免耕播种试验台设计

PAGE13毕业设计题目：免耕播种试验台的设计院、系：荣成学院机械工程系姓名：指导教师：系主任：2014年6月18日PAGEPAGEIII免耕播种试验台设计摘要课题设计了一套结构简单，使用方便、灵活的免耕直播用播种试验台。试验台由分别搭载精密式排种器和外槽轮式排种器的两个基础模块组成。台架基础部分由铝合金型材搭建而成，可方便进行不同类型排种器的快速拆装。排种器的驱动由可调速的电机完成，可进行不同试验要求下的排种作业。播种试验台整体既可以在试验室内进行静态排种试验，也可以由简易小车搭载进行动态排种试验。最后完成了播种试验台两种排种器模块的设计，三维造型，以及对外槽轮式排种器模块的实体制造。关键词免耕；直播；试验台；排种器Designofsowingtest-bedfordrillingmachineAbstractInviewoftheproblemoftheno-tillagedirectseedingtest-bedstructurecomplex,occupyspace.designasetofsimplestructure,convenientoperation,flexibleunderno-tillageanddirectsowingtest-bed.Thetestrigconsistsoftwobasicmodules,respectivelywithprecisionseedmeteringdeviceandmeteringdevice.Benchbasedinpartbythealuminumalloysections.Rapiddismountingisconvenientfordifferentkindsofseedmeteringdevice.Drivemeteringdevicebythemotorspeed,canbeofdifferenttestrequirementsforoperationundertherow.Sowingtestbenchcouldbestaticseedingtestinthelaboratory,alsobecomposedofsimplecarequippedwithdynamicseedingtest.Finallycompletedthetworowsowingteststandformoduledesign,3Dmodeling,andthemeteringdevicemodulemanufacturingentities.KeywordsNo-Tillage;Metering;Device;Test-bed;Seedmeter目录TOC\o"1-3"\h\u10877摘要 I23289Abstract II25998第1章绪论 1166101.1本课题研究目的、现状及意义 141271.2排种装置国内外研究的现状 1182801.2.1国外研究概况 162681.2.2国内研究概况 1201331.2.3课题的应用前景 2177671.3本章小结 25406第2章试验台总体方案的设计 3191902.1免耕直播用播种试验台整体构想 3142452.2试验台功能 339382.3精密排种器模块台架的设计 455032.4外槽轮式排种器模块台架的设计 4264002.5本章小结 525216第3章传动系统的设计 628223.1链传动的设计计算： 6161843.2本章小结 1324643第4章轴的设计与校核 14121434.1精密排种器模块轴的设计与校核 14106134.2外槽轮式排种器轴的设计和校核 21188054.3本章小结 2812586第5章其他工作部件和机构 2933575.1深沟球轴承的校核计算 29167685.2电机的选择计算 2918775.3其他部件的三维设计 3066045.4本章小结 3220409总结 3323146参考文献 346042致谢 3524619附录 36PAGEPAGE32第1章绪论1.1本课题研究目的、现状及意义联合收获免耕直播用播种试验台可以对免耕直播作业进行检测。通过对播种装置各行排量一致性、总排量稳定性、播种均匀性等播种性能的测试，完成播种装置故障排查，还可以对免耕直播装置进行性能评估与结构的改进以及辅助免耕直播机新产品的研发。本课题来源于农业生产的实际需求，属于农业机械的检测装置，是小批量生产的机械装置。具体理论结合实践的意义，对农业生产有着促进作用。1.2排种装置试验台国内外研究的现状1.2.1国外研究概况现代农业技术主要以经济发达的欧美国家作为代表。这些国家在农业装备和机械化水平等方面具有一定典型性。美国是世界上农业最发达、技术最先进的国家之一。近几年，美国在谷物联合收割机、喷雾机、播种机等农业装备上开始采用卫星全球定位系统监控等高新技术。农业技术出现了向精准农业方向发展的趋势。美国、加拿大以及西欧各发达国家的播种装置播种幅度比较大，且速度相对更快，这就说明这些国家在一定程度上解决了播种机滚筒的不同转速对排种精度产生影响的问题，并且通过对相关器件性能的改进和提高，加上高新技术的使用，使得在农业播种特别是农业机械检测方面的水平得以提升，检测精度也大大提高。1.2.2国内研究概况现阶段，我国的播种装置试验平台主要是带输送式。例如由中国农业大学所研究的STB-700型排种器试验台。这个试验台是针对现有的带式排种器试验台不能针对不同类型排种器进行试验的问题及不能模拟播种机实际工作情况而进行的优化改进，试验台可以实现对播种机田间工作状态的模拟，排种高度在0-400mm可调，排种器各方向倾斜角度0-15度可调，能完成标准规定的排种性能指标的检测要求。2BST-160型播种机性能试验平台是集胶带运动系统，自动喷油刮种和基于图像处理分析的粒距检测系统于一体。可实现对精密播种器，谷物条播排种器的播种均匀性实验以及其他作业性能试验，具有检测精确，数据可靠的优势。试验平台采用全液压自动控制与十字轴机构，可以实现播种机4个方向倾斜11度的功能及高度升降调节功能；还可通过计算机和PLC系统对执行机构进行实时控制，可实现全自动控制的性能试验，同时也可用手动方式进行试验。综合几个典型的国内播种装置试验台来看，国内现阶段的播种装置试验台都具有结构复杂，占地面积大，使用不灵活的问题，只能进行试验室内的试验，不能结合实际田间情况进行调整。1.2.3课题的应用前景经过10多年的试验研究、示范推广，证明免耕耕作在我国北方是适用、可行的，具有保护环境、节约资源、节本增收的综合效益。免耕耕作的适应范围广。特别适合土壤侵蚀严重、干旱缺水、资源消耗大的地区。我国推广免耕耕作是在生态环境恶化的压力下起步的，受到党和政府的高度重视，政府的政策和经济引导将起巨大的推动作用。农业部已制定并已在实施保护性耕作推广计划：将成两个保护性防护带，一是沿京津唐防护带；二是沙尘源区防护带，包括内蒙、陕西山西、河北部分地区；用7-10年时间在“三北”地区全面推广免耕耕作。免耕耕作一保护资源、保护环境、实现农业可持续发展为出发点，将生态、经济和社会效益三者很好的结合，同时也已具备了“天时、地力、人和”的发展条件，因此这项技术在我国得到快速发展，具有巨大的推广前景免耕直播播种技术的推广符合可持续农业生产的要求，免耕直播播种试验台通过对播种过程的模拟，可以对排种器的结构参数进行优化，对播种机作业参数优选，最终达到提高播种作业质量、减少农民的劳动消耗，增强作业效率，促进农业生产苗齐苗壮、保证粮食稳产丰产的效果。这也十分符合现代农业生产的实际需求，并对于我国国情有着极大的推进作用，解放了劳动力，并且有极强的理论结合实践性，对农业生产具有十分重要的促进作用。1.3本章小结本章介绍了播种机在国内外的研究状况，对比的结果就是我国的播种技术水平相对滞后，并且播种装置在我国有着广大的应用市场。第2章试验台总体方案的设计2.1免耕直播用播种试验台整体构想查阅了大量关于排种器试验台的文献后发现，现阶段,播种试验主要集中在播种机的核心部件排种器上。对排种器各项性能进行测试就可以确定播种机的主要参数。此外，现在的大型播种机器都是以大功率的拖拉机带动行驶的。如果对整个播种装置进行试验评估就需要解决试验空间的问题，并且测试效果不一定明显。通常情况下，实验室内的播种试验台的机体本身采用的是输送带运动的形式，使用电机和减速装置带动输送带运动，通过控制输送带的运动速度来模拟播种装置在田间的实际运行速度。排种器被固定在机架上，通过驱动装置单独控制排种器进行排种作业。输送带式播种试验台只能模拟路况良好时的田间播种作业情况，而实际田间的劳作的路况条件是不可以模拟的，受到播种机的启发，我所设计的播种试验台是既可以在实验室的空间内进行理想状态的试验，又可以深入田间，进行实际路况下的排种试验的多功能播种试验台，使理想状态和实际工况状态试验结果相结合，最终可以最精确的测试排种器的性能。综合以上的实际问题，设计出一套播种装置试验台架，台架由简易的可以行驶的小车带动。相当于一个小型的播种设备。与播种设备不同的是，整套装置结构简单，方便操作，不需要很强的动力性。成本低，而且可以进行不同型号排种器的试验。最终形成一套多功能，全地形的播种试验平台。2.2试验台功能初选两种排种器进行模块化设计，两种不同类型的排种器安装在试验台架上。经过对现有的排种器进行对比，两个模块的排种器分别选用外槽轮式排种器以及指夹式精密排种器。外槽轮式排种器是因为十分通用的一种排种器，很多现有的排种器都是由外槽轮式排种器改进演变而来。指夹式精密排种器是现在很先进的一种排种器。也是精量播种常用的一款排种器，主要是实现对玉米的种子进行穴播。在完成排种器的选型后，初步设定播种装置试验台可以在相当于1km/h—12km/h的作业速度范围内运行，以便满足不同机器速度、不同工况播种作业需求。两套试验台架分别带有3台和12台排种器。根据作物条播的间距要求，选取精密式排种器的播种间距为400mm，外槽轮式排种器的播种间距为150mm。排种器的工作转速可以实现50r/min—150r/min间的不同速度的运行，这样就可以十分好的测试出不同播种速度条件下种子的分布情况。根据精密式排种器排种扭矩的要求，需要实现对单个精密式排种器驱动扭矩T=10N·m。外槽轮式排种器的排种扭矩很小，12个外槽轮式排种器串联起来共需扭矩为T=30N·m。排种器试验台可以在田间进行实地测试，可以满足复杂工况下的排种器试验要求，并且结构简单，操作方便。2.3精密排种器模块台架的设计对于试验台架的设计，秉承着经济性和可靠性的原则。首先对于精密排种器的结构尺寸进行了解：排种器的（长×宽×高）：250×142×285mm排种器的布置方式：采用三台精密排种器并排布置，根据玉米种子的播种行距，采用400m布置行距。试验台架材料的选取：选取主要结构的材料为：等边热咋角钢，型号：5号[1]。台架基本尺寸（长×宽×高）：2150×480×550mm采用材料数量：5号等边热咋角钢1215mm4根；390mm6根铝合金型材:2070mm8根；480mm4根；550mm4根采用焊接连接和螺栓连接相结合的方式制成。2.4外槽轮式排种器模块台架的设计排种器的布置方式：采用十二台外槽轮式排种器并排布置，根据种子的播种行距的要求，采用170mm的布置行距。首先对于外槽轮式排种器的结构尺寸进行了解：排种器的（长×宽×高）120×136×100mm试验台架材料的选取，选取结构材料为：等边热咋角钢，型号：3号5号。[1]台架基本尺寸：（长×宽×高）2150×480×550mm采用材料数量和铝合金型材：2070mm8根480mm4根550mm4根采用焊接连接和螺栓连接相结合的方式制成。2.5本章小结我的实验台是由外槽轮式排种器及精密式排种器这两个模块所构成介绍了两种排种器台架的设计，以及整体构想。第3章传动系统的设计3.1链传动的设计计算：精密排种器实验台链条的设计：精密排种器的扭矩为10N·M根据电机所选取的静扭矩10N·M既选取传动比i＝1：3由精密排种器的最大转速为n=150r/min可以计算其中为工况系数为多排链系数为主动链轮齿数由排种器的转动为平稳运转，得。初选小链轮齿数齿。由传动比i＝1：3，大链轮齿数，得，。由得P=0.17kw根据知选择08A型链条[1]。得滚子链条规格如下(mm)：节距排距滚子直径d17.92单排抗拉载荷13.8kN计算链节数和中心距初选中心距按下列公式计算链节数：取a=500mm取113节由得[3]则链传动的最大中心距为：a=502mm故取中心距500mm可行。计算链速,确定润滑方式由式9-1计算由链子型号08A采用定期人工润滑的润滑方式。计算链传动作用轴的压轴力：压轴力有效圆周力由链条布置的工况条件确定则压轴力为图3-1齿轮与轴受力分析链轮的设计：主动链轮结构的设计由初选主动链轮齿08A型滚子链条可知链轮的分度圆直径：d=69.5mm齿顶圆直径查得[1]齿根圆直径确定最大凸圆直径：单排齿宽;根据选取08A型滚子链条[1]P≤12.7mm齿侧倒角齿侧半径齿全宽确定链轮齿槽形状：齿侧圆弧半径re=0.12×7.92×(17+2)=18.05mm滚子链定位圆弧直径滚子定位角度从动链轮的结构设计：由初选主动链轮齿数08A型滚子链条知链轮的分度圆直径：d=206.3mm齿顶圆直径得：齿根圆直径单排齿宽：由于选取08A型滚子链条P≤12.7mm齿侧倒角齿侧半径齿全宽确定链轮齿槽形状：得齿侧圆弧半径re=0.12×7.92×(51+2)=50.3712mm滚子链定位圆弧直径滚子定位角外槽轮排种器试验台链条的设计：外槽轮式排种器的扭矩为5N·m串联12个外槽轮是排种器,总扭矩为30N·m根据电机所选取的静扭矩10N·m选取传动比i＝1：3由精密排种器的最大转速为n=150r/min可以计算其中为工况系数为多排链系数为主动链轮齿数排种器的转动状态为平稳运转，得=1.0初选小链轮齿数传动比i＝1：3得大链轮齿数得，由得P=0.47kw根据及n=450r/min知选择10A型链条[1]。得滚子链条规格如下：节距P=15.875，排距pt=18.11，滚子直径d1=10.16，单排抗拉载荷为21.8KN。计算链节数和中心距初选中心距按下列公式计算链节数：取a=500mm=97.9取98节由,得则链传动的最大中心距=516mm故取中心距为500mm可行。计算链速确定润滑方式,计算得v=0.6737m/s故链子为08A，采用定期人工润滑的润滑方式。计算链传动作用轴的压轴力压轴力有效圆周力由链条布置的工况条件确定则压轴力为链轮的设计主动链轮结构的设计图3-SEQ图\*ARABIC1齿轮与轴标注由初选主动链轮齿数，为10A型。链轮的分度圆直径：d=86.4mm齿顶圆直径;得齿根圆直径确定最大凸缘直径:单排齿宽：选取10A型滚子链条，得P＞12.7mm齿侧倒角齿侧半径齿全宽确定链轮齿槽形状：齿侧圆弧半径滚子链定位圆弧直径滚子定位角度从动链轮的结构设计：由初选主动链轮齿数，为08A型滚子链条知链轮的分度圆直径：d=257.1mm齿顶圆直径;查得齿根圆直径单排齿宽：由于选取10A型滚子链条，得：P＞12.7mm齿侧倒角齿侧半径齿全宽确定链轮齿槽形状：齿侧圆弧半径re=0.12×10.16×(51+2)=64.6176mm滚子链定位圆弧直径滚子定位角度。3.2本章小结本章计算并确定了外槽轮排种器及精密式排种器链传动的链条，链轮等装置的参数第4章轴的设计与校核4.1精密排种器模块轴的设计与校核1输入轴上的功率，和转矩于是功率2求链轮作用在轴上的压轴力由链轮设计得:压轴力为N3初步确定轴的最小直径轴的材料选45钢,调制处理.取[1]于是得:输入轴最小直径为加联轴器的直径,由于电机输出轴的直径19mm,因此此轴的最小直径也同样选取19mm。4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足连接轴与电机的联轴套筒的轴向定位的要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一段轴肩故取;由联轴套筒的长度可以确定的长度为54mm。初步选用滚动轴承。因为电机输入轴没有轴向力作用,只受到径向力，因此选用单列的深沟球轴承。参照工作要求并得选取基本游隙组,标准精度等级的单列深沟球轴承6005,其尺寸为d×D×B=25×47×12mm同理.取。取安装链轮的轴段Ⅲ-Ⅳ，Ⅹ-Ⅺ的直径29mm故;链轮的左端面采用套筒定位,以知链轮宽度，取链轮轴长度为9。所以.链轮的右边采用轴肩定位，轴肩高h＞0.07d，故取h=3mm则轴环处直径，轴环宽度b≥1.4h,然后取轴环的宽度。由于三个排种器的试验间距确定在400mm所以中间过渡段的轴长，故为了中间段链轮的装配方便，中间段取29mm故为了中间段链轮的装配方便，中间段取29mm。因为装配的缘故，中间段链轮的内径要大于两边的两链轮的内径。取Ⅵ-Ⅶ段链轮右侧采用轴肩定位轴肩高度h＞0.07d，故取h=4mm则轴环处的直径轴环宽度b≥1.4h，取轴环的宽度。至此初步确定了轴的各段直径和长度。 （3）轴上零件的周向定位 链轮与轴的连接采用平键连接。按，，得平键的截面b×h=8mm×7mm,键槽用键铣刀加工，长为6mm，同时为保证链轮与轴配合有良好的对中性，故采用链轮轮毂与轴的配合为链轮轮毂与轴的配合为H7/n6;轴与联轴套筒的连接方式为销连接，采用圆柱销。深沟球轴承与轴的周向定位采取的是过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。图4-1轴承受力分析（4）确定轴上圆角和倒角尺取轴端的倒角为[1]各轴肩的圆角半径为1mm。5求轴上的载荷根据轴的受力情况进行分析，做出轴的弯矩图和扭矩图：图4-2轴承受力示意图从轴的结构图和轴的弯矩图，扭矩图进行分析，可以看出危险截面为A截面和B截面。现将A截面和B截面的的值列如下：支座反力F1=775.5NF2=775.5N弯矩扭矩T=3500N·mm图4-3轴承的弯矩图6按弯合成应力校核轴的强度由于A截面和B截面都为危险截面，所以分别进行校核根据已知数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，危险截面A的计算应力为前已选定轴的材料为45钢调制处理得。因此，故安全。7精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面Ⅵ截面Ⅶ截面Ⅲ截面Ⅳ截面Ⅹ截面Ⅺ处的过盈配合所引起的应力集中最严重，从受载的情况看，截面Ⅵ处是受载应力最大的地方。截面Ⅺ截面Ⅲ受应力集中与截面Ⅺ截面Ⅳ相同但前两者不受扭矩作用。故不用进行强度校核。而截面Ⅺ截面Ⅳ受应力远小于截面Ⅵ而由键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因此综上所述，此轴只需校核截面Ⅵ左右两侧即可。（2）截面Ⅵ左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面Ⅵ左侧的弯矩M为M=100815N·mm截面Ⅵ上的扭矩T为T=3500N·mm截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力为轴的材料为45钢,调制处理。得,,截面由于轴肩而形成的理论应力集中系数及∵,∴[1]可得轴材料的敏感性系数为故有效应力集中系数为尺寸系数扭转尺寸系数轴按磨削加工，得表面质量系数为：轴未经表面强化处理，即按如下公式得综合系数为又由碳钢的特性系数取0.1取0.05于是，计算安全系数值：故可知其安全。（3）截面右侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面Ⅵ左侧的弯矩M=100815N·mm截面Ⅵ上的扭矩T=3500N·mm截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力为轴按磨削加工，得表面质量系数为：0.92取过盈配合系数1.46，轴未经表面强化处理，即按如下公式得综合系数又由碳钢的特性系数取0.1取0.05于是，计算安全系数值： 故此轴安全。输出设计：1输出轴上的功率转速和转矩于是功率2求链轮作用在轴上的压轴力由链轮设计得压轴力为3初步确定轴的最小直径轴的材料选用45钢调制处理.取[1]，得由于精密排种器的动力输入轴的直径19mm,排种器与此轴采用的是圆柱销连接，因此轴与排种器输入轴的连接采用空心圆筒连接，筒的内径为19mm,筒的外径大于最小轴径，为确保连接刚度，故初步选用29mm。4轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为满足轴与精密排种器动力输入轴的配合情况，故取将轴段Ⅰ-Ⅱ制造成筒型轴，内孔直径与排种器动力输入轴孔径匹配，采用内,外。根据排种器动力输入轴的伸出长度，可以确定内.初步确定外.取安装链轮处的轴段Ⅰ-Ⅱ的直径.链轮左端采用螺母紧固。链轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h＞0.07d，故取h=4mm则轴环处的直径轴环宽度b≥1.4h，取轴环的宽度至此初步确定了轴的各段直径和长度。(3)轴上零件的周向定位链轮与轴的连接采用平键连接。按平键的截面b×h=4mm×4mm,键槽用键铣刀加工,长为8mm，同时为保证链轮与轴配合有良好的对中性，故采用链轮轮毂与轴的配合为链轮轮毂与轴的配合为;轴与排种器轴的连接方式为销连接。采用圆柱销。(4)确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端的倒角为，各轴肩的圆角半径为1mm。图4-4轴承数据分析5求轴上的载荷根据轴的受力情况进行分析，做出轴的弯矩图和扭矩图：从轴的结构图和轴的弯矩图，扭矩图进行分析，可以看出危险截面为A截面和B截面。现将A截面的的值列如下：支座反力F=517N弯矩扭矩图4-5轴承弯矩图与扭矩图6按弯合成应力校核轴的强度由于A截面都危险截面，所以进行校核根据已知数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，危险截面A的计算应力为前已选定轴的材料为45钢调制处理，得。因此，故安全。由于此轴长度很短，危险截面应力很小，故不需要精确校核疲劳强度。4.2外槽轮式排种器轴的设计和校核1输入轴上的功率转速和转矩于是功率2求链轮作用在轴上的压轴力由链轮设计得压轴力为3初步确定轴的最小直径轴的材料选用45钢调制处理，取[1]。于是得输入轴最小直径为加联轴器的直径，由于联轴器内直径19mm，因此此轴的最小直径也同样选取19mm。4一轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足连接轴与电机的联轴套筒的轴向定位的要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一段轴肩故取;由联轴套筒的长度可以确定。初步选用滚动轴承。因为电机输入轴没有轴向力作用,只受到径向力，因此选用单列的深沟球轴承。参照工作要求并根据，选取0基本游隙组，标准精度等级的单列深沟球轴承6005，其尺寸为d×D×B=25mm×47mm×12mm同理.取。取安装链轮的轴段Ⅲ-Ⅳ的直径为29mm故链轮的左端面采用套筒定位，以知链轮宽度，取链轮轴长度为9。故.链轮的右边采用轴肩定位，轴肩高度h＞0,07d，故取h=3mm则轴环处的直径轴环宽度b≥1.4h，取轴环的宽度。至此初步确定了轴的各段直径和长度。 （3）轴上零件的周向定位链轮与轴的连接采用平键连接。按由表6-1[26]查得平键的截面b×h=4mm×4mm,键槽用键铣刀加工,长8mm，同时为保证链轮与轴配合有良好的对中性，故采用链轮轮毂与轴的配合为链轮轮毂与轴的配合为;轴与联轴套筒的连接方式为销连接。采用圆柱销。深沟球轴承与轴的周向定位采取的是过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6.（4）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端的倒角为,各轴肩的圆角半径为1.5mm2mm.(5)求轴上载荷图4-6轴上载荷分析根据轴的受力情况进行分析，做出轴的弯矩图和扭矩图：从轴的结构图和轴的弯矩图，扭矩图进行分析，可以看出危险截面为A截面和B截面。现将A截面和B截面的T的值列如下：支座反力F1=1840.28N，F2=894.58NF2弯矩，扭矩6按弯合成应力校核轴的强度由于A截面和B截面都为危险截面，所以分别进行校核。根据已知数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，危险截面A的计算应力为前已选定轴的材料为45钢调制处理，得。[1]因此，故安全。(1)输出轴上的功率转速和转矩于是功率(2)求链轮作用在轴上的压轴力由链轮设计得压轴力为(3)初步确定轴的最小直径轴的材料选用45钢调制处理，取,于是得由于外槽轮式排种器的槽轮内径为20mm，槽轮与花键套相连，花键套内径17mm，故为了安装轴承，选取最小轴段为15mm。待最后进行校核。7.二轴的结构设计(1）拟定轴上零件的装配方案(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度初步选用滚动轴承。因为电机输入轴没有轴向力作用，只受到径向力，因此选用单列的深沟球轴承。参照工作要求并根据，选取0基本游隙组，标准精度等级的单列深沟球轴承6002，其尺寸为d×D×B=15mm×32mm×9mm。额定载荷5.62kN取。由于链轮靠近轴的右端，故选取Ⅲ-Ⅳ段轴承为单列深沟球轴承，参照工作要求,选取0基本游隙组，标准精度等级的单列深沟球轴承6005，其尺寸为d×D×B=25×47×12mm.额定载荷5.62kN故取，取。取安装链轮的轴段Ⅵ-Ⅶ的直径20mm故，链轮的右端面采用螺母定位，以知链轮宽度，取链轮轴长度为9。故.链轮的右边采用轴肩定位，轴肩高度h＞0.07d，故取h=4m则轴环处的直径轴环宽度b≥1.4h，取轴环的宽度。由于12个外槽轮式排种器的试验间距确定在200mm，外槽轮式排种器的宽度跨度为110mm,所以中间过渡段的轴长:。故为了中间段链轮的装配方便,中间段取17mm.轴Ⅳ-Ⅴ段为轴承座与链轮间的过渡段,取至此初步确定了轴的各段直径和长度。 轴上零件的周向定位链轮与轴的连接采用平键连接。按由表6-1查得平键的截面b×h=8×7mm,键槽用键铣刀加工,长为8mm，同时为保证链轮与轴配合有良好的对中性，故采用链轮轮毂与轴的配合为链轮轮毂与轴的配合为；轴与联轴套筒的连接方式为销连接。采用圆柱销。深沟球轴承与轴的周向定位采取的是过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。(4)确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端的倒角为，各轴肩的圆角半径为1.5mm.[1]8.求轴上的载荷有已知条件：外槽轮式排种器的单个扭矩为5000N·mm忽略轴和链轮的自重。根据轴的受力情况进行分析，做出轴的弯矩图和扭矩图：从轴的结构图和轴的弯矩图，扭矩图进行分析，可以看出危险截面为A截面和B截面。现将A截面和B截面的T的值列如下：支座反力F1=979.79NF2=34N弯矩扭矩T=10000N·mm图4-7弯矩受力分析9.按弯合成应力校核轴的强度由于A截面和B截面都为危险截面，所以分别进行校核根据已知数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0危险截面A的计算应力为危险截面B的应力为前已选定轴的材料为45钢调制处理，[1]。因此，故安全。7精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面c截面Ⅲ及安装外槽轮排种器的截面处的过盈配合所引起的应力集中最严重，从受载的情况看，截面Ⅲ处是受载应力最大的地方。而截面c和装外槽轮排种器的截面受应力远小于截面Ⅲ而由键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因此综上所述，此轴只需校核截面Ⅲ左右两侧即可。（2）截面Ⅲ左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面Ⅲ左侧的弯矩M为M=38699.4N·mm截面Ⅲ上的扭矩T为T=10000N·mm截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力为轴的材料为45钢，调制处理。，，截面由于轴肩而形成的理论应力集中系数及因,经插值后可查得可得轴材料的敏感性系数为[1]故有效应力集中系数为尺寸系数扭转尺寸系数轴按磨削加工，表面质量系数为：[1]轴未经表面强化处理，即按如下公式得综合系数为又由碳钢的特性系数取0.1取0.05于是，计算安全系数值故可知其安全。(3)截面右侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面Ⅲ左侧的弯矩M为M=38699.4N·mm截面Ⅲ上的扭矩T为T=10000N·.mm截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力为轴按磨削加工，表面质量系数为：[1]取过盈配合系数1.46轴未经表面强化处理，即按如下公式得综合系数为又由碳钢的特性于是，计算安全系数值：故此轴安全。4.3本章小结本章计算并校核了精密式排种器轴以及外槽轮式排种器轴的各个参数并确定了两种排种器所需的轴。第5章其他工作部件和机构5.1深沟球轴承的校核计算由轴的计算可以知道，选用6005和6003两种型号的深沟球轴承。6005型号深沟球轴承的基本额定载荷C为10.1kN，[2]6002型号深沟球轴承的基本额定载荷C为5.62kN，[2]由以上计算得，6005型号深沟球轴承在所受载荷分别为1840.28N775.5N979.29N取进行轴承的寿命校核。由公式[3]温度系数为1.0[3]由于为球类轴承，所以；此播种机试验台的机器类型为短期或间断使用机械。预计使用寿命：3000—8000h故符合要求。6002型号深沟球轴承所受载荷为34N由以上公式得：故也符合要求。5.2电机的选择计算根据精密式排种器的工作扭矩以及排列方式计算得总扭矩：根据实际工作的需要，排种器实验台需要实现不同速度的排种试验功能，故考虑选取步进电机进行调速。初选链传动作为传动方式，传动比i=3：1根据公式得：电机步进电机的特点:在额定转速以下的转速条件下保持输出扭矩不变，近似等于步进电机的静扭矩。因此，除去传动损耗，初选T=12N﹒m的步进电机。型号参数：框号110×110，电机长221mm，机身长195mm，默认19mm轴径,键槽6×6×25，电机钮力20.0N·m，电流7A，最高转速900rpm，额定转速600rpm由于外槽轮式排种器的工作扭矩很小，所以12个排种器串联所需的驱动扭矩可以由带动3个精密排种器的电机带动，因此，在这里就不再另外选取新型号的步进电机。5.3其他部件的三维设计根据指夹式精密排种器的使用功能，设计种箱的同时预留出肥箱的空间。种箱由3mm厚的钢板搭建而成。图5-1精密排种器PROE绘图指令图5-2精密排种器PROE图图5-3排种箱Proe绘画指令图5-4排种箱Proe图图5-3链轮的proe绘画指令图5-6链轮proe图5.4本章小结本章计算并校核了深沟球轴承的的各个参数，并确定了实验台所需的电机，并且展示了几种零部件的三维设计。总结通过计算分析，和实际理论相结合。使我的设计达到了我的预计目标;两个模块的排种器分别选用外槽轮式排种器以及指夹式精密排种器。排种器试验台可以在田间进行实地测试，可以满足复杂工况下的排种器试验要求。并且结构简单，操作方便。实验台的构造比较简单明了，容易使用，综合性能高及实现了全自动和多功能，使农业有了一台综合性高的免耕播种试验台

参考文献1濮良贵，纪名刚机械设计（第八版）；高等教育出版社，20012李民，刘恒新，李伟,等.2BT-160型播种机性能试验台研究.农业工程学报.20043蔡晓华，刘俊杰，孔繁亮.排种器试验台结构参数的设计.农机化研究.20054耿德仁.精少量播种深施肥播种机的试验与推广效果分析.农业技术与装.2009：5向阳，谢芳平，汤楚宙,等.输送带砂型排种器试验台的研制.农业工程学报.20096刘飞，赵满全.基于PRO-E的膜下播种机排种装置的设计与仿真分析.农机化研究.2009，7蔡冬梅，张晓辉，赵东等.基于液力驱动的播种机试验台的研制.农业机械学报.20048陈进，李耀明.气吸振动式播种试验台种子运动规律.农业机械学报.2002，9温浩军，陈学庚，李亚雄，等.PSY一1200型鸭嘴滚筒式排种器实验台的设计.新疆农机化，200810刘立晶，刘忠窄，贾振华.多功能排种器性能试验台的设计与试验.农机化研究201211刘成莲.2BMF—5型免耕施肥播种机排种(肥)箱的设计].农业技术与装备.200812肖世寿.播种机的改进设计.农机化研究，2006，0613张小丽.2BXJF-12型小麦播种机的试验研究，河北农业大学.200614邵瑞娜.基于MATLAB的排种器试验台的建模仿真201015李冰，李洪文.国内外小麦播种机的研究现状与发展方向.中国农机化2006.116闻邦椿机械设计手册；机械工业出版社，201017DrewLyonSarahBruceTonyVynetalAchievementsandFutureChallengesinConservationTillage[R].4thInternationalCropScienceCongress,Brisbane，2004.18R.C.Singh1;G.Singh2;D.C.Saraswat1OptimisationofDesignandOperationalParametersofaPneumaticSeedMeteringDeviceforPlantingCottonseedsBiosystemsEngineering,2005致谢历时将近三个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和曾老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！附录免耕播种技术简介保护性耕作发展潜力从2005年保护性耕作开始列入中央一号文件，文件指出“改革传统耕作方法，发展保护性耕作”。之后，保护性耕作技术便作为我国小麦、玉米主产区的主推技术。而免耕施肥播种机是保护性耕作技术中的关键机具，在国外已非常成熟，在我国尚处于试验阶段，需要在多个方面加以改进完善，才能更好地满足农业生产的要求，也才能使保护性耕作技术得以顺利实施，尽快产生更大的社会经济效益。保护性耕作机械化技术是指以保护农田表面土壤为目的，采用机械化耕作手段，提高土壤的蓄水保墒能力，防止水土流失的一种机械化作业方式。与传统耕作方法相比，保护性耕作机械化技术可以降低机械进地次数和耕翻次数，减小耕作对土层表面的破坏，改善土壤理化性状，从而达到提高产量的目的。保护性耕作机械化技术包括深耕翻、深松、垄沟种植法，水平等高耕作、等高沟垄耕作、蓄水聚肥改土耕作、秸秆覆盖保墒技术及其相关配套技术等。其效果主要有体现在两方面：一是可以减小因耕翻次数多而造成的对土壤表面覆盖的破坏，提高土壤抗风蚀、水蚀的能力；二是可以通过农田改造，提高土壤的蓄水保墒能力，减少土壤冲刷流失。保护性耕作技术被誉为是对我国传统耕作制度的一次变革,国家在小麦、玉米主产区的主推技术。在经济效益方面，通过该技术的应用可比传统耕作方式种植小麦，每亩可至少节约机械作业费、灌溉费、化肥费120元。大量的试验证明还可实现小麦亩增产5%以上。机手作业也可提高3倍的收益。保护性耕作通过免耕、少耕，采取机械化复式作业，简化生产工序，降低作业成本，提高农业生产效益，起到节本增效的作用。试验表明，在一年两熟区，保护性耕作节本增效带来的综合经济效益平均为101元／亩，一年一熟区为43.5元／亩。北方旱作地区农作物总播种面积10亿多亩，如果60％实行保护性耕作，可为农民节本增效300亿元。同时，保护性耕作技术能大幅度提高劳动生产率，节省劳动力，在农村青壮年劳动力短缺的情况下，发展保护性耕作有利于稳定和提高粮食综合生产能力，保障国家食品安全。保护性耕作制是通过改善农田生产条件，提高农田综合生产力，将农民从繁重的农事作业解放出来，实现粮食丰产、农村清洁、资源利用的有机结合，同时有助于妥善解决农村废弃物处理及清洁环境。保护性耕作也是降低农业生产成本，促进粮食主产区农民增收的有效途径之一，它省工、省时、节约费用，不仅可以降耗，而且可以减少土壤耕作次数，减少了机械动力和燃油的消耗成本。在社会效益方面，通过该技术的应用可节约能源30%左右，节水30%左右，节肥30%左右。有效减少化肥污染，减少土壤水蚀80%左右，减少土壤风蚀(农田扬尘)60%。可以有效防止秸秆焚烧造成的大气污染，有效减少农业耕作产生的CO2气体污染。此外还可以改善土壤结构，保持土壤肥力，促进农业可持续发展。TillagesowingTechnicalOverviewthedevelopmentpotentialofconservationtillage.Fromthebeginningof2005,theinclusionofconservationtillagecentraldocument,documentstatesthat"thereformoftraditionalfarmingmethods,thedevelopmentofconservationtillage."Afterthat,weasconservationtillagetechnologyofwheat,corn,themainproducingareasofthemainpushtechnology.Theno-tillconservationtillagefertilizationseederisakeytechnologyinmachinery,inforeigncountrieshasbeenverymature,inChinaisstillintheexperimentalstage,needstobeimproved,inordertobettermeettherequirementsofagriculturalproductioninmanyareas,butalsotoConservationtillagetechnologytoenablesmoothimplementation,resultingingreatersocialandeconomicbenefitsassoonaspossible.ConservationtillagemechanizationtechnologyreferstotheprotectionoffarmlandsoilsurfaceforthepurposeofmechanizedfarmingmeanstoimproveXushuibaoshangcapacityofthesoiltopreventerosionofamechanizedway.Comparedwithtraditionalfarmingmethods,conservationtillagemechanizationtechnologycanreducethemechanicalplowingintothegroundandthenumberoftimestoreducethedamagetothesoilsurfacetillagetoimprovesoilphysicalandchemicalproperties,soastoachievethepurposeofimprovingproduction.Conservationtillagemechanizationtechniquesincludedeepplowingturn,subsoiling,furrowplantingmethod,horizontalcontourfarming,contourridgeandfurrowfarming,waterandfertilizerimprovingsoiltillage,mulchingsoilmoistureanditsrelatedtechnologiessupportingtechnology.Itseffectsaremainlyreflectedintwoaspects:First,canreducethedamagetothesoilsurfacecoveredbyplowingcausedmoretimes,improvesoilresistancetowinderosion,watererosioncapability;Second,throughthetransformationoffarmland,improvesoilwaterstoragewaterretentioncapacity,reducesoilerosionloss.Knownasconservationtillagetechnologyisarevolutionoftraditionalfarmingsystems,thestateofwheat,cornproducingareasmainpushtechnology.Intermsofeconomicbenefits,throughtheapplicationofthistechnologyplantingthanconventionaltillagewheatperacreoperatingcostssavingsofatleastmachinery,irrigationcosts,fertilizercosts$120.Canachievealoto