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1、小麦穴播机设计说明书目 录1、引言12、总体方案的确定23、总体设计43.1 小麦穴播机驱动形式43.2机具工作原理43.3总体配置54、关键参数的确定和关键结构的选择与设计64.1滚轮关键参数的确定64.1.1穴播农艺要求分析64.1.1.1穴距要求64.1.1.2播种深度的要求74.1.2穴播器参数确定74.1.2.1滚筒半径74.1.2.2成穴器数目74.1.2.3鸭嘴管长84.1.2.4滚筒宽度84.2成穴器的设计84.2.1成穴器类型的选择84.2.2鸭嘴形状的选择114.2.3活动门开启机构的分析选择114.2.3.1活动门开启机构的选择114.2.3.2四杆机构位置的分析144.
2、2.3.3压力角和传动角154.2.4凸轮关键参数的确定174.3凸轮与轴的连接设计224.3.1凸轮与轴的连接224.3.2键的选择及强度计算224.3.2.1.选择键的类型和尺寸224.3.2.2.校核键连接的强度224.4排种器的选择和调节224.4.1排钟器的选择224.4.2 排种器的调节装置的设计235、心得体会24参考文献26致谢28小麦穴播机设计说明书 摘要：机械化保护性耕作是一项实现北方旱作农业可持续发展的综合的农业生态工程技术。机械化保护性耕作技术应用和推广的关键是免耕播种机的研制。目前，免耕播种机研制中存在的核心问题是免耕播种机的堵塞问题。尽管我国农机专家在免耕播种机的研
3、制中取得了一定的成绩，采用的排堵方法和防堵装置类型各异，但都未能从根本上解决这一问题。本设计正是从这一问题出发，将播种机的条播改为穴播，改变土壤工作部件的工作方式(由开沟器的平动转为穴播器的转动)，以解决堵塞问题。汲取近年来穴播机在覆膜种植方面的经验，对现有机型进行优化和改进，以适应免耕地况的要求。为此，设计出人力学穴播机以更好的适应农户的要求。为保证活动嘴启闭机构适应不同地况，研究并设计了一种凸轮摇杆式强制开启机构。结合穴播轮工作特点，选择盒式取种器，研制了与之配套的播量调节装置，满足不同用户不同播量的要求，提高了分种、充种效率。最后，分析研究了成穴器工作机理，确定关键的工作参数。关键词：小
4、麦穴播机；穴播机驱动；穴播机配置；成穴器；排种器1、引言机械化保护性耕作是一项实现北方旱作农业可持续发展的综合的农业生态工程技术。由于机械化保护性耕作技术的推广应用使得人们对农业播种机具的性能有了新的要求，而对传统穴播器的优化改进和新型穴播器的研制也正是对这种新要求的体现。机械化保护性耕作技术应用和推广的关键是免耕播种机的研制。目前，免耕播种机研制中存在的核心问题是免耕播种机的堵塞问题。尽管我国农机专家在免耕播种机的研制中取得了一定的成绩，采用的排堵方法和防堵装置类型各异，但都未能从根本上解决这一问题。本设计正是从这一问题出发，将播种机的条播改为穴播，改变土壤工作部件的工作方式(由开沟器的平动
5、转为穴播器的转动)，以解决堵塞问题。汲取近年来穴播机在覆膜种植方面的经验，对现有机型进行优化和改进，以适应免耕地况的要求。为保证活动嘴启闭机构适应不同地况，研究并设计了一种凸轮摇杆式强制开启机构。结合穴播轮工作特点，选择盒式取种器，改进了盒口结构，研制了与之配套的播量调节装置，满足不同用户不同播量的要求，提高了分种、充种效率。为此我的毕业设计是设计与之相适应的人力小麦穴播机，设计出为上述种植模式相配套服务的一种穴播种植机具。最后，分析研究了取种器工作机理，确定关键的工作参数。2、总体方案的确定在翻阅和查找国内外的相关资料和信息，经过调查分析，我们发现，目前，已有的穴播器一般多采用鸭嘴作为成穴器
6、。成穴器在土壤上成穴的方式直接影响着穴播器的播种频率和播种速度；而成穴器的开启方式却影响了穴播器的播种效率。常见的传统穴播器有：柱塞式（图2.1）和铲斗式（图2.2）两种。柱塞式穴播器成穴机构的工作原理是利用成穴柱塞对土壤挤压而形成穴孔。铲斗式穴播器成穴部件除对土壤进行挤压外还依靠其在土壤上的挖掘作用形成穴孔,我国常用的鸭嘴式穴播器的成穴器即属于此种成穴机构。1.滚轮2.轮盘盖3.轮轴4.凸轮5.成穴器 1.滚轮 2.打穴铲图2.1 柱塞式成穴器 图2.2 铲式成穴器图2.3 所示为我国广泛应用的鸭嘴式穴播器机构简图。在滚筒上焊接有固定鸭嘴，活动鸭嘴则通过销与固定鸭嘴铰接，活动鸭嘴与翼板焊接连
7、在一起，翼板通过弹簧与穴播轮连接在一起,如（图2.4）所示。当穴播轮如（图2.3）放置时，随着轮体向前逆时针转动，鸭嘴逐渐接近地面并扎向耕作层至预定播种深度，通过对土壤逐步挤压和挖掘形成一定的孔穴。继而，翼板在土壤支撑反力作用下，迫使弹簧在渐渐被压缩的同时，带动鸭嘴活门渐渐打开。借助活门的不断开启，穴孔最终成形，鸭嘴管中的种子同时投入穴孔中。随着穴播轮的继续滚动，鸭嘴管逐渐拔出穴孔，借助孔口部分土壤的塌陷实现初步盖种，使种子得以定位。同时，翼板前部随之扒土至孔，使种穴进一步得以覆盖。随着穴播轮的不断滚动，一定穴距的播种工艺流程连续不断得以实现。1.回位弹簧2.活动嘴3.固定嘴图2.3 鸭嘴式成
8、穴器图2.4 鸭嘴式成穴器实体图鸭嘴式穴播器开启机构所运用的是压板式（图2.3）所示，这种开启机构结构简单，极易实现，但通用性不好，存在着很多弊端。首先，鸭嘴式穴播器的开启机构完全是依靠着翼板对土壤挤压进而使活动嘴打开，以便完成投种，但这种开启方式对土壤的扰动较大。其次，依靠这种开启机构的穴播轮只能在土壤强度适宜且能够使活动嘴打开的农田间工作，穴播器一旦进入松软的土壤，开启机构就会由于支撑强度不够而失效；再者，由于地况的不同，当农田土壤潮湿或是田间杂草丛生时，就会有大量的湿润土壤粘接到翼板与复位弹簧之间，或是杂草缠结在复位弹簧上，复位弹簧收缩失效使得穴播器开启机构失灵。正是由于鸭嘴式穴播器开启
9、机构存在的许多弊端和缺陷使得其在田间作业时产生了空穴，降低了穴播器的播种效率，不利于机械化保护性耕作技术的实施和该种穴播器的推广。为此，在此小麦穴播机设计中，参照凸轮、曲柄连杆机构原理和已有的穴播机模型设计出凸轮曲柄连杆机构开启鸭嘴，并采用盒式取种器完成此次小麦穴播机的设计。3、总体设计3.1 小麦穴播机驱动形式我国目前农村实行的土地家庭承包，基本上各家各户种植面积都不大，地块普遍较小，尤其像甘肃省古浪，天水地区多为山地梯田，比较适合于较小型的作业机具进行耕作，因此本机的机型当与此相适应才较为恰当。经过外出参观实习和考察，所以，对此穴播机的动力本人采用人力式推动。3.2机具工作原理机具外形如图
10、3.1，为解决成穴器入土和活动嘴开启，成穴器的活动嘴采用强制式。主轴2与凸轮3通过键连接，顶杆4固定在轮体上，顶杆4与连杆5通过销链接，连杆5与摇杆6也通过销链接，摇杆6与活动鸭嘴8铰接固定，从而构成了曲柄连杆机构。穴播机行进时，主轴驱动凸轮机构，而凸轮驱动曲柄连杆机构完成鸭嘴的开启。如图3.1，穴播轮工作时，成穴器(包括活动鸭嘴6和固定嘴9)、连杆5、顶杆4随轮一齐转动，顶杆滑动到凸轮外缘点，将受到凸轮作用力，顶杆通过支点带动连杆，从而强制打开活动嘴完成投种。顶杆继续沿凸轮轮缘转动，转过一定角度(即凸轮的回程运动角)后，顶杆受回位簧7的作用，恢复到原来的位置，活动嘴闭合。图3.1 1.手柄
11、2.主轴 3.凸轮 4.顶杆 5.连杆 6.摇杆7.回位弹簧 8.活动鸭嘴 9.固定嘴3.3总体配置 此人力小麦穴播机总体配置如图3.2.1.手柄 2.机体 3.曲柄连杆机构 4.凸轮机构 5.播种机构 6.主轴 7.前端盖 8.后端盖 9取种机构图3.2 人力小麦穴播机结构示意图全机主要有手柄、机体、驱动机构（包括曲柄连杆机构和凸轮机构）、播种机构、主轴、前端盖、后端盖和取种机构等系统组成。4、关键参数的确定和关键结构的选择与设计4.1滚轮关键参数的确定4.1.1穴播农艺要求分析4.1.1.1穴距要求在免耕地上工作，穴播机不仅要完成入土、成穴、投种等工作，还要满足农艺要求。此次设计的穴播机主
12、要播小麦。穴播小麦的株距与每穴粒数存在着互相影响、互相制约的关系。在亩播量相同的情况下，每穴播种数太多或太少均不利于个体及群休的协调发展，从每穴总茎数变化及最终成技数及产量结构、干物质产量等因素综合考察，株距为35mm，行距为20cm，每穴播种12粒时产量最高。如图4.1。图4.1 甘谷模式穴播种植4.1.1.2播种深度的要求种子覆土深度对小麦出苗、生长和越冬有很大的关系。小麦苗在深播的条件下，根间伸长，不仅出苗晚，而且幼苗细弱，叶片细长，分孽发生晚而少。但播种较浅，种子易落在干土上，影响出苗，且分桑界限不利于安全越冬。小麦的适宜播种深度，应从防早、抗旱、促早苗和壮苗等方面考虑。北方冬麦区气候
13、干燥、冬季寒冷，播种宜深些，一般35cm为宜桑正中主编.农业机械学M.机械工业出版社.1988.6 。4.1.2穴播器参数确定4.1.2.1滚筒半径滚筒半径是个重要的参数滚筒在工作过程中滚动前进滚筒转速过高对充种、清种、投种都不利。所以为了使穴播器有较高的理想工作速度，滚筒R取值应大些，同时，滚筒结构尺寸相应加大，增加了整机重量，有利于穴播器在免耕地上的入土。但R过大，在穴距一定的情况下，成穴器数目相应的增多,播种机制造费用也就增加。因此，R的取值范围一般在180-270mm之间，具体尺寸还要考虑到播种作物株距和成穴器数目黄仕策，张学军.棉田作业机械M.新疆:新疆大学出版社，1993. 。4.
14、1.2.2成穴器数目滚筒式穴播器工作时，在成穴器入土过程中滚动半径瞬时变化，经试验检验，播种作物的株距t为成穴器顶圆的节距，即 （4-1）式中式中H一鸭嘴长度，Z一成穴器数目。一般来说，播种作物的播深和株距是根据农艺要求确定的，所以R和Z应综合确定，将式(4-1)变换得 （4-2）由上所述可知，小麦穴播时，穴距t=35mm最佳，是因为玉米产量与播种密度有极大关系。免耕地的地温要比普通裸露地低一点，水分也要高，所以小麦播种深度为35cm可满足农艺要求，鸭嘴管长度取7cm。取穴播轮半径R取为270mm，将确定数据代入式(4-2)得Z=64.1.2.3鸭嘴管长根据农艺要求，穴播深为35cm，取4cm
15、。由于鸭嘴根部与轮缘内的距离为3cm，则鸭嘴管长度为:H=3+4=7 (cm)4.1.2.4滚筒宽度穴播器的另一个关键参数是轮体宽度B。有关资料表明，具有垂直侧壁的播种轮轮缘越宽，即取种护种器的取种口离轮体侧壁越远，种子囊入性能愈差张屏波，精密播种技术的发展道路J，国外农机，1984.11984.2 。反之，其轮缘越窄，取种口离轮体侧壁越近，种子的囊入性能愈高。因此，兼顾轮体上其它部件的配置，取轮体宽度B为120mm。4.2成穴器的设计4.2.1成穴器类型的选择目前已有的穴播器，根据结构大致可分为滚轮式和直插式。滚轮式穴播器根据成穴部件又可分为鸭嘴式、活塞式陈晓光.直插式播种机的研究J.农业工
16、程学报.1993.9(3):6670 、铲式。为了解决机械化覆膜种植中普遍存在的种穴与膜孔错位、成穴器撕膜、挑膜等问题，近几年人们进行了多种插播成穴器的理论探讨和应用研究，从理论上又提出了多种直插式成穴器:凸轮导板式(图4.2)、双凸轮式(图4.3)、分置双凸轮式(图4.4)、凸轮一曲柄式(图4.5)等。直插式播种，就是使种子通过垂直入土并垂直出土的工作部件一成穴器，直接进入土壤的合适位置。实现垂直入土、垂直出土，必须保证成穴器沿前进方向的绝对速度为零。所以，直插式穴播器所掘的穴孔较小、穴距稳定且易实现正位投种。但从图示的几种常见的类型来看，直插式成穴器普遍结构复杂、尺寸大、不紧凑;从成穴器实
17、现垂直插入的原理来看，在设计时使得凸轮轮廓曲线或导板轨迹所控制的成穴器的速度，与播种机的前进速度相等，这就要求播种机组工作时前进的速度控制在某一确定值，相应的也就增加了驾驶难度。滚轮式穴播器工作时，成穴器随滚轮依次插入土中，并轧挤出一定深度的穴坑。结构简单，容易实现，但成穴器入土、活动门开启是这类穴播器突出存在的问题。1.穴杆2.凸轮3.导板.4推杆 1.凸轮.2推杆3.成穴杆.4连杆5.曲柄图4.2 凸轮导板式成穴器示意图 图4.4 凸轮一曲柄连杆式成穴器示意图1.竖直方向凸轮2.水平方向凸轮 1.水平方向凸轮.2垂直方向凸轮3.水平方向推杆4.垂直方向推杆 3水平方向推杆4.成穴杆5.成穴
18、杆图4.3 双凸轮式成穴器示意图 图4.5 分置双凸轮式成穴器示意图只要改进滚轮式穴播器的结构，克服缺点，容易满足免耕覆盖地的特殊要求。但就在免耕地上入土成穴而言，鸭嘴、柱塞式穴播器要优于铲式。铲式成穴器的打穴铲为中空的四棱锥体(如图4.6所示)，成穴器轮盘与打穴铲所构成的铲轮，在播种机机架上安装的位置与垂直平面(与播种方向夹角为Y)的夹角为p，在水平面内与播种机播种前进方向的夹角为Y。成穴器铲轮沿播种方向滚动前进时，打穴铲可以穿过地面覆盖的秸秆、杂草进入土壤，并在土壤上形成空穴。而鸭嘴、柱塞式穴播器的成穴部件径向分布在滚轮上(如图4.7所示)，并在滚轮的带动下，在播种方向的平面内做摆线运动。
19、在成穴器运动到最低点时，柱塞内腔顶杆或鸭嘴上配置的压板将活门打开，完成投种。 1.滚轮2.打穴铲 1.滚轮2.轮盘盖3.轮轴4.凸轮5.成穴器总成图4.6 铲式成穴器 图4.7 柱塞式成穴器 较柱塞式穴播器，不论从结构还是从原理上来说，鸭嘴式(如图4.8)要好一些。但它只要陷入松软或潮湿的土壤内，开启机构就失灵;在较硬的土壤上工作，成穴器入土、开启困难。所以要适应免耕地，须对传统的鸭嘴式穴播轮结构加以改进和优化。1.回位弹簧2.活动嘴3.固定嘴图4.8 鸭嘴式成穴器4.2.2鸭嘴形状的选择如图4.9和4.10所示，常见的鸭嘴形状有楔形和锥形两种，它们都有活动嘴和固定嘴构成。由于锥形鸭嘴结构简单
20、，制作方便，适合此次小麦穴播机的计要求。所以，此穴播机的鸭嘴设计采用锥形鸭嘴。 图图4.9 楔形鸭嘴 图4.10 锥形鸭嘴4.2.3活动门开启机构的分析选择4.2.3.1活动门开启机构的选择活动门开启机构中最常见的是压板式(如图4.14所示)，固定嘴焊接在穴播轮上，活动嘴经过销与固定嘴铰接，回位弹簧固定在轮缘与活动嘴间，使活动嘴处于常闭状态。工作时，穴播轮在地面上向前滚动，成穴器随之而入土.，当压板接触地面时，克服土壤和弹簧的阻力将活动嘴打开，完成投种。穴播轮继续滚动，鸭嘴出土，回位弹簧将活动嘴关闭，这样周而复始，实现穴播。这种开启机构结构简单，极易实现，但通用性不好，如前所述，一旦陷入松软或
21、潮湿的土壤内，开启机构就失灵。如图4.15所示，是一种冲孔式免耕穴播机所用开启机构，挡板固定滑道式开启机构。启闭控制轮12在挡板关闭滑道15下面和挡板开启滑道13上面滑动，从而带动滑动挡板上下运动，实现活动门开启蒋金琳，宋殿香，王延耀.冲孔式免耕播种机的研究J.山东农机，1994，02:5-6 。这种开启机构结构新颖、简单，但开穴器带动种子而应起的错位等问题明显，且不易解决。还有其它一些开启机构，或是结构复杂，或是通用性不好，因此没被广泛采用。结合免耕地的特点，汲取其它开启机构的优点，研制一种开启机构凸轮一平面四杆式开启机构。图4.14 压板式开启机构1.动盘2.轴承座3.轴4.主动链轮5.链
22、条6.被动链轮.7排种器8.导种管.9接种斗or.滑动挡板11.成穴器12.启闭控制轮13.挡板开启滑道14，定盘15.挡板关闭滑道图4.15 固定滑道开启机构通常在免耕地覆有一定量的秸秆、杂草，避免杂草缠绕应是设计注意的一方面。再者，从实地工作中发现，在潮湿土壤工作时，成穴器固定嘴和活动嘴之间的空隙中夹土不能及时排除是影响开启机构失灵的重要因素。所以，设计中要注意:开启机构外部结构要简单，避免固定嘴和活动嘴间的空隙。如图4.16，成穴器开启机构由凸轮和平面四杆机构构成。穴播轮作业时，凸轮固定在轮轴上，平面四杆机构随轮盘绕轮轴逆时针转动，转过合适角度后，凸轮2顶起摇杆3，摇杆带动连杆4，活动嘴
23、5随连杆打开。凸轮与平面四杆机构的配合设计至关重要。容易看出，平面四杆机构用4个低副把3个活动构件连接起来，所以，四杆机构的自由度F郑文纬，吴克坚主编.机械原理(第七版) M.北京:高等教育出版社，1997，7 为:此机构的自由度等于1，应当有一个原动件，很明显，构建3为原动件。由图4.16可见，构件3每转过一定角度，从动件4、5便有一个确定的相应位置，因此机构运动是确定的。设计的目的就是构件3转一定角度后，使鸭嘴5打开，故此机构满足设计要求。1.轮轴2.凸轮3.构件4.连杆5.活动嘴6.回位弹簧图4.16 凸轮一平面四杆式开启机构示意图从图中可以看出，平面四杆机构的结构尺寸和活动嘴的预定开轮
24、廓的设计。平面四杆机构又有曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆几种类型，几种类型的运动方式，都能满足设计要求。但从整个穴播轮结构、尺寸以及配合上分析，曲柄摇杆和双摇杆要优于双曲柄，因为受整个穴播轮尺寸的限制，连杆在这儿不能做得很长，所以由整转副的充要条件(即组成该转动副的两个构件中必有一个构建为最短构件，且四个构件的长度满足杆长之和：最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件之和)判断，双摇杆机构更适合于设计要求。至于构件AB，AO与OB比例应调节适中，AO较大，有利于活动门的开启，但过大不利于回位弹簧的作用，一般AO取为l/3的AB。4.2.3.2四杆机构位置的分析现对铰链四杆机构的位置做以分析，将
25、铰链四杆机构看作一个封闭矢量多边四边形，如图4.17所示。若以、分别表示各构件的矢量，该机构的封闭矢量方程式为以复数形式表示为规定角中应以x轴的正项逆时针度量，设。按欧拉公式展开得该方程的实部和虚部应分别相等，即 （4-3）消去后得 （4-4）图4.17 四杆机构位置分析式中系数又因代入式(4-4)的关于)的一元二次方程式，由此解出 （4-5）式(4-4)中有两个值，它说明在满足相同的杆长条件下，该机构有两种装配方案，一根号前为“+”号的值适用于图示机构口位置的装配，根号前为“一”号的值适用于图示机构位置的装配。所以，得知应该取后一种情况。则构件2的角位移可按式(4-3)求得4.2.3.3压力
26、角和传动角再如图4.18所示的平面四杆机构中，若不考虑构件的重力、惯性力以及运动副中摩擦力等的影响，很明显，摇杆3为原动件，通过连杆2作用于从件1上的力F沿CB方向，此力的方向与力的作用点B的速度方向之间的夹角用表示。将F分解为沿方向的切向力和垂直于的法向力Fn，其中为驱使从动件运动并作功的有效分力，而不作功，仅增加转动副O中的径向压力。因此在F大小一定的情况下，分力Ft愈大也即愈小对机构工作愈有利，称为压力角，它反映力的有效利用程度。压力角的余角称为传动角，愈大对机构工作愈有利。由于传动角有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小，故平面连杆机构的设计中常采用来衡量机构。当机构转动时，
27、其传动角的大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使。为此，需要确定是机构的位置，并检验得知是否不小于上述许用值。图4.18 压力角和传动角若连杆2与从动件1的夹角为，其可能取值范围为。显然，当时，;当时，。若角的极限值为和，则最小传动角与或有着确定关系。在这个机构中，和出现在摇杆1和3与机架共线的位置，其值为(设=a，CB=b，BO=c，=d)故即四杆机构的死点位置，出现在传动角为零处。此机构的死点位置，决定于连杆能否运动至与转动从动件(摇杆)共线。很明显，工作过程中，活动嘴的最大转角不会很大，如图4.17所示，所以，该机构的死点位置不会影响正常传动。4.2.4凸轮关键参数的确定凸轮
28、的轮廓形状取决于从动件的运动规律。因此在设计凸轮轮廓之前，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律。设活动嘴长度为力，预定开度为d(主要由种子尺寸决定)，则活动嘴转过的角度为实际上，满足投种要求的同时，又要使活动嘴不扰乱投种，一般将取得大些。由前所述可知，摇杆3转过的角度为其中则，凸轮从动件摇杆的行程为式中，为摇杆与凸轮触点和回转中心之间的距离。凸轮转角与从动件摆角之间的关系决定着凸轮形状的设计。如图4.19所示，为了尽可能避免活动嘴对土壤的扰动，减小活动嘴的工作阻力，活动嘴的运动轨迹应包络在固定嘴的运动轨迹之内。活动嘴从B点开始打开，当固定嘴运动到某点A时，活动嘴完全打开，则活动嘴转过的角度为
29、。很明显，工作过程中活动嘴不但要在凸轮机构作用下打开，而且还要随固定嘴运动，所以，活动嘴的轨迹不是一段规则的曲线。在求解固定嘴转角过程中，仅考虑活动嘴和固定嘴间的相对运动，因为活动嘴与固定嘴有相同的前进速度。如图4.20所示，当固定嘴和活动嘴与轮体转动到,活动嘴开始打开。活动嘴完全打开，设其转过的角度为，固定嘴转过的角度为。为了便于计算，设轮轴到固定嘴顶端的距离为，活动嘴长度为a,则在三角形中 那么 （46）也就是说，凸轮转过角，活动嘴转过角，推程运动角为。 1.固定嘴 2.成穴器轨迹 3.活动嘴轨迹 4.活动嘴 5.轮体 图4.19 投种示意图 图4.20 活动嘴转角 活动嘴完全打开，完成投
30、种作业后，应保持一定转角后开始闭合，这个角就是凸轮的远休止角。如图4.21所示，如果活动嘴滞后合适的角度闭合，就会避免对已播种子的扰动，从而保证投种精确。所以，至少等到活动嘴完全出土后再开始闭合。设从开始打开到活动嘴完全出土穴播轮转过的角度为，而固定嘴转到最低位置转过的角度为，其它参数的设定与前面相同，在中那么 则凸轮远休止角 其中，的取值一般较小，有些穴播机甚至把它的值取为0，所以在设计中，可以将忽略，故。而在这个过程中，活动嘴的转角应为。图4.21活动嘴滞后角活动嘴出土后，在凸轮和回位弹簧的作用下开始闭合。活动嘴完全闭合后，穴播轮的转角也就是凸轮的回程运动角。此机型采用的是盒式排种器，从盒
31、式排种器的工作原理中可知，对的要求不是太严格，一般在护种区前闭合。也就是要求在这个过程中，活动嘴的转角应为。相应地，可以确定出凸轮的近休止角容易看出，在凸轮远休止角和近休止角间，活动嘴的转角为；在回程运动角间，凸轮的转角为，由公式(4一6)可以求出从动件摇杆3转过的角度。明显地，在这儿用到的是摆动从动件盘形凸轮机构。如图4.22所示，基圆半径、从动件长度l、中心距a和从动件运动规律均己确定。以凸轮回转中心O圆点、OA为x轴正向建立右手直角坐标系。为使计算公式统一，引入凸轮转向系数和从动件推程摆动方向系数，并规定：当凸轮转向为顺时针时，逆时针时；从动件推程摆动方向为顺时针时，逆时针时。当凸轮自初
32、始位置转过角，从动件端点由到达。根据反转法原理，将点沿凸轮回转相反方向绕原点转过角，便可得到凸轮理论轮廓曲线上对应的点B，其坐标为即 （4-7）上式即为凸轮理论轮廓曲线的直角坐标参数方程。式中在式(4一7)中，a、l、均为常数，显然，x和y是凸轮转角的函数。图4.22凸轮曲线的确定4.3凸轮与轴的连接设计4.3.1凸轮与轴的连接 由于此次设计的动力是有人所施加，而后转变为穴播机的绕轴转动而在地面行进播种。这就涉及到凸轮与轴的连接问题，所以此次设计对于轴与凸轮的连接采用键连接。4.3.2键的选择及强度计算4.3.2.1.选择键的类型和尺寸由于凸轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）。根据轴的直径d
33、=30mm由机械零件手册查得键的截面尺寸为：宽度b=8mm,高度h=7mm。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=16mm。4.3.2.2.校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由机械零件手册查得许拥挤压应力a，取其平均值，=110MPa。键的工作长度l=L-b=16-8=8mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5x7mm=3.5mm。所以：（合适）键的标记为：键 8X7 GB/T 1096-1979。4.4排种器的选择和调节4.4.1排钟器的选择点播排种器有单粒排种或将几粒种子成簇地间隙排出等多种形式，是一种精密排种器。这类排种器所采用的原理基本有两类，一类是根据种子粒型，用型
34、空将种子从种箱中分离出来并排列整齐，然后播下；另一类是用气力将种子从种子箱中分离出来，按粒吸附并排列在排种器上，然后播出。气力式排种器一般通用性好;对种子尺寸及形状要求不严，不需对种子严格安尺寸分级:可提高播种速度。但是，排种器的结构较复杂，且容易磨损:风机的能耗较大。从滚轮式穴播机结构配合上说，前一类更适合，所以在此设计中采用盒式排种器。盒式排种器(即排种盒)结构如图4.23所示。这种排种器结构简单，制造容易，但单粒率不够稳定，当作业速度达到某一值时，漏播率增加，实现精量播种难度大。但由于本穴播机为人力穴播机，所以不用考虑作业速度太高而对它产生影响，所以此穴播机选用盒式排种器。在盒式排种器中
35、，分种盒与穴播轮体壳构成种子室，分种盒的侧孔与排种口错开。工作时，分种盒随轮体一起转动，在充种区内，种子从分种盒的侧孔进入种子室;进一步转动，多余的种子从种子室落入种箱:最后，当分种盒随穴播轮转到一个较低点时，种子从排种口进入导种管，完成投种。图4.23 分种盒4.4.2 排种器的调节装置的设计由于盒式排种器两侧的取种口大小固定，所以每次排出的种子数量都在一个固定的范围内，故而不能调节出种数量。这就成为盒式排种器的一个很大缺点，造成盒式排种器对不同种类种子的适应性降低，使用性和广泛性也降低。为解决上述问题，我通过出外实习观察和学习查阅资料，在老师的帮助下，通过多次实验研究终于解决了这个问题。我
36、通过对盒式排种器的观察研究，制作了相应的排种播量调节装置，如图4.24。此播量调节装置结构简单，制作容易，但调节有点空难，需要打开穴播机进行一一滑动调节。图4.24 播量调节装置5、心得体会 毕业设计是高等学校本科教学计划中非常重要的组成部分，是对学生在大学期间所学的专业基础知识、研究能力、自学能力、创新能力及其他综合能力的检验，是教学计划中最后一个综合性实践教学环节，也是高校开展综合素质教育和创新能力培养的重要途径。巩固和加强学生对多元学科理论、基础知识与技能的综合应用能力的训练，培养学生创新意识、创新能力和科学研究能力，培养其严谨、求实的治学态度和刻苦钻研、勇于探索的精神。通过对本毕业设计
37、的完成，我觉得有以下收获：1系统地了解了做毕业设计和论文撰写的具体步骤，从构思到动手，由抽象到具体，无不需要按部就班，反复修改，条理清楚，思路清晰，循序渐进；2明确了撰写论文的具体内容，中英文摘要、关键字、正文、参考文献，同时也清楚了发表论文应具有的格式；3由于是做设计，从而使自己在很多问题上得到了独立思考的机会，不再是以前的那样去理解老师的思想，而是站在自己的立场上考虑该如何把自己事情讲述的清楚；4在制图的过程中，对已学制图规则和标准知识进行了复习和巩固；5. 通过该毕业设计，使自己对机械绘图有了更广、更深的理解，比如说对焊接技术在绘图中的表达等；6. 经过这几个月的独立学习和思考，使自己在
38、许多方面都有了不小收获，更加地丰富了自己的知识，最主要的是自己学会了如何单独思考、处世，关键是掌握了怎样学习的方法。参考文献Error! Reference source not found.7周开勤.机械零件手册M.北京：高等教育出版社,2005,48N.M.潘诺夫.土壤耕作机械的理论和计算M.北京：中国农业机械出版社,1997，49西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006，510马成林，李成华，于海业，HK.Kormer.铲式成穴器成穴性能的试验研究J.农业机械学报，1999，30(2)11吴宗泽.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版
39、社,199912王军.机械设计基础课程设计M.科学出版社,200613哈尔滨工业大学.机械设计课程设计图册M.北京：高等教育出版社,200314孙桓,陈作模.机械原理M。北京：高等教育出版社,200015大连理工大学工程画教研室.机械制图M.北京：高等教育出版社,200016孙伟.打孔式免耕播种机的研究J.甘肃农业大学.2006,0617张学军，杨莹，周岭.滚筒式穴播器的重要参数的选择与确定J.农业机械学报，1998，29:64一6618杨生茂，何贵文.穴播小麦播种方式研究.甘肃科技，1996，S1:4319北京农业工程大学.农学基础(第二版).北京:农业出版社，198820杜兵，王耀发，陈佩
40、芳.旱地小麦免耕施肥播种机的研制.北京农业工程大学学报，1995，15(4):26一3021杜兵.小麦免耕播种机中几个结构参数的设计计算J.中国农业大学学报.1996，1(4):303422杜白石.机械设计课程设计M.西北农林科技大学出版社,200323刘伟. Auto CAD2006M.人民出版社,200624李成华，赵风芹，夏建满等.铲式精密打穴播种机结构参数的设计J.农机化研究,2003，225镇江农业机械学院.农业机械学M.北京:中国农业机械出版社，1981.226马旭，马成林，张守勤.地膜覆盖播种机成穴器的研究J.农业机械学报，1989，20(4):20-2727张学军，杨莹，黄仕策
41、.滚筒式穴播器成穴原理J. 农机化研究，1996，3:353728邱宣怀.机械设计M.高等教育出版社,200329CayrJW.PunehPlantingtocsatblishleUtteenadeotsundeardvesreconditions.AgornomyJounral，1967，59(9/10):40640830SrivastavaAKAnibalME.APunehPlanterofreonsevrationtillgae.ASAEPaPerNo.8l1020，St.JosePh.iehigan，1981.SUMMARY：Mechanized conservation tillag
42、e is a realization of sustainable development in dry farming north of integrated agro-ecological engineering technology. Mechanized conservation tillage technology and the key is to promote the development of no-tillage planter. At present, the existence of no-tillage planter in the development of t
43、he core problem is the congestion problem of no-tillage planter. In spite of agricultural experts in the development of no-tillage planter has made some achievements,requit the-blocking used methods and different types of protective devices, but they can not fundamentally solve the problem. This art
44、icle is starting from this issue will be re-seeder the drilling hole seeding, soil working parts of the work (by the trenchers moving into a hill-drops rotation), to solve the congestion problem. Learned in recent years, hill-drop planter planted in plastic film experience, to optimize existing models and improve to meet the requirements of the status of free land. To this end, the design of mechanical hill-drop planter people to better adapt to the requirements of farmers. Sluicegate mouth in o
