1、青岛农业大学海都学院本科生毕业论文（设计）题 目： 小麦精密播种机的设计 姓 名： 唐耀明 系 别： 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2008.06 学 号： 200801176 指导教师： 江景涛 年 月 日目录摘 要 .IIIAbstractIII第一章 绪论 .31.1 选题的目的和意义 .31.2 精密播种机国内外研究现状及前景 .3第二章 总体方案的设计 .32.1 方案的选择 .32.2 主要技术参数 .3第三章 排种器 .33.1 排种器的技术要求 .33.2 排种器的设计 .33.3 播种量的计算 .3第四章 开沟器 34.1 开沟器的要求 .34.2 开沟
2、器的设计 .3第五章 其他工作部件和机构 .35.1 输种管的设计 .35.2 地轮的设计 .35.3 地轮轴的选择与校核 .35.4 镇压轮 .35.5 种子箱的设计 .35.6 种子箱容量计算 .35.7 机架的设计 .3第六章 传动机构 .36.1 动力传递方式的选择 36.2 传动比和链条节数的计算 36.3 链轮的基本参数的设计 .3第七章 结论 .3参考文献 3致谢 3I小麦精密播种机的设计摘 要从古至今，人类赖以生存的食物就是粮食，而小麦又是主要的粮食作物，在我国，小麦的种植面积非常得广。从寒冷的大东北到夏日炎炎的南方，从地势高低不平的大西北到广阔无垠大华北平原。播种就是小麦生产
3、过程中关键的一步我们要根据农业技术要求，将种子种到地里，能够使作物获得良好的生长条件。但是随着科学种植技术的发展，以及我们对农艺技术要求的不断提高，对于小麦播种机的研究不能只停留在传统的机械化播种的方向上，更要追求精密化播种。小麦精密播种，就是使生长出来的小麦苗匀、苗齐、苗壮，能够保证种子的田间分布最合理，播下的种子量精确，株距均匀，行距一致，株距也一致，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件。这样可以大量节省种子，增强种子的使用率，保证作物稳产高产。因此，现代的农业对精密播种机械的要求越来越迫切。 关键词：小麦；精密；株距；行距IIThe design of wheat precision
4、seeding machineAbstractSince ancient times, the survival of the human food is food, wheat is the main grain crop, in China, the planting area of wheat is very wide. From the cold north to south which is heat of summer, rugged terrain of the northwest to the vast North China plain. Sowing wheat in th
5、e production process is a key step ,we should according to the agricultural technical requirements, the seed is planted in the ground, can make crop obtain good growing conditions. But with the scientific cultivation technology development, as well as our agronomic technology requirements continue t
6、o increase, for wheat sowing machine research can only stay in the traditional mechanical seeding direction, but also the pursuit of precision seeding. Wheat precision seeding, is to make the growth of the wheat seedling evenly, seedlings, seedling is strong, can ensure the seed of field distributio
7、n of the most reasonable, sowed the seeds of precise, uniform spacing, spacing, spacing in the rows are aligned, sowing depth consistent, as the seed growth and development to create the best conditions. This can save a lot of seeds, strengthen seed use rate, ensure the stable and high yield of crop
8、s. Therefore, modern agriculture on precision seeding machine is more and more urgent.Keywords: wheat; precision; row spacing青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）1第一章 绪论1.1 选题的目的和意义小麦是我们的主要食粮，特别是北方，更是以小麦为主食。小麦的产量牵动着我们的心。特别是对于辛辛苦苦的劳动人民，大半年就指望着它了。而小麦的播种就是其中一个最艰巨的任务。传统小麦播种，是人工种植，小麦的播量控制得不准确，有时多，有时少。这样就造成小麦的出
9、芽率不同，小麦播种的深度也控制得不太准确，有的深，有的浅。为了解决这些问题，我们研制出了精密播种机。精密播种机又叫精量播种机，它是在等行距，等播深，等株距的前提下，将种子播入土地中。精密播种一般是每穴中一粒种子，也可以是多粒，但每穴中的种子数一定要相等。精密播种可以保证种子在田间的分布最合理， 使播下的种子量精确，株距均匀，播种的深度一致，为种子的生长发育创造了最佳条件，这样可以大量节省种子，提高种子的使用率，保证小麦稳产高产。因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。小麦精选机的使用，能够大大提高小麦的收获率，使小麦优质高产。同时，也给劳动人民带来了益处。我国是粮食大国，每年都会出口大量
10、的粮食，这样还会提高我国的生产总值，促进经济的提高。1.2 精密播种机国内外研究现状及前景1960到1970年，苏联、英国等一些欧洲发达国家已经开始了对小麦精密播种机的试验开始研究小麦等精密播种技术。从19601976年，苏联设计出了ECT12(8)垂直圆盘排种器，利用种子的重力和离心力，从种子的径向先充入大孔，然后再进入内窝定量孔的原理设计出来的，种子在离心力的作用下进入型孔，用刮种器刮掉多余的种子。然后又根据型孔中的种子通过星轮推种器推出的原理设计出了CKHK8(6) 水平圆盘排种器, 但以上排种器都不能解决单粒小麦的排种问题, 因为它的单粒囊种率都低于70%80%。因为一些小麦种子的形状
11、比较复杂,例如一些形如长椭球状的种子，它在种子箱内的状态是处于紊乱的无秩序的,排种元件很难获取、抓取或吸附这些种子。19711974年，英国也进行了小麦精密播种机的试验, PSD80小麦精播机问世了，是由英国的 Stanhey公司设计制造出来的,通过更换排种带，这些排种带上有不同型孔的直径，直径较大的种子能被青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）2播种到地里，而且种粒直径较小的种子也能够被播种，这种就是由孔带式排种器设计出的小麦精密播种机，但是它的结构十分笨重、种子通过性的性能较差、随之种子的破碎率也较大, 一共只生产了20台样机，随之就停产了。80年代至今,英国再没有
12、设计出新的精播机。从1980年以来, 苏联和英国等一些西欧国家,再没有进行过小麦精播机的试验研究。虽然现在德国和法国等国已经设计出了气吸式播种机，但是主要在较大的农场适用，在我国不太适用。我们国家，从80年代末就开始研究精密播种机械。我国幅员辽阔，地形条件十分复杂。种子的质量问题，机械制造水平及其机械价格等因素的制约，在80年代，我国主要推广半精量播种机。90年代以来，精密播种机已经在我国推广。播种机设计的关键是排种器的设计，精密播种机的排种器主要有机械式排种器和气吸式排种器。机械式排种器是根据静、动态导向结构参数的不同设计的,箱内紊乱无秩序的小麦种子可以通过机械式排种器自然导向排队,它提高了
13、囊种率,使单粒排种精度有所提高。小麦精播高产栽培技术在传统的小麦大播量条播种植的现状中改进出来的,它开创了新的途径。精密播种机的主要规范是: 在土地较为平坦、水肥条件较好的条件下,选用优质品种,但要在宽行距为140200mm的条件下，4474kg/h 的小播量,用较少的基本苗 ,来创造出高产。在19842年，这种设计获得国家科技进步二等奖，它就是高户栽培农艺规范技术。当时在欧洲、苏联和世界其他国家都还没发现。为了配合这种新农艺，我国研制出了小麦精密播种机,在这一领域内，它已经使农机与农艺高度结合,使小麦精播高产栽培技术有了优质、高效、节能的机械化手段, 当时在全国大范围内得到了大面积的推广使用
14、。但是，精密播种受到高速作业的影响力很大，经实验知道，当作业速度在48km/h时，种子株距合格率在80%以上，但作业速度提高到1112km/h时，株距合格率就会下降到60%以下。由此可见，精密播种机还待进一步发展完善。大多数精密播种机都可以播多种作物,根据各种种子的物理特性，更换不同孔径的排种盘或者改变槽轮工作的长度，或者改变地轮的转速,排种器这样就能适应多种作物种子的播种要求。改变排种盘型孔的大小，增加成穴机构,都能使它达到穴播的要求;通过改变排种器工作转速来达到不同株距的要求。所有这些都能提高播种机的通用性。如果在不同的地区,不同的土壤条件下,不同的整地条件下都能适用, 大多数播种机上要配
15、有多种类型的排种器，开沟器(双圆盘式、滚动式等) 和镇压轮(空心橡胶轮、钢板冲压轮、铸铁轮等) ，供选用。同一型号的精密播种机又有很多系列,行距和行数的变化，都能实现。青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）3第二章 总体方案的设计2.1 方案的选择2.1.1 方案一：图 2-1 小麦播种机1.主传动轮 2.链条 3.右拉杆 4.机架 5.开沟器 6.输种管 7.传动机构 8.间传动机构 9.拉板 10.右支架11.种子箱 12.左支架 13.上悬接点 14.中央拉杆 15.离合器拉绳卡 16.右提升板如图2-1 所示的小麦播种机，它是采用较长的传动链条,经过两级链传动，
16、拖拉机前进，带动第一级链条转动，然后经过中间传动机构，把力传到了第二级链传动，第二级链传动带动排种轴转动，排种器也随之开始工作，开始播种，然后经过输种管，小麦落入到开沟器里，随之播到地里。该种播种机结构看起来有点多，第一级链传动的链条比较长，影响链传动的稳定性。输种管比开沟器的开口小很多。该机采用的是锄铲式开沟器，锄铲式开沟器的入土角是锐角，入土性能好，但工作时将下层湿土上翻，与上层干土混合，造成土壤水分丢失，而且上层干土盖在种子上，会影响种子的发芽率。该排种轴上没有调节机构，不能控制种子的排量。2.1.2方案二：青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）4图2-2 2BJ
17、M-6小麦播种机1.主梁 2.平行四杆机构 3.链条 4.种子箱 5.排种器 6.机架 7.弹簧 8.镇压轮 9.仿形轮 10.开沟器如图2-2 所示的是2BJM-6型小麦播种机，它是通过拖拉机来牵引的。拖拉机和播种机通过主梁连接。拖拉机前进，驱动仿形轮开始转动，带动链条转动，链条转动带动排种轴转动，接着排种器开始工作，种子经输种管到达开沟器，落入地里，然后经过镇压轮覆土镇压。该机镇压轮伸出的尺寸太长，最好在机架上伸出一个轴，然后镇压轮在轴上。这种小麦播种机适用于小型地块中，工作效率低，虽然前面有仿形机构，驱动仿形轮，但是它只能用在小型地块中，不能用在大型地块中。该机的开沟器也是锄铲式开沟器，
18、易造成水分流失。2.1.3方案三：图2-3 小麦精密播种机青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）51.机架 2.接种盒 3.排种器 4.种子箱 5.从动轮 6.弹簧 7.镇压轮 8.开沟器 9.主动链轮 10.带爪地轮如图2-3 所示的小麦精密播种机，它主要由机架，三点悬接装置，带爪地轮，动力传动装置（链传动） ，外槽轮式排种器，箭铲式式开沟器，播后镇压轮等组成。该机是由功率为8.8KW的拖拉机牵引，经过三点悬接装置与播种机相连。在拖拉机的牵引下，带有地爪的地轮转动，地轮上的链轮（主动轮）开始转动，带动链条转动，此时排种轴也经过链传动开始转动，排种器开始工作，种子经过槽
19、轮拨动种子播种，槽轮的凹槽尽量加工得多点，是种子下得均匀。排种器中的种子由槽轮导入接种盒内，经输种管到达开沟器。开沟器上装有弹簧，能随时控制种子播深一致。图2-4 小麦精密播种机经过这三个方案的比较，最终选择第三个方案。因为（1）这个机器采用三点悬接装置，和第二种方案相比，它更能在大地块使用。 （2）该机器装有带有爪的地轮，使地轮的抓地能力增强了，增强了摩擦力，减少了打滑。 （3）排种器使用外槽轮式排种器，较以往的比较，凹槽的数量加多了，减少了脉动性。 （4）排种轴上安有螺旋调节器，能随时调节种子的排量多少。容易控制种子的排量。 （5）机架材料选用的是方钢，减少了机体的总重量，提高了拖拉机的效
20、率。 （6）开沟器上安有弹簧，能控制开沟器的深度一致性，能保证所有种子播深一致。 （7）镇压轮能同时起到覆土和镇压两种功能。而且镇压轮采用中空的，减少材料。设计的主要内容有：（1）确定排种器、开沟器、地轮、镇压轮、种子箱、传动机构等装置的类型和结构。 （2）确定各结构的尺寸参数，并进行理论分析与计算。 （3）计算出合理的传动系统。青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）62.2 主要技术参数表 2-1 样机的主要技术参数项目 参数外形尺寸 （mm） （不包括机架） 1710 1070播种行数 5播种幅宽 （mm） 1100行距、粒距（mm） 200，20种箱容积 （kg）
21、 30播种深度 （mm） 3040排种器的形式 外槽轮式开沟器的形式 箭铲式整机重量 （含机架） （kg） 200kg作业速度 （km/h） 36生产效率 （h /h） 0.32配套动力 （KW） 8.8KW 拖拉机配套形式 牵引式评价播种机的性能，主要看排下的种子量是否稳定，每行的排量是否一样，每穴中排下的种子是否一样，播种时，从排种器中掉下的种子是否一样，每穴中的小麦种子粒是否合格，粒与粒之间的间距是否合一致，播下的种子的深度是否符合要求，并且播下种子的深度是否一样深。一定要让种子的破损率降到最低。排种量的稳定性意思是由排种器排下的种子量在不同的时间段内是否稳定，以及稳定性达到了一种什么情
22、况。各行的一致性是指在同样一台播种机上的每个排种器，在各种情况都相同的条件下排种量是否一致，各行变化的幅度有多大。均匀性排种和均匀性播种是指排种器的排种是否均匀，种子在地上分布的均匀性达到了一种什么程度。每个穴里小麦种子粒的合格率是对于穴播来说的，每穴种下的种子的粒数在允许的范围内是合格的。粒与粒之间的间距合格率是针对每粒精密播种来说的，它要求实际粒距在半个标准粒距到 1.4 倍标准粒距范围内为合格。播深的稳定性，所谓的播深是指种下的种子的正上方土层的厚度，播种深度在规定播深1cm 范围内是合格的。种子的破损率是指经过排种器排种后，破损的种子占排出的种子量的百分比。种子的破损率一定要降到最低。
23、青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）7播种机的性能指标，不止是这些。它还包括播种的效率，现在已经是高科技时代了，不管做什么，都要讲究效率。农民伯伯也同样要求效率。它就要求播种机在播种的情况下，不仅要求快，而且要使小麦的种植效果好。种下的种子行与行之间的间距相等，播下的种子深度一样深，而且深度一定要符合条件。每粒种子之间的距离也要相等。关键是使播下的种子，出苗率一定要高，生长良好。我国幅员辽阔，地形百态，各种地形都有，最好每种地形都有合适的播种机。青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）8第三章 排种器3.1 排种器的技术要求排种器就像人体的大脑，
24、在整个播种过程中，起到了关键作用，它的位置在种子箱的底部，是播种机的主要工作部件。它的作用就是将种子箱内的种子按播种要求，定量均匀地排出，种子再经过输种管，输送到开沟器，然后再落入种子沟内。排种器的作用那么大，就应该有一定的要求。那么，一般对排种器的要求有以下几点：(1) 要有均匀稳定的排种，能够使排种连续均匀。(2) 通用性好，播种量的调节范围要大。(3) 排种过程中尽量使种子的破坏率达到最低。(4) 不要使其堵塞，调节起来比较方便，而且能迅速清除排种器中残留下的种子。(5) 在高速条件下工作，而且要可靠。那么影响外槽轮排种器的工作性能的参数都有什么呢？一是槽轮的直径一定要适当。如果槽轮的直
25、径过大，就会使排种盒的尺寸变大，如果在相同的条件下，排种器的转速就会变小，工作长度也会变小。这样排下的种子的均匀性就会受到影响。如果直径过小，相同的播量下，轴的转速就会提高，这样种子就会受到影响，种子的破损率就会提高。所以，我们现在使用最多的排种器的直径为 40mm；二是槽轮的转速一定要适中，转速越低，排种的均匀性就会受到影响，均匀性较差，如果转速较高，同样使种子的伤害率较大，种子就会受到影响。三是槽轮工作的长度一定要适中，如果长度较短，种子就不会流畅得播下；如果工作长度太长，种子的均匀性就会受到影响，槽轮的工作长度不要少于种子长度的 1.5-2 倍。四是凹槽面的形状和槽数的数量，凹槽一般做成
26、直槽，弓形，螺旋槽，圆弧梯形。如果是小粒的种子，一般做成直槽。槽数如果太少，种子的均匀性就会受到影响。槽数过多，在一定程度下，可以改善种子的均匀性，但是如果槽数太多，就会伤害到种子。常用的槽数是 10-18。3.2 排种器的设计3.2.1 排种器的选择 青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）9根据作物种植方式（农业技术的播种方式）的不同，排种器常分为条播排种器，点播排种器和撒播排种器。常用的条播排种器的具体形式有很多，主要有外槽轮式，离心式，内槽轮式，摆杆式，匙式和磨纹式等。离心式排种器靠一个倒置的锥形筒来完成的。靠种子的离心力作用下沿锥面上升，从排种口进入输种管。但离
27、心式排种器不够精密。窝眼轮式排种器是一个半精密的排种器，每穴的粒数调整靠调整刮种器的位置完成。外槽轮式排种器结构简单，调节方便，播种量不随机组的前进速度而改变，排种量比较稳定。最终选择外槽轮式排种器。外槽轮式排种器主要由外槽轮，排种盒，排种轴，阻挡环，排种舌，挡环和挡圈等组成。3.2.2 外槽轮式排种器的设计各部分的设计：图 3-1 外槽轮因为槽轮的一端需要与阻挡环对接，另一端要伸入内齿形挡圈，所以外槽轮的长度要适中。槽轮的长度是 50mm,凹槽的深度是 8mm,槽轮的外轮廓线是 40mm。图 3-2 阻挡环阻挡环活套在排种轴上，它的外缘嵌入排种盒侧壁的切口，使阻挡环只能在轴上移动而不能转动，
28、挡环的内壁与外槽轮断面相吻合，防止种子从侧壁流出。阻挡环的尺寸青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）10如上图所示。图 3-3 挡圈图 3-4 排种舌排种舌放在中间位置，排种舌活套在排种轴上，用销轴固定，调节与槽轮的间隙可以适应不同大小的种子，当清种时，可以松开排种舌，有利于清种。排种舌的尺寸如图3-4。图 3-5 排种盒为了满足所有零件的配合，排种盒的尺寸如图 3-5，排种盒总高为 150mm，宽为青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）1192mm。外槽轮式排种器的工作过程：排种轴通过传动链由地轮带动旋转；排种器上的外槽轮的周边均匀分布有 8-
29、16 个半圆形的凹槽，凹槽适当得越多，精密性越高。用箍卡固定在排种轴上，并穿入排种盒；槽轮的一端与阻挡环相接，另一端伸到挡圈外面，槽轮的转动是通过挡环带动的，阻挡环套在排种轴上，但也是活的。其它的外缘凸齿与排种盒侧壁的切口相切，这样，阻挡环就只能在轴上左右移动而不能转动；内齿形挡圈切口形状与外槽轮断面的长度相等，这样做，是为了防止种子从侧壁流出，槽轮转动时，挡环也一起转动；但挡圈不转。用卡箍排种器的一端卡紧在排种轴上，阻挡环那边也要用卡箍卡紧，以保证槽轮在排种轴上的位置不变，能够在高速作业时，位置不变。如果想调节排种量的多少，首先要松开卡箍，这样才能调整槽轮在排种盒内的长度。排种舌也是活套在排
30、种舌轴上的，排种盒上打有几个小眼，通过更换和不同的小孔相配合，来调节它与槽轮的间隙以适应不同大小的种子。当清理排种盒时，把排种盒拉下。当作业完成后，清理排种盒内的种子也可以这样。通过调节排种舌的位置，我们可以种植不同的农作物，大粒的种子就使空隙大些，小粒的种子就使空隙小点。外槽轮式排种器的工作原理是：工作时，外槽轮转动要由排种轴的转动来完成的，种子箱内的种子在重力的作用下，充满槽轮的凹槽。槽轮转动，凹槽内的种子被会被强制性得从排种盒下部，然后落入输种管里，然后掉到种沟里，立即被土覆盖。为了提高排种量的精密性，我们增加了槽仑凹槽的数量（又称密齿形槽轮） ，来改善排种的脉动性。下图是排种器的三视图
31、：青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）12图 3-6 外槽轮式排种器1.槽轮 2.阻塞轮 3.排种舌 4.种子盒 5.挡环 6.清种轴3.3 播种量的计算小麦的播种量不是一成不变而是根据不同的地形，不同的地质来改变的。小麦播种机的调种量调整一般有两种方法：一是通过改变外槽轮排种器上槽轮的工作长度，槽轮的工作长度是要来调整的。槽轮的长度的调整是通过轴的一端的螺旋钮来调节的；二是改变传动比，也就是改变转速，调整槽轮的转速是通过更换传动轴上的链轮。在种子箱内加入 以上的种子，将播种机离地面有一定的距离，使地轮悬空，并使31机架保持水平，然后按照实际播种作业速度，以相同的转速
32、匀速转动地轮 30 圈，测定各行的排种量，重复 3 次，最后取平均值，按下面的公式计算播种量公式（3-10DNBGQ1）式中：播种机总播种量, ；Q2hmKg被测的总行数下的总排量, ；G地轮的直径，m;D被测定行数的幅宽，m;B地轮的转动圈数，可取 30 圈；N圆周率，3.14；驱动平均滑移率，可取 10或按实际滑移率取值。 青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）13青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）14青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）15第四章 开沟器4.1 开沟器的要求开沟器根据种子播种深度的要求，开出种沟
33、或挖出种穴，并引导种子落入种沟内，而且还应该具备一定的覆土功能。对开沟器的一般要求如下：(1)开出的种沟的宽度和深度要一致，并且深度可以调节。(2)尽量使土层翻动得程度小点，能够使种子落在湿土里，保证较好得发芽。(3) 应该有一定的回土功能，也就是使湿土覆盖在种子上，干土露在外面。(4)具有良好的入土功能，不能缠上草，杂质和堵塞。(5)工作阻力要尽量小，利于播种。开沟器的安装与调整也要注意。开沟器安装要根据行距的要求从播种机的中心线开始,依次安装开沟器，并调整好开沟深浅调节装置，保证各个开沟器开沟深度一致。播种深度也是评价播种机好坏的一项重要指标。幼苗的出苗率和种子的生长情况，和种子的深浅程度
34、有关。种子的深度是看种子上面所覆盖土层的厚度决定的。由于地面也是高低不平的，开沟器的深浅也要受到地面的高低而起伏，在开沟器上就要做一些工作。如果是滚动式开沟器，在开沟器上加上限深环；如果是滑刀式开沟器，在它上面加限深滑板 ；如果是条播机上的开沟器，在其上面加弹簧。4.2 开沟器的设计4.2.1 开沟器的选择如果按入土角的不同，可以分为锐角（90）开沟器和钝角（90）开沟器，锐角开沟器的形式有锄铲式、箭铲式、翼铲式、船形铲式和芯铧式等，钝角开沟器形式有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式。开沟器和破茬开沟土壤工作部件，有平面圆盘、缺口圆盘、带限深轮圆盘、宽波纹圆盘、窄波纹圆盘、驱动圆盘、窄型旋耕刀
35、、凿形铲、窄尖角式开沟器等。对于开沟器直接安装在机架上的播种机，开沟器的工作深度可以通过开沟器柄上的安装孔可上下来调整的；对于单体仿形式播种机，开沟器深度通常是通过开沟器下压弹青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）16簧的的工作行程来调整的；对于液压控制深度的播种机，是通过调节液压缸的收缩长度来调节开沟器的深度的，应根据使用说明书的规定进行操作。注意对于拖拉机轮辙处，如果必要的话，应单独调整犁刀或者开沟器的深度，来保证开沟、播种深度的一致性。双圆盘开沟器是两个相互倾斜的成一定夹角的平面圆角组成的，但是圆盘一周都有刃口，工作时，能把土块草根和残茬切割掉，因此在整地条件差和
36、土壤湿度较大时也能正常工作，而且工作较稳定，在高速作业时也能工作；开沟过程中，不容易粘土、堵塞，上下土层相互混合的现象较少。双圆盘开沟器主要由开沟器柄、 圆盘、 圆盘毂、 开沟器轴、 防尘盖等组成。其结构特点是 ：开沟器轴的设计经过一次冲压就可成形，与传统的开沟器相比， 具有一定的优点，也就是无论正转还是反转都不会退扣。聚点的位置主要取决于开沟器的宽度。聚点位置越高，开出的种沟宽度越大，种沟中的尖度越高，聚点位置越低，开出的种沟的宽度越小，但这样会使土壤从聚点上面进入双圆盘之间，这样会造成圆盘夹土和堵塞，而且会加快轴承的磨损。但是双圆盘开沟器的重量较一般的开沟器的重量较重，开沟的阻力也比较大，
37、而且结构复杂，造价较高。锄铲式开沟器的结构主要有拉杆，开沟器体，开沟铲和反射板等。开沟器工作时，入土时用开沟铲的锐角，先把土壤向前推，然后在开沟铲前形成土丘，而后铲壁将土丘向两侧推挤，分开成沟。种子就会沿着中空的开沟器体落下，由反射板导种向两侧分散，可以使苗幅宽度达到 4-6cm。铲翼侧板的后边线为斜边，是为了保证湿土先落入种沟，然后再覆盖种子。锄铲式开沟器的优点是：结构简单，入土性能好，开沟阻力小，种下的种子苗幅较宽，但是在工作过程中容易缠草粘土，开沟深度不稳定，多用于小型播种机上。靴式开沟器，前沿外形像靴子，依靠自身的重量，再加上压力，把土壤挤开成沟，对于种沟的底部土壤，具有压密作用。这样
38、能促进种子水分上升，对种子的发芽有利。箭形开沟器体的铲面外角和张角小，体型窄，开沟时对土壤的翻转小，使干土与湿土混合得少，使种子尽量埋入湿土内，有利于保墒出苗；有无缝钢管制成的导种管强度好，制造工艺简单，阻力小；后踵的作用是挤压沟底，使沟底的土壤平整坚实，有利于土壤下层水分上移，并能防止开沟器腔管的堵塞；开沟器立柱是支撑臂，开沟器上方装有弹簧，能自动调节开沟深度，满足需要。最后确定箭铲式开沟器。4.2.2 箭铲式开沟器的设计箭铲式开沟器，其构造如图 4-1 所示，主要由箭形开沟器体，后踵，导种管，开沟器青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）17立柱等组成。图 4-1 箭
39、铲式开沟器1.后踵；2.导种管；3.立柱；4.开沟器体当播种工作时，箭铲式开沟器的底部扎入土层，潜入到地下。随着牵引机组的不断前进，开沟器将土层轻轻抬起，土流绕开沟器导管向后流出，直接把沟底的种子覆盖住。在开沟器整个工作过程中，种子完全被湿土掩埋，加上它的沟底土壤十分坚实，有利于种子发芽，出苗效果好。所以，我选择箭铲式开沟器。开沟器上面装有弹簧，在播种时，会根据土壤的软硬自动调节。遇到土壤较硬时，开沟器入土深度不足向上抬起，这时，弹簧就被压缩，使压力增大，迫使它恢复原来的深度；土壤较软时，开沟器会受到限位拉杆的限制，使开沟器不能入土太深。箭铲式开沟器的尺寸如图 4-2 所示。图 4-2 箭铲式
40、开沟器青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）18第五章 其他工作部件和机构5.1 输种管的设计5.1.1 输种管的类型输种管的作用是将排种器排出的种子引导到开沟器的沟内，其上端与排种器连接，下端插入开沟器内。由于开沟器在工作中需经常升起和降落，因此要求输种管能自由弯曲和伸缩，下部能前后摆动，并有足够大的内径面积，以保证种子畅通无阻。常用的输种管有漏斗管，卷片管，波纹管和直胶管 4 种。5.1.2 输种管的主要参数(1)输种管的直径 输种管的作用是把由排种器排下的种子传输到开沟器里，直到种子播到地里。输种管最小的直径应根据作物的最大播量和种子的最大物理机械特性来确定的。通
41、过实验，有三分之二的种子集中在半径为 20mm 的范围之内，因此，输种管的最小直径为 26mm，最大直径为 40mm。(2)输种管的倾斜角和长度。根据不同类型播种机的需要，排种器工作特点和对种子下落到种沟的要求，确定输种管的倾斜角和长度。有时，为了使种子落入种沟时，相对于地面的速度为零，提高株距均匀性，专门设计了导种管。即要求种子沿导种管向后滑行运动，并具有一定的速度，因此要设计成曲线导种管。5.2 地轮的设计如图 5-1 地轮青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）19如图 5-1 所示，地轮的最大外径是 450mm，地轮具有支撑，仿形，驱动等多种作用，在轮的外圆上铸有
42、抓地爪，以增加地轮的抓地功能，增大摩擦力，减少打滑。地轮是驱动装置中最重要的一部分，拖拉机上的牵引力经过连接架传到了地轮，地轮经过链传动把动力传给了排种器，来完成播种。地轮容易出现的主要问题是滑移问题。造成滑移的主要原因有：（1）地的表面不平，地轮与地面的接触不均匀。 （2）地的表面太硬，开沟器入土深度受到影响，有时地轮会出现被架空不转动的情况。为了解决这些问题，采取了一些措施：（1）采用橡胶充气地轮，据研究结果，橡胶充气地轮的滑移率为 4-6.21，其变化范围满足播种机的设计要求。但是它的价格有点贵。 （2）采用铁质地轮，来增加地轮外廓抓地爪的高度。由于地轮一般是铸铁做成的，成本比较高，而且
43、重量重，为了能在完成工作的情况下，还能节省材料，我们需要做成凹形的，而且有必要打孔。5.3 地轮轴的选择与校核5.3.1 地轮轴的选择地轮轴是通过链传动转动的，链的传动是通过拖拉机的牵引。轴的具体尺寸应该是多少，应根据轴的具体受载以及受力情况来确定的。因为这个轴要同时受到弯矩和扭矩，所以两个都要考虑到。由机械设计课本 370 页知，轴的扭转强度公式是：公式（5-WnP9501）由拖拉机传到链轮时，功率 p 为 0.45KW。由资料查出播种机的工作阻力为 30N，工作速度是 1.5 ,由上式可知道轴的计算公式为：公式（5-2） 3032.095nPAnd公式（5-3）mNT138.2459公式（
44、5-4）rF青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）20公式（5-5）经过计算得，地轮直径取值 20mm 是比较合适的，地轮轴的材料是 45 钢. 5.3.2 地轮的校核地轮受到的力是弯扭组合，下面是轴的载荷分析图。 图 5-2 轴的载荷分析图公式(5-6) 3521F公式(5-7)090所以 N 1=532.5 2=177.5公式（5-FLM8）有计算得 m5.106max轴的弯扭组合公式是：青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）21公式（5-9）aaca MPWM6052符合条件，这种材料的轴主要用于受到不大的冲击的情况下。5.4 镇压轮 镇压
45、轮的作用是用来压紧土壤，使种子和湿土接触密和。这样种子才能较好得出芽。镇压轮的种类有很多，有平面的镇压轮，凸面形的镇压轮，凹面形的镇压轮和空心橡胶式的镇压轮等等。平面镇压轮，由于凸面镇压轮的轮较窄，所以主要被用于沟内镇压；凹面镇压轮的工作原理是从两侧将土壤压向种子，种子上方部位土层较松，有利于幼苗露出土面。空心橡胶轮，后靠自身弹性复原。空心橡胶轮的结构像没有内胎的气胎轮，内外大气压相恒，压强恒定。镇压轮的结构尺寸如图 5-3 所示。图 5-3 镇压轮5.5 种子箱的设计由于我这次设计的播种机是精密播种机，所以精播前要求有一些准备工作：（1）精播地块的条件是，要秋翻，早春耙地前将农家肥施在地里，
46、使地面平坦，土壤打碎，田间卫生一定要好。 （2）种子要求精质的种子，要去掉杂质和小粒，使种子的纯度达到94以上。种子一定是活的，种到地里一定保证发芽。播种前要进行药夜浸种或种子包衣，以防地下害虫。 （3）种子箱底面的倾角。种子箱底面应该做成倾斜的，为了保证种箱内的所有种子都能从排种孔流出，没有死角。种子箱的倾角应大于所有种子的自然休止角，保证种子被雨水，药剂弄湿以后，也能自然下流。 （4）清种装置。种子箱应有快速清种装置，在需要更换不同的种子时，能快速将原有的种子清除干净，换上新的种子。青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）22（5）密封性。种子箱要良好的密封性，来防止
47、机器振动时种子溢出种子箱，或者工作时飞扬的杂物混入种子箱，影响排种器的排种性能。 （6）附加装置。当种子箱较长时，应在种子箱内加隔板。如果有肥箱时，就要和种子箱加隔板。种子箱的主要作用是在作业保时保存并向排种器提供种子，虽然结构简单，但它的性能也会影响到播种的质量和作业效率。因此，选用播种机时，要从以下几个方面进行检查：（1）种子箱的容积。种子箱的容积要足够大，如果在较长的地块中工作，需要在地头加种时，向种子箱内加种，也就是最少能够来回一趟的量。 （2）种子箱的宽度。种子箱要有一定的宽度，也就是保证种子倒入完全敞开的种子箱时不会洒到外面。 （3）种子箱底面的倾角。种子箱底面应该做成倾斜的，为了
48、保证种箱内的所有种子都能从排种孔流出，没有死角。种子箱的倾角应大于所有种子的自然休止角，保证种子被雨水，药剂弄湿以后，也能自然下流。种子箱的尺寸要根据种子的量来设计，种子箱的尺寸及结构如图 5-4 所示。图 5-4 种子箱5.6 种子箱容量计算种子箱的容积要有一定的大小，种子箱的容积 公式（5-10）rBLNV1024.8maxV种子箱的容积；小麦最大播种粒数；B工作幅宽；L工作的长度；青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）23r小麦的容重；r=0.77。5.7 机架的设计机架是连接拖拉机和播种机之间的桥梁，机架支撑整个播种机，拖拉机和机架的前身（三脚架）相连，牵引整个播种机前进。机架的材料选用的是空心方钢，采用的是矩形管。采用空心管，不仅节省了材料，而且也减轻了整机的重量。机架的与拖拉机相连的部分采用三角架，三角式的结构稳定，连接固定性好。整机全场 1175mm，高527mm。机架的尺寸及结构如图 5-5 所示。图 5-5 机架青岛农业大学海都学院机械设计制造及其自动化本科毕业设计（论文）24第六章 传动机构6.1 动力传递方式的选择为了保证播种时种子连续排放，传动部分要有可靠的传动比，没有滑动。因为带经常用在高速级上，而且带具有先天式的弹性滑动，当有一些过载时，就会打滑，所以带不能用。但如果用于齿轮传动，虽然传
