小型播种机的设计 说明书

本科毕业论文（设计 ） 题目 小型播种机的设计 学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 起讫时间 I 目 录 设计总说明 . 1 THE GENERAL DESCRIPTION OF THE DESIGN . 2 1. 绪 论 . 3 1.1播种机的发展现状 . 3 1.1.1我国播种机的发展现状 . 3 1.1.2 国外播种机械的研究现状 . 4 1.2国内外播种机械的发展趋势 . 4 1.3小型播种机的发展前景 . 4 2. 小型播种机依据设计和设计原理概述 . 5 2.1 小型播种机设计依据 . 5 2.2小型播种机的原理 . 5 3. 小型播种机的总体设计 . 8 3.1小型播种机的设计要点 . 8 3.2播种机的主要参数的确定 . 8 3.2.1 播种机动力来源 . 8 3.2.2 播种机工作速度 . 9 3.2.3 播种机的工作功率 . 9 4. 播种机的具体设计 . 10 4.1 排种器 . 10 4.1.1 排种器作用和要求 . 10 4.1.2排种器的选用 . 10 4.1.3 排种轮参数的选用 (本论文以大豆专用排种器为例 ) . 11 4.1.4毛刷轮的参数选择 . 11 4.2 开沟器 . 12 4.2.1 开沟器要求 . 12 4.2.2 开沟器的分类 . 12 4.2.3开沟器的设计 . 13 4.3 覆土器 . 14 4.4 导种管 . 14 4.5 地轮 . 15 4.6 链轮及链传动的设计 . 15 4.6.1选择链轮齿数和材料 . 15 4.6.2 选择链条型号和节距 . 16 4.6.3 链轮的主要尺寸计算 . 18 4.7齿轮传动的设计 . 19 4.7.1选齿轮的基本参数 . 19 4.7.2按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮 . 20 4.7.3齿轮几何尺寸 . 23 II 4.8 种箱 . 24 4.8.1种子箱的要求： . 24 4.8.2种箱容量计算 . 24 5. 播种机播前准备与注意事项 . 25 5.1播种机的播前准备 . 25 5.2正确操作播种机 . 25 5.3播种作业时的注意事项： . 25 6. 播种机的保养 . 26 7. 结论与展望 . 27 7.1 结论 . 27 7.2展望 . 27 致 谢 . 28 参考文献 . 29 1 设计总说明 本设计题目思路来源于社会实际。中国的地形复杂多样，比如：北方平原地区，地势平坦，大型成套农业机械发展很好，农用机械普及率比较高。相比较而言，南方丘陵地区 地面崎岖不平，由连绵不断的低矮山丘组成的 ，因此大型农用机械难以普及应用，所以适应这种地区的小型农用机械有其相发展的前景。 本设计是在大型播种机的基本原理的基础上，吸收国内外大型播种机的先进 技术，再结合我国的播种机械的发展现状而设计的小型播种机。这种播种机体积小，重量轻，容易搬运，能适应南方丘陵地区的小块田地的机械化播种作业。 本文先对播种机整体的配置情况以及播种机的工作原理作了简要的介绍，接着对排种器、开沟器、覆土器、导种管、地轮、链轮、齿轮等主要零件进行设计，选用。主要结论如下： 1、排种器（本文以大豆专用排种器为例），根据大豆最适宜种植行距设计出了精密播种的排种器，即每隔一定距离的行距排一次种。而且排种器的设计速度比较慢这样有利于种子更方便的充满排种孔内，降低了漏播的概率。 2、开沟器， 通过参考犁的结构和外形，对开沟器的外性进行小型化处理。值得一提的是，本设计把排种器末端设置在开沟上，这样导种管不易堵塞。 3、地轮，本论文对传统的地轮做了一次升级，主要是针对地轮易打滑的现象，特意设计了提高地轮与地面接触力的新型地轮。 4、传动装置方面主要参考现有的设计准侧。这部分比较多的计算。 除了对小型播种机的具体零件进行设计之外，本文在论文末尾部分还简单的介绍了在播种机使用之前的注意事项，如何正确的操作播种机以及播种机日常的保养维修等情况。 小型播种机能改善南方丘陵地区农民的工作条件，减轻农民日常的工 作强度，对提高农民的工作效率有积极的作用。 关键词 ： 小型播种机 ；丘陵；便捷；小型。 2 The general description of the design This design topic idea comes from social practice. Chinese terrain is complicated, such as: the north plain area, flat, large sets of agricultural machinery development is very good, relatively high rate of agricultural machinery popularization. In comparison, in southern hilly region was bumpy, composed of low hills without stop, so it is difficult to large-scale agricultural machinery popularization and application, so to adapt to the small agricultural machinery of the region has its development prospects. This design is based on the basic principle of the large planter, absorb domestic and foreign advanced technology of large planter, small seeder combined with the development status of sowing machinery in China and design. The seeding machine has the advantages of small size, light weight, easy to carry, can adapt to the Mechanized Sowing of small fields in southern hilly areas of the. The first configuration of the drill seeder and the overall principle are briefly introduced, then the design of the main parts of the metering device, furrow opener, covering device, pipe, wheel, sprocket, gear, selection. The main conclusions are as follows: 1, the metering device (the special soybean metering device as an example), according to the most suitable soybean planting spacing design of seed metering device for precision sowing, i.e. every certain distance of a kind of row spacing. 2, the opener, the structure and shape of the reference plow, miniaturized processing of opener. It is worth mentioning that, the design of the metering device is arranged in the end of this kind of ditching, the guide tube is not easy to be blocked. 3, the wheel, the traditional wheel to do an upgrade, mainly for the wheel slipping phenomenon, the new specially designed to improve the land wheel and wheel ground contact force. 4, the transmission device mainly referring to existing design standards. This part compares a lot of computation. In addition to the specific parts of the small seeder was designed in this paper, the end part also introduces the matters needing attention before sowing machine, how to correct operation and seeder seeding machine daily maintenance and repair etc. Small seeder in southern hilly region to improve farmers working conditions, reduce their work intensity daily, has a positive effect on improving the efficiency of farmers. Keywords: Small seeder,； The hills,； Convenient； miniature. 3 1. 绪 论 我国地形复杂多样，山区面积广大，山地和丘陵的面积约占全 国总面积的三分之二，而且大约有四分之一的人口在山区生活，工作。其中大部分农民从事着原始的农耕。对于从小生长在农村的我来说感触更深。虽然我国有一些地区（比如北方平原地区）农村耕作机械化水平比较高。对于南方丘陵地区（ 图 1-1 为江西省崇义县上堡梯田），像在北方平原地区使用的大型农业机械根本无法开进这样的田间。因此，针对这些地区设计相应的小型农业机械是是分有必要的。而且具有广阔的市场前景。 图 1-1 江西上堡梯田 1.1 播种机的发展现状 1.1.1 我国播种机的发展现状 我国农业机械发展现状归纳如下： 1、播种 机械品种繁多。播种机可分为许多类型，目前使用比较普遍的主要有撒播机、谷物条播机、点（穴）播机、联合播种机、铺膜播种机和免耕播种机等。 1针对不同的地区条件和种子物理特性，播种作业时只需要选择对应类型的播种机。 2、关键原理多样化。播种机采用原理是各式各样的，采用每不同的原理设计的播种机有各自的优缺点，这为农户提供了多样化的选择，有利于我国农业机械的健康发展。 8 3、我国的播种机械与发达国家的播种机械有明显的差距。主要体现在播种的精度、播种时漏播率、播种机械的工作效率和机械设备的自动化程度上。 9 4 1.1.2 国外播种机械的研究现状 综合国外 农业发达国家播种机械的发展现状， 与我国的具体实际， 将国外播种机械的 发展 现状总结如下 ： 9 1、采用新的技术和原理， 播种效率极大提升 。 2、播种机械更加 节省能源和 对 环境污染 更低 。 3、微电子科技技术和新型 材料 发展 的 发展促使了农业机械走向信息化、智能化、现代化 。 4、远程控制技术、 GPS技术、数据库技术等新型信息技术更加广泛的应用到农业上，使人们渐渐远离原始的农耕。 9 1.2 国内外 播种机械的发展趋势 播种机械的 发展趋势主要 取决于 ：一是农业发展的实际需要； 二是科技发展的现实 情况 。未来的 农用 机械发展趋势如下 。9 1、 信息化操作系统的应用 人类已经进入信息化时代， 尤其是互联网技术飞速的发展，使很多理想成为现实。目前 ，信息化 技术被广泛的 应用到 农用 机械中 。 卫星定位 、 远程 控制 等技术 发展 ， 势必会给农业机械的发展提供很大的技术支持 。 2、 新型材料和 信息 技术的 发展 随着世界各国对教育事业的大力支持，越来越多的人才将投入到科学技术的研究上。新型材料以及信息技术为农用机械走向信息化、智能化提供了技术支持。 3、 从目前简单的 单项作业向 各机种 联合作业发展 现代农业的 迅猛 发展， 现 有 的播种技术已经难以满足农业 机械向更高的层次 发展 。今后，你将看到越来越多的联合作业机械出现在田野里。人们将会享受到科技带来的便捷。 1.3 小型播种机的发展前景 就本设计的小型播种机而言，因为它是针对丘陵山区地区而设计的播种机，具有结构简单、功耗低、体积小以及价格低廉等优点，它能满足山区农业机械化的需求。而国外对农用耕地开发的比较好，大部分农耕用地都比较平整，适合大型农机工作。小型、微耕机械对我国南方丘陵山区、以及西部山地有很大的需求，而且国家正在大力推进中部地区崛起和西部地区发展，相信有很多促进小型、微耕机 械发展的政策会出台。综上所述，小型播种机械具有及其广阔的发展空间。 5 2. 小型播种机依据设计和设计原理概述 2.1 小型播种机 设计依据 播种机必须以播种作业的基本步骤为依据。根据中国传统农业的种植习惯，播种作业的一般程序如图 2-1 所示。 图 2-1 一般播种作业程序 考虑到一般性的整地机械比较成熟，所以本论文不重新设计。本论文设计的播种机从开沟这个步骤开始，对开沟，播种这两个步骤进行了比较详细的设计。 2.2 小型播种机的原理 目前国内外播种机大多数采用精密播种的原理，即单粒点播和穴播。 1播种机的总体 结构 如图 2-2 所示。 6 1.地轮 2.机架 3.链传动 4.排种器 5.种箱 6.开沟器 7.导种管 图 2-2 小型播种机 播种机工作前通过连接板与拖拉机连接后，由拖拉机拖动工作，这样拖拉机（通常保持水平状态）与播种机保持相对水平的状态，为了满足不同作物对播种深度的要求，可以在播种前通过调节开沟器与机架（假如机架在一定范围内与地面保持一定的高度）的相对高度，来实现不同的播种深度。 播种机在工作过程中，物理学意义上的动力其实来源于地轮与地面之间的摩擦力（因此防止地轮出现打滑现象十分重要）。本设计的 播种机传动系统比较简单，工作时出现故障也比较容易排除。小型播种机运动简图如图 2-3所示。 图 2-3 小型播种机运动简图 7 具体的工作流程如下： （ 1）在拖拉机的牵引下，播种机向前运动，地轮也随之转动。 （ 2）地轮的转动带动地轮轴上的链轮转动，通过链传动带动毛刷轮轴的转动。 （ 3）通过齿轮啮合带动排种轮轴转动，最后实现排种轮的转动，从而实现排种器的排种。 （ 4）最后从排种器排出的种子在重力的作用下通过导管落入开沟器内。 上述工作过程就是小型播种机的一次完整的播种作业过程。 8 3. 小型播种机的总体设计 3.1 小型播种机的设计要点 本设计的播种机采用整体式种箱，开沟器通过紧固件固定（可调节深度）在机架的横梁上。考虑到要适应面积稍大的地，特意设计了连接装置，这时可以采用 2台 4 台小型播种机联合作业，提高单次作业效率。 播种机动力主要来源于拖拉机的牵引（有些偏远地区可以考虑畜力）。因此在设计时，应考虑播种机质心，以及播种作业时播种机能否平稳工作，还要考虑播种机整体的刚度以及工作后的保养维护等问题。 3.2 播种机的主要参数的确定 小型播种 机的参数主要包括 动力、工作 速度、 工作 功率。 3.2.1 播种机动力来源 播种机工作时通常采用后三点式悬挂在拖拉机上，通过拖拉机来提供动力。本设计也是这样，采用市场上与拖拉机配套的悬挂机构，播种机就可以正常工作，所以不重复设计。通常只需要将播种机的前部连接到拖拉机的悬挂机构上，播种机就能工作。 为了避免资源浪费，本设计选用可以和其他农用机械通用的拖拉机。参考其他小型机械农用机械的功率，选用手扶拖拉机作为动力来源。图 3-1 所示为河南千里机械有限公司生产的小型手扶拖拉机。自带柴油机为 QL190-1 型柴油机，功率 7kW。 图 3-1 小型手扶拖拉 机 9 3.2.2 播种机工作速度 受实际条件的限制，播种机一般采用 46km/h 的工作速度，安装上本论文专门设计的地轮，在正常的速度下可以较大程度的降低地轮打滑现象，提高播种机工作的播种精度，减少漏播的几率。因此在实际的播种操作时，应该反复试验，最终确定最佳的播种速度作为指导速度给用户参考。如果播种速度太大还要考虑开沟器入土时的力矩、机架刚度、轴、轴承以及链轮等能否正常工作，所以提高运行速度，各部件要求更高而且还会提高设计、制造的成本。故本设计的最大速度为 6km/h。 3.2.3 播种机的工作功率 播种机的工 作效率包括开沟器工作功率，各部件运转功率率，拖动播种机自身运动所需的功率。 121 2 3 4( ) v11FFP （ ） （ ） 式中： F1 为驱动开沟器向前运动的力，（单位 N） F2 为克服播种机自重向前运动的力，（单位 N） V 为播种机的工作湿度，（单位 m/s）， 1为齿轮传动的工作效率，约为 97%， 2为链传动的工作效率，约为 96%， 3运动部件所占 的消耗的功率占总功率的比值，约为 15% 4其他消耗的功率，约为 10% 初算工作效率121 2 3 4( ) v 6 k w11FFP （ ） （ ） 10 4. 播种机的具体设计 本论文设计的小型播种机悬挂在一般通用的小型农用手扶拖拉机上，通过拖拉机的拖动动播种机工作。因其在设计上采用轻便材料，整体体积较小，故在完成转弯、掉头等操作时，靠人力便能轻松的完成。播种机主要由机架、种箱、排种轮、毛刷轮和地轮等部件组成。 播种机在实施播种作业时，通常先由开沟器在地里 开出深度一致的种沟，然后由排种器均匀地排出种子，排出的种子通过导种管在重力的作用下落到种沟内实现种子的播种，最后由覆土器覆土。总的来说，为了完成上述一系列的工作，一个完整的播种机构中，最重要的执行部分主要由以下几部分：排种器、开沟器、覆土器、和传动机构等。 1 4.1 排种器 排种器的种类很多，主要有三大类， 1即撒播排种器、条播排种器和点（穴）播排种器。 1 4.1.1 排种器作用和要求 排种器是在种箱中定量地分离种子，在不保证不损伤种子的情况下将种子精确地播种到对应的种床的装置。然而考虑到不同植 被的种子的质量、体积、外形轮廓等不相同或相似，所以一种排种器不可能满足所有种类的种子要求，因此对于一种（或者外形相似的种子）必须对应一种排种器。考虑到实际情况，我的构想是设计一个系列的排种器，每一种排种器对应一种种子，因此在实际作业的时候，需要播哪类种子时选对应类型的排种器即可。这就要求不同类型的排种器具有一定的通用性，即不同种子的排种器能够安装在播种机上而且能够正常运行。 4.1.2 排种器的选用 孔轮式排种器具有以下优点： 12 1.播种量稳定性好。因为孔轮式排种器的型孔很容易充满种子，所以播种时对播种机整体的速度振动情况要求不是很高。 2.行距控制好。因为孔轮式排种器采用圆周结构，播种机每行进一定的距离，排种轮便会从种箱中“排出”设置好的种子数量。 3.经济性。孔轮式排种器设计简单，制造成本低，便于批量生产。 11 4.1.3 排种轮参数的选用 (本论文以大豆专用排种器为例 ) 排种轮主要参数有排种轮直径和排种轮宽度。考虑到减小排种时的脉冲现象；因此排种轮因尽量选用较小的直径，考虑到实际生产已经大豆种间最适合行距300mm 400mm11，取排种轮的直径为 100mm。这样排种轮每旋转一周，种子从种箱排 出一次，两次排出种子的实际行距为 314mm，即行间距约为 314mm。采用这种设计还有另一个好处，那就是只需要设计一种排种轮的模具，然后在通过改变排种轮上的种孔的个数从而改变排种轮一周所所排出种子的次数，就可以得到不同的行间距。排种轮所受的交变应力不大，查机械设计手册知 MC 尼龙的性能特点：强度高、拉伸强度可达 90MPa 以上，减磨耐磨型优于其它尼龙， 3适用于大型铸件、大型轴承、齿轮、蜗轮及其它受力件，如矿机大轴套、吊重汽车吊杆蜗轮。 3增强的 MC 尼龙，可作钻床升降螺母。 3所以选用 MC 尼龙作为生产排 种轮的材料。 大豆种子通常 长 4 7.5mm，宽 8 15mm，所以设计种孔为直径为 15mm，种孔深度为 16mm。图 4-1 所示为排种轮模型。 图 4-1 大豆排种轮 4.1.4 毛刷轮的参数选择 毛刷轮的作用是将排种轮孔中超出种孔的种子扫出排种轮轮孔内，从而达到排种每一次旋转一周，从排种轮排出的种子只有 2 粒，提高了播种精度，降低了有些种孔播种多，有些种孔播种少的现象。除此之外毛刷轮还可以清洁种箱和排种轮，对种子从种箱的正常排出起着关键性的作用。因此使用毛刷轮是十分必要的。市场上毛刷轮制造已经成熟故只需直接选用。 通常选用 磨料尼龙 作为毛刷轮的毛刷材料，由 磨料尼龙 制作的毛刷轮具有耐磨、价格低廉的优点。本着美观大方，设计简单的原则，本设计选用的毛刷轮直径和排种轮一致。这样既简便了设计，又简化了计算。排种轮和毛刷轮的三维配合模型如图 4-2 所示。 12 图 4-2 排种轮与毛刷轮 4.2 开沟器 4.2.1 开沟器要求 开沟器是播种机的一个十分关重要的部件，开沟器的具体作用是在整好的地里开出种沟，以便后续将种子导入沟内的其他播种作业。 2因此，开沟器的结构的设计及布局的合理性会直接影响到播种机的开沟性能，进而进一步影响到播种 机播种的流畅性和播种的质量。小型播种机的开沟器应满足如下要求： 1 （ 1）开出的种沟尽可能直（这就要求操作者具备一定的操作水平和一定的专业素养），而且要保证深度一致，为了适应不同农作物的播深要求，开沟深度可调节。 （ 2）在进行播种作业时，开沟器必须开沟整齐，种子在种沟内分布应该均匀。 （ 3）特别注意的是不让土中作物残茬，杂草等造成拥堵，因此本论文在开沟器前部设计了旋转机构，以便不让土中作物残茬，杂草等缠绕在排种器上。 （ 4）开沟器必须对土壤适应性好（这样可以适用于更多的地区），而且结构应简单，尽可能减小 工作时受的阻力。 4.2.2 开沟器的分类 开沟器由运动原理主要可以分为滚动式和移动式两大类。 1 （ 1）常见的滚动式开沟器有：双圆盘式开沟器、单圆盘式开沟器。 1 （ 2）常见的移动式开沟器有：锄式开沟器、铲式开沟器、箭铲式开沟器、芯铧式开沟器、靴式开沟器、船式开沟器等。 1 对比各种开沟器的性能和各自的优缺点，本设计采用芯铧式开沟器。 13 4.2.3 开沟器的设计 目前，国内大中型播种机的开沟器结构的设计技术已经比较成熟，但这些播种机一般都具有体积大，转弯半径大，开沟阻力大等缺点，不能适应小型播种机上使用，而且也不能适应在小块地上播种作业。但是能小型播种机上使用的开沟器功能又简单。因此设计一个能够实现开沟播种一起的开沟器具有实际的作用。 为了实现开沟器能够满足种子在土壤中均匀分布以及满足不同农作物对种子深度的不同要求，本设计的开沟器由芯铧、导种管、深度调节器组成。在工作时，先由芯铧入土开沟，两个侧板向两侧分土形成种沟，再由导管把从排种器排出的种子在重力的作用下排入土壤中， 1以达到精确播种的效果。 芯铧式开沟器选用 6 8mm 厚的 60Mn 钢板锻造而成。尖部和刃部进行表面热处理。以提高其硬度，增加其耐磨性， 延长使用寿命。 芯铧的主要参数有： （ 1）芯铧入土隙角 入土隙角是指开沟器底面和地面之间的夹角，为了保证开沟效率。这个角度通常情况下取 =69，如果这个角度太大，这将会使土壤提前回落，从而影响开沟器的最大深度；如果这个角度太小，开沟器就不能快速入土，影响播种机整体的工作性能，而且芯铧容易磨损，降低开沟器的工作寿命。采用入土隙角 =8。 （ 2）开沟器的宽度 B 开沟器的宽度 B 最基本的要求是能容纳输种管（考虑到大豆种子外形 长 47.5mm，宽 8 15mm，以及减小摩擦，输种管直径为 30mm），并且要 保证种子在地里落地入土的时候不能被土壤堵塞。然而制约开沟器的宽度的另一个因素是开沟器越宽，抛土现象就越严重。因此，开沟器的宽度取 B=60mm。开沟器如图 4-3 所示。 图 4-3 开沟器 14 4.3 覆土器 上个步骤播出的种子一般裸露在地表，为了保证种子都能覆上土壤（起保温，避免阳光直射的作用）。覆土器是为了在种子表面覆上一层土的元件。 1因此对覆土器的基本要求是覆土尽可能的保持深度一致。在完成覆土的工作后，不能改变种子在种沟内的相对位置。 1 常见的覆土器有链环式、爪盘式、板式、圆盘式、和铲式等。 1本设计综合各类覆土器的优缺点采用铲式覆土器，其主要参数如表 4-1 所示。 表 4-1 铲式覆土器的主要参数 名称 铲式 选择依据 覆土板长（ mm） 95205 按行距和覆土量而定 板宽（ mm） 6585 视实际要求而定 两板间夹角 60左右 夹角过小覆土能力低 过大容易拥土堵塞 与地面夹角 23.5左右 过小覆土能力差 后开口宽（ mm） 5575 按开沟深度、工作速度和具体的条件而定 通过高度（ mm） 开式 要求通过土块、根茬时不堵塞 4.4 导种管 导种管是为了将种子经过开沟器导入已 经开好的种沟内。因此导种管必须具备以下性能 ; 1、导种管内壁摩擦系数小。这样种子从导种管通过时受的摩擦力比较小，种子就可以顺利地从导种管通过。避免种子堵塞在导管内，造成排种管堵塞。 2、导种管的直径应该选择合适。如果导种管选择过小，种子很容易堵塞在导种管内；如果过大，浪费材料。 3、导种管必须有一定的伸缩性，以及一定的柔性，以满足开沟器深度调节的需要。 4、为了保证种子顺利从导种管通过，导种管在装配时应该保持在竖直平面内70 90范围内。 综上所述，导种管和开沟器上导种通道能否正常工作直接影响到播种机 能否正常工作。导种管的材料通常选用市场上可以购得的塑料软管，这样价格便宜又能满足上述要求。 15 4.5 地轮 地轮是本设计的重要部分之一。整个播种机能否正常运行主要看地轮能否正常运转，因为播种机的动力来源于地轮与地面之间的摩擦力，进而带动排种轮等部件工作。因此防止地轮打滑时本设计的重要内容。为避免地轮在播种机工作时打滑，特意针对地面比较松散的特点，在普通地轮上增加了类似钉子的突出物，从而大大的增加了地轮和地名之间的摩擦因素。从而达到减少打滑的概率。在选材上，采用铸铁。三维实体图如图 4-4 所示。 图 4-4 地 轮的三维实体图 4.6 链轮及链传动的设计 4.6.1 选择链轮齿数和材料 取小链轮齿数1 12Z 大齿轮的齿数为21 2 1 1 2 4Z i Z 链轮材料选择 35 钢。 热处理方式为正火。 确定计算功率，由如表 4-2 查得 1.0AK 。 LP为链传动传递的功率，为转动部件所消耗的功率。约为总功率的 14， 即 6 2 5 % 1 . 5LP K w 16 由主动链轮齿数系数图，由2=24Z查得 1.1zK ，单排链，则计算功率为： 1 . 0 1 . 1 1 . 5 1 . 6 5c a A ZP K K P k W 表 4-2 工况系数 KA表 5 4.6.2 选择链条型号和节距 根据 1.65caP kW 及1 1 5 0 / m i nn n r查图 4-5，可选 08A 型单排滚子链。 7 查机械设计手册 3知，链条节距为 12.7p mm 。 取中心距 0 240a mm 。得链长节数为 20 1 2 2 10 02 ( ) = 5 622P a Z Z Z Z PL Pa ，取链节数 56PL 节。 17 图 4-5 A 系列、单排滚子链额定功率曲线 5 由 1/v m s 和链号 08A，查图 4-6 链条润滑范围由以上条件可知，链传动应采用定期人工润滑。 5所以在后期播种 机的保养上应该注意链轮和链条的润滑问题。 图 4-6 润滑范围选择图 5 18 4.6.3 链轮的主要尺寸计算 综上所述：链条型号 08A，链节数 56PL ，链条节距为 12.7p mm 。滚子直径1d =7.92mm，销轴直径 2d =3.98mm，内链节内宽 1b =7.85mm，内链板高度 2h =12.07mm 中心距 a=240.09mm，小链轮、大链轮的详细参数计算： （ 1）小链轮参数的计算 分度圆直径 d=p/（ o180 / 1z ） = 1 2 .7 s i n 1 8 0 / 1 2=49.07mm 齿顶圆直径 minad =d+p（ 1 1.6/ 1z ） 1d =49.07+（ 1 1.6/12） 7.92=42.05mm maxad =d+1.25p 1d =49.07+1.25 12.7 7.92=57.025mm 齿根圆 fd =d 1d =49.07 7.92=41.15mm 最大轴凸缘直径 gd =pcot（ o180 / 1z ） 1.04 2h 0.76 =12.7 cot（ o180 /12） 1.04 12.07 0.76=33.93mm 单排齿齿厚 1fb =0.95 1b =0.95 7.85=7.46mm （ 2）大链轮参数的计算 分度圆直径 d=p/（ o180 / 2z ） = 1 2 .7 s i n 1 8 0 / 2 4=97.32mm 齿顶圆直径 minad =d+p（ 1 1.6/ 2z ） 1d =97.32+（ 1 1.6/24） 7.92=90.33mm maxad =d+1.25p 1d =97.32+1.25 12.7 7.92=105.28mm 齿根圆 fd =d 1d =97.32 7.92=89.4mm 最大轴凸缘直径 gd =pcot（ o180 /z） 1.04 2h 0.76 =12.7 cot（ o180 /24） 1.04 12.07 0.76=93.21mm 单排齿齿厚 1fb =0.95 1b =0.95 7.85=7.46mm 19 4.7 齿轮传动的设计 本论文齿轮设计部分是为了满足排种轮和毛刷轮之间的平稳运转，而且使排种轮轴和毛刷轮轴的旋转 方向不同，选择传动比为 1:1.5，中心距为 100mm，故只需设计模数，然后根据 d=mz 求齿数。因此本部分比较简单。 4.7.1 选齿轮的基本参数 1、选用直齿渐开线圆柱齿轮。 2、压力角选取标准值。 2、小型播种机为一般农用机器，参考表 4-4 ，选用 8级精度。 3、材料选择。根据表 4-5，选择 40Cr（调质处理）作为齿轮的制造材料。 表 4-4 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围 4 机器类型 精度等级范围 机器类型 精度等级范围 汽轮机 3 6 拖拉机 7 9 金属切削机床 4 9 通用 减速器 6 8 航空发动机 4 8 锻压机床 6 9 轻型汽车 5 8 起重机 7 10 载重汽车 7 9 农用机械 8 11 注：注传动齿轮或重要的齿轮传动，精度等级偏上限选择。辅助传动的齿轮或一般的齿轮传动，精度等级居中或偏下限选择。 4 20 表 4-5 常用齿轮材料及其力学性能 3 4.7.2 按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮 1、由模数计算公式 5，即： 33 232 F t F a s at dFK T Y Y Ym Z （ 1)确定公式中的各参数值 4 试选 KFt=1.3。 计算弯曲疲劳强度用重合度系数 Y 。 根据直齿圆柱齿轮重合度 的推荐值，取 =1.4 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 + = 0 . 7 8 61 . 4Y 计算 Fa saFYY。（此部分数据查自机 械设计） 齿形系数 YFa=2.23。 应力修正系数 Ysa=1.76。 齿轮齿根弯曲疲劳极限分别为 lim 500F M Pa 。 弯曲疲劳寿命系数 KFN=0.85 。 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4， 21 由齿轮许用应力公式得： l i m 3 0 3 . 5 7FNF KF M P aS 2 . 2 3 1 . 7 6 = 0 . 0 1 6 41 . 4F a s aFYY （ 2）试算模数 33 232 1 . 7 1 9F t F a s at dFK T Y Y Ym m mZ 2、调整齿轮模数 （ 1）圆整速度 v 3 . 1 4 1 0 0 1 5 0 0 . 7 8 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s (2)计算实际载荷系数 KF 。 根据 v=0.785m/s,7 级精度，由图 4-7 查得动载系数 Kv=1.01。 图 4-7 查得动载系数 Kv 由 32 / 4 . 5 4 9 1 0 ,tF T d N / 1 6 9 /AtK F b N m 100N/m, 查得齿间载荷分配系数 1.0FK 。 查齿向载荷分布系数表得 1.417HK ， 由 b/h=10.67查 图 4-8，得 1.34FK 。 22 图 4-8 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数 5 所以载荷系数为 1 . 3 5 3F A V F FK K K K K (3)齿轮模数 3 1 . 8 3FtFtKm m m mK（ 4）开式（半开式）齿轮传动具有以下特点： 对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，对开式齿轮传动仅以保证齿根弯曲疲劳强度。 4 为了延长其传动寿命，通常将所求的模数适 当增大。 4 设计的齿轮传动为开式，主要失效形式为齿面磨损，按齿根弯曲疲劳强度设计后，不需要校核，故此处不校核。 4 综上所述，由齿根弯曲疲劳强度算得的模数 m=1.83mm就近取标准值取 m=2mm，所以齿轮的齿数取1 40Z ，则21 1 . 5 4 0 1 . 5 6 0ZZ 。 23 4.7.3 齿轮几何尺寸 1、小齿轮的参数计算 分度圆直径 : d1=mz1=80.00mm 基圆直径 : db=d1cos=75.18mm 齿顶高 : ha=h*am=2.00mm 齿根高 : hf=(h*a+c*)m=2.50mm 全齿高 : h=ha+hf(2h*a+c*)m=4.50mm 齿顶圆直径 : da=(z+ 2h*a )m=84.00mm 中心距 : a=(d1+d2)/2=100.00mm 2、大齿轮的参数计算 分度圆直径 ： d2=mz2=120.00mm 基圆直径 ： db=d2cos=112.76mm 齿顶高 ： ha=h*am=2.00mm 齿根高 ： hf=(h*a+c*)m=2.50mm 全齿高 ： h=ha+hf(2h*a+c*)m=4.50mm 齿顶圆直径 ： da=(z+ 2h*a )m=124.00mm 中心距 ： a=(d1+d2)/2=100.00mm 24 4.8 种箱 4.8.1种子箱的要求： （ 1）种箱的容量应有足够大的容量，以减少播种时添加种子的次数。 （ 2）种子箱底部应该设计成具有一定的倾斜度，以便于播种时种子顺利的集中在种箱底部，便于种子从排种器内顺利排出。 （ 3）种子箱应坚固耐用。 （ 4）种箱盖必须可以严密的关闭上，防止种子在工作时溅出。 （ 5）种箱应该选择透明或半透明的材料（通常选用硬质塑料），以便播种时及时观察到种箱内种子的剩余量，以便操作人 员及时添加种子。 4.8.2种箱容量计算 种箱的容量可用下式确定 14 m a x8 . 2 51 0 0 0 0 rN B LV 式中， 容积，单位 L， Nmax 大豆每亩 最大播种量， Nmax=6 kg 0.067 hm2 ； B 播种机的工作幅宽， B=0.5 m； L 行驶长度， L=1