集成式舵轮杠杆开启穴播器的毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I 英文摘要 . 目 录 . 第一章 引 言 . 1 题的背景和意义 . 1 播机械国内外研究现状 . 1 种机械的发展趋势 . 4 前穴播存在的问题 . 4 题主要研究内容 . 5 章小节 . 5 第二章 集成式舵轮杠杆开启穴播器的设计 . 6 轮式杠杆开启穴播器的结构特征和工作原理 . 6 构设计 . 6 作原理 . 7 成式舵轮杠杆开启穴播器内部结构参数设计 . 7 种系统结构及参数设计 . 8 盘结构及参数设计 . 9 土 成穴器总成参数设计 . 10 轮结构、参数及轮廓线确定 . 12 构组成及自由度 . 13 章小结 . 13 第三章单行浮动穴播机整机结构设计 . 14 机结构设计方案 . 14 播机参数的选取及确定 . 机架结构 . 15 播器转速确定 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 主轴尺寸设计 . 15 轴强度校核 . 16 盘与主轴的键连接强度 计算 . 16 承的设计选取 . 17 种管的设计 . 17 位成穴器二次投种分析 . 18 种箱的设计 . 18 章小结 . 19 参考文献 . 20 致 谢 . 23 附录 本课题三维建模图片 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 摘 要 本文针对先前研制的 凸轮顶杆式多功能穴播器在播种作业过程中 出现的播种不均、播种质量不高的缺点和不足，设计提出一种新式的集成式舵轮杠杆开启穴播器。 集成式舵轮杠杆开启式穴播器的主要特点在于：采用内置排种器一次排种和入土成穴器二次投种的两次投种方式，大大缩短了种子从分种到播种入土的时间和距离，提高了播种的准确性；开启机构采用摆动从动件盘形凸轮结构，从动件由复位弹簧复位；入土成穴器采用动、定两瓣结构，非打开状态常闭，动瓣在达到最 大入土深度后在凸轮切向力作用下按杠杆原理的方式打开，将预先存放在活动鸭嘴中的种子播入土壤。 本设计将其应用于单行浮动播种机，并对其进行了系统的研究及理论分析，确定了其结构及主要参数，用 维制图软件对零部件进行了三维建模和装配，验证了穴播机结构的合理性。 关键词： 集成式舵轮杠杆开启穴播器，内置 槽轮排种器， 单行浮动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 at of of of is to by to of to of to in be it in to on G to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一章 引 言 题研究的背景 本课题来源于山东理工大学农业机械化工程重点学科建设课题。 播种是农业生产过程中关键的步骤。它要求在较短的播种时间内，将作物种子播入土壤中。播种质量好坏，将直接影响到农作物的出苗及产量。由于机械播种具有播种质量好，生产效率高，不误农时等特点，并且可以减轻劳动强度并为田间作业管理创造良好的条件，因而被广泛采用。而机械穴播又以其无需开沟、土壤损坏程度小、节省种子等特点逐渐成为播种机械的首选。 穴播机的核心部件是排种器和穴播器。前者的作用是将种子按照需要均匀分配到入土成穴器，后者的作用是将种子成穴植入土壤，两者对于发展精密穴播技术都具有举足轻重的作用。课题组 2003 年研究设计试制了一种舵轮式内投种穴播器，不用开沟便能较好的实现穴播作业，但试验表明仍存在缺点：一是外置排种器和入土成穴器之间的一次投种距离较远，而且种子在经过输种管下落到轮盘的过程中受到输种管的碰撞和内壁摩擦力的作用造成投种不均，造成空穴、多播的现象；二是入土成穴器开启是由凸轮滑块系统的径向力克服复位弹簧和土壤的阻力实现的，由于播种要求的凸轮升线较陡，因此在打开升程上径向力小于切向力，这就需要较大的牵引力，造 成播种成本较大，在润滑不好或土壤反作用力不足时还会造成滑移较大甚至自锁 ,从而导致播种机无法正常播种；三是鸭嘴的开启力是由置于入土成穴器内部的顶杆传递的，顶杆占居内部空间，影响种子下落到位，容易造成穴播器内部堵塞，影响播种质量 ,为不产生这种影响就需要加大入土成穴器的尺寸，但是这又造成新的不良影响 ,诸如 :入土阻力大、穴孔大等。这三个缺点都对播种质量有很大影响。 为克服这三个主要缺点，本研究设计提出的集成式内槽轮舵轮杠杆开启穴播器，不仅保持了舵轮式内投种式穴播器的优点，而且缩短了排种器一次排种的距离；改变了入土成穴器的开启方式，提高了播种质量。有效地解决了这些问题。 播机械国内外研究现状 由于我国土地辽阔，各地区自然条件、作物和耕作制度不同，机械损种方法多种多样。基本的播种方法有条播、穴播和精密点播三种。随着农业科学和新技术的发展，播种方法正在不断改进。 早在公元前一百多前 ,我国已有很多播种工具。但是，直到新中国成立以后，我国播种机械才有了真正的发展。建国以来，我国播种机械的发展过程，大致可分为四个阶段。 第一阶段从 1949 年到 1957 年。这期间主要是引进苏联的奋力和机引稻种机，组织测绘、仿造和生产。主要 有畜力 和 12 行谷物稻种机，机引 24 行和 48 行谷物播种机和 4行棉花播种机等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二阶段从 1958 年到 1965 年，从改进播种机到逐步自行设计播种机。这阶段的主要工作有：在机引 24 行和 48 行播种机上增加排肥装置；自行设计了 16 悬挂式 16 行谷物播种机、 4 通用机架播种机、 6 精量播种机和 6(4)综合号播种机等，并大量生产使用。在参考国外先进的播种机基础上，我国研制并生产了悬挂 6 行气吸式播种机和 13 行离心式播种机。 第三阶段从 1966 年到 1976 年。这一阶段科研工作基本停止。在这一阶段 的后期，农机科研和生产单位组织了播种机的系列设计，主要有 212、 216、 224 谷物播种机； 26、 24 播种中耕通用机； 龙江一号垄作播种中耕通用机； 6、4、 2 播种中耕通用机；辽宁 702 单体播种机等，并大量生产使用。 第四阶段从 1977 年开始。引进了国外先进的播种机械，在试验研究的基础上，自行设计新一代高速、精密播种机，主要有 224 压轮式谷物播种机、 26 气吸式精密播种机等。 在发展播种机械产品过程中，我国农机科研单位先后研制成了磨盘式排种器 、振动式排肥器、窝眼轮式排种器、小槽轮排种器、摆杆式排种器、宽幅开沟器、摆抖式排肥器等主要工作部件并广泛用于生产。 目前国外精密播种机 及其主要部件穴播器 已达到相当完善的程度，在精密播种机上除了设有完善的整地、覆土、镇压及施肥、洒农药装置外，其 穴播和 排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式 穴播排种和 机械式 穴播排种等 ，以保证单粒精密播种。另外，液压技术及电子技术也在播种机上得以应用。 20 世纪 80 年代，美国、澳大利亚、加拿大、法国等西方国家开始研制并广泛使用气力式精密播种机械 。 穴播机械因其无需开沟、土壤损坏程 度小、节省种子等特点逐渐成为播种机械的首选。穴播器是穴播机的核心部件，往往一种新型穴播器的诞生就意味着一种新型穴播机的诞生。根据一次分种方式的不同可以分为外槽轮式穴播器和内置槽轮式穴播器；根据成穴原理不同，现有穴播器可分为四种类型，即鸭嘴式穴播器、冲穴式穴播器、铲式穴播器和流体射种式穴播器。鸭嘴式穴播器根据鸭嘴开启驱动方式不同，又可分为滚压开启和凸轮机构强制开启两种，凸轮机构强制开启鸭嘴式穴播器根据鸭舌开启方向与凸轮转轴方向的关系不同，又可分为前开式、后开式和侧开式。 1981 年 研制了 一种铲式打孔穴播器，它是由滚轮和径向布置在滚轮圆周上的中空锥形打孔器及环带排种器组成，在打孔的同时，由排种器排出的种子通过中空锥形打孔器直接进入孔中。这种穴播器由于其打孔器不需要开启和关闭，因而与鸭嘴式相比具有结构简单、投种准确、易于保证的优点，但存在着打孔时容易堵土和播种深度变化较大的缺点； 还设计研制了相应的铲斗式打穴播种机，成穴部件径向安装在滚轮上，当机器前进时，铲斗在土壤上形成穴孔并同时打开铲斗的活门使预先输入到铲斗中的种子落入到穴孔中， 人对此进行了改进，并将其用在 塑料薄膜覆盖条件下蔬菜和玉米的播种。 1978 年研制了一种转动注射式播种机，这是为人力推动或畜力牵引所设计的小型播种机，用于在铺膜地面或免耕条件下的谷物播种，结构紧凑。 在 制的铲式打孔穴播器基础上， 1987 年又研制了一种旋转铲式打孔穴播器。它是由滚轮和径向布置在滚轮圆周上的打孔器（铲）及倾斜圆盘排种器组成，它的结构特点是，滚轮沿与地面垂直方向和播种机前进方向分别倾斜，这样可以使排种器的投种口充分接近打孔器（铲的上开口端），提高了播种精度，但仍没有解决堵 土与播种深买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 度变化较大的缺陷。 我国对打孔成穴播种机械的研究较少，吉林大学农业工程学院马成林、马旭等人已经对鸭嘴式打孔穴播器、冲孔式打孔穴播器、铲式打孔穴播器进行了理论研究和部件设计，但是仍然存在一定的问题，未能形成产品。 2002 年杜瑞成教授等提出并研制了自动射水成穴播种装置，是利用高压水将送进种腔的种子射透地膜进入土壤，由于种水混和，播种过程难以控制；同年该课题组还研制了“直插式小麦覆膜穴播机”，研制了内外套筒式适于小粒种子作物的覆膜穴播器，取得了较好的效果。 2005 年杜瑞成教授等又提出并研制 了大粒种子覆膜播种机， 提出了一种新的鸭嘴凸轮强制开启机构，即凸轮 曲柄连杆开启机构 ， 优化设计了凸轮的合理安装位置和凸轮的结构参数，使鸭嘴具有不堵土、不夹土、不夹膜的优点 。 综合国内外研究现状，穴播器的研究主要集中在穴播器的成穴原理和结构的优化方面，以及排种器与穴播器之间关系的研究方面。本文将在国内外研究的基础上尤其是本课题组研究的多功能穴播器的基础上设计一种新型的集成式舵轮杠杆开启穴播器。 种机 械 的发展趋势 （ 1） 农业装备产品向大型化 、 多功能 、 高效率和复合式 联合作业 发展 。复式作业将成主流 ， 沿着从无到有，从小型到大中型的道路梯度推进，这是农机业发展的一般规律，我国也不例外，但进程比较缓慢。随着农机社会化服务体系和代耕中心等实体的建立和完善，在土地分散经营的条件下通过社会化服务扩大作业量，获得较好的经济效益，将促进耕作机械向大中型与联合作业方向发展 ， 联合作业是指在播种的同时完成耕整地、施肥、喷洒液等作业，其优点是一次可以完成多项作业，作业效率高，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 。 同时，可以减少机组进地次数，使土壤免受机具的过度压实。 （ 2） 农业装备技术向控制智 能化，操作自动化方向发展 。目前国外正在发展一些新的播种技术，如液压等新技术在国外播种机的应用日益广泛。美国塞科尔 5000 型气压式播种机用液压马达驱动风机；东德 A 697 型精密播种机装有供驱动排种锥体的液压马达，当地轮滑动时，液压马达启动，以保证排种锥体的转速与机器前进速度相协调， 同时 也用以操作开沟器的升降，在大宽幅的播种机上还用液压折叠机架，以便安全运输 1；国内也在尝试将机电一体化技术应用于农业机械播种。 （ 3）农业装备技术向注重节约资源，保护环境方向发展。随着全球淡水资源的匮乏，特别是我国属于严重缺水 国家，发展节水农业具有深远的意义和广阔的前景。 从 1996 年开始，农业部累计投资 1 亿多元，建设了一批旱作节水农业示范基地和行走式节水灌溉示范区，通过农艺、农机、生物、工程等综合措施的应用，完成了一批以坡改梯生土熟化农田工程、集雨节水补灌等为重点的高标准基础设施建设，有效改善了旱区农业基本条件。农业部还在全国各地累计推广了水稻 “ 浅湿晒 ” 灌溉、 “ 坐水种 ” 、 “ 行走式节水 ” 、施用抗旱保水剂、地膜与生物覆盖等节水农业技术措施 亩左右，发展田间及大棚集雨节水和喷、微、渗灌等技术措施 1000 万亩 ；除了水资源之外，其他 能源如汽油等的节省在农业生产中也有极大的意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4）农业装备制造方法向数字化 、 自动化 、 集成化 、 网络化和智能化方向发展。 （ 5）农业装备制造过程向绿色化 、 快速化 、 节约化和高效化方向发展。 前穴播存在的问题 目前，国内生产应用的穴播机不能完全达到覆膜播种质量的农艺要求。主要表现在以下几点： （ 1）播种的均匀度和整齐度较差 现有的穴播机虽然可调整每公顷的播量，达到不同公顷播粒数的农艺要求，但由于外槽轮排种器排出的种子要在滚轮中重新要分配到各个充种器（鸭嘴）中，这个过程带有很大的随机性，使每穴种子不能均 匀分配，有的一穴多达几十粒种子，有的只有二、三粒，甚至出现空穴。 （ 2）播种出现 空穴 空穴如同缺苗断垄，必然影响产量，造成空穴的主要原因： 目前现有的穴播机对土壤质地、土壤湿度、整地质量要求过高。质地粘重、湿度较大的地块，播种时泥土易堵塞鸭嘴，造成空穴；滚筒中二次分种的随机性使充种器内有时分不到种子，造成空穴；耕作层不疏松，鸭嘴则不能入土张开，种子排不出来，造成空穴；鸭嘴前开式成穴，鸭嘴内夹进硬土块 ,分到充种器内的种子撒落在地膜上边，造成空穴；特别是在粘质土壤中，鸭嘴的弹簧压板与土壤接触，表面粘土，鸭嘴刚入土 ，弹簧压板由于表面粘土高度增加，鸭嘴 未达到规定的播种深度，鸭嘴提前打开，甚至，鸭嘴刚触地或未触地，鸭嘴就打开，致使种子散落在膜上或膜内地面，造成空穴。 （ 1）在广泛了解国内外穴播技术的基础上，结合本课题组设计研制的凸轮顶杆式多功能穴播器存在的一些缺点和不足，本文设计提出一种新式的集成式的舵轮杠杆开启穴播器，对其结构进行了合理的改进及创新，将外排种器内置，并且排种器与动盘同步转动，对内置排种器一次分种，入土成穴器二次投种过程进行了系统的研究，建立其结构及参数的设计方法；应用 件对 集成式舵轮杠杆开启内投种穴播器进行了建模装配，验证了其结构的合理性。 （ 2）针对目前播种机械机架整机浮动的缺点和不足，本文将集成式舵轮杠杆开启穴播器应用于单行浮动播种机，并且对其整机结构进行了研制和三维建模装配，验证其结构的合理性。 本文主要是在广泛了解国内外穴播机械的基础上，针对本课题组设计研制的舵轮式凸轮顶杆式多功能种肥穴播器存在的一些缺点和不足，设计一种新型的集成式内置槽轮舵轮杠杆开启穴播器，并以其作为核心元件，以拖拉机牵引力作驱动力，组合设计一种单行浮动穴播机，对其进行了结构、参数 研究。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二章 集成式舵轮杠杆开启穴播器的设计 轮式杠杆开启穴播器的结构特征和工作原理 构设计 舵轮式杠杆开启施肥穴播器的结构如图 2 1 所示，这种穴播器是由内置排种器、轮轴、动盘、定盘、两瓣式入土成穴器及其开闭系统等几个主要部分组成，其外形似舵轮状，各入土成穴器均布于舵轮周边、似舵柄，故命名为舵轮式穴播器。两瓣式入土成穴器及其开闭系统主要包括固定在动盘上的定瓣、动瓣，固定安装在定盘上的开启部件凸轮、复位部件弹簧、固定部件铰接螺柱、螺栓等，其结构主要有两个特点：一是入土成穴器由定瓣和动瓣两部分组成，二是入土成穴器开闭系统应用了杠杆原理，开启凸轮采用摆动从动件盘形凸轮结构。 图 安装时，穴播器轮轴紧固在机架上，定盘用平键固定在轮轴上，并由轴套定位，不随机组前进而转动；凸轮和定盘焊合在一起，在机组进行播种作业时，始终保证凸轮相对于买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架是静止的；内置排种器固定在动盘上，与其同步转动；动盘套装在轮轴上，由轴承定位，可绕轮轴转动；定盘与动盘扣合在一起，形成穴播器舵轮轮盘，各个入土成穴器以轮轴为中心呈放射状、均匀分布在轮盘边缘；入土成穴器定瓣与动盘固定为 一体，动瓣用细长螺栓铰接在动盘上，部分嵌入定瓣，在复位拉伸弹簧预紧力的作用下，与定瓣紧扣、形成密闭的种腔，这种嵌入扣合可以防止入土成穴器入土成穴时堵土；定瓣、动瓣内部均为中空，定瓣旁边留有合适的空间使动瓣能嵌入安装且能绕细长螺栓转动一定角度。动瓣受到凸轮作用力时，绕长螺栓轴转动，按杠杆原理打开一定的角度。动瓣上端靠近凸轮处开有两个小孔，复位拉伸弹簧一端通过螺栓固定在动盘上，另一端钩在活动鸭嘴两个小孔上固定住，复位弹簧的中心对称面平行于动盘端面并且处于略微拉伸状态，保证入土成穴器非开启状态时常闭。入土成穴器入 土端斜切一定的角度，以便于入土成穴。 复位拉伸弹簧、入土成穴器总成以及经过合理设计外形的凸轮组成穴播器的杠杆开启、关闭机构，凸轮与定盘焊合在一起，用平键与轴套固定在轮轴上，其外形设计为升线、保持线、降线三段结构，用于挡开动瓣、保持开度，闭合动瓣。 作原理 机组未工作状态，上位种箱中盛满种子并且通过输种管和舵轮内置种箱相连接，保证穴播器内置种箱时刻处于满种状态。机组前进时，机组对穴播器的牵引力和土壤对插入土壤内的入土成穴器的反作用力形成牵引力矩，使安装在机架上的舵轮式杠杆开启穴播器的动盘在土壤表 面滚动；驱动其内部安装的内置排种器开始转动排种，一个凹槽对应一个活动鸭嘴的设计，使得内置排种器每个凹槽排出的一穴种子恰好落入相应的一个入土成穴器中；随着轮盘转动，内置排种器转动排出种子，种子沿挡种板进入入土成穴器下端等待排出，入土成穴器非排种状态常闭，使种子不会提前漏出，也能有效的防止活动鸭嘴粘土和堵土现象的发生。 在拖拉机牵引力的作用下，集成式舵轮式杠杆开启穴播器随机组前进，连续滚动的穴播器的入土成穴器，在重力作用下逐个插入土壤，当一个入土成穴器达到入土最深位置 (与地面垂直 ) 后，入土成穴器动瓣的顶部与 凸轮升线部位接触，在凸轮切向力作用下绕紧固螺栓，以杠杆开启原理的方式旋转，入土成穴器动瓣开始打开并迅速增大开度，当入土成穴器开度大于种子长度时，已等待在其底部的种子便落入土壤，在重力与土壤摩擦力作用下安放在土壤中；当动瓣顶端到达凸轮的保持线部位时入土成穴器达到预定的最大开度；为使入土成穴器不夹土，当其开度达到最大时，入土成穴器动瓣的顶端仍沿凸轮的保持线运动，保持最大开度直到入土成穴器完全出土，即使入土成穴器在入土过程中有少量的夹土也会在出土之后滑落出来；出土后入土成穴器的动瓣顶端转过凸轮保持线，沿凸轮的降线 部位运动，在复位弹簧作用力下关闭；入土成穴器出土时，部分土壤回落，将种子埋入土壤，完成一穴播种。穴播器在土壤表面的连续滚动驱使内置排种器在动盘内部连续分种，舵轮式穴播器的入土成穴器持续插入土壤，完成播种。各入土成穴器依次完成上述二次排种动作，实现连续穴播。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 成式舵轮杠杆开启穴播器内部结构参数设计 种系统结构及参数设计 （ 1）排种器结构及参数设计 根据单行浮动作业穴播机的工作特性，本研究设计采用了由内置槽轮排种器为入土成穴器供种，再由入土成穴器将种以一定的穴距播入土壤的排种方案， 内置排种器选用了可调式内槽轮排种器，排种器与舵轮式穴播器的动盘相固定保证其同步转动，安装时内槽轮的每一个凹槽对应一个入土成穴器，保证排种器均匀的为每个入土成穴器分配种子，即一个槽轮排出的种子要依次排入一个相应的入土成穴器，所以内槽轮排种器的排种精度直接影响入土成穴器的排种精度。可调式内槽轮排种器凹槽槽的大小，一般要求为略大于一粒种子的宽度，保证每个槽轮恰能排出一粒种子，以达到精密穴播的要求。调整内槽轮排种器排种凹槽的长度即可以调节排种量，若种子不是经过精选的优良品种，为保证出苗率，最好将排种凹槽一穴的排种量 调节为 12 粒种子。 根据设计要求，由于杠杆开启穴播器的入土成穴器数目为 12 个，而且槽轮和穴播器之间同步转动，因此为了保证内置排种器分种与入土成穴器排种节奏统一，本设计选用带 12个槽的可调式槽轮排种器，槽轮的主要结构参数选择如下： 20；工作长度可调，凹槽断面圆弧半径 0。 （ 2）排种器调节部件参数的设计 槽轮式的排种器是通过调节槽轮内部凹槽的有效排种长度来调节排种量的，本设计中排种器的调节部件是由两个部分组成，第一部分是 12 个和槽轮内槽结构外形相同的突起，调节突起的高度等于内置槽轮的宽度加上动盘的壁厚即： 33起的主要工作原理是沿凹槽做轴向进给运动从而调节凹槽的有效排种长度，达到调节排种量的目的；第二部分是外套，形状为 148圆柱形的钢柱，内部钻有直径为 86 的同心通孔，外套的外圆柱面攻有螺纹，外套的主要工作原理是在外部大螺母的作用下沿轴线推动突起做轴向进给运动。外套和 12 个调节突起按照内置排种 器的结构特征焊合在一起。保证调节装置和内置槽轮配合准确。 （ 3）调节螺母的参数设计 本设计选用的调节大螺母非标准件，而是按照整机结构的需要特制的，它是由两部分焊合在一起的，第一部分是调节部分即大螺母部分，取六角螺母，每一边的长度为 120二部分是调节止动部分，取直径为 338 4钢板，钢板表面钻 4 个均匀分布的直径为 3通孔。 4 个通孔圆心的定位尺寸为直径为 322圆。特制的六角大螺母和钢板焊合在一起后沿其轴线攻 内螺纹。调节螺母的工作原理为：通过旋钮螺母从而调节排种器调节装置的进 给量，从而间接调节排种量，当排种量调节到合适的位置后用螺钉将其固定在穴播器动盘上，这样能够有效的保证稳定准确的排种量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮盘结构及参数设计 （ 1）动盘半径 R 及入土成穴器个数 z 的确定 动盘半径 R 是穴播器的一个重要参数，通常根据播种穴距、入土成穴器的长度、成穴器的个数等综合确定。一般情况 下，播种穴距大，入土成穴器个数分布多，就要求动盘直径较大，反之要求动盘直径较小；动盘半径对穴孔的大小也有一定的影响，但影响并不非常显著。动盘在工作过程中是滚动前进的，为了使穴播器有较高的理想工作速度，动盘直径应取较大值，但动盘尺寸过大，增加整机的重量，对整体机组悬挂极为不利。考虑上述诸因素，动盘半径以 160 300宜。对于大粒种子，穴播器半径取较大值；对于小粒种子或者用于施肥时，穴播器半径取较小值。 本课题组先前研制的舵轮式杠杆开启穴播器装有 8 个入土成穴器，在实验中暴露出几个缺点和不足，尤其是穴播器在 拖拉机牵引力作用下在土壤表面进行滚动播种作业时，穴播器轮盘振动幅度较大，影响播种质量，经研究发现主要原因是入土成穴器个数太少造成的，因此本设计取入土成穴器数目为 z=12，穴距为 L=160土成穴器在动盘外的高度为0h=80，动盘半径 50 。 （ 2）动盘厚度 P 的设计 动盘的厚度 P 与种子颗粒大小有关，种子颗粒大，入土成穴器直径就大，入土成穴器径向安装在动盘上与动盘焊合为 一体，所以要求动盘厚度也就大；种子颗粒小，相应的动盘厚度就可以较小。安装时各部分的间隙要尽量小 ,以避免漏种或夹种，粘土或堵土。由于动盘的厚度的计算公式为为： 2121 式中， 1P 为动盘端面厚度； 2 d 为定瓣内腔 直径； 1 为入土成穴器动瓣安装后与动盘内端面的间隙；2 为入土成穴器动瓣安装后与定盘内端盖的间隙，单位均为毫米。经分析，本设计中穴播器的动盘厚度 P 取值为 定瓣内腔直径 d 取为 21 。 （ 3）定盘直径、厚度的确定 定 盘 的 设 计 主 要 是 要 求 能 与 动 盘 扣 合 成 完 整 的 穴 播 器 ， 即 其 半 径23812 RR d 厚度与动盘端面厚度相同。 土成穴器总成参数设计 入土成穴器的设计必须能够满足准确穴播的各项功能 要求。本设计中入土成穴器采用定、动两瓣扣合在一起的结构，根据穴播原理，入土成穴器直径越大穴孔就越大，而穴孔太大则会影响播种质量；太小则种子不能顺畅输送，容易堵塞，因此设计入土成穴器直径买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 应遵循以下原则：在保证种子能够顺畅输送的前提下尽量取较小值。 （ 1） 定瓣参数设计 其内径 d 取决于种子颗粒大小，根据实践经验一般取 34 ， 种子最大尺寸值。入土成穴器的密闭投种腔必须大于种子的最大尺寸，才能保证种子顺利通过；同时考虑到铰接动瓣的螺柱的阻挡，所以定瓣、动瓣的内径都要足够大，才能保证投种腔内有足够的投种空间。为了保证轮盘在播种作业过程中轴向平均受力，本设计取定瓣厚度和轮盘厚度相等，即：动瓣与轮盘焊合为一体，取定瓣外径 ， P 为轮盘厚度 36；定瓣内径则可由 21 ，其值取为： 0 ，其中 1P 为动瓣壁厚 3， 2P 为定盘壁厚 3。 由于定瓣与轮盘一体，定瓣高度实际就是指的定瓣在轮盘外的高度，即为入土成穴器总成在轮盘外的高度0h，主要取决于作 物的播深 1h ，同时考虑滑移及土壤松软程度不同对轮盘实际滚动半径的影响，结合实践，本设计取定瓣高度为 （ 2）动瓣参数设计 动瓣部分嵌入定瓣安装，其外径d 有一定装配间隙，根据定瓣的内径值取动瓣外径值为 ；则动瓣内径 1d 为 31 2 r 为 动 瓣 壁 厚 ；3为 动 、 定 瓣 之 间 的 安 装 间 隙 ； 。 动瓣高度 H 可分为动瓣在螺柱转轴以上部分的高度 1d （理论上仍等于入土成穴器总成在轮盘外的高度值0h，但为了能使动瓣包络在定瓣之内，动瓣尖端到轴心的半径应该比定瓣尖端小 ， 为入土成 穴器倾角，定瓣壁厚为 3和动瓣在螺柱转轴以下部分的高度 2d ，即： 0221 在满足与凸轮不干涉的情况下，经分析各参数取值为： 52 ， 01 ，75 。 入土成穴器的整体高 度 h 不但影响穴孔深度、播种深度，还影响到穴播器出土时的刮土情况，经推算本设计取入土成穴器总成高度和穴播器动盘上静瓣的高度相同。即：h=80土成穴器的成穴宽度应该根据作物种子颗粒的大小设计，要保证不会与入土成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 器壁发生碰撞堵塞，经推算本设计的成穴宽度和动盘的厚度相同，即： 6。 （ 3）入土成穴器角度参数设计 入土成穴器角度的研究是穴播器研究中的重要步骤，入土成穴器角度的大小直接关系到穴播质量的好坏，入土成穴器的倾角 根据经验一般取值为 00 4535 ，本课题组先前研制的舵轮式穴播器取 =45，但是在实验中发现 45的入土器开启角度效果不是很理想，有两个主要缺点：一是穴口太钝，入土成穴效果不好；二是入土成穴器出土时鸭嘴部分容易粘土或者堵土，针对以上两个缺点， 本设计减小了入土成穴器的入土成穴角度，取35 。 （ 4）长螺柱选择及安装 铰接动瓣的螺柱选用一定要合适尤其是螺栓柱的直径，不能太大也不能太小，太大则堵在活动鸭嘴内腔，不利于种子顺利通过，容易造成穴播器内部堵种、播不出种子或者破坏种子的现象；太小则可能使入土成穴器整体强度不够，由于长螺栓在整个入土成穴器构成中起到固定支点的作用，活动鸭嘴在凸轮切向力的作用下以杠杆原理的方式，绕长螺栓开启一定的角度，由于在不同土壤的播种过程中活动鸭嘴受到的凸轮切向力不同，因此就需要长螺栓要有足够的强度和刚度。综上分析本设计中铰接动瓣的 长螺栓选用20005782/ 号，参数为 506由于动瓣顶端在受到凸轮阻挡时以螺栓轴为支点转动打开，所以铰接动瓣的螺栓受到剪切力和扭转力矩的作用，由于受力较大，应用之前应作淬火处理。 （ 5）复位弹簧参数的选取 本结构的弹簧主要功能是复位，弹簧的类型选用拉伸弹簧，其作用主要是：（ 1）在入土成穴器完成二次投种出土后将动瓣拉回原来的位置，使整个入土成穴器重新回到关闭状态 ;(2)在入土成穴器 的活动鸭嘴非打开状态时，靠弹簧预紧力的作用，保证活动鸭嘴常闭。由于载荷并不是很大，而且作为试验装置用，对弹簧的循环特性、工作持续时间等因素要求不高，所以弹簧材料采用普通的碳素弹簧钢。选取钢丝直径 1圈数 6 圈，节距 2径 6 轮结构、参数及轮廓线确定 由于本设计中使用的图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮是非标准凸轮，在穴播器工作过程中，理想的状态要求：当入土成穴器恰好垂直插入土壤时，鸭嘴立即完全打开，并且保持开度直到入土成穴器完全离开土壤，这就要求凸轮的升程角和回程角要很小，保持开度角要很大但是在实际播种作业 过程中，考虑到凸轮的升程角越小，凸轮切向力对活动鸭嘴的瞬间冲击力比较大致使活动鸭嘴的使用寿命降低，而且瞬间的冲击载荷造成穴播系统不稳定。因此综合前面设计计算的轮盘半径、活动鸭嘴长度、入土成穴器的最大开度、从动件长度和从动件运动规律以及尖底摆动从动件盘形凸轮机构的一些基本特性，本设计初步设定凸轮基圆半径 550 ，凸轮升程角度和回程角度均设定为 15 度，由作图法求出此凸轮的轮廓曲线，如图 示。 凸轮和定盘焊合在一起，在穴播器工作过程中，凸轮相 对于地面始终是静止的，活动鸭嘴随穴播器转动过程中，与凸轮频繁摩擦，这就要求凸轮要有足够的强度和韧度，因此凸轮在焊合前应该进行表面淬火处理。 构组成及自由度 入土成穴器能否按时打开，将直接影响播种机播种质量的好坏。本课题组针对大粒种子作物要求入土成穴器开启距离较大的特点，提出了一种新的入土成穴器强制开启机构，即凸轮杠杆开启机构。整个开启机构主要包括凸轮和入土成穴器总成两部分，其中凸轮是主动件，入土成穴器动瓣是摆动从动件，力锁和方式采用复位弹簧。 如图 示，入土成穴器开闭系统主要包括凸 轮、定瓣（固定在轮盘上）、动瓣、复位弹簧。轮盘 1 与凸轮 2 之间在轮轴中心 瓣绕螺柱轴心 B 转动构成低副，动瓣顶端与凸轮在 A 点构成高副，机构的自由度为：11222323 HL 机构自由度为 1，即：当凸轮绕 O 点转动作为输入时，动瓣绕 B 点转动作为输出，因此机构设计满足要求。 本章对集成式杠杆开启穴播器的结构和参数进行了理论分析和设计。（ 1）对杠杆开启穴播器的开启原理进行了理论分析确定；（ 2）对入土成穴器的各组成部件原理和尺寸进行了分析 和确定。 1 轮盘 2凸轮 3 复位弹簧 4 动瓣 图 2 4 开闭系统组成示意图 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三章 单行浮动穴播机整机结构设计 单行浮动作业穴播机的整机结构示意图如图 示 图 主要由以下几个部分组成： 1 是排种机构，包括种箱、输种管等部件； 2 是穴播机构，包括集成式舵轮杠杆开启内投种穴播器及其固定部件； 3 是机架，包括用来安装固定各机构部件的固定架、地轮等部件。其工作过程是当穴播机正常工作时，在拖拉机牵引力的作用下，机架整体向前移动带动穴播器向前滚动，进行播种。穴播器通过叉架和轮盘托架固定在机架上，叉架上端攻有螺纹的轴 上装有压缩弹簧，通过调节上机架上表面的大螺母可以调节压缩弹簧的预紧力，从而调节穴播器向下播种的冲力，调节播种深度；托架后段固定限深轮，通过调节小叉架上下两对螺母能够改变限深轮的离地高度，调节播种深度；托架前段通过销轴和固定板铰接在一起，但可以转动，从而实现穴播机的上下浮动；固定板和上支架均用 U 型螺栓固定在前机架上，不能前后移动，但可以左右改变穴播机的行距，保证穴播器之间相互独立工作，互不干涉。前机架上下梁共有三个突起用以将穴播机固定在拖拉机后端，上下突起竖直距离为 460梁两突起水平距离为 500下梁突起离地高度为 360 前机架 种箱 地轮 穴播器 U 型螺栓 固定板和销轴 上机架 突起 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架结构 本设计中机架主要由前机架、上机架、轮盘托架、叉架、和小支架五个部分组成。前机架是整个机架结构的主体部分，机架下梁用 U 型螺栓、固定板和销轴按照需要的行距固定三个轮盘托架，用以固定三个轮盘穴播器，在拖拉机牵引力的作用下，进行播种作业，整个机架主要由 40方钢焊接而成，长 1045 1450 580虑到播种机的工作环境，焊接好的前机架应该涂上防锈漆；上机架是用 40钢、 25钢、以及92钢板焊接而成，焊接后涂防锈漆；轮盘托架主要作用是承接穴播器，并且配合叉架驱动穴播器滚动前进，主要是由 5钢板焊接而成；叉架的主要作用是在穴播机运动过程中驱动穴播器滚动播种，叉架立柱上安装压缩弹簧，通过调节叉架上端的大螺母能够调节压缩弹簧的预紧力，从而调节穴播器播种作业时的播种深度。叉架由攻有外螺纹的叉架立柱和钢板焊接而成。小叉架的作用主要是固定地轮，小叉架通过调节立柱上下两对螺母能够调节地轮的离