玉米颗粒农药撒播机

1前言1.1玉米病虫害种类以及造成的不良影响玉米在整个生长过程中常受到各种病虫的危害，给农民造成严重减产。危害玉米的病虫害种类很多，主要病害有大斑病、小斑病、丝黑穗病、青枯病、穗粒腐病和病毒病等，如大斑病的流行年份，可因病减产15—30%；主要虫害有玉米螟、地老虎、粘虫、金针虫、旋心虫、腻虫、红蜘蛛等。玉米螟的危害，通常使玉米减产10%左右，严重年份减产30%左右。金针虫、旋心虫的危害等等会造成玉米减产60%以上。1.2对玉米病虫害的主要防治措施玉米各生育期病虫害的防治，应该根据具体的发病情况，分清主次、确定防治重点的前提下，采用综合防治措施，尽量做到一次用药兼治多种病虫，以达到事半功倍的效果。一般来说防治措施有三种：（1）农业防治；（2）生物防治；（3）药剂防治[1]。药剂防治是其中最常用的方法，但是无论是液体药剂还是颗粒药剂，对环境以及人身都会造成一定的危害。液体药剂防治一般是采用喷雾的方法，漂浮在空气的药剂小液滴会对空气造成污染，有时在风力的吹动下还会散落在其他农作物上，最其他农作物造成不良影响甚至致其枯萎。此外，操作人员在操作过程中会吸入大量的药剂小液滴，对操作人员的身体健康造成了不同程度的危害，严重的甚至会导致药物中毒，危害生命。颗粒药剂防治方法虽然不会造成空气污染和对其他农作物的污染，但是操作人员在施药的过程中必须用手直接和颗粒农药接触，这样就不可避免的对操作人员的身体健康造成了危害。此外，操作人员直接施药不仅工作效率低，而且劳动强度较高。总之，无论采用那种方法都有各自的弊端。本课题的研究内容就是针对以上颗粒农药防治方法，研发一种玉米颗粒农药撒播机代替人工操作，这样不仅工作效率高，重要的是不会对操作人员的身体健康造成危害。1.3玉米颗粒农药撒播机1.3.1玉米颗粒农药撒播机设计的主要内容玉米颗粒农药撒播机是一种给玉米撒播颗粒农药的自动化机械，整个机器由小型风冷柴油机提供动力，动力装置通过传动系统将运动传递给驱动轮和螺旋输送机，确保了机器的行驶和横向输药，离合器和变速器的配合使用可以满足整机以不同的速度行驶和作业，其定位装置和施药器采用同轴设计，确保了触点开关接触玉米杆的同时施药器剪刀口在电磁铁的拉力下立即打开，颗粒农药在重力的作用下垂直下落到玉米心叶位置，触电开关失电以后剪刀口在弹簧力的作用下立即复位，从而完成整个施药过程，既简单又精确。1.3.2玉米颗粒农药撒播机设计的前景展望目前，本课题所设计的玉米颗粒农药撒播机在国内外的农林机械中还找不到相类似的产品[2]。该机器的研制成功，填补了颗粒农药播撒方法的空白，既提高了作业效率，又避免了操作人员与剧毒农药的直接接触，保证了操作人员的身体健康；不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且大大节约了劳动成本。此产品的推广应用，可以推动玉米害虫防治措施上升到一个新台阶，争取立足国内市场，开拓国外市场，尤其对美国等一些发达国家的大农场特别适用，作业效率高，节省人力和劳动成本。另外，在该机器的制造过程中也不需要太多有技术含量的加工，大部分零部件都是现成的，直接外协装配即可，这样对企业的生产能力降低了一定的要求，适合大批量的生产，进而可以增加企业的利润。综合分析可见：玉米颗粒农药撒播机无论对农民朋友本身、农场主还是生产企业来说，都可以创造相当可观的经济效益，并且对操作者不会造成身体伤害，保证了操作者的切身利益。因此，玉米颗粒农药撒播机的应用前景一片光明。1.4本课题研究的目的和意义随着社会科学的发展，各种农业机械被广泛应用于农作物的生产过程，从而大大减轻了农民朋友的劳动强度，同时也改善了他们的工作环境。目前，给玉米进行颗粒农药撒播的过程中，绝大多数还是依靠人力直接接触药物的方法进行撒播，这种传统的方法不仅工作效率低、劳动强度大、操作人员多，而且还会对操作者的身体健康造成威胁。因此，为了实现玉米颗粒农药撒播过程的机械化、效率化，以及对操作者危害的最低化，就需要设计一种新型的颗粒农药撒播机械。本课题所设计的玉米颗粒农药撒播机就是一种机械化程度高、工作效率高、对操作者不会造成危害的新型农业机械，该机械的问世，将大大改善广大农民朋友的劳动环境，保障其在施药过程中身体健康不再受到农药的危害，同时提高了工作效率，减轻了农民朋友的劳动强度，为农民朋友的创丰收打下了良好的基础。2玉米颗粒农药撒播机整体方案的设计玉米颗粒农药撒播机，顾名思义是一种给玉米进行颗粒农药撒播的机械，整个机器的主要功能就是播撒颗粒状农药，此外还要配合其他的一些功能，如行走、转向、药物输送等功能。玉米颗粒农药撒播机主要由动力装置、动力传递装置、变速装置、行走装置、转向装置、储药装置、输药装置、施药装置以及定位装置组成[3]。整个机器由小型风冷柴油机提供动力，动力装置通过动力传递装置将运动传递给驱动轮和螺旋输送机，确保了机器的行驶和横向输药，离合器和变速器的配合使用可以满足整机以不同的速度行驶和作业，其定位装置和施药装置采用同轴设计，确保了触点开关接触玉米杆的同时施药器剪刀口在电磁铁的拉力下立即打开，颗粒农药在重力的作用下垂直下落到玉米心叶位置，触电开关失电以后剪刀口在弹簧力的作用下立即复位，从而完成整个施药过程。在整个机械的设计过程中，首先进行功能结构分析，得出了功能结构图，如图2.1所示；随后又经过方案论证，确定了最优方案，最终得到了整机方案的设计，如图2.2所示。图2.1功能结构图图2.2玉米颗粒农药撒播机图中1—辅助轮2—施药杆3—离合器4—施药器5输药槽6—副药箱7—输药槽支撑架8—变速器9—柴油机10—行走系2.1玉米颗粒农药撒播机动力装置的选择该机器主要是在玉米地里行走，最初考虑到为其提供动力的装置可以是柴油机、汽油机和电动机[4]。如果用电动机作为动力装置，其需要电能为其提供能源，又由于是户外作业，因此需要直流电动机，这就需要电瓶为其提供能源，然而电瓶的容量是有限的，电量消耗完之后需要较长的时间充电，不能保证该机器的连续性操作，影响作业进度。此外，玉米颗粒农药撒播机只是季节性的机械，对其使用只是一段特定的时期，其他的时间一般都是闲置，因此，电瓶就会被搁置，对电瓶的损害很大，综合以上各方面的考虑，电动机不满足提供动力装置的要求。汽油机提供动力有很多的优点，比如，汽油机体积比较小，适合在玉米颗粒农药撒播机的整体尺寸要求，汽油机体重比较轻，具有较高的性能和更快的响应速度，宽泛的转速区间也能带来更好的操纵感觉，但是汽油机的压缩比只有柴油机的一半，做功行程时缸内温度和压力比柴油机低很多，所以热效率比较低，因此比价费油。柴油机的连杆和气缸都要比汽油机的强壮，所以柴油机比较笨重，但柴油机的高压缩比和低转速的特性，能把热量更好的转化为动能，所以柴油机有着更好的热效率，也就是比较省油。由于玉米颗粒农药撒播机的作业环境是玉米地，夏季的高温加上玉米地的不透风，对柴油机的散热要求较高，最好使用水冷型柴油机，但是水冷柴油机体积都比较大，不满足其整体尺寸的设计需求。综合考虑，最终选择165F风冷系列柴油机，其压缩比为21:1；标定功率：2.43kW；标定转速：2600r/min；净质量：40kg；外形尺寸：长×宽×高（mm）518×321×423。2.2离合器的设计离合器在机器运转中可以将传动系统随时分离或接合。对离合器的基本要求：接合平稳，分离迅速而彻底；调节和修理方便；外廓尺寸小；质量小；耐磨性好和有足够的散热能力；操纵方便省力。离合器的种类很多，常见的可分为牙嵌式与摩擦式两大类[5]。牙嵌式离合器一般用于转矩不大，低速接合处。材料常用低碳钢表面渗碳，硬度为56～62HRC；或者用中碳钢表面淬火，硬度为48～54HRC；不重要的和禁止状态接合的离合器，也允许用HT200制造。圆盘摩擦离合器是在主动摩擦盘转动时，由主、从动盘的接触面产生的摩擦力矩来传递转矩的，有单盘式和多盘式两种。摩擦离合器和牙嵌离合器相比，有下列优点：无论在何种速度时，两轴都可以接合或者分离；结合过程平稳，冲击、振动较小；冲动轴的加速时间和说传递的最大转矩可以调节；过载时可发生打滑，以保护重要零件不受损坏。接合柴油机的转速和整机的接合与分离情况，离合器选择圆盘摩擦离合器[6]。如图2.3所示：图2.3圆盘摩擦离合器剖面图2.3变速器的设计变速器用于转变发动机曲轴的转矩和转速，以适应玉米颗粒农药撒播机在起步、加速、行驶以及客服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动轮牵引力及车速的不用要求的需要。变速器的设计应该具备以下几点设计要求：（1）变速器的档位数和传动比，使之与发动机参数优化匹配；（2）设置空挡以保证其再必要时能将发动机与传动系长时间服了你；设置倒档是其能够倒退行驶；（3）操纵简单、方便、迅速、省力；（4）体积小、质量轻、承载能力强、工作可靠；（5）制造容易、成本低、维修方便、使用寿命长[7]。2.3.1变速器的档位数和传动比玉米颗粒农药撒播机主要是在玉米地里行驶，在其工作的过程中速度不是很快，只是以一种比较低的速度行驶，但是考虑到在转移的过程中有可能会用到比较快的速度，因此根据路面的不用行驶条件，除了工作档位之外，再设置两个前进档即可，该机器在工作和行驶过程中不可避免的有倒退行驶的时候，因此还必须设置一个倒退档位。这样，整个玉米颗粒农药撒播机变速器的档位就可以设计为三个前进挡、一个倒退档。由于轿车变速器传动比变化范围约为3～4；轻型货车变速器的传动比变化范围约与5～6；其他货车为7以上。根据汽车的变速器传动比变化范围可以大概推测出颗粒农药撒播机的传动比范围大概可以取值3～4[8]。2.3.2中心距的确定A=KAe中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距应该能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心距A(mm)可根据发动机最大转矩按下式直接求出：(2.1)式中—按发动机最大转矩直接求出中心距时的中心距系数，对轿车取14.5～16.0，对货车取17.0～19.5。考虑到该柴油机是小型柴油机，因此系数按照轿车的标准就可以。轿车变速器的中心距约在65～80mm范围内变化。根据具体计算可以得出此变速器的中心距为75mm。2.3.3各档齿轮齿数的分配A=KAe在初选变速器的档位数、传动比、中心距等参数以后，就可以对各档位的齿数进行分配，下面以图2.4所示的四档位变速器的结构方案为例具体分析：图2.4四档位变速箱结构图(1)确定1档齿轮的齿数已知1档传动比,且（2.2）Z3、Z4的齿数和为：直齿轮（2.3）Z3可在15～17范围内选择。Z3应尽可能小，使得Z3/Z4传动比尽可能大，Z2/Z1可小些。(2)修正中心距若计算所得的Z3、Z4不是整数，则取为整数后需按该式反算中心距A，修正后的中心距则是各档齿轮齿数分配的依据。(3)确定常啮合传动齿轮副的齿数确定了Z3、Z4，用以下联立方程求解Z1、Z2：（2.4）（2.5）取整后，核算1档传动比。如与给定的传动比相差较大，则需调整齿数。确定后带入上式算出齿轮1、齿轮2精确的螺旋角，查表确定是否合适。(4)确定其他档位的齿轮齿数根据以上公式，同理可算出其他档位的齿轮齿数。最终可以得出所有齿轮的齿数：Z1=26；Z2=34；Z3=19；Z4=41；Z5=21；Z6=33；Z7=24；Z8=36；Z9=45；Z10=60；Z11=50；2.3.4齿轮强度的校核（1）接触强度的校核齿轮的接触应力按下式计算：（2.6）式中：—齿面法向力，N；（2.7）—圆周力，N；（2.8）—计算载荷，N·mm；—节圆直径，mm；—节点处压力角；—螺旋角；—齿轮材料的弹性模量，钢取Mpa；当一对齿轮的材料不同时，则（2.9）—齿轮接触的实际宽度，mm；，—主、被动齿轮节点处的齿廓曲率半径，mm；直齿齿轮：，；，分别为主、被动齿轮的节圆半径，mm；当计算载荷为许用接触应力为：一档及倒档：渗碳齿轮900～2000MPa，氰化齿轮950～1000MPa；常啮合及高档：渗碳齿轮1300～1400MPa，氰化齿轮650～700MPa；2.4链轮的设计2.4.1链传动的特点和应用（1）组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。工作时靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力[9]。（2）特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。（3）应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在100kW以下，链速不超过15m/s。2.4.2链轮的结构和材料（1）结构：小直径----整体式；中等尺寸---孔板式；大直径---组合式（齿圈、轮芯用不同材料，用焊接或螺栓联接在轮芯上）。（2）材料：材料应能保证轮齿具有足够的强度和耐磨性，常用碳钢、合金钢，齿面多经热处理。工作时，小链轮轮齿参与啮合的次数比大链轮多，磨损、冲击较严重，所以，小链轮的材料应较好，齿面硬度较高[10]。2.4.3滚子链传动的设计计算（1）选择链轮齿数Z1、Z2和确定传动比；取Z1=17，Z2=40一般链轮齿数在17～114之间。传动比按下式计算[11]（2.10）（2）计算当量的单排链的计算功率根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链的计算功率（kW）（2.11）式中：—工况系数—主动链轮齿数系数—多排链系数，双排链时，三排链时；(3)确定链条型号及节距p链条型号根据当量的安排链的计算功率和主动链轮的转速，查表可得，然后再查表确定链条节距p。查表得链条的节距是p=12.7mm。(4)计算链节数和中心距初选中心距=（30～50）p，按下列计算链节数（2.12）为了避免使用过度链节，应该将计算出的链节数圆整为偶数。(1)计算链速，确定润滑方式。平均链速计算公式（2.13）根据链速，查表可以确定合适的润滑方式。(2)计算链传动作用在轴上的压轴力压轴力可近似取为（2.14）式中：—有效圆周力，N；—压轴力系数，对于水平传动；对于垂直传动。2.5行走系的设计（1）履带的优点履带是一种传统的行走装置，由于它具有优良的牵引性、通过性以及稳定性，因此在现代农业和军事领域都得到了广泛的应用，在实际的生活当中，我们经常见到的行走装置主要是轮子和履带，考虑到玉米颗粒农药撒播机工作环境的特殊性，轮子作为行走系又很多的缺点，如接地面积较小，对地面的压强比较大，因此对农作物的伤害会比较大；通过性能差，一般情况下，玉米地都是比较湿润的，尤其是夏天经常下雨，玉米地很多情况下是很泥泞的，甚至会有积水，因此，轮子很容易本被陷入土地里，不仅不能正常工作，还会造成一定的额外麻烦。相比轮子的缺点，履带有着得天独厚的优点，其牵引力大，适合重负荷作业，通过性好，对地面的压强比较小，对农田的压实、破坏程度较低。履带行走系的原理：对履带来说，整个颗粒农药撒播机和颗粒农药的重量都是靠履带来支撑的，该机器要向前行驶，驱动力必须克服摩擦阻力，由发动机通过传动系统传到驱动轮上的驱动力矩使驱动轮旋转，驱动轮旋转进而可以卷绕履带，履带直接与地面接触的部分会受到一个与履带旋转方向相反的力，而土壤对该作用力的反作用力的水平分力，便是驱动履带前进的驱动力[12]。（2）履带车架的设计在该行走系的设计过程中，充分考虑到玉米地的特殊情况，这个时候的玉米地还会有很多的麦茬，因此对履带的通过性会有一定的阻碍作用，如果履带被麦茬卡住，就会对整个作业过程造成一定的影响，所以所设计的履带轮不能太低，要充分考虑它的通过性能，这样把整个履带行走系设计成三角形，驱动轮在三角形底边中心线上，这样就把驱动链轮的位置相应的太高了一定高度，因此不会再阻碍麦茬，也不会残留其他的一些杂物，通过性能大大增加。于履带车架是铸造加工的，考虑到加工的工艺过程，在设计的过程中，尽可能地使分型面越简单愈越，这样加工会很容易虑到履带在安装的过程中，会遇到张紧的问题，鉴于此，在车架的设计中，把引导轮轴安装孔做成了贯通式的，这样再需要一个简单的张紧装置就可以实现张紧的目的，在此选用螺纹张紧的作用，其原理和紧定螺钉的原理相识，这个设计虽然结构简单，但同样实现了引导轮张紧的要求。在设计车架的过程中，同时也要考虑到其受力的情况，由于整个机器都是压在车架上的，因此车架的设计必须要牢固，在受力集中的部位多做一些圆弧过渡，这样就能有效的分散应力集中的情况，有效地延长了车架的使用寿命，由于充分考虑到了车架的各个性能，设计出来的车架既美观大方，又有很强的实用性。如下图2.5所示图2.5车架行走系2.6转向离合器的设计2.6.1履带转向的选择及设计要求履带车在转弯的时候不像普通的轮子车一样，目前来说，实现履带车转弯的方法大概可以概括外三种情况：1)两条履带以不同的速度前进，整车就会向速度慢一点的一边慢慢转向；2)一根履带动，一根不动，整车就会以不动的那根履带为圆点，在原地实现转向；3)利用它特有的两套传动系统，使一根履带向前另一根履带向后转，那么整车就会以自己为圆心，可以实现原地360度转向[13]。为了保证车辆在任何情况下都能实现转向自如和直线行驶，对履带转向机构提出以下几点基本要求：1)转向机构应使车辆在转向时具有较小的发动机载荷比(在相同的土壤条件下，载荷相同时，履带车辆稳态转向时和等速直线运动时的发动机功率的比，称为载荷比。载荷比越大表明发动机的载荷就越大，车辆在急转弯时功率增长尤其显著，为了使发动机不熄火，转向时的发动机转矩应小于发动机的最大输出转矩）以免发动机熄火；2)转向机构应该能够使车辆具有较小的转弯半径，能够实现车辆机动灵活的转弯；3)转向机构应该能保证车辆稳定的直线行驶性，确保在行驶过程中不能有自由转向的趋势[14]。2.6.2转向离合器的设计原理综合以上对转向机构的要求和实现转向的方法分析，要选择既简单又有效的转向机构，由于法方法1和方法3实现起来需要的机构都相当的复杂，因此这两种方法都不适合，故选择方法2通过一条履带动，一条履带不动的方法来实现转向过程[15]，其具体设计方案如下图2.6和图2.7所示：图2.6转向离合器主视图图2.7转向离合器左视图原理分析：如图2.6所示，外花键摩擦盘和驱动轮接触的部分是靠摩擦来传递扭矩的，两者的接触面都采用摩擦材料制造，外花键摩擦盘通过弹簧的弹力作用与驱动轮的摩擦面紧紧的结合在一起，外花键摩擦盘和内花键法兰盘通过花键配合，既能传递转矩，又可以实现轴向的移动，从而可以实现外花键摩擦盘和驱动轮的接合与分离。内花键法兰盘的法兰部分不同螺栓与链轮的轮毂固定在一起，因此链轮的转动就能够带动内花键的旋转，从而可以带动外花键摩擦盘的旋转。图2.6所示的轴是和车架固定在一起的，不可以旋转，驱动链轮通过轴承与轴配合在一起，从而驱动链轮可以实现自由旋转。整车在直线行驶时，两边的外花键摩擦盘与驱动轮紧紧地接合在一起，确保了两边驱动轮以同样的转速旋转，从而能够保持直线行驶的过程。转弯时，可以通过操作杆（如图2.7所示）拨动转向离合器拨叉，转向离合器拨叉是通过燕尾凸起与燕尾槽导轨接合在一起，这样，转向离合器拨叉就只能沿着燕尾槽的方向左右移动，拨叉带动外花键摩擦盘，从而实现了外花键摩擦盘与驱动轮的分离，切断了其中一个驱动轮的动力来源，使两条履带实现一条动，另外一条不动，从而实现了转向的过程。这种转向离合器的设计不仅结构简单，制造加工容易，同样又可以实现转向的目的[16]。2.7施药器的设计施药器是整机的一个重要部分，要保证它具有定量、定位的施药的功能，因此在设计施药器的时候要考虑到怎样定位、怎样定量的完成施药，这是设计的重点也是设计的难点。在整个设计过程中吗，考虑到很多的设计方案，比如茉莉照相机的快门原理，打开后立即闭合，完成施药；模拟喷雾器的原理，靠压力实现施药；此外还有靠风力施药的措施。综合考虑，最后确定的这种施药方式结构和原理都比较简单，可谓是最简洁有效的办法。下面对这种施药方法做一下简单的介绍，如图2.8所示：图2.8施药器原理图图中：1—剪刀口2—储药器3—拉簧4—药嘴固定夹5—施药器固定架如上图2.9所示，剪刀口可以中间轴为中心旋转，其末端的小孔连接钢丝，钢丝的另一端连接在电磁继电器的衔铁一端，这样，电磁继电器在得电以后，就会拉动衔铁，从而使衔铁产生一定的位移，进而带动了剪刀口围绕着中间轴做旋转运动，电磁铁失电以后，衔铁返回到原来的位置，此时，剪刀口的另外一段在拉簧的拉力下恢复到原来的位置，这样，剪刀口就完成了打开、闭合的过程。剪刀口在闭合的状态，储药器里颗粒农药是不会下落的，当剪刀口打开之后，颗粒农药就会在自身重力的作用下下落，从而进入到玉米心叶处，完成施药的过程。由于剪刀口得打开和闭合的时间很短，因此，下落的颗粒农药是一定的，此外，还可以根据拉簧的拉紧程度适当的调整给药的药量，根据具体的情况调节拉簧的拉力即可。2.8施药杆的设计在整机的所以部件中，施药杆和施药器的设计是重中之重。因为，只有施药杆和施药器的完美配合，才可以实现机器的自动、精确的撒药过程。要想确保施药杆下端接触杆上的触点开关在触及到玉米杆、接通电路的同时，施药器要正好在玉米心的正上方，这样才能够使下落的颗粒农药正好落在玉米心叶的位置。而且在一次施药完成以后，接触杆要复位，准备对下一株玉米进行施药，这个过程就需要一个复位弹簧来实现。考虑到整个施药过程中的每个关键位置，所设计的接触杆必须要和施药器在同一竖直线上，并且绕着同一根轴旋转和复位，以实现重复施药的过程。考虑到不同时期玉米植株的高度不同，因此设计的施药杆要能够完成伸缩的功能，其高度要能够在一定范围内随意调节[17]。具体设计如下图2.9所示：图2.9施药杆结构图2.9输药槽和螺旋输送机的设计2.9.1输药槽的设计为了保证该玉米颗粒农药撒播机能够实现多行同时施药的过程，就要有一种装置来实现药物的横向运输。输药槽的设计要求主要是拆装要方便；重量尽可能轻，这样能保证整机的稳定性；在槽与槽的链接出尽可能的简单。根据输药槽的设计要求，可以把输药槽设计成两个同圆心的半圆，输药槽和支架之间靠U型座链接，这样不仅拆装方便，而且对药物的横向输送有很好的作用，减少了其输送中的摩擦力。同时，又考虑到颗粒农药在输药槽中输送的是连续的，因此，在输药槽下端链接软管的位置应该做的比较大，下面做的比较小，这样就有储存颗粒农药的作用。2.9.2螺旋输送机的设计实现颗粒农药的横向运输，选择螺旋输送机。但是，选择有轴的还是无轴的我们需要做一下对比才能得出结论。无轴螺旋输送机相对于有轴的优点是：在使用的过程中可以很好的避免物料中的丝状物缠绕，无中心轴干扰，物料不易堵塞，排料口不堵塞，因而可以较低速度运转，平稳传动，降低能耗，输送量大；输送量是相同直径传统有轴螺旋输送机的1.5倍；缺点是：单机输送长度有限。有轴螺旋输送机的优点是：输送长度在增加吊蓝的前提下，可以很好的延长[18]。综合有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机各自的优缺点，可以看到，选择无轴螺旋输送机很合适，主要还是考虑到其输送过程中不会产生物料的堵塞，而且输送距离不是很大。2.10机架的设计机架的材料主要是型材，因为不同型材有着各自不同的优点，因此在选择型材的时候要充分利用各自的优点来设计不同的机构。例如，在设计输药槽支架的时候，选择型材的时候既要满足一定的刚度需求、又要考虑到其自身的重量影响，因为这个支架是在整机的上端，重量不能太重，不然的话就会对整机的行走以及稳定性造成一定的影响。由于角铁具有很好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。因此，角铁可以按结构的不同需要组成各种不同的收礼构建，也可以作为构件之间的连接件。所以药槽支架和药箱支架都采用角铁焊接而成。由于该玉米颗粒农药撒播机可以根据不同的需要增加或减少一次施药的行数，所以支架要做成中间可以连接的结构，这样不仅拆装方便，而且在不使用机器的时候可以节约整机的占地空间，在运输过程中也相当方便。辅助轮支撑杆和整机的支撑杆都采用方形管，这种型材很广泛，在选材的时候不会有什么困难，此外，不同规格的方形管可以组合在一起，以实现伸缩的功能，在辅助轮支撑杆的设计中，考虑到辅助轮会随着整机的高度不同而调整，调整到适宜的位置需要固定，使其不能随意移动，因此需要设计一个紧固装置，该装置的设计尽可能的简单，因此采用偏心轮夹紧的原理，设计成如下图2.10所示的结构：图2.10偏心轮夹紧装置3轴承的选择及强度校核3.1轴承的分类及特性根据轴承中摩擦性质的不同，可以把轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承两大类。滚动轴承遇由于摩擦系数小，启动阻力小，而且它已经标准化，选用、润滑、维护都很方便，因此在一般机械中应用广泛。滚动轴承又可以按不同的分类标准进行分类。轴承按其能承受的载荷方向或公称接触角度的不同分为：向心轴承和推力轴承；按其滚动体的种类：分为滚子轴承和球轴承；按其工作时能否调心分为：非调心轴承（刚性轴承）和调心轴承；按滚动体的列数分为：单列轴承、双列轴承、多列轴承；按其部件能否分离分为：可分离轴承和不可分离轴承；3.2轴承的选择和校核本设计当中主要用到圆锥滚子轴承和深沟球轴承，圆锥滚子轴承主要应用在两条驱动轮与车架的连接处，此处的圆锥滚子轴承会承受到较大的轴向力，因此对该轴承的校核是十分必要的。此外还有一些地方用到深沟球轴承，这些轴承主要用在一些径向力不大的地方，比如螺旋输送机的两端，一般的深沟球轴承就可以满足它的需要，而且深沟球轴承价格比较便宜，保养和润滑都十分方便，所以深沟球轴承在整个设计中得到了广泛的应用。传动系中的轴承因为转速较高，，所以需要校核，并计算其寿命。假设传动系圆柱滚子轴承可靠度为90%，轴承使用常规材料制作，并在常规条件下使用，轴承的基本额定动载荷可由下式进行计算：(3.1)式中：——基本额定动载荷计算值，单位N；——当量动载荷，单位N；——寿命因数；——速度因数；——力矩载荷因数，力矩载荷较小，取1.5；载荷较大时，取2。——温度因数；——轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，单位为kN。对传动系中受力最大的减速器用圆锥滚子轴承进行校核，选择圆锥滚子轴承为30207（GB/T297-1994）,用以上公式计算如下：(kN)(3.2)轴承的寿命计算如下：设计参数为：径向力—(N)；轴向力—(N)；轴颈直径—(mm)；转速—(r/min)；要求寿命—(h)；温度系数—；润滑方式—油润滑。查手册得：30207轴承的当量动载荷(N)，当量静载荷(N)。所以，用内插法得。因此，，查得，用内插法得。当量动载荷P为：(N)(3.3)计算寿命，查表可得：，。(h)（3.4）轴承的寿命大于设计需求的轴承的寿命，因此轴承的选择合适。4轴的计算轴的计算通常都是在完成轴的结构设计后进行的校核计算，计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定性。4.1按扭转强度条件计算在做轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴的直径。对于不大重要的轴，可以直接作为最后的设计计算结果。轴的扭转强度条件为（4.1）式中：—扭转切应力，Mpa；—轴所受的扭矩，N·mm；—轴的抗扭截面系数，mm；—轴的转速，r/min；—轴传递的功率，kW；—计算截面处轴的直径，mm；[]—许用扭转切应力，Mpa；由式（4.1）可得轴的计算直径为(mm)（4.2）已知变速器输出轴的转速是350r/min，传递功率为2.2kW。查表得：轴的材料为45钢，的值取103。因此可以取轴的最小直径为21（mm）。4.2按弯扭合成强度条件计算做出轴的计算简明图：图4.1轴的计算简明图做出轴的弯矩图：图4.2轴的弯矩图做出轴的扭矩图：图4.3轴的扭矩图校核轴的强度：按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大的弯矩的界面的强度。计算轴的应力（Mpa）(4.3)式中：—轴的计算应力，Mpa；—轴所受的弯矩，N·mm；—轴所受的扭矩，N·mm；—轴的抗弯界面系数，mm；轴的材料为45钢，查表得[]=60Mpa，因此所以安全。经验证可以得出，变速器输出轴的最小直径做成21mm可以满足要求。5重要零部件的有限元分析车架底盘在整个机器中受到的压力和最大的，所以根据设计的需要，对其进行有限元分析过程，确定其应力、应变、位移的变化，以便能够满足设计的需要，施加压力为1500N。表5.1车架底盘有限元分析运算结果名称类型最小位置最大位置应力1VON:vonMises应力11.5841N/m^2节:8515(12.5mm,-70mm,-18.75mm)5.02568e+007N/m^2节:19413(-264.904mm,135.204mm,-9.94215mm)位移1URES:合位移0mm节:202(-347.527mm,-25mm,0.282739mm)0.482732mm节:125(-1.01948e-005mm,289.894mm,40.471mm)应变1ESTRN:对等应变5.06593e-011单元:10472(-15mm,-67mm,-21.875mm)0.000202012单元:974(274.193mm,46.0535mm,7.50844mm)5.1应力—应力有限元分析图5.1应力—应力变化有限元分析结果5.2位移—位移有限元分析图5.2位移—位移变化有限元分析结果5.2应变—应变有限元分析图5.3应变—应变变化有限元分析结果结果分析：从以上几种情况分析来看，无论是从位移变化、应力变化还是应变的变化都能够满足设计的需求，因此，车架的设计很合理。6结论通过这次毕业设计，我对机械设计的整个过程有了进一步的了解，大大巩固了我大学四年来所学的理论知识，对我以后的工作打下了坚实的基础。通过毕业设计我学到了以下知识：（1）一个完整的设计过程，要考虑到各个方面的因素影响，设计每一个零件尽可能的通过计算、校核、比较然后确定最终方案，不仅要考虑技术上是否可行，还需要综合考虑它的经济效益以及它的发展前景。（2）在整个设计过程中，我们要认真对待每一个细节问题，有的问题需要反复推敲，改了一遍又一遍，才能确定最终的设计方案，这就要求我们在设计过程中，切忌浮躁，养成良好的设计习惯，无论是对从事的工作还是以后的社会交往都有相当大的好处。（3）现在社会是一个互利共赢的社会，既讲究自主创新，又要有团队协作意识。因此，在设计过程中我们要多跟导师交流，和同学之间也要相互交流，取长补短、敢于创新、敢于探索、勇于实践，就一定会有很多结构新颖、简单、使用维修方便、操作安全的零部件的设计方案，从我的整个设计过程中就充分体现了这一点。（4）做机械零部件设计的时候，我们除了要有效利用所学的知识以外，还要汲取一些我们没有学过但是对我们将来的工作会有好处的其他知识，扩宽我们的知识面，这样用知识丰富了我们的大脑，不仅学习到了新的知识，最主要的是锻炼了自己的自学能力，以便能够最快的适应整个社会的快速发展。（5）设计中让我感受最深的是以前所学的知识现在都有了用武之地，通过这次设计对专业课知识有了一个系统的掌握，无论是选材、零件加工方式、公差与配合、机械制图还是力学知识都在我们设计的过程中得到了应用。设计中，我们利用各种方法和途径去获取我们所需要的东西，是一种主动学习的过程，同时也是一个温故知新的过程，让我在整个过程中受益匪浅。以上简单的几点是我对这次毕业设计一点浅显的理解和感触，这次设计也是大学的最后阶段进行的一次全方位练兵。相信在以后的工作中，对机械行业会有更深刻更全面的理解，整个设计过程中，我在不断摸索中得到了进步。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现HYPERLI