本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 油菜直播機(jī)I目 錄中文摘要及關(guān)鍵詞 I英文摘要及關(guān)鍵詞 .II第 1 章 緒論 .11.1 本課題研究的背景、目的和意義 .11.2 研究的目的和意義 .21.3 國(guó)內(nèi)外直播機(jī)的研究現(xiàn)狀 .21.3.1 國(guó)外機(jī)具研究現(xiàn)狀 21.3.2 國(guó)內(nèi)直播機(jī)研究概況 31.4 課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法 .41.4.1 課題的主要任務(wù) 41.4.2 本課題研究的內(nèi)容 5第 2 章 油菜直播機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .62.1 整機(jī)設(shè)計(jì)總體方案 62.2 油菜直播機(jī)的工作原理 62.3 直播機(jī)主要參數(shù) 7第 3 章 排種器的設(shè)計(jì) .83.1 技術(shù)要求 83.1.1 技術(shù)要求分析 .83.1.2 技術(shù)要求 .83.2 方案分析 83.2.1 現(xiàn)有油菜排種器分析 .83.2.2 新型油菜排種器的設(shè)計(jì)方案的探索 .83.3 結(jié)構(gòu)與工作原理 103.3.1 充種溝式精密排種器的結(jié)構(gòu) .103.3.2 充種溝式精密排種器的工作原理 .113.3.3 充種方式分析 .113.4 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 123.4.1 排種輪直徑、寬度與充種槽個(gè)數(shù)的設(shè)計(jì) .12II3.4.2 種盒的設(shè)計(jì) .123.4.3 清種縫隙與清種片的設(shè)計(jì) .133.4.4 導(dǎo)種槽的設(shè)計(jì) .133.4.5 排種軸的設(shè)計(jì) .13第 4 章 直播機(jī)其它部件設(shè)計(jì) .144.1 拖拉機(jī)的選擇及工作幅寬、直播行數(shù)的確定 144.2 懸掛裝置的選擇 144.3 開(kāi)溝器的設(shè)計(jì) 144.3.1 開(kāi)溝器的選擇 .144.3.2 開(kāi)溝器的布置 .154.4 種箱的設(shè)計(jì) 154.5 機(jī)架設(shè)計(jì) 164.6 接種裝置設(shè)計(jì) 164.7 地輪設(shè)計(jì) 164.8 變速器選擇與傳動(dòng)設(shè)計(jì) 174.8.1 變速器的選擇 .174.8.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì) .174.9 其它部件設(shè)計(jì) 17第 5 章 拖拉機(jī)牽引功率的校核 .18結(jié) 論 .20致 謝 .21參 考 文 獻(xiàn) .22I中文摘要及關(guān)鍵詞隨著我國(guó)油菜科研和產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的發(fā)展，油菜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越高。目前我國(guó)大中型直播機(jī)技術(shù)比較成熟，本文設(shè)計(jì)了一種小型油菜直播機(jī)，該直播機(jī)由拖拉機(jī)牽引，能一次完成施肥，直播，鎮(zhèn)壓作業(yè)。本文對(duì)直播機(jī)的排種器，開(kāi)溝器，鎮(zhèn)壓輪以及覆土器等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)確定了工作部件的關(guān)鍵參數(shù),最后對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，各部件均能滿(mǎn)足要求。關(guān)鍵詞：小型直播機(jī) 直播機(jī)構(gòu) 開(kāi)溝器II英文摘要及關(guān)鍵詞With the development of scientific research and industrial development of canola, rapeseed position in agricultural production is increasing. At present, China and medium-sized live machine technology is relatively mature, we design a small cole Seeder, direct seeding machine towed by the tractor, it can be a complete fertilizer, live, repression operations. In this paper, the key components of live machine Seedmeter, opener, repression and wheel casing and other key parameters were designed to determine the working parts, and finally on the key components of the strength check, the components can meet the requirements.Keywords: Small machine live broadcast mechanism opener1第 1 章 緒論我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還比較落后。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)初就開(kāi)始積極推進(jìn)土地的規(guī)模經(jīng)營(yíng)，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)械力對(duì)人力和畜力的替代，20 世紀(jì) 70年代實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化，進(jìn)入 90 年代后全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)工人的裝備水平已經(jīng)接近或超過(guò)產(chǎn)業(yè)工人。而我國(guó)目前仍實(shí)行以農(nóng)戶(hù)家庭為單位的小規(guī)模經(jīng)營(yíng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械雖有一定程度的推廣和應(yīng)用，但人力、畜力以及傳統(tǒng)的耕作習(xí)慣和耕作方式仍占主導(dǎo)地位。據(jù)國(guó)際年鑒統(tǒng)計(jì)，我國(guó)平均每個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)人口占有耕地面積 0.2 公頃，占世界平均水平的44.1%，占美國(guó)平均水平的0.7%；每千人化肥施用量64.6噸，略高于亞洲平均水平，但僅占世界平均水平的67.5%，占美國(guó)平均水平的1.2%?？茖W(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用雖逐年增加，但應(yīng)用的廣度和深度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在這種形式下，我們要提高我國(guó)農(nóng)業(yè)水平，就要實(shí)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化，但對(duì)于我國(guó)小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)狀，實(shí)施大型直播機(jī)械難度很大。因此本課題設(shè)計(jì)出的小型油菜直播機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率消耗小、體積小等特點(diǎn)，對(duì)推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械化相當(dāng)有利。油菜，又叫油白菜，苦菜，拉丁文名：Brassica campestris L.十字花科、蕓薹屬植物，原產(chǎn)我國(guó)，其莖顏色深綠，幫如白菜，屬十字花科白菜變種，花朵為黃色。農(nóng)藝學(xué)上將植物中種子含油的多個(gè)物種統(tǒng)稱(chēng)油菜。目前油菜主要栽培（品種）類(lèi)型為：白菜型油菜（ Brassica rapa (campestris) L.）， 芥菜型油菜（ Brassica juncea L.） ， 甘藍(lán)型油菜（ Brassica napus L.）。主要分布在安徽、河南、四川等地。油菜營(yíng)養(yǎng)豐富，其中維生素 C 含量很高。油菜一般生長(zhǎng)在氣候相對(duì)濕潤(rùn)的地方，譬如中國(guó)的南方。油菜也有許多用處，比如油菜花在含苞未放的時(shí)候可以食用；油菜花盛開(kāi)時(shí)也是一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)（中國(guó)陜西的漢中市就有一片油菜花觀賞旅游區(qū)）；花朵凋謝后，油菜籽可以榨油。種油菜省時(shí)省工，在農(nóng)時(shí)安排上，油菜從耕翻、播種到管理，通常都在其它作物之后，可調(diào)節(jié)農(nóng)時(shí)，全面安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)低投入高產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益。隨著中國(guó)油菜科研和產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的發(fā)展，油菜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位正在由“救災(zāi)補(bǔ)種”作物轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)民脫貧致富的經(jīng)濟(jì)小作物。1.1 本課題研究的背景、目的和意義糧食是維持人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的最基本的生活資料是最具基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性的物資提高糧2食產(chǎn)量、保障糧食安全是保持國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定、保證國(guó)民健康、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提，也是農(nóng)業(yè)科技工作的首要任務(wù)。機(jī)械化水平是衡量農(nóng)村、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是確保提高農(nóng)村生產(chǎn)力，促進(jìn)更多的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，徹底改變傳統(tǒng)的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)耕作方式的前提和依據(jù)。隨著社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)步伐的不斷加大，中央加大對(duì)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展的支持力度，農(nóng)村的機(jī)械化水平逐年提高。我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入“高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、安全”新階段，從而也引發(fā)了對(duì)提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的強(qiáng)烈要求。1.2 研究的目的和意義油菜在我國(guó)屬于經(jīng)濟(jì)作物，目前大部分地區(qū)都未實(shí)現(xiàn)直播機(jī)械化。小型油菜直播機(jī)同時(shí)考慮到了農(nóng)戶(hù)經(jīng)營(yíng)面積少，作業(yè)地塊小等特點(diǎn)，且功能較多，可一次性完成化肥深施、播種、鎮(zhèn)壓保墑等多道工序，與傳統(tǒng)的耕作方式相比，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，保護(hù)環(huán)境，抑制沙塵暴，增產(chǎn)糧食等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)改變開(kāi)溝器的形狀和安裝形式能有效解決作業(yè)時(shí)的壅堵現(xiàn)象。此外還能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高出苗率、品質(zhì)和產(chǎn)量，降低化肥施用量30%左右；可在平原和丘陵地區(qū)的小平原上作業(yè)。因此有著較高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的推廣前景。1.3 國(guó)內(nèi)外直播機(jī)的研究現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外機(jī)具研究現(xiàn)狀目前國(guó)外對(duì)直播機(jī)具的研究已取得了較大的成就。國(guó)外農(nóng)場(chǎng)的土地面積一般比較大，田間拖拉機(jī)的功率也較大，國(guó)外的直播機(jī)大都以大中型為主，它們基本是多梁牽引式大型直播機(jī)（如圖 2 所示），橫梁多、開(kāi)溝器之間間距大，直播機(jī)又寬又重，一般都是氣力式的，土壤工作部件也做得比較復(fù)雜。但轉(zhuǎn)彎半徑大，需要很長(zhǎng)的地頭，主要用于大面積作業(yè)，與我國(guó)地塊小的實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)。如美國(guó)的 USDA 型、John Deer 型和澳大利亞的 KMC 型等直播機(jī)的性能等都比較優(yōu)良。然而，由于種植方式、土地條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多種因素，國(guó)外的直播機(jī)從其結(jié)構(gòu)和工作性能方面均不能適應(yīng)在我國(guó)土地條件下使用。3圖 2 澳大利亞鋤鏟式直播機(jī)圖美國(guó) John Deere 1590 No-till Drill 設(shè)計(jì)用于普通耕作和保護(hù)性耕作情況下的谷物播種整機(jī)開(kāi)溝器為雙排結(jié)構(gòu)，播種行數(shù)為 16 行。排種(肥)器為外槽輪式，開(kāi)溝器為圓盤(pán)切刀式，為此開(kāi)溝器單體較重，有利于免耕作業(yè)。開(kāi)溝器單體仿形，土壤擾動(dòng)小，堅(jiān)固耐用。圓盤(pán)切刀直徑為 45.72cm，刃鋒角度為 20o，標(biāo)準(zhǔn)配置為單圓盤(pán)開(kāi)溝器，行距18.4-24.5mm 可調(diào)，如擰松前方固定螺栓則可使行距加大到 36.8-49 mm。單體仿形為壓簧式，壓簧可給每個(gè)開(kāi)溝器提供 734-2000N 的壓力使其入土或用于切割殘茬。1.3.2 國(guó)內(nèi)直播機(jī)研究概況中國(guó)從 20 世紀(jì) 50 年代引進(jìn)了谷物條播機(jī)、棉花直播機(jī)等。40 多年來(lái)，幾代農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作者汲取傳統(tǒng)抗旱耕作法的精華，并結(jié)合現(xiàn)代耕作技術(shù)與機(jī)械化手段，已先后研制出一批機(jī)械化程度較高的旱地耕作機(jī)具，它們將逐步取代傳統(tǒng)的耕作機(jī)具，現(xiàn)已形成了適用于不同區(qū)域的機(jī)械化耕作體系。但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)施肥直播機(jī)的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力很弱，現(xiàn)有的施肥直播機(jī)在產(chǎn)品數(shù)量質(zhì)量和上都不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。而且存在對(duì)地域和土壤條件適宜能力差、機(jī)具通過(guò)能力不強(qiáng)、可靠性差，不能一次完成開(kāi)溝、排種、排肥、覆土、鎮(zhèn)壓功能等問(wèn)題。圖 3 是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的 2BMF-9 型小麥免耕覆蓋直播機(jī)。它采用了雙排梁結(jié)構(gòu)，使同一排梁上的開(kāi)溝器間距達(dá)到 40cm，采用了專(zhuān)利產(chǎn)品“復(fù)合型開(kāi)溝器”實(shí)現(xiàn)現(xiàn)種肥垂直分施，種肥間距可達(dá)到 5cm 以上，但是體積大，不適合小地塊作業(yè)。4圖 3 2BMF-9 型免耕覆蓋直播機(jī)圖 4 LZFB-200（14）系列聯(lián)合整地施肥直播機(jī)如圖 4 所示，LZFB-200（14）系列聯(lián)合整地施肥直播機(jī)是由旋耕機(jī)部分和播種、施肥部分組合而成的農(nóng)業(yè)機(jī)械，一次完成旋耕碎土、施肥、播種和震壓等多種農(nóng)藝，適用于種子直徑不小于 2mm 麥類(lèi)、玉米、豆類(lèi)、花生等農(nóng)作物的旋耕、播種作業(yè)，也可單獨(dú)完成旋耕、整地作業(yè)。但是制造成本高，價(jià)格昂貴，得不到很好的普及。我國(guó)個(gè)體農(nóng)戶(hù)較多，地塊較小，為了操縱靈活，直播機(jī)一般都設(shè)計(jì)為懸掛式的，質(zhì)量相對(duì)比較小。但是由于土壤容重一般較高，故要求直播機(jī)單體又必須有一定的重量才能達(dá)到入土開(kāi)溝的目的。同時(shí)，在我國(guó)拖拉機(jī)功率有限，播行不能太多，否則直播機(jī)工作阻力太大，而拖拉機(jī)動(dòng)力不足，這就要求我們必須在現(xiàn)有的條件下，選擇或設(shè)計(jì)合適的小型稻麥兩用施肥直播機(jī)。1.4 課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法1.4.1 課題的主要任務(wù)本課題的主要任務(wù)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀完成一臺(tái)小型油菜直播機(jī)的總體設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)現(xiàn)在已有的直播機(jī)的不足，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出適合我國(guó)油菜種植的直播機(jī)械。設(shè)計(jì)時(shí)5不僅要確定各部件的結(jié)構(gòu)還要確定最佳的工作參數(shù)，使其適合各種田地環(huán)境，工作效果最優(yōu)化。1.4.2 本課題研究的內(nèi)容該課題主要完成對(duì)小型油菜直播機(jī)的總體構(gòu)造的設(shè)計(jì)。用 CAD 制圖軟件進(jìn)行整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，包括排種器，排肥器，種肥箱，開(kāi)溝器，鎮(zhèn)壓輪等的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分析后對(duì)各關(guān)鍵部件進(jìn)行校核，使其滿(mǎn)足工作要求。6第 2 章 油菜直播機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 整機(jī)設(shè)計(jì)總體方案目前常用全懸掛式油菜直播機(jī)，直播行數(shù)一般為 6 行、8 行、12 行、14 行，行距在12～25cm 可調(diào)，開(kāi)溝器多為雙圓盤(pán)開(kāi)溝器，排種器均為外槽輪式排種器，配套動(dòng)力為8.82～11.025kw 拖拉機(jī)，作業(yè)速度為 4～6km/h。一般作業(yè)速度為 4.7km/h。實(shí)現(xiàn)油菜直播機(jī)作業(yè)速度為 4.7km/h，行距為 7.5cm，播深在 3 至 5cm 直播均勻，破碎漏播率小，播量在 172.5 至 337.5 kg/hm2 間可調(diào)。2.2 油菜直播機(jī)的工作原理懸掛裝置與機(jī)架焊接，合墑器安裝在機(jī)架前梁、種箱、開(kāi)溝器、地輪、變速器分別安裝在機(jī)架上。排種器安裝在種箱底部，排種軸固定在種箱側(cè)板上，與種箱上的排種器相接。鏈條將地輪、變速器、排種軸相連，傳輸動(dòng)力。排種器的排種口下固定一個(gè)接種盒，種管將接種盒與開(kāi)溝器相連，將種子導(dǎo)入開(kāi)溝器所開(kāi)種溝內(nèi)。通過(guò)調(diào)節(jié)變速器可改變地輪與排種器的傳動(dòng)比，從而調(diào)節(jié)播量。油菜精量直播機(jī)主要由:懸掛裝置、直播機(jī)機(jī)架、排種器、開(kāi)溝器、輸種管、種子箱、地輪等組成。整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。圖 2-1 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1 動(dòng)力合墑器 2 開(kāi)溝器 3 地輪 4 覆土板 5 鎮(zhèn)壓輪 6 變速器 7 種箱 8 排種器72.3 直播機(jī)主要參數(shù)直播機(jī)主要參數(shù)如表 2-1 所示。表 2-1 直播機(jī)主要參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)尺寸(長(zhǎng) x 寬 x 高)/ mm 2 084 x 2 200 x 1 080動(dòng)力 26工作幅寬 2100行距/cm 10行數(shù) 28播深 30～50播量 可調(diào)8第 3 章 排種器的設(shè)計(jì)3.1 技術(shù)要求3.1.1 技術(shù)要求分析排種器是直播機(jī)的重要部件，排種器的性能決定直播機(jī)的直播質(zhì)量。油菜直播要求能做到精確的粒距和行距，適宜的栽植深度，使油菜獲得良好的生長(zhǎng)環(huán)境，協(xié)調(diào)個(gè)體與整體關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的目的。3.1.2 技術(shù)要求(1)機(jī)械式油菜排種器排種速度為每秒 65 粒；(2)各行排量一致性變異系數(shù)蕊 3.9%；(3)種子破損率蕊 0.5%；3.2 方案分析3.2.1 現(xiàn)有油菜排種器分析我國(guó)油菜精密直播始于二十世紀(jì)七十年代，油菜精密直播機(jī)可分為機(jī)械式和氣力式兩類(lèi)。我國(guó)大多數(shù)油菜精密直播機(jī)為機(jī)械式直播機(jī)，機(jī)械式的油菜精密排種器有外槽輪式、內(nèi)充種垂直輪式、錐盤(pán)式、球勺內(nèi)窩孔式等。10cm 行距直播機(jī)是現(xiàn)有直播機(jī)行距直播量的一半左右，但幾乎相同，所以每一行的直播量減少了一半。如果排種器轉(zhuǎn)速不變，直播量減少一半，同時(shí)減少了一半的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度過(guò)短，損傷和脈動(dòng)現(xiàn)象更為嚴(yán)重，甚至不能直播；工作長(zhǎng)度，速度降低一半，也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的脈動(dòng)?？傊?dāng)用在直播機(jī)排種器 10cm，會(huì)造成嚴(yán)重的波動(dòng)，不均勻直播，直播作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的幼苗。外槽輪排種器不能滿(mǎn)足 10cm 行距油菜直播機(jī)對(duì)排種器的技術(shù)要求，不適用于油菜直播機(jī)行距 10cm。總之，現(xiàn)有油菜排種器作業(yè)效果不理想，不能精確單粒排種，精密油菜排種器作業(yè)速度普遍較低，在作業(yè)速度較高時(shí)，種子破碎率也較高。因此有必要為 10cm 行距直播機(jī)設(shè)計(jì)一種新型精密排種器。3.2.2 新型油菜排種器的設(shè)計(jì)方案的探索機(jī)械式點(diǎn)播排種器一般分窩眼輪式、型孔帶式、水平圓盤(pán)式等幾種。窩眼輪排種器9工作時(shí)種箱內(nèi)種子靠自身重力充入窩眼輪的窩眼中，隨窩眼輪轉(zhuǎn)動(dòng)，窩眼經(jīng)過(guò)刮種板時(shí)，窩眼內(nèi)多余種子被刮種板清出，后進(jìn)入護(hù)種板，窩眼內(nèi)種子沿護(hù)種板運(yùn)動(dòng)到下方的一定位置后進(jìn)入種管或直接進(jìn)入種溝。窩眼一般為圓錐形、圓柱形或圓弧形。為方便種子充入窩眼與減小刮種板傷種，窩眼上設(shè)計(jì)有倒角、前槽或尾槽。窩眼輪排種器適合播球形種子或長(zhǎng)寬厚相近的種子。型孔帶式排種器的型孔帶可進(jìn)行更換，能對(duì)多種類(lèi)型的種子進(jìn)行穴播、點(diǎn)播及帶播，通用性好，粒距均勻，不易傷種，但作業(yè)速度較低，對(duì)種子要求嚴(yán)格。水平圓盤(pán)式排種器工作時(shí)，種子靠自身重力進(jìn)入型孔內(nèi)，跟排種盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)刮種器時(shí)，多余種子由刮種器清除，后到達(dá)排種處，靠自身重力與推種器的作用投種。水平圓盤(pán)排種器可更換排種盤(pán)，通用性好、直播均勻、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但不可高速直播，對(duì)種子有較高要求。根據(jù)上述點(diǎn)播排種器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)械式油菜點(diǎn)播排種器，試設(shè)計(jì)囊種、清種、護(hù)種和投種裝置。機(jī)械式點(diǎn)播排種器要求型孔大小要適宜，過(guò)小不容易充種，過(guò)大會(huì)充入2 個(gè)或 2 個(gè)以上種子;兩型孔間間距不能太小，否則兩型孔間發(fā)生干涉，影響直播質(zhì)量;護(hù)種板保證種子不會(huì)提前排出，投種裝置使種子到達(dá)排出位置時(shí)及時(shí)投種。機(jī)械式點(diǎn)播排種器對(duì)排種盤(pán)的線(xiàn)速度 vp 有一定限制，若線(xiàn)速度過(guò)高，則排種器的充種性能?chē)?yán)重惡化，不能進(jìn)行直播作業(yè)。農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)中提到，一般若不加輔助充種部件，排種盤(pán)的線(xiàn)速度不宜超過(guò) 0.35m/s。若為排種器設(shè)計(jì)輔助充種部件，則能使排種盤(pán)線(xiàn)速度有所提高。經(jīng)改進(jìn)的水平圓盤(pán)排種器的線(xiàn)速度能達(dá)到 0.5 至 0.8m/s。排種盤(pán)的線(xiàn)速度與直播機(jī)的作業(yè)行進(jìn)速度 vm 有關(guān):式中 D—排種盤(pán)直徑;q—穴粒數(shù);δ—地輪滑移率(%);Z—排種盤(pán)型孔數(shù);t—穴距或株距。由以上公式可知，直播機(jī)行進(jìn)速度受排種盤(pán)線(xiàn)速度的制約，當(dāng)其它條件一定時(shí)，直播機(jī)作業(yè)速度與排種盤(pán)線(xiàn)速度成正比，因排種盤(pán)線(xiàn)速度需小于一定值，故直播機(jī)工作速度10也需小于一定值。要提高直播機(jī)的作業(yè)速度，可減小排種盤(pán)直徑或增加排種盤(pán)型孔數(shù)。但若排種盤(pán)直徑過(guò)小，會(huì)使充種路程變短，從而影響充種性能;若兩型孔數(shù)間距過(guò)短，則兩型孔間將產(chǎn)生干涉，影響充種性能。株距 t 過(guò)小時(shí)，會(huì)限制作業(yè)速度 vm。驗(yàn)證當(dāng)作業(yè)速度 vm 為 4.7km/h，株距 t 為 2cm時(shí)，機(jī)械式點(diǎn)播排種器的充種性能能否滿(mǎn)足直播要求。假設(shè)充種性能滿(mǎn)足要求，即Vp≤0.35m/s 設(shè)兩相鄰型孔中心的間距為 L，則 L 為型孔寬度與兩相鄰型孔的距離和。油菜排種器滿(mǎn)足以下關(guān)系πD ≈LZ 取穴粒數(shù) q=1，地輪滑移率 δ=0, t=2cm, vm=4.7km/h，得 L﹤5mm因 L 為型孔寬度與兩相鄰型孔的距離和，故型孔寬度大于油菜長(zhǎng)度最大值。現(xiàn)河北省油菜長(zhǎng)度在 6～8mm 之間，與結(jié)論相差過(guò)大，故假設(shè)不成立，此種形式的排種器不能滿(mǎn)足油菜排種的要求。由對(duì)排種器的分析實(shí)驗(yàn)得出可設(shè)計(jì)一種介于條播排種器與點(diǎn)播排種器之間的機(jī)械式的充種溝式精密排種器，該排種器包括充種、清種、投種裝置;充種型孔根據(jù)油菜尺寸設(shè)計(jì)，兩型孔間距離較小，型孔旁開(kāi)一條種溝，以促進(jìn)充種;取消護(hù)種過(guò)程，避免因轉(zhuǎn)速、充種過(guò)快而導(dǎo)致護(hù)種板擠碎種子，達(dá)到介于點(diǎn)播與條播間的直播效果。充種溝式精密排種器比外槽輪排種器直播均勻，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)排種器的技術(shù)要求。3.3 結(jié)構(gòu)與工作原理3.3.1 充種溝式精密排種器的結(jié)構(gòu)充種溝式精密排種器包括種盒(9)、充種輪(2)、導(dǎo)種側(cè)板(3)、毛刷(6)、清種片(5)，充種輪上有充種槽(7)、排種擋片(8)、清種縫隙(4)，導(dǎo)種側(cè)板上有導(dǎo)種槽(1)，如圖 2所示。11圖 2 排種器結(jié)構(gòu)排種器可同時(shí)點(diǎn)播兩排種子。排種器有兩個(gè)導(dǎo)種側(cè)板，兩導(dǎo)種側(cè)板分別固定在種盒兩側(cè)。兩導(dǎo)種側(cè)板間有充種輪，充種輪的兩側(cè)有充種槽，且兩側(cè)的充種槽交錯(cuò)分布。充種輪一側(cè)的相鄰兩充種槽間是排種擋片。充種輪兩側(cè)有環(huán)形的清種縫隙，清種縫隙穿過(guò)排種擋片和充種槽。清種縫隙內(nèi)有清種片，清種片處于毛刷的下部，毛刷和清種片都固定在種盒上。3.3.2 充種溝式精密排種器的工作原理充種輪兩側(cè)有弧形過(guò)渡，種盒內(nèi)導(dǎo)種側(cè)板靠近充種輪側(cè)同樣存在一段弧形過(guò)渡，因此充種輪與導(dǎo)種側(cè)板在種盒內(nèi)形成一條溝，溝內(nèi)可落入一排種子。充種槽上面和側(cè)面均可充種，充種時(shí)，充種輪與導(dǎo)種側(cè)板組成的溝內(nèi)的種子受導(dǎo)種側(cè)板作用，順導(dǎo)種側(cè)板的弧形過(guò)渡進(jìn)入充種槽，或者充種槽上部的種子直接進(jìn)入充種槽充種。種盒內(nèi)，導(dǎo)種側(cè)板靠近毛刷的一段距離上的弧形過(guò)渡逐漸減小，到毛刷處時(shí)導(dǎo)種側(cè)板的弧形過(guò)渡消失，使充種輪與導(dǎo)種側(cè)板組成的溝內(nèi)容不下一粒種子。為保證種子依次排出，在清種后由清種縫隙內(nèi)的清種片直接將充種槽內(nèi)的種子強(qiáng)制排出。將清種縫隙設(shè)計(jì)在中間偏充種槽的內(nèi)側(cè)處，可防止種子卡在充種槽的內(nèi)壁與清種片之間。在清種片的旁邊的導(dǎo)種側(cè)板處設(shè)計(jì)一個(gè)導(dǎo)種槽，排種的時(shí)侯，充種槽內(nèi)的種子或者由清種片側(cè)面推離充種槽，沿導(dǎo)種槽排出，或者由清種片直接引出充種槽。3.3.3 充種方式分析充種槽中的種子一般呈“平躺”、“側(cè)臥”、“豎立”三種形態(tài)，因在重力場(chǎng)中，種12子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與本身存在狀態(tài)的水平截面積成正相關(guān)，故油菜種子的最大概率狀態(tài)為“平躺”。3.4 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)3.4.1 排種輪直徑、寬度與充種槽個(gè)數(shù)的設(shè)計(jì)排種器的寬度與排種輪、導(dǎo)種側(cè)板和種盒等的厚度有關(guān)。因排種器與種箱用螺栓、螺母聯(lián)結(jié)，故排種盒上部需設(shè)計(jì)向兩側(cè)突出的凸臺(tái)，在上面打孔，用于聯(lián)結(jié)種箱。由于排種器與種箱為螺栓、螺母聯(lián)結(jié)，故相鄰兩排種器中間應(yīng)留有足夠的安裝空間，使手或工具可以伸入，完成排種器的安裝工作。若排種器過(guò)寬，因要留有足夠的安裝空間而使排種器一行排列不開(kāi)時(shí)，則需設(shè)計(jì)兩根傳動(dòng)軸，使排種器分兩行排列，這樣不僅要增加種箱寬度，還會(huì)因增加一根傳動(dòng)軸而使傳動(dòng)設(shè)計(jì)復(fù)雜。油菜直播機(jī)要求行距為 10cm，為避免遇到一行排列不開(kāi)全部排種器的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)排種器可播兩行種子，排種輪兩側(cè)開(kāi)充種槽，兩側(cè)均有導(dǎo)種側(cè)板。排種輪兩側(cè)開(kāi)充種槽時(shí)，若兩側(cè)離得過(guò)近，會(huì)因充種槽上側(cè)種子過(guò)少，種子不能及時(shí)落入充種槽內(nèi)而影響充種性能，故設(shè)計(jì)充種輪兩側(cè)開(kāi)有充種槽，充種輪寬 30mm 兩側(cè)充種槽之間的距離為 20mm，導(dǎo)種側(cè)板寬 20mm。充種輪、導(dǎo)種側(cè)板用尼龍棒加工而成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)充種輪直徑為 75mm 時(shí)，轉(zhuǎn)速過(guò)快，充種路程過(guò)短，經(jīng)常出現(xiàn)充種槽不能充入種子的現(xiàn)象，空穴率非常多，不能滿(mǎn)足每秒 65 粒的直播速度。故設(shè)計(jì)充種輪直徑為150mm，充種輪一側(cè)充種槽個(gè)數(shù)為 45 個(gè)，排種擋片厚 2.97mm。充種輪直徑較大，可增加充種時(shí)間及充種路程，有利于充種性能的提高。充種槽個(gè)數(shù)較多，在株距一定時(shí)，可降低充種輪的角速度。油菜直播量較大，精播時(shí)排種器轉(zhuǎn)速較高，因此設(shè)計(jì)較小的排種擋片厚度，在一定程度上可促進(jìn)充種。3.4.2 種盒的設(shè)計(jì)種盒上部設(shè)計(jì)與種箱連接的凸臺(tái)，側(cè)面設(shè)計(jì)固定毛刷和導(dǎo)種側(cè)板的連接處。導(dǎo)種側(cè)板屬于種盒一部分，導(dǎo)種側(cè)板及毛刷相對(duì)種盒不動(dòng)。導(dǎo)種側(cè)板有固定充種輪的作用，使充種輪只能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。種盒有種室，用于盛種，當(dāng)排種輪不轉(zhuǎn)時(shí)，種子在種室中不會(huì)排出排種器。13因一個(gè)排種器播兩行，為使兩行種子各自進(jìn)入相應(yīng)的導(dǎo)種管中，互不干涉，故在排種口處設(shè)置隔板，將同一排種輪播下的兩排種子隔開(kāi)。排種口處打眼，用于與接種盒連接。種盒為 2mm 鋼板焊接而成。3.4.3 清種縫隙與清種片的設(shè)計(jì)清種縫隙為 1mm 寬的環(huán)形縫，用于放置清種片，設(shè)計(jì)清種縫隙深 8mm，保證清種片可順利引導(dǎo)種子排出充種槽，并使清種片在工作時(shí)不會(huì)碰到清種縫隙的底部。清種片為 0.5mm 厚的鋼片，清種片導(dǎo)種處設(shè)計(jì)成與排種處的充種槽相外切的弧形，以減小種子與清種片的撞擊。清種片有一定寬度以保證清種片的強(qiáng)度，使清種片在導(dǎo)出種子的工作中不會(huì)因受力而損壞。3.4.4 導(dǎo)種槽的設(shè)計(jì)導(dǎo)種槽保證種子朝一定方向排出，防止種子在受清種片側(cè)向推力時(shí)，由于導(dǎo)種側(cè)板在側(cè)面的阻擋，使種子卡在充種槽中不能或不能及時(shí)排出而形成空穴或?qū)е路N子不能依次投種。在導(dǎo)種側(cè)板排種處開(kāi)一個(gè)大于油菜寬度的槽做導(dǎo)種槽即可。3.4.5 排種軸的設(shè)計(jì)排種輪與排種軸采用鍵連接，在排種輪中心孔內(nèi)加工通鍵槽，排種軸對(duì)應(yīng)位置上銑長(zhǎng) 50mm 的鍵槽，用于連接排種器。采用普通平鍵 4×4×45。排種軸傳給排種輪的轉(zhuǎn)矩不大，鍵聯(lián)接完全可以承受，不需校核鍵連接。14第 4 章 直播機(jī)其它部件設(shè)計(jì)4.1 拖拉機(jī)的選擇及工作幅寬、直播行數(shù)的確定一般油菜直播機(jī)行距為 15cm，現(xiàn)要設(shè)計(jì)行距為 10cm 的油菜直播機(jī)開(kāi)溝器增加了一倍，行距減小了一倍，導(dǎo)致直播機(jī)重量增加，開(kāi)溝器的開(kāi)溝阻力也增大到原來(lái)的一倍以上，因此所需配套動(dòng)力也大大增加。根據(jù)調(diào)查與經(jīng)驗(yàn)選用 26 千瓦拖拉機(jī)為本油菜直播機(jī)的配套動(dòng)力。根據(jù)工作幅寬應(yīng)大于拖拉機(jī)輪距的原則，設(shè)計(jì)本油菜直播機(jī)直播行數(shù)為 28 行，工作幅寬為 2.1 米。4.2 懸掛裝置的選擇直播機(jī)與拖拉機(jī)有牽引、懸掛、半懸掛等幾種聯(lián)結(jié)方式，油菜直播機(jī)一般采用懸掛式。油菜直播機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度不長(zhǎng)，全懸掛式能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，又因河北省油菜直播機(jī)普遍采用全懸掛式，故本油菜直播機(jī)也選用全懸掛式。懸掛裝置采用拖拉機(jī)配套懸掛裝置，懸掛裝置與機(jī)架焊接。材料選用寬 60mm 厚 10mm的扁鋼。4.3 開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)4.3.1 開(kāi)溝器的選擇雙圓盤(pán)開(kāi)溝器兩圓盤(pán)成一定角度，工作時(shí)兩圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，容易將秸稈切斷，不易纏草堵塞，有回土作用，不亂土層，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力大，重量大，成本高。單圓盤(pán)開(kāi)溝器為一球面圓盤(pán)，有 3°到 8°的偏角，與雙圓盤(pán)比，開(kāi)溝較窄，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但對(duì)土層有一定的擾動(dòng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單圓盤(pán)開(kāi)溝器也容易纏草，在秸稈較多的耕地上作業(yè)，效果沒(méi)有雙圓盤(pán)好。開(kāi)溝器應(yīng)適于在秸稈率為 0.48～0.67kg/m 2以下的耕地上作業(yè)，開(kāi)溝深度為 3～5cm,作業(yè)速度在 4～6km/h 時(shí)能穩(wěn)定工作。由于行距較小，故在滿(mǎn)足以上條件下體積小些為好。因直播油菜的土地上留有較多玉米秸稈，又參考目前河北省油菜直播機(jī)多采用雙圓15盤(pán)開(kāi)溝器，為使開(kāi)溝器能穩(wěn)定工作，故本機(jī)亦選用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器。4.3.2 開(kāi)溝器的布置開(kāi)溝器開(kāi)溝時(shí)，將土壤向兩側(cè)擠壓、拋翻，使開(kāi)溝器前端土壤凸起，后端形成溝痕。土壤狀況不同開(kāi)溝器前端凸起程度不同，土塊、秸稈、雜草較多則凸起較大。開(kāi)溝器間應(yīng)保持一定間距，防止開(kāi)溝器前端凸起相連，發(fā)生堵塞。當(dāng)開(kāi)溝器間距小于規(guī)定間距時(shí)，則需將相鄰開(kāi)溝器分成前后兩排排列，前后排開(kāi)溝器應(yīng)保持一定間距，使后排開(kāi)溝器能在穩(wěn)定的地面上工作。當(dāng)雙圓盤(pán)式開(kāi)溝器小角為 10°～16°時(shí)，同一行相鄰兩開(kāi)溝器間最小距離為25～26cm。當(dāng)直播行距為 15cm 時(shí)，開(kāi)溝器布置為 2 列，前后列距為 15cm，前后列相鄰兩開(kāi)溝器水平距離為 15cm，同一行兩相鄰開(kāi)溝器距離為 30cm，兩開(kāi)溝器最小相鄰距離約為21m。根據(jù)現(xiàn)有油菜直播機(jī)的開(kāi)溝器布置，設(shè)計(jì) 10cm 行距 28 行直播機(jī)的開(kāi)溝器布置。開(kāi)溝器布置為 4 列，每行兩開(kāi)溝器距離為 30cm;第 1 列與第 2 列，第 3 列與第 4 列，前后列距為 15cm，前后列相鄰兩開(kāi)溝器水平距離為 15cm;第 2 列與第 3 列垂直距離為 20cm，前后列相鄰兩開(kāi)溝器水平距離為 10cm 或 22.5cm，兩開(kāi)溝器最小相鄰距離為 21m28 個(gè)開(kāi)溝器共由三根梁支持，一根前梁，兩根后梁，前梁選用直徑為 25mm 厚 4mm 的圓管，后梁為 35mm×35mm 方管。開(kāi)溝器布置為四行，一行七個(gè)開(kāi)溝器。一個(gè)開(kāi)溝器由兩根梁(前梁和后梁)支撐，一根前梁支撐 4 行開(kāi)溝器，一根后梁支撐兩行開(kāi)溝器。由于一根前梁要承受所有開(kāi)溝器的工作拉力，為避免前梁被拉斷，前梁與機(jī)架除了用三個(gè)軸承座連接外，又加了四個(gè)掛鉤，用以改善前梁的受力情況。掛鉤采用 4mm 厚鋼板經(jīng)激光切割而成。4.4 種箱的設(shè)計(jì)因 10cm 行距 28 行油菜直播機(jī)的設(shè)計(jì)思想為加行不加量，播量與 15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)的播量一致，故參照 15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)的種箱設(shè)計(jì)，只需對(duì)排種器與排種軸的安裝處，即種箱底部與種箱側(cè)板處的孔、槽尺寸及位置進(jìn)行修改即可。15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)所用排種器為外槽輪式排種器，由于充種溝式精密排種器尺寸比外槽輪排種器大，故需調(diào)節(jié) 15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)的種箱側(cè)板處用于安裝排種軸的孔、槽位置，種箱底部開(kāi) 14 組與充種溝式精密排種器相配合的孔、槽。經(jīng)驗(yàn)得出16此改動(dòng)對(duì)種箱強(qiáng)度剛度影響不大，現(xiàn)有種箱符合充種溝式精密排種器的受力要求。種箱斗采用 1mm 厚鋼板折彎，種箱側(cè)板采用 2mm 厚鋼板折彎焊接，其中孔、槽由激光切割而成，種箱都與種箱側(cè)板用螺栓聯(lián)結(jié)。實(shí)驗(yàn)證明種箱強(qiáng)度剛度符合要求。4.5 機(jī)架設(shè)計(jì)機(jī)架就是起支撐、固定、聯(lián)結(jié)作用的框架，懸掛裝置焊接在機(jī)架上，開(kāi)溝器、種箱、地輪等用螺栓固定在機(jī)架上，機(jī)架外圍主要受力處的方管選擇 50mm×60mm 的規(guī)格，防止受力彎曲斷裂，機(jī)架內(nèi)部起加強(qiáng)筋作用的方管采用 40mm×60mm 的規(guī)格。4.6 接種裝置設(shè)計(jì)接種裝置包括接種盒和導(dǎo)種管，接種盒固定在排種器的排種口上，接種盒與導(dǎo)種管相連，將排種器排出的種子送人導(dǎo)種管，導(dǎo)種管把種子送到開(kāi)溝器所開(kāi)種溝上部，種子落入種溝。接種盒采用外槽輪式排種器的接種盒，由于一個(gè)排種器要播兩行種子，故在排種口固定兩個(gè)接種盒，將兩個(gè)接種盒粘在一起，用鐵絲將其固定在排種器的排種口處。由于開(kāi)溝器布置為四排，排種器在中間位置，為避免導(dǎo)種管彎曲過(guò)大，影響排種質(zhì)量，故設(shè)計(jì)種盒下部出口對(duì)著相應(yīng)開(kāi)溝器。要保證種盒與排種器緊密結(jié)合，防止漏接種子，為此有的接種盒需去掉一部分，保證與排種器的結(jié)合緊密。導(dǎo)種管應(yīng)對(duì)排種過(guò)程干擾小，彎曲伸縮性能好，以滿(mǎn)足地面仿形與開(kāi)溝器調(diào)整等的要求。本直播機(jī)首次時(shí)采用接種盒所配導(dǎo)種管，導(dǎo)種管壁成波浪形，可隨意彎曲，但經(jīng)直播實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此導(dǎo)種管對(duì)直播均勻性影響較大。后換用導(dǎo)種管，導(dǎo)種管內(nèi)壁光滑，導(dǎo)種管與接種盒用環(huán)形卡子連接固定。導(dǎo)種管更換后又進(jìn)行直播實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直播均勻性有所改善。4.7 地輪設(shè)計(jì)地輪采用 15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)現(xiàn)有地輪，鎮(zhèn)壓輪在壓縮彈簧的作用下，對(duì)地面產(chǎn)生一定的壓力，使鎮(zhèn)壓輪總是與地表接觸，避免發(fā)生鎮(zhèn)壓輪架空不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)減小鎮(zhèn)壓輪滑移率，減小漏播，均勻直播的目的。直播作業(yè)中，經(jīng)常需要考慮鎮(zhèn)壓輪的滑移率問(wèn)題。影響滑移率大小的因素一般有地17輪結(jié)構(gòu)、直播機(jī)重量及土壤質(zhì)量。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 15cm 行距 14 行油菜直播機(jī)現(xiàn)有地輪能否滿(mǎn)足本直播機(jī)的滑移率要求，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)地輪出現(xiàn)嚴(yán)重打滑現(xiàn)象。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)橡膠胎能起到防止打滑的作用，可大大減小地輪滑移率。因此在現(xiàn)有地輪上增加十條橡膠胎。4.8 變速器選擇與傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.8.1 變速器的選擇直播機(jī)靠變速器調(diào)節(jié)播量，油菜直播要求直播量在 172.5～337.5 kg/hm 2范圍內(nèi)可調(diào)，選擇現(xiàn)有的農(nóng)哈哈設(shè)計(jì)的 8 個(gè)擋的變速器，外部主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪可更換。其內(nèi)部有三個(gè)主動(dòng)齒輪，三個(gè)從動(dòng)齒輪，靠手動(dòng)調(diào)換內(nèi)部鏈條連接的主、從動(dòng)齒輪來(lái)調(diào)節(jié)變速器。上部為主動(dòng)齒輪，下部為從動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為 18,20, 22，從動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為 18, 22, 28。4.8.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)常用傳動(dòng)方式有鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)，排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力由地輪通過(guò)變速器提供，而排種器、變速器、地輪三者位置相距較遠(yuǎn)，且田間工作環(huán)境比較惡劣，經(jīng)綜合考慮后，選用常見(jiàn)的滾子鏈傳動(dòng)。地輪上的齒輪通過(guò)鏈條與變速器外部主動(dòng)齒輪相連，變速器外部從動(dòng)齒輪通過(guò)鏈條與排種軸上齒輪相連。地輪處拉臂(內(nèi)包含地輪傳動(dòng)部分)與排種軸處齒輪部分選用現(xiàn)有15cm 行距 14 行直播機(jī)的配套部分，拉臂將地輪轉(zhuǎn)速以 1:1 的比例傳入拉臂處齒輪，拉臂處齒輪可更換，排種軸處齒輪齒數(shù)為 36。4.9 其它部件設(shè)計(jì)油菜直播作業(yè)時(shí)需有人跟隨直播機(jī)攪動(dòng)種箱內(nèi)的種子，避免直播作業(yè)一段時(shí)間后，由于種箱內(nèi)種子變少，種箱內(nèi)種子不能順利流入排種盒，導(dǎo)致漏播，故需在種箱后的機(jī)架上安裝踏板，用于站人，為保證安全，踏板設(shè)有防滑凸起。18第 5 章 拖拉機(jī)牽引功率的校核排種器動(dòng)力來(lái)自地輪的直播機(jī)的牽引阻力，一般由行走輪滾動(dòng)阻力 Pl，開(kāi)溝器所受阻力 P2和地輪滾動(dòng)阻力 P3組成。則直播機(jī)工作阻力P=P1+P2+P310cm 行距油菜直播機(jī)與一般油菜直播機(jī)的不同主要在于雙圓盤(pán)開(kāi)溝器比一般直播機(jī)上雙圓盤(pán)開(kāi)溝器多一倍，并且排種器不是一般油菜直播機(jī)的外槽輪式排種器。因 10cm 油菜直播機(jī)的開(kāi)溝器較多，所用充種溝式精密排種器重量與外槽輪排種器相比較大，故其整機(jī)重量比一般油菜直播機(jī)重。又因油菜直播機(jī)的行距變?yōu)?10cm，與 15cm 油菜直播機(jī)相比，相鄰兩開(kāi)溝器間距明顯減小，故 10cm 行距油菜直播機(jī)上單個(gè)開(kāi)溝器所受阻力比 15cm 行距油菜直播機(jī)上單個(gè)開(kāi)溝器所受阻力大。因此，單位長(zhǎng)度內(nèi)，10cm 行距油菜直播機(jī)的開(kāi)溝器阻力是 15cm 行距油菜直播機(jī)的兩倍多。單個(gè)充種溝式精密排種器直播所需轉(zhuǎn)矩比單個(gè)外槽輪排種器直播所需轉(zhuǎn)矩大，但相差不多，且直播機(jī)上單位長(zhǎng)度內(nèi)充種溝式精密排種器安裝數(shù)量與外槽輪排種器相同，故 10cm 行距油菜直播機(jī)的地輪滾動(dòng)阻力比 15cm 行距油菜直播機(jī)地輪滾動(dòng)阻力大，但相差較小。直播機(jī)重量的增加對(duì)行走輪滾動(dòng)阻力的增加影響較小，其行走輪滾動(dòng)阻力與一般油菜直播機(jī)大致相同。根據(jù)理論知識(shí)、部件性能試驗(yàn)與以往直播經(jīng)驗(yàn)估算 10cm 行距油菜直播機(jī)各阻力大小與 15cm 行距油菜直播機(jī)的關(guān)系，為保證直播機(jī)工作穩(wěn)定，避免事故發(fā)生，因此，估算量不應(yīng)小于實(shí)際量P2A=2.3P2BP1A+P3A=1.2（P 1B+P3B）式中 P 1A-10cm 行距油菜直播機(jī)的行走輪滾動(dòng)阻力P2A-10cm 行距油菜直播機(jī)的開(kāi)溝器阻力P3A-10cm 行距油菜直播機(jī)的地輪滾動(dòng)阻力P1B-15cm 行距油菜直播機(jī)的行走輪滾動(dòng)阻力P2B-15cm 行距油菜直播機(jī)的開(kāi)溝器阻力P3B-15cm 行距油菜直播機(jī)的地輪滾動(dòng)阻力雙圓盤(pán)式開(kāi)溝器入土深度在 4～8cm 時(shí)，每個(gè)開(kāi)溝器平均阻力為 98.1～147.2N。雙圓盤(pán)開(kāi)溝器夾角甲越小，開(kāi)出的種溝越小，開(kāi)溝器阻力越小。直播機(jī)的阻力可以按平均每米播幅所受阻力計(jì)算。普通 15cm 行距雙圓盤(pán)外槽輪式油菜直播機(jī)，播深在 3～6cm 的時(shí)候每米播幅所受平均阻力在 980～1860N 間。由試驗(yàn)得，19開(kāi)溝器的夾角 φ 為 14°的油菜直播機(jī)，播深在 3～5cm 時(shí)，每米幅寬的工作阻力約為1230N。取 15cm 行距油菜直播機(jī)中每個(gè)開(kāi)溝器平均阻力為 120N，每米幅寬工作阻力為 1230N，則F2=120×1/0.15F1+F3=1230-F2=430式中 F 1-15cm 行距油菜直播機(jī)的每米幅寬行走輪滾動(dòng)阻力F2-15cm 行距油菜直播機(jī)的每米幅寬開(kāi)溝器阻力F3-15cm 行距油菜直播機(jī)的每米幅寬地輪滾動(dòng)阻力由上式得 10cm 行距，2.1m 工作幅寬的油菜直播機(jī)各阻力P2A=2.3×2.1F2=3864NP1A+P3A=1.2×2.1（F 1+F3）=1083.6N得 10cm 行距油菜直播機(jī)的工作阻力P=P1A+P2A+P3A=4947.6N故直播機(jī)所需功率NB=Pv=6.5kw因拖拉機(jī)傳遞動(dòng)力過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損失，在行駛中也有滾動(dòng)、滑轉(zhuǎn)與上坡等的功率消耗，故發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率不會(huì)全部提供在牽引工作上，只有部分用于有效工作。在平地上等速運(yùn)動(dòng)作業(yè)時(shí)，功率的分配如下:NF=NC+NH+NG+NQ式中 N F-發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率NC-傳動(dòng)功率損失NH-滑轉(zhuǎn)功率損失NG-滾動(dòng)功率損失NQ-牽引功率取拖拉機(jī)牽引力的利用系數(shù)為 0.4，則該直播機(jī)配套拖拉機(jī)輸出的有效功率N=NB÷0.4=16.25kw26 千瓦拖拉機(jī)滿(mǎn)足直播機(jī)的功率需求。20結(jié) 論本設(shè)計(jì)書(shū)較全面的闡述了直播機(jī)的概況和發(fā)展歷程，并結(jié)合本課題提出了存在的問(wèn)題，著重分析了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及排種器、開(kāi)溝器和鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計(jì)思路，的總體設(shè)計(jì)方案。該機(jī)具主要由開(kāi)溝器、排種器、鎮(zhèn)壓輪，覆土板等部件組成。能一次完成施肥、播種、鎮(zhèn)壓等多道工序。對(duì)關(guān)鍵部件的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，開(kāi)溝器采用前方布置；排種器經(jīng)老師指導(dǎo)設(shè)計(jì)出了個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更為適合的機(jī)構(gòu)；鎮(zhèn)壓輪采用圓柱形鎮(zhèn)壓輪。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于理論知識(shí)掌握的不夠和經(jīng)驗(yàn)不足，因此在設(shè)計(jì)一些裝置時(shí)需要很長(zhǎng)的時(shí)間和精力，而結(jié)果卻不大理想（例如沒(méi)能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)種子和肥料播種量的功能，開(kāi)溝器的深度調(diào)節(jié)不方便，主要靠操作人員實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝深度的調(diào)節(jié)）。由于條件有限，沒(méi)有實(shí)際的參照機(jī)械，因此只能通過(guò)書(shū)上的圖形資料再結(jié)合自己的想法進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此有的數(shù)據(jù)只能有大體估算（例如種箱體的結(jié)構(gòu)尺寸），不能很準(zhǔn)確的確定機(jī)具的結(jié)構(gòu)形狀、受力情況以及性能指標(biāo)。希望以后有機(jī)會(huì)繼續(xù)以上研究，以求得到一個(gè)圓滿(mǎn)的結(jié)論。21致 謝首先我要感謝的是我的導(dǎo)師楊巖老師，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 遇到困難的時(shí)候，他給予了我很大的支持；其次我要感謝的是我的父母，是他們?yōu)槲姨峁┝松畹谋Ｕ虾蛯W(xué)習(xí)的動(dòng)力，使得我能順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)；再次，我要感謝我的同學(xué)和朋友，在本次設(shè)計(jì)中他們?cè)诶Щ蟮臅r(shí)候總是不斷地鼓勵(lì)我，讓我知難而進(jìn)，迎難而上。22參 考 文 獻(xiàn)[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）.化學(xué)工業(yè)出版社.2002，3：13—100~13—126[2] 程興田．直播機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展前景．農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械，1999， 6[3] 國(guó)委文．直播機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).農(nóng)業(yè)機(jī)械化與電氣化，2007 年，5[4] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2003，08：48~77[5] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.高等教育出版社.2001. 90~120[6] 陶為民. 國(guó)外農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展趨勢(shì). 新農(nóng)村，2001，7：471~474[7] 王廣勝，王玉忠，樊文憲.2BSM—1B 型馬鈴薯施肥直播機(jī)的研究.農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械.1999，3：15 ~17[8] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué).農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.1996:106-109.[9] 湖南省農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校.農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ). 北京：農(nóng)業(yè)出版社.1993:216-217.[10] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1988[11] 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