關鍵部件及其參數(shù)化設計方法研究[D].沈陽農業(yè)大學博士學位論文，2012
[6]張旭，劉飛，董帥，等.免耕播種機排種裝置振動試驗研究[J].中國農機化學報， 2015
[7] Hanna H M . Soil loading effects of planter depth-gauge wheels on early corn growth [J].Applied Engineering in Agriculture.2010
[8] Vamerali T.Effects of a new wide-sweep o-pener for no-till planter on seed zone properties and root establish-ment in maize(Zea mays L.):a comparison with double-disk open-er[J].Soil and Tillage Research.2006
[9]P.S.G.Magalhaes.Simulated and experimental analyses of atoothed rolling coulter for cutting crop residues[J].Biosystems Engineering.2007
[10] 張守德，杜健民，郝飛，等.2BQM-6 型免耕播種機結構設計及開溝器的力學分
析[J].農機化研究，2016
[11]劉正道.小麥免耕播種關鍵技術研究與裝備研發(fā)[D].西北農林科技大學碩士學位論文，2016
[12]楊慧.小麥免耕播種機的研究[D].安徽農業(yè)大學碩士學位論文，2014
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[15]王在滿,，楊文武， 蔣恩臣.型孔輪式水稻排種器排種機構的優(yōu)化設計[J].農機化研究，2010
[16]馬榮朝;，楊文鈺， 樊高瓊等.小麥免耕播種機開溝器的設計[J]農業(yè)工程學報.2012
[17]張守德，杜健民， 郝飛等.2BQM-6 型免耕播種機結構設計及開溝器的力學分析
[J]農機化研究.2016
[18] 劉正道.小麥免耕播種關鍵技術研究與裝備研發(fā)[D]西北農林科技大學.2016
[19]王景立，劉選偉， 韓明月等.雙圓盤式覆土器的優(yōu)化設計[J]中國農機化學報.2016
附：文獻綜述或報告
文獻綜述
0 引言
傳統(tǒng)農業(yè)耕作技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：由不耕作到刀耕火種、由刀耕火種到用鏵式犁進行人畜力耕作、由人畜力耕作到機械化耕作。人類通過耕作干預自然，特別是掌握了耕作工具以后，可以隨意改變土地的原有狀態(tài)，提高作物產量和勞動生產率。但是，耕作強度愈大，土壤偏離自然狀態(tài)就愈遠，自然本身的保護恢復功能就喪失愈多，導致土壤風蝕、水蝕加劇、河流泛濫、沙塵暴猖獗、氣候異常，人類和自然的矛盾也愈來愈突出[4]。保護性耕作正是為了解決這些問題而出現(xiàn)的相對于傳統(tǒng)翻耕的一種新型耕作技術，是農業(yè)耕作技術的一場革命，是國內外農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要技術內容之一。
1 免耕播種機的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國外保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
保護性耕作基本上適用于世界各個地區(qū)，目前已推廣應用到 70 多個國家，主要應用在玉米、小雜糧、大豆、棉花、高粱、苜蓿等作物的生產上。美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷等國保護性耕作面積占耕地面積 60%以上，英國、法國、德國、瑞士等歐洲國家保護性耕作面積占 20%左右，亞洲、非洲國家保護性耕作面積相對較少[5]。
1.2 國外免耕播種機的研究概況
國外對小麥和玉米免耕播種機的研究較早，目前，免耕播種技術已十分成熟，大型農機企業(yè)都有多型號、多系列的播種機產品。如美國迪爾公司的 1910 型免耕施肥播種機，技術先進、適應性強，在地況復雜的條件下能保證播深準確，但是價格昂貴。該播種機的主要特點是播種監(jiān)控裝置可以記錄播種作業(yè)過程的數(shù)據(jù)，如作物種類、播種深度、作業(yè)時間和作業(yè)面積等，此功能主要依靠嵌入在監(jiān)控裝置內的 Green StarTM系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)的程序可以根據(jù)不同作業(yè)區(qū)域的地形狀況進行調整，以確保數(shù)據(jù)文件的準確性[2]。
1.3 國內保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
我國干旱、半干旱及半濕潤偏旱地區(qū)的面積占國土面積的 52.5％，旱作農業(yè)面積約 3300 萬 hm2，分布在北方的 16 個省、市、自治區(qū)[5]。大部分旱區(qū)仍然沿用傳統(tǒng)的以翻耕為主的耕作制度，由于過度開墾及不適當?shù)母鞣绞剑斐筛珊瞪儆?、土地貧瘠、水土流失和風蝕沙化等問題日趨嚴重，使得農作物產量下降，沙塵暴發(fā)生的次數(shù)逐年上升，嚴重影響了農業(yè)生產和人民群眾的生活。針對這些問題，我國從 20 世
紀 60 年代開始引進和試驗示范少免耕、深松、秸稈覆蓋等單項保護性耕作技術，如黑龍江國營農場免耕種植小麥試驗，江蘇省稻茬地免耕播種小麥研究，陜西省農科院
“旱地小麥高留茬少耕全程覆蓋技術”，山西省農科院“旱地玉米免耕整稈半覆蓋技術”，河北省農科院“一年兩熟地區(qū)少免耕栽培技術”等。但由于受技術、機具及社會經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的制約，這些技術只在部分地區(qū)進行小規(guī)模的示范試驗，沒能大面積推廣應用。20 世紀 90 年代以來，隨著農業(yè)科技的進步，機械化保護性耕作的系統(tǒng)試驗和示范發(fā)展速度加快。中國農業(yè)大學、山西省農機局與澳大利亞在山西設立
長期實驗區(qū)，開展保護性耕作試驗研究。經(jīng)過 9 年試驗，開發(fā)出適合中國國情的以中小型農機具為實施手段的旱地農業(yè)機械化保護性耕作體系，研制成功配套的免耕播種施肥機、深松機、淺松機等保護性耕作機具，在表土作業(yè)、雜草蟲害控制方面也取得了一定成果，證明了保護性耕作在我國北方是可行的，具有顯著的降低地表徑流、增加休閑期土壤貯水量、增加土壤肥力、減少生產作業(yè)工序、抑制沙塵暴、提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點。到 2000 年底，保護性耕作已在山西省 31 個縣推廣，總面積達 10 多萬 hm2[5]。
1.4 國內免耕播種機的研究概況
國內對免耕播種機的研究起步較晚，最初是在學習國外免耕播種機的基礎上設計而成，逐步發(fā)展到自行研制。目前，國內的免耕播種機種類較多，功能各有特點。典型的產品有中機美諾公司生產的 6115、6119、6124 型系列免耕播種機，排種器為條播式，配套方式為牽引式，播種行數(shù) 15、19、24，主要用于播種小麥。現(xiàn)代農裝科技股份有限公司生產的 2BMG-14、19、20、24、28 型系列免耕施肥播種機，根據(jù)用戶需求，可選擇不同的工作行數(shù)，該系列產品主要用于播種小麥; 公司還生 2BJ-470870 型玉米免耕精量播種機，排種器為氣吸式，主要用于播種玉米。河北農哈哈集團是國內生產免耕播種機的著名廠家，其 2BMGF-14 型免耕施肥覆蓋播種機，播種行數(shù) 14， 配套方式為懸掛式，主要用于播種小麥; 該公司還生產 2BYFSF-4、5、6 型系列玉米免耕施肥精播機，排種器為氣吸式，播種行數(shù) 4、5、6。典型產品還有河南豪豐機械公司生產的 2BMSF-10、12、14、16 型系列免耕施肥播種機，播種行數(shù) 10、12、14、
16，排種器為條播式，主要用于播種小麥; 該公司生產的 2BMJF-10、12 型免耕施肥播種機，排種器為穴播式，配套方式為懸掛式，主要用于播種玉米。中國一拖集團生產的 2BMF-7、14 型多功能免耕施肥播種機，增加了施肥功能。中聯(lián)重機公司也有免耕播種機推向市場，主要用于播種玉米，型號包括 2BGYM-4、6 等。哈爾濱沃爾科技公司生產的免耕精量播種機，型號有 2BQD-4、2BQ-7 和 2BQ-9 等[2]。
2 我國免耕播種機存在的問題
目前的免耕播種機在性能和質量上雖然是可用的，但同時也存在一定的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1) 安全質量方面，主要是在安全防護裝置和警示標識沒能全部滿足相關規(guī)定和要求， 比如鏈傳動無防護罩或防護罩不完整；無腳踏板，無扶手；結構不合理、重心不穩(wěn)；警示標志不齊全；
2) 可靠性方面，主要表現(xiàn)為：三點懸掛強度不夠，與懸掛架連接的橫梁易變形；鎮(zhèn)壓輪強度不夠、開焊，連接軸斷裂、軸承易損；開溝器鏟尖磨損過快；旋耕刀易磨損等；
3) 工作效率方面，工作效率低，工作速度與國外機型相比有一定的差距；
4) 作業(yè)性能方面，主要有：秸稈量大時部分機型的通過性能不夠理想；有的橡膠鎮(zhèn)壓輪工作面較窄，偏離開溝器平面，導致碎土效果和鎮(zhèn)壓性能較差.
5) 售后服務質量問題方面，主要表現(xiàn)在有些企業(yè)的售后服務不及時，維修人員的技術水平較低，零件供應及維修不及時及零件供應點不合理.
3 國內外保護性工作發(fā)展趨勢
3.1 國外保護性耕作技術的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：
1) 農機與農藝相結合并突出農藝措施。在發(fā)展少免耕等農機具的基礎上，重點開發(fā)裸露農田覆蓋技術、施肥技術、茬口與輪作、品種選擇與組合等農藝農機相結合
的綜合技術。
2) 向綜合性可持續(xù)性技術方向發(fā)展。保護性耕作技術不僅僅是土壤耕作技術，也是減少農田侵蝕、改善農田理化性狀、減少能源消耗、降低土壤及水體污染和受損農田生態(tài)系統(tǒng)恢復等領域的保護性技術。
3) 發(fā)展輪作體系。保護性耕作的研究不單純注重當季作物的生長，更注重一個種植制度的周期、作物輪作、土壤輪耕的綜合技術配置及其效應。
4) 研究長期效應及理論機制。保護性耕作最初的研究主要集中在減少耕作、秸稈殘茬管理技術的效果，現(xiàn)在逐步轉向保護性耕作的長期效應及其對溫室效應的影響、生物多樣性等理論研究，為保護性耕作的長期推廣提供理論依據(jù)。
5) 向規(guī)范化、標準化方向發(fā)展。將保護性耕作技術與農產品質量安全技術、有機農業(yè)技術結合，同時引入教育和金融機制，提高保護性耕作技術的規(guī)范化和標準化。
3.2 我國保護性耕作發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾點：
1) 加強保護性耕作模式創(chuàng)新。各地要在保護性耕作原則下，結合推薦模式，因地制宜，創(chuàng)新適合本地區(qū)特點的保護性耕作技術模式。
2) 進一步強化農機和農藝的結合。重視保護性耕作技術體系中農藝的基礎地位，加強作物秸稈管理、作物輪作、播種質量、除草滅蟲、水肥利用等關鍵技術環(huán)節(jié)的把握，保障保護性耕作技術集成配套的質量和效果。
3) 加強機具的研發(fā)改進。提高專用農機具的適應性和工作可靠性，保證播種質量， 改進免耕施肥技術。
4) 加強保護性耕作的技術評價體系、技術推廣組織機制和配套技術政策研究。重點解決區(qū)域保護性耕作技術標準不一、技術分布零散、缺乏可行的評價技術和規(guī)劃方案以及配套經(jīng)濟政策滯后等問題。
5) 加強宣傳培訓、示范引導。以國家為主導來示范推動，引導農民正確采用這一先進技術，幫助農民掌握保護性耕作技術路線和操作規(guī)范，提高實際操作技能。
4 結束語
免耕播種機是大面積推廣實施保護性耕作的關鍵。通過對國內外免耕播種機發(fā)展情況的分析可知，國外免耕播種機工作幅寬大，重量大，與大功率拖拉機配套，采用牽引式作業(yè)，適用于大面積田塊作業(yè)。而我國農村地塊小，必須開發(fā)適合我國國情的免耕播種機。