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1、摘 要本文主要介绍了大豆播种机的工作原理及其所能完成的任务。通过普通拖拉机的牵引带动播种轮的转动，进而通过鸭嘴器的开合实现大豆的机械化播种，大大提高播种的效率，提高劳动生产力。通过对设计要求的分析，此系统主要由播种轮，鸭嘴器来完成播种要求。在拖拉机行进过程中，由播种器的轮子带动播种轮的转动，通过安装在播种轮上的鸭嘴器插入离开土壤，完成播种。此设计主要适用于大面积的土地耕种，可以取代人工播种，降低劳动强度，提高效率，有利于在繁忙时节完成播种要求。关键词：大豆播种机；播种轮；鸭嘴器；促张杆；连接筒全套CAD图纸，联系 153893706ABSTRACTThis paper describes th
2、e membrane Planter principle and can complete the task. Through the ordinary tractor driven broadcast traction Species round of the rotation, and then through vasicine of CDCC achieve membrane mechanized planting and sowing greatly enhance the efficiency, improve labor productivity. Based on the ana
3、lysis of the design requirements, the system is mainly seeding round, vasicine to fulfill the requirements of sowing. Tractor road in the process, from planting of seeding round driven wheels turning, Through the installation of the seeding round of the duckbilled Insert left soil, completed sowing.
4、 This design is mainly applied to a large area of land farmed, can replace artificial seeding, reduced labor intensity, increase efficiency, to be completed during the peak season planting requirements.Key words: Membrane Planter；Seeding-Ferry；vasicine；connection tube；promote a stem 目 录摘 要IAbstractI
5、I第1章 绪论11.1 课题研究的背景11.2 课题的提出和研究的意义11.3 国内外播种机机械研究现状21.4 课题研究的主要内容3第2章 大豆播种机方案确定42.1 总体结构及配置42.2 工作原理简介42.3 本章小结5第3章 总体设计参数的确定63.1 排种器的结构及工作过程63.2 播种轮直径和鸭嘴数量的确定73.2.1 考虑因素73.2.2 播种轮直径计算83.3 本章小结8第4章 播种轮和鸭嘴器具体设计84.1 播种轮设计94.2 鸭嘴器设计114.2.1 鸭嘴器结构设计114.2.2 鸭嘴器的运动分析134.2.3 成穴器基本参数的确定144.3 本章小结17第5章 主轴设计与
6、校核185.1 轴的材料195.2 轴的类型选择195.3 计算轴上转矩和初步确定最小直径205.3.1 轴的材料和热处理方式的选择215.3.2 计算轴上转矩和初步确定最小直径215.3.3 轴的结构设计215.4 键联接选择和校核225.4.1 平键连接225.4.2 键联接的强度校核235.5 轴的计算255.5.1 轴的直径的计算255.5.2 轴的结构简图265.5.3 轴上载荷的计算265.6 本章小结29第6章 大豆播种的正确使用296.1 播种前机具的准备296.2 使用注意事项296.3 大豆播种机的特点306.4 用好大豆播种机306.5 本章小结31结论32参考文献33致
7、谢34附录36 第1章 绪 论1.1 课题研究的背景农业机械化是农村生产力发展水平的重要标志，是农业和农村经济持续稳定健康发展和实现农业现代化的重要物质技术保障。加快发展农业机械化，是全面建设小康社会、率先基本实现现代化的现实要求。实践证明，大力推广先进适用的农业机械，用先进的农机装备武装农业，用先进的农机化技术改造农业，才能大幅度提高劳动生产率，提高农业整体效益，增强农业竞争力。大豆播种由于采用机械化播种，所以在播种前期对种子的选择，土壤的环境有较高的要求，具体要求如下：1、种子品质好并清选分级所选用的种子必须是个体丰产性能好、分蘖力强和单株生产率高的品种。播前要用合适的长孔筛对种子进行清选
8、，要求种子籽粒饱满，发芽率高。播前要对种子进行药物处理，以防病虫害。2、土壤基础良好精播适用于土、肥、水等条件较好的高产地块，地块要深耕细耙、耙透耙实，上松下实，地平如镜，无明暗坷垃，底肥要施足。3、播期适中且适当提前 因播量少，靠分蘖增加群体，因此必须按照节气，根据气温和地温适当提前播种。4、作业前播种机具要进行适当的检查以及调整（1）检查排种器的性能：避免出现磕种子等情况。及时排除故障以保证播种质量。漏播的原因：播种出口堵塞；输种管堵塞；排种离合器不在接合位置；排种减速箱内弹簧力减弱或折断。（2）鸭嘴器的检查鸭嘴器不能张开或不能闭合的原因：鸭嘴母和鸭嘴公的尺寸不合理，鸭嘴器的弹簧力减弱或折
9、断。1.2 课题的背景和研究的意义加快发展农业机械化，是推进农业和农村经济结构调整、提升农业产业化水平的有效途径。大力开发和应用配套农机技术及机具，可以为农业产业结构调整提供强有力的技术支撑；围绕产业特色，发展农机推广项目，可为农业产业结构调整激发示范、辐射效应，促进农业产业的优化升级；围绕产业区域布局，优化配置农机装备资源，建立区域性的农机服务网络，加快推进农业产业化步伐。加快发展农业机械化，是实现农村劳动力转移，推动城镇化进程的有力举措。1.3国内外播种机机械研究现状近几年，国外在发展播种机械时遵循的原则是，不断更新工作原理，尽量完善其结构，使其具备良好的工作性能，以提高播种质量，并注重提
10、高播种机具的通用性和适应性。例如配备多种排种部件以适应不同作物种子的要求；采用不同的开沟器和镇压轮以适应不同的土壤条件，运用变速装置加大播量与施肥量的调节范围；增加播种机的系列型号。通过提高作业速度或加大工作幅宽来提高工作效率，有的谷物调播机的工作速度高达12-15KM/H，最大幅宽达18m：采用播种联合作业和直接播种，旨在提高生产效率的同时，减少机具对土壤的压实程度，减小土壤的风蚀水蚀，降低机具的作业成本。国外先进播种机的新技术主要体现在以下几个方面：1、发展播种联合作业和直接播种技术播种的联合作业是指在播种的同时，完成耕整地、施肥、喷洒农药等作业，其优点是，一次可以完成多项作业，作业效率高
11、，保证及时播种，提高产量；可以充分利用配套动力，节省能源、降低作业成本；可以减少机组进地次数，使土壤免受机具的过度压实，目前又发展了铺膜、播种联合作业，效果很好。2、采用新的排种原理，发展单粒精密播种技术。单粒精密播种可以节约种子，且不需间苗， 国外的精密播种机已经达到相当完善的程度在精密播种机上除了设有晚上的整地、覆土、镇压及施肥、撒农药装置外，其排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理与机械式排种原理，以保证单粒精密播种。3、采用液压技术及电子技术液压技术在播种机具上用于操纵开沟器的升降，在大宽幅的播种机上还用于折叠机架，以便于道路运输。电子技术在播种机上则是用于监控装置，监视排
12、种装置是否正常工作以播量是否精确，用微处理机自动控制播量，特别是不规则的蔬菜种子，采用微处理机自动控制播量，可以省去对种子的丸粒处理，节省加工费用，降低生产成本，又能保证播量精确。4、新型排种器装置不断出现排种装置是播种机的关键部件，目前主要有气流输送式条播排种器、孔带式精密排种器、倾斜圆盘指夹式精密排种器及畜力播种机仍占主要地位。全国有500家左右的企业生产播种机，其中只有10家生产与大中型拖拉机配套的播种机，与小型拖拉机配套的播种机和畜力播种机的产量已占到全国播种机产量的90%以上。近几年，我国的联合作业播种机发展也很快，其机具主要有播种施肥联合作业机、耕作播种联合作业机、松土施肥覆膜穴播
13、联合作业机和施水播种联合作业机等，目前又发展铺膜播种联合作业。1.4 课题研究的主要内容1、确定大豆播种机的总体设计方案 通过普通拖拉机的牵引，带动播种器轮子的转动，进而带动播种轮的转动，使固定在播种轮上的鸭嘴器规律性的进入离开土壤，达到播种的目的。2、确定大豆播种机的总体设计参数配套动力：1218马力拖拉机；作业速度：24 Km/h；垄宽：600mm；垄距：400mm；株距：260-280mm；播深：50-70mm；漏播率：5%；3、进行播种轮，鸭嘴器及播种轮安装轴的结构设计4、编写大豆播种机使用说明书 第2章 大豆播种机方案确定 2.1 总体结构及配置种箱及排种器使用组合内窝孔精密排种器，
14、采用轮式鸭嘴器结构。大豆播种机两侧的上部各有一个种箱，两个种箱下部各有组合内窝孔精密排种器。这样就能配合轮式鸭嘴器的结构。轮式鸭嘴器的结构是有两个圆形的播种轮中间用套筒连接构成一个轮子。垄距的要求是轮子的播种轮厚度和套筒的宽度来实现的。就是两个播种轮的厚度和套筒的宽度的和等于农艺要求的垄距。轮子两侧，就是播种轮的周边有若干个槽，每个槽装上鸭嘴器。株距是用鸭嘴器的间距来实现的，就是鸭嘴器之间的距离等于农艺要求的株距。鸭嘴器的作用是在铺膜施肥后的垄上拨开松土壤，鸭嘴器随着轮子的转动而转动，其中一个鸭嘴器转到与土壤接触的时候开始拨开松土壤，鸭嘴器转到与地面垂直的时候是最深的时候，就是达到播深要求的时
15、候鸭嘴器张开的最大，这时从种箱通过排种器排出的种子经过导种管落到播种轮内壁上，鸭嘴器张开最大的时候，内壁上的种子从鸭嘴器的口顺利地落到土壤里。鸭嘴器的长度应满足播深要求，落到土壤里的种子满足播深要求。2.2 工作原理简介用12-18马力的拖拉机牵引大豆播种机，大豆播种机的轮子靠自身重力产生的摩擦力滚动。轮子主轴以链传动方式转动种箱下部的内窝孔精密排种器，所以只要播种轮转动排种器就排种。排种器每转一圈排出一定数量的种子，从种箱排出来的种子落到连接排种器和播种轮内壁的导种管，通过导种管落到播种轮内壁，鸭嘴器张开最大的时候种子从鸭嘴口落到适当深度的土壤里，种子入土后轮子用自身的重力进行镇压。图2.1
16、为工作原理图，图2.2为大豆播种机的工作原理流程图。图2.1大豆播种机工作原理图图2.2 大豆播种机工作原理程序图2.3 本章小结本章确定了大豆播种机的总体设计方案。该方案配套种箱及排种器使用组合内窝孔精密排种器，采用“轮式鸭嘴器”结构。也就是把鸭嘴固定到播种轮上，随着轮子的滚动，鸭嘴器入土和开合完成最终的播种作业。导种的难点是由导种管往鸭嘴器里的输送，我们采用轨道贴合式结构，由于轮体使用铸铁材料，轨道亦进行机械加工，完全能够满足精度要求。动力依靠轮子的滚动来取得，通过链传动驱动排种器排种。为满足两行作业的要求，同时考虑传动的可能性，拟采用两个排种器和两套传动和导种系统，这样不仅使结构得到简化
17、，而且增加了工作的可靠性。该播种机主要由种箱及排种器、大链轮、导种管、小链轮、机架、转子装配、镇压轮装配、行走轮组成。第3章 总体设计参数的确定 3.1 排种器的结构及工作过程内窝组合内窝孔大豆精密排种器由排种器壳体（其上开有进种口、投种口和卸种槽）见图3.1。孔轮，内护种板等组成。在内窝孔轮上均布有圆形充填孔和阶梯形内窝定量孔，见图3.2。图3.1 组合内窝孔大豆精密排种器的结构该排种器的工作过程为（参见图3.3）：种箱内的种子由进种口进入排种器内腔，随着内窝孔轮的转动，数粒种子在重力的作用下进入充填孔（一次充种）。随之其中一粒种子在摩擦力和重力的作用下，由充填孔进入内窝定量孔（二次充种）。
18、内窝孔轮继续转动，当充填孔进入清种区时，多余种子在重力作用下落回排种器内腔，而保持在内窝定量孔中的一粒种子随内窝孔轮继续转动并进入护种区，直到投种口时被投出，至此完成排种过程。为避免投种时夹种，在投种口处开有卸种槽。图3.2 充填孔和阶梯形内窝定量孔的形状及尺寸 图3.3 排种器的工作过程由于该排种器的内窝定量孔采用阶梯形组合内窝孔，因此无论是长扁形种子，还是圆形种子，在平卧或侧立等任一状态下均可进入内窝定量孔，且只能进1粒。设计该排种器的关键是确定充填孔和内窝定量孔的形状及尺寸，以使不同形状和尺寸的大豆种子能在短时间内充入内窝定量孔，并精确定量。3.2 播种轮直径和鸭嘴数量的确定3.2.1
19、考虑因素1、满足株距26-28cm株距应达到26-28cm之间，播种轮周围上装的鸭嘴器之间的距离就是株距。所以计算播种轮直径的时候先确定株距。 2、排种器的特点计算播种轮直径的时候主要考虑排种器的排种量特点，就是组合内窝孔精密排种器每转一圈下4粒种子。3、播种机作业速度为24 Km/h，种子从排种器落到导管后靠自身重力落到播种轮内壁，所以轮子旋转的角速度（W）尽量小。利于落种，也就是说播种轮轴径D轮尽量大。3.2.2 播种轮直径计算轮径：D 周长：C株距：S 按26cm计算鸭嘴数目：N则：C=3.14D=NSD=或N=初定D=800mm则 N=9.66取N=10 算 D=828这样对D=828
20、mm的轮子一般工厂都可以加工。而N=10与组合内窝孔精密排种器不同步，这问题可用改变传动比来实现。3.3 本章小结本章从大豆播种机的总体结构出发，确定了排种器的工作原理以及设计方法，同时考虑到大豆播种机的设计因素以及适用范围，最终确定了播种轮的结构设计参数。由于该排种器的内窝定量孔采用阶梯形组合内窝孔，因此无论是长扁形种子，还是圆形种子，在平卧或侧立等任一状态下均可进入内窝定量孔，且只能进1粒，确保了该设计排种的精确定量。 第4章 播种轮和鸭嘴器具体设计4.1 播种轮设计 播种轮设计（如图4.1所示）：轮子上共有20个装鸭嘴的槽，一个播种轮有10个槽，每个槽都安装鸭嘴器。播种轮是播种机的重要的
21、部分之一。对膜的损害程度，磕种子的程度都跟播种轮有很大的关系。 图4.1 播种轮结构图播种轮材质选择：铸铁，能保证加工精度，但板材焊接变形比较大，精度难保证。技术要求：不能有砂眼、气孔等缺陷。 该播种机是大豆播种机，是在大豆进行播种，该播种机在大豆播种后大豆除了播种的位置外不能破坏其他部分的膜。如果破坏其他部分的膜，土壤的水分就会丢失，先铺的膜就不能起保护土壤的作用。尤其是对播种轮的内壁有一定的加工要求。为了保证不出现磕坏种子的情况，播种轮的内壁需要用专用车床加工，因为铸出来的播种轮内壁不能保证精度，所以必须用专用车床加工，保证内壁的弧度和精度。因为种子从排种器下来之后通过导管落到播种轮的内壁
22、。种子落到内壁之后在内壁上面移动，当移动到鸭嘴口的时候掉进鸭嘴。为了保证种子准确地落到内壁，导管是帖着内壁。从种子落到内壁开始到掉进鸭嘴的这段时间是导管推动种子移动，所以播种轮的内壁不够圆或粗糙的话，种子在落到内壁开始掉进鸭嘴的这段时间会出现种子被导管和内壁磕坏的现象。播种过程出现缺种子和多种子的原因是种子落到内壁后都有一定的反弹力。点1位置 点2位置第一段 第二段图4.2 种子落点示意图如图4.2所示当种子落到第一点为点1时种子落到内壁后有反弹力，反弹力的作用下种子有可能跳过鸭嘴第一段到第二段。因为种子的形状和大小不一样及外部因素的影响，种子落到内壁后受的反弹力的大小不一样，所以下一个种子落
23、到内壁后没跳过第二段而在第二段内等鸭嘴。这种情况就会出现第一段缺种子，第二段多种子的现象。解决这种现象应把种子落到内壁的第一点调到图上2点位置。这样的话种子落到内壁后很难跳过鸭嘴到第二段。调种子落到内壁的第1点的调整方法是调连接排种器的齿轮。还需要把导管设计成有一定的弧度，这样可以减少种子下落的速度，从而能减小种子落到内壁后的反弹力。连接筒作用是连接两个播种轮。其材料是钢板3/Q235，焊接的部分应磨平。防止焊接部分刮破膜。4.2 鸭嘴器设计4.2.1 鸭嘴器结构设计大豆播种的时候鸭嘴器在大豆开口，然后鸭嘴器的嘴逐渐张开，开始拨开附近的土，当鸭嘴器埋到最深的时候鸭嘴器的嘴张的最大，这时候种子已
24、经埋在土里，然后鸭嘴器的嘴逐渐开始闭上，同时出土。图4.3为鸭嘴器结构图：1-杆套 2-鸭嘴母 3-鸭嘴公 4-促张杆图4.3 鸭嘴器结构图鸭嘴器主要由杆套，促张杆，鸭嘴母，鸭嘴公组成。杆套的材料：圆钢12/Q235鸭嘴母的材料：钢板3/Q235鸭嘴公的材料：钢板2/Q235促张杆的材料：圆钢10/Q235鸭嘴器是固定在播种轮周边的槽上，播种轮转动的时候鸭嘴器也一起转动，播种机机架底部有弧形的铁杆，当播种轮转到鸭嘴器开始在大豆打孔位置的时候，鸭嘴器的杆套与弧形铁杆接触。铁杆有一定的弧度，而且中间弧度最大，所以鸭嘴器到弧形铁杆中间的时候张开的最大。为了减小鸭嘴器的促张杆和弧形铁杆的摩擦力，在促张
25、杆与弧形铁杆接触的位置加杆套。杆套作用是减小摩擦力，减少鸭嘴器和弧形铁杆接触时发出的噪音，减少促张杆和弧形铁杆的磨损，减少能量损失。促张杆与鸭嘴公联接，鸭嘴母与播种轮联接，鸭嘴母与鸭嘴公的联接处要加弹簧，便于鸭嘴器出土时自动闭上，鸭嘴母固定在播种轮，所以鸭嘴器张开时，促张杆受弧形铁杆力（图上箭头方向的力），张开的是与促张杆联接的鸭嘴公。鸭嘴器的长度要满足播深要求，所以鸭嘴器入土部分的长度应达到7-10cm鸭嘴公与鸭嘴母的基本尺寸如图4.4： 鸭嘴母 鸭嘴公图4.4鸭嘴公与鸭嘴母结构尺寸图鸭嘴器入土的部分长度是10cm，就保证满足播深要求。铺膜后的土是松土，所以鸭嘴器入土部分受的力不大。鸭嘴母的
26、材料是钢板3/Q235，鸭嘴公的材料是钢板2/Q235，所以不需要对鸭嘴器进行受力分析。4.2.2 鸭嘴器的运动分析 1、穴孔的形成过程及其分析若成穴轮作纯滚动，则其轮缘上各点的运动轨迹为一摆线，因鸭嘴是安装在成穴轮外的锥体上，其上各点的运动轨迹为余摆线。若考虑滑移，则鸭嘴上的各点轨迹因滑移量s不同而变化（s =- 2n，成穴轮转N圈时实际通过的距离），图4.5是在0s2H时鸭嘴形成的轨迹轮廓。在穴孔形成过程中，鸭嘴后面AB的作用是：当0s2H时，在入土过程中形成穴孔的左上方轮廓和右下方轮廓，出土过程中形成左下方轮廓。鸭嘴前面AC的作用是：当0s2H时，在出土后期挤压土壤，并延续至出土结束，形
27、成穴孔右上方轮廓。图4.5 鸭嘴的轨迹图2、穴孔的轮廓图4.6 孔穴形成过程由穴孔形成过程可知，通常穴孔轮廓由三段曲线组成，即图4.6中的ab，bc，cd。取如图4.6所示的坐标系，穴底为坐标原点O。bc段为鸭嘴尖点A的轨迹，方程为： （4.1）cd段由鸭嘴前面AC在出土过程中形成，方程为： （4.2）ab段由鸭嘴后面AB在入土过程中形成，方程为： （4.3）式（4.1）、（4.2）、（4.3）是在滑移量0s81010121217172222303038键宽b键高h223344556687108轴的直径d键宽b键高h445050585865657575858595951002816149161
28、01811201222142514键的长度系列L6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180， 200，220，250，。5.4.2 键联接的强度校核本设计对扭矩较大的播种轮轴的校核即可失效形式：压溃（键、轴、毂中较弱者静联接） 磨损（动连接） 键的剪断（较少）1、 已知参数：轴径d30mm，齿轮轮毂宽度为22mm扭矩T=674Nm，载荷有轻微冲击轴、键和齿轮的材料均为采用45钢2、假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为： （5.2）导向平键联接和滑键联接的强度
29、条件为： （5.3）式中：T传递的转矩（T=FyFd/2），单位为Nm；k键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度，单位为mm；l键的工作长度，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单圆头平键l=L-，L- 键的长度，b为键的宽度，单位均为mm；d轴的直径，单位为mm；键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为Mpa；p 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力，单位为Mpa；表5.3键联接的许用挤压应力和许用压强（Mpa）联接方式连接中较弱零件的材料静载荷轻度冲击载荷冲击载荷静联接时许用挤压应力p钢1251501001206090铸铁708050603045动连接时许用压强p钢504030注：如与键有
