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河北建筑工程學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
課題
名稱
電動小型播種機設計
系 別: 機械工程系
專 業(yè): 機械設計制造及其自動化
班 級: 機083
學生姓名: 趙 樸
學 號: 33
指導教師: 孫有亮
開題時間: 2012年3月31日
課題來源
導師課題
課題類別
工程設計
一 、論文資料的準備
播種機是以作物種子為播種對象的種植機械。用于某類或某種作 物的播種機,常冠以作物種類名稱,如谷物條播機、玉米穴播機、棉花播種機、牧草撒播機等。
播種機的發(fā)展概況 公元前1世紀,中國已推廣使用耬,這是世界上最早的條播機具,今仍在北方旱作區(qū)應用。1636年在希臘制成第一臺播種機 。1830 年俄國人在畜力多鏵犁上制成犁播機。1860年后,英美等國開始大量生產畜力谷物條播機。20世紀后相繼出現(xiàn)了牽引和懸掛式谷物條播機,以及運用氣力排種的播種機。50年代發(fā)展精密播種機。中國從20世紀50年代引進了谷物條播機、棉花播種機等。60年代先后研制成懸掛式谷物播種機、離心式播種機、通用機架播種機和氣吸式播種機等多種類型,并研制成磨紋式排種器。到70年代,已形成播種中耕通用機和谷物聯(lián)合播種機兩個系列,同時研制成功了精密播種機。
播種機的類型 按播種方法,可分為以下幾種:
? ?①撒播機。使撒出的種子在播種地塊上均勻分布的播種機。常用的機型為離心式撒播機,附裝在農用運輸車后部。由種子箱和撒播輪構成。種子由種子箱落到撒播輪上,在離心力作用下沿切線方向播出,播幅達8 ~12米。也可撒播粉狀或粒狀肥料、石灰及其他物料。撒播裝置也可安裝在農用飛機上使用。
? ?②條播機。主要用于谷物、蔬菜、牧草等小粒種子的播種作業(yè)。常用的有谷物條播機,作業(yè)時,由行走輪帶動排種輪旋轉,種子按要求由種子箱排入輸種管并經開溝器落入溝槽內,然后由覆土鎮(zhèn)壓裝置將種子覆蓋壓實。其結構一般由機架、牽引或懸掛裝置、種子箱、排種器、傳動裝置、輸種管、開溝器、劃行器、行走輪和覆土鎮(zhèn)壓裝置等組成。單機播幅為6~7米,播速一般為10~12千米/小時。
? ?③穴播機。按一定行距和穴距,將種子成穴播種的種植機械。每穴可播1粒或數(shù)粒種子,分別稱單粒精播或多粒穴播,主要用于玉米、棉花、甜菜、向日葵、豆類等中耕作物,又稱中耕作物播種機 。每個播種機單體可完成開溝 、排種、覆土、鎮(zhèn)壓等整個作業(yè)過程。
④精密播種機。以精確的播種量、株行距和深度進行作業(yè)的播種機。具有節(jié)省種子、免除出苗后的間苗作業(yè)、苗距整齊的優(yōu)點 。 一般在穴播機各類排種器的基礎上改進而成。也有事先將單粒種子按一定間距固定的紙帶播種,或使種子垂直回轉運動的環(huán)形橡膠或塑料制種帶孔排入種溝。
?⑤聯(lián)合作業(yè)機和免耕播種機。如在谷物條播機上加設肥料箱、排肥裝置,即可在播種的同時施肥。與土壤耕作、噴撒殺蟲劑 、除莠劑和鋪塑料薄膜等項作 業(yè)組成聯(lián)合作業(yè)機,能一次完成上述各項作業(yè)。免耕播種機是在前茬作物收獲后直接開出種溝播種,以防止水土流失、節(jié)省能源,降低作物成本。
目前,小型農用播種機保有量與小型農用拖拉機的數(shù)量幾乎持平,每年的春播前是小型農用播種機配件銷量最大的時期,從幾年的銷售情況看,銷售的配件主要是易損件和耐用件。
第一臺真正高效率的播種機直到1701年才由英國農民發(fā)明家念斯洛·圖爾制造出來。圖爾發(fā)覺早期的播種機有問題,它們不能均勻地撒播種子。種子本該呈直線撒播,但在種子播種線上卻常常有缺漏。因此,圖爾發(fā)明了一個彈簧機械裝置,它均勻、連續(xù)地把種子撒播出去。由于種子以這種方式撒播,每棵作物都有望能很好地生長,而且由于小麥成直線種植而更易除掉雜草。其結果是農民獲得了更好的收成和更多的利益,食品供應也更為可靠。
隨著農業(yè)結構調整的不斷推進,各地的溫室大棚也越建越多,大棚耕作機械成了農戶耕作的急需品。但國內現(xiàn)有的大棚耕作機械顯現(xiàn)出機型不多、應用不方便的特點,且多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕作機械。
近幾年針對溫室、大棚等特殊耕作環(huán)境,國內農機生產廠家研制生產了一些小型耕作機械。但產品大多存在體積大、操作不靈便、在邊角地帶無法工作、漏耕嚴重、生產效率低、適應性較差等缺陷,在作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面也都存在一些問題。
相比之下,國外設施農業(yè)耕作機械技術非常成熟,其機械作業(yè)性能穩(wěn)定、功能齊全、小巧輕便,但進口機型價格高,一般每臺在7000元以上,而且配件不全,維修服務跟不上。我國生產的多功能農田管理機一般比國外的同類機型價格低一半,但其質量往往又讓消費者擔心。
設施內作物的栽培方法各種各樣,與之配套的作業(yè)機械也各不相同。設施內缽苗栽植技術的關鍵是缽苗移栽機,配套機械主要有穴盤育苗、缽盤育苗設備及高效機械化制缽機等。我國目前尚無此類小型移栽機,因此,國內目前急需開發(fā)小型精密或精量播種機。
二、本課題的目的(重點及創(chuàng)新點)
畢業(yè)設計是工科大學生完成學業(yè)中最重要的實踐環(huán)節(jié),是將在大學學到的理論知識系統(tǒng)化、條理化、實用化最關鍵的一環(huán)。通過本畢業(yè)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能,提高分析與解決實際問題的能力;較復雜工程計算的工作能力;計算機繪圖與手工繪畫相結合的工程圖繪制能力。掌握一般機械機構的設計思路、方法和步驟,掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學生到工程技術人員的過渡。
通過對電動小型播種機的總體設計以及機械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的設計,對電動小型播種機的工作原理、傳動機構等進行掌握、理解。使其滿足工作職能要求來完成電動小型播種機各部分的設計。即能完成農戶大棚正常播種,并且增加部分裝置也可用于施肥、耙磨、鋤草等輔助作業(yè)。并在此前提下滿足操作簡便、安全、環(huán)保、經濟上的要求。做到和生產實際相結合,不要做沒用又耗費大的產品。
重點:本課題分兩個部分:電動小型播種機的總體設計和電力系統(tǒng)設計。
該機構主要由機架、動力裝置、操縱機構、開溝器、鎮(zhèn)壓輪、播種量調節(jié)器和料斗等組成。
對總體設計需對電動小型播種機的工作原理、各機構之間關系、各零、部件組成及關系進行掌握。
創(chuàng)新點:電動小型播種機主要由機械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)兩大部分組成。本播種機以電力為動力裝置,相對傳統(tǒng)的播種機更符合環(huán)保無污染發(fā)展的觀點,而且其自動化程度要有所提高,而且能耗小,效率高,并且操作方便,相對來說更適于近來發(fā)展較快的溫室大棚作業(yè)。
三、主要內容、研究方法、研究思路
電動小型播種機的方案設計,包括總體設計,機械系統(tǒng)設計和電力系統(tǒng)設計。
技術要求:播種深度20~60mm連續(xù)可調,播種行距200~500mm連續(xù)可調,播種穴據(jù)5~500mm可調,種子破碎率和播種均勻度符合國家標準。
工作要求:要求最大生產率為30畝/日。
設計思路:(1)、根據(jù)工作環(huán)境要求及設計要求確定其工作原理,選擇機構和傳動方式。
1.考慮大棚的土壤硬度,電動機功率的選擇可以較低;同時注意電氣線路部分的高度絕緣。
3.零件可直接選擇標準件,其他的小型部件可以自行設計加工。為了結構的復雜性,選鏈條作為傳動方式。
4.為了增大整機的作業(yè)牽引力,故把地輪向后調。后面的兩個鎮(zhèn)壓輪也改為電機驅動,使整機變?yōu)樗妮嗱寗拥男问健?
5.因作業(yè)場地和機身重量都比較小,整轉彎的時候可手動轉彎,不對轉彎進行機械設計。
(2)初步確定主機、主要元件或構件的基本參數(shù)和技術性能,如功率、承載、速度、行程或調節(jié)幅度、外形尺寸等。
1.播種機的運行速度保持在與人的步行速度。
2.其功率大小,需要根據(jù)實地實驗進行測算而確定下來。外形尺寸根據(jù)以往的成功設計,而選擇兩壟的播種機機架。而開溝器,覆土器,播種速度,施肥量等可自行調節(jié)。
3.通過機構的調整加大機身重量等,可以使整機的地面接觸力更大。
(3) 、通常提出幾種不同方案,從技術和設計兩個方面比較論證,選擇最理想的。通過實驗,最終確定所選擇的設計方案?;静シN方式有:條播、穴播(點播)、撤播、精密播種、及聯(lián)合作業(yè)播種機五種。這幾種機型的輔助部件基本相同,只是其核心工作部件排種器有較大差異。
設計方案一:直流電動機為動力裝置,單行播種。
1.優(yōu)點:結構簡單,速度便于控制,對操作人員技術要求不高,對環(huán)境無污染。
2.缺點:作業(yè)效率較低,能源需要定時補給,不適合長時間的作業(yè)。
設計方案二:交流電機動力,雙行播種。
1.優(yōu)點:結構簡單,速度便于控制,無污染,可以方便在大棚環(huán)境中工作。
2.缺點:雙行播種,能源利用率低,工作總量較小,需要外接電源,對操作距離有限制,需要自行手動轉彎。
設計方案三:交流電機動力,三行播種。
1.優(yōu)點:結構簡單,速度便于控制,無污染,工作效率更高。
2.缺點:單行播種,能源利用率低,需要有外接電源才能工作,制作比較復雜。
經過比較,我選用交流電機動力,雙行播種,兼顧效率和經濟性。
四、總體安排和進度(包括階段性工作內容及完成日期)
3.21~3.27 完成畢業(yè)實習報告,開題報告。
3.28~4.10 設計任務分析與總體方案的確定。
4.11~5.22 實施設計、計算、繪圖、試驗。
5.23~6.16 進行計算機仿真樣機和優(yōu)化設計,并編寫設計說明書。
6.18~6.22 畢業(yè)設計(論文)答辯及成績評定。
五、主要參考文獻
[1]王文斌.機械設計手冊1. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
[2]王文斌.機械設計手冊3. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
[3]王文斌.機械設計手冊5. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
[4]徐灝. 機械設計手冊1. 北京:機械工業(yè)出版社,1988年
[5]徐灝. 機械設計手冊5. 北京:機械工業(yè)出版社,1988年
[7]孫桓 陳作模. 機械原理第六版. 北京:高等教育出版社,2000年
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[9]董剛 李建功 潘鳳章.機械設計(機械類)第三版. 北京:機械工業(yè)出版社,1998年
[10]成大先.機械設計圖冊(上). 化學工業(yè)出版社,1997年
[11]成大先.機械設計圖冊(下). 化學工業(yè)出版社,1997年
[12]王文斌.機械設計手冊5. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
[13]王文斌.機械設計手冊4. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
[14]王文斌.機械設計手冊6. 北京:機械工業(yè)出版社,2005年
指導教師意見:
指導教師簽名: 日期:
教研室意見:
教研室主任簽名: 日期:
系意見:
系領導簽名: 日期:
系蓋章