整地式播種機的設計
整地式播種機的設計,整地,播種機,設計
畢 業(yè) 設 計（說明書）
題 目 整地式播種機的設計
整地播種機的設計
摘要：整地式播種技術是一種集整地破土，施肥，播種，鎮(zhèn)壓為一體的農業(yè)耕作機械設備，是我國實現農業(yè)耕作現代化，大面積栽種，集成化的重要手段，2003年，我國在大范圍內使用整地式播種機進行種植的面積，產量居于世界領先行列，但是，目前我國自產的整地播種機，還存在一些缺陷，主要是旋耕刀容易磨損或者變形，播種穩(wěn)定性差，效率比較低。導致這一系列情況的主要因素是，由于使用的材料性能，結構設計，整地旋耕刀滾與播種，鎮(zhèn)壓之間的速度與方式匹配不合理等因素造成。所以目前的主要任務是，如何提高整地式播種技術的運用，改善其結構方式，提高其工作效率等，幾個方面進行改進，才能取得更好的耕種效果。提高機械化用于生產中，是相對來說比較有效的方式，所以這就要求，各種性能先進，種植效率較高，通用性廣泛以及適應性強，基本結構簡單，易于加工制造與維護的整地式播種機，能夠不斷被設計出來，并且能夠得到大力的推廣，與應用當中。相對類似產品來說整地式播種機，其結構比較簡單，工作相對可靠，效率比較高，而且不容易傷到種子。目前在國內外，正快速發(fā)展并且逐漸在農業(yè)中得到廣泛的使用。本設計的研究目標是：尋求一種最佳的整地式整地模式，能夠在生產效率，可靠性，便于操作性，降低制造成本等方面綜合考慮，改進我國傳統整地機械的缺陷，得到一種具備市場競爭力以及技術創(chuàng)新性的整地式播種機。只有綜合性能優(yōu)越，各機構之間匹配合理才能使得整地播種機取得新的突破。
關鍵詞：整地；播種機；傳動系統；
Design of tillage seeder
Abstract: Ploughing planting technology is a collection of ground breaking soil preparation, fertilization, planting, suppression of farming machinery and equipment, is the realization of agriculture modernization in our country, large area planted, integrated important means, in 2003, our country on a larger scale using soil preparation type seeder for planting area, yield one of the world's leading ranks, but at present our country produced the soil preparation of seeder, there are still some defects, mainly is the rotary tillage blade wear and tear or deformation, poor stability, sowing efficiency is low. Lead to this a series of case is the main factor, due to the use of material properties, structure design, site preparation rotary knife roll and sowing, suppress the speed and mode matching between the unreasonable factors such as. So the main task of the current is, how to improve the use of the site preparation type planting technology, improve its structure, improve the work efficiency and so on, several aspects to improve, to achieve better effect of farming. Improve mechanization for production, is a relatively effective way, so it requires, advanced performance, high efficiency, wide commonality and strong adaptability, basic simple structure, easy manufacture and maintenance of soil preparation type seeder, constantly were designed, and the ability to get a promotion, and application. Soil preparation type seeder compared with similar products, its structure is simple, relatively reliable, work efficiency is higher, and it is not easy to hurt the seeds. At present, both at home and abroad is rapid development and gradually has been widely used in agriculture. This design research goal is: to seek a best mode of no-till soil preparation type, can in the production efficiency, reliability, easy operation, lower manufacturing cost, etc, comprehensive consideration, to improve the defects of traditional no-till machinery in our country, have a soil preparation have market competitiveness and technological innovation type seeder. Only the comprehensive performance is superior, the reasonable matching between the agencies to make a new breakthrough in soil preparation machine
Key words:Site preparation; Drill; The transmission system
目錄
1 緒論 5
1.1 課題背景以及科學意義 5
1.2 整地式播種機的發(fā)展現狀 6
1.2.1國內整地式播種機的發(fā)展現狀 6
1.2.2國外整地式播種機的現狀 7
1.3 整地播種機設計的主要內容 8
2 總體設計 8
2.1 總體方案設計 8
2.1.1 設計原則 8
2.1.2 基本結構 8
2.1.3 工作原理 9
2.1.4播種機結構圖 10
2.2 拖拉機的選用 11
3 傳動方案的確定 12
4 播種器的設計 12
4.1 播種器整體結構圖 12
4.2 種箱結構參數的設計 13
4.2.1 種箱的外形設計 13
4.3 排種槽輪的設計 13
4.3.1 整地式播種機對排種器的性能要求 14
4.3.2 現有排種器的類型以及特點 14
5. 鎮(zhèn)壓輪的設計 14
5.1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件 14
5.2 設計要求 15
5.3 結構設計 15
5.4 鎮(zhèn)壓輪主要技術參數的確定 15
5.4.1鎮(zhèn)壓輪幅寬尺寸的確定 15
5.4.2 鎮(zhèn)壓輪直徑尺寸確定 16
6 排肥器的選型設計 16
6.1 排肥器的性能要求 16
6.2 常用排肥器的種類以及特點 17
6.3 排肥量的計算 17
7 輸種管的選型設計 18
7.1 輸種管的性能要求 18
7.2 輸種管的選型 18
7.3 輸種管參數的確定 18
7.3.1 輸種管的直徑 18
7.3.2 輸種管使用的傾斜度與導管長度 19
8 旋耕刀滾的設計 19
8.1 旋耕深度的確定 19
8.2 旋耕刀滾直徑 19
8.3 旋耕刀滾轉速 20
8.4 機組作業(yè)時功率分配的計算 20
參 考 文 獻 21
設計總結 21
致謝 22
附錄 23
1 緒論
1.1 課題背景以及科學意義
整地播種機主要是依靠手扶拖拉機提供動力來源，以整地松土，破茬，施肥，播種，鎮(zhèn)壓為一體式的現代化農業(yè)耕作機械，是現代化農業(yè)，規(guī)?；?，機械化的重要代表。依靠整地播種機的旋耕刀滾將土壤結石，硬塊等強力打散，松土，然后施肥管進行施肥，播種器進行播種，依靠旋耕刀滾打散的土壤往后拋，將泥土覆蓋種子，然后再依靠鎮(zhèn)壓輪施以一定的壓力，讓種子更好的接觸到土壤和水分，是的成長率，發(fā)芽率更高。在各種農業(yè)播種設備中，整地式播種是一種，用于現代化播種的耕種方式，隨著農業(yè)種植技術的快速進步，應用于農業(yè)的機械裝備，在農業(yè)生產過程中發(fā)揮的巨大作用也非常明顯，很大程度上減輕了的農民的勞動強度，并且很大程度上促進了農業(yè)技術發(fā)展，從分散化到集成化，從小型化到規(guī)?；?。并且，由于各種小、中型的農業(yè)機械，連續(xù)頻繁額對原本松散的土壤進行重復碾壓，以及化肥、農藥等大量使用，造成了土壤的污染，以及嚴重板結、土壤肥力衰退、土壤的蓄水能力嚴重下降、土壤的物理性能變差、并且病蟲害不斷增多、農作物的抗災害能力減退等，這一系列問題急需解決。假如對土壤，進行深翻或深耕的作業(yè)，這樣對于解決土壤的板結化問題，雖然是比較有效果，但是如此一來耗能太高，所投資費用也高高，而且容易破壞土壤的結構，是不符合農藝要求的。進行整地式施肥和播種，可以很大程度上減少機械反復作業(yè)，降低機械對土壤，原有的板結層將不再受到鎮(zhèn)壓作用，如此便起到了節(jié)約成本，提高效果的目的。整地播種機旋耕刀滾由于馬力大，扭矩大，可以輕易的切入土壤深處，將深層土壤往上翻，使得農作物可以接觸吸收到較多的營養(yǎng)。同時，可以保證土壤不同層次的養(yǎng)分均衡與合理利用。
據統計，整地播種機可以用于大豆，玉米，高粱，小麥等主要農作物的耕種，使用范圍非常廣泛，自二十一世紀以來，我國的整地播種機使用廣泛，使用整地播種機的耕種面積達到兩千萬畝，但是，由于缺乏對其進行升級改造等手段，整地播種機目前還存在許多問題，直接導致耕種的單產量比較低。所以，我們必須要對整地播種機的一些結構，耕種方式進行一些調整和改進，以確保土壤可以比較充分的深翻，施肥播種均勻，從而保證可以提高整地的單產量，當作為提高整地產量的重要要求來看待。所以提高整地單產的措施，不僅要提高機械化制造水平，而且還必須要改進整地的種植方式和廣泛普及運用。將對設備進行深入的分析與改進措施。要想提高單產量，前提條件就是要提高機械化的生產水平。目前，只有少部分地區(qū)，基本實現整地機械化運用于種植以外，在我國大部分的整地種植方式，仍然保持在傳統的種植的水平基礎上，由于傳統的種植方式，即是主要依靠人力，或者依靠畜力進行生產，工作中從土壤開溝到覆土鎮(zhèn)壓，相對來說整個過程，勞動強度比較大，生產效率非常低，而且種植效果，也會遠遠低于機械化種植的水平；由于我國地域面積廣闊，各個不同地方擁有多種不同地型，因此，所需要的播種機的機型，也相對不一，如果設計出，能夠具有較強適應性的播種機，將可以成為未來播種機發(fā)展，以及進步的必然趨勢；播種機的通用性，也會是一個非常重要的因素，如何提高播種機的通用性，即可以運用于耕種的土壤不同，種子類型不同，工作場地不同等因素，來將其使用的范圍更廣泛。將很大程度上有助于提高播種機的運用范圍和使用性能，能夠使播種機在我國得到充分的使用。雖然，從目前的情況來觀察，我國在播種機這一行業(yè)暫時還和發(fā)達國家存在不少的差距，但是，我們應當加快開發(fā)和研制，從而將這一差距逐漸縮小。相對而言傳統的整地式播種方式，同樣成為一個很大程度上制約整地式播種單產量提高的影響要素，這主要體現在：（1）整地式整地種子的質量不高，我國耕田種植播種的大部分地區(qū)，種子一般情況下是自留的，一般沒有經過消毒，殺菌，以及其它能夠提高種植質量，等相關的技術處理，所以種出來的糧食，一般情況下質量以及產量比較低；（2）種子的品種、質量不全，在不同的地區(qū)，以及在不同的氣候，往往需要有不相同的整地式整地種子，在此方面，我國所作的研究工作，暫時還不能滿足其所需求量，所以，在今后，要抓緊加大對整地式整地品種的研制與開發(fā)工作的進行；（3）一般來說傳統的種植方式，主要是靠人力以及畜力，工作量大而且工作效率比較低，對土壤的碾壓破壞比較嚴重，這對于種子的發(fā)芽生長等情況來說極為不利。所以要求在耕種的過程當中，必須要控制好鎮(zhèn)壓輪的力度，使其鎮(zhèn)壓土壤不能太緊，也不能太松弛。
我國農業(yè)整地播種機在功能上基本可以滿足使用需求，工作效率也比較高，但是，播種不均勻，施肥斷斷續(xù)續(xù)，這些缺點主要原因是結構方面問題，導致播種施肥不均勻，嚴重影響農作物的產量和種子的發(fā)芽率。存在的問題主要表現在下面幾個方面：一是使用的安全，以及質量方面的問題，主要是在安全防護裝置，以及警示標識，沒能夠全部達到相關規(guī)定，以及使用要求，比如，鏈傳動沒有防護罩，或者是防護罩的不完整；另外無腳踏板，扶手等結構，設計不合理、整體重心的不平穩(wěn)；還有警示標志的不齊全；二是使用的可靠性方面，一般主要表現為：三點懸掛強度的不充分，并且與懸掛架連接的橫梁，由于強度不足容易造成變形； 鎮(zhèn)壓輪結構薄弱，剛性與強度不能夠滿足、連接軸容易斷裂、滾動軸承容易損壞；還有開溝器鏟尖，工作過程中磨損過快；以及旋耕刀容易磨損等，這些使得使用壽命大為縮短；三是工作性能方面，主要有：其中有部分機型在工作過程中的通過性能達不到要求；其中有的橡膠鎮(zhèn)壓輪，接觸面較窄，甚至偏離了開溝器平面，這樣一來容易導致碎土效果，以及鎮(zhèn)壓性能比較差；其中溝播機在開溝器前方、后面排列的間距比較大，這樣一來導致輸種管，以及排肥管之間的角度太小，種子以及肥料的流動性不好；有的使用寬苗帶等方式，進行播種的工具，然而播后的實際苗帶，產生寬度不足等現象。
1.2 整地式播種機的發(fā)展現狀
1.2.1國內整地式播種機的發(fā)展現狀
我國整地播種機使用源于上世紀八十年代，起初，我們進口國外整地播種機，使用效果良好，但是進口成本高，并且英文版的使用界面造成比較大的問題，另外，一些零配件更換也成為很大的問題，這些因素嚴重影響和制約我國農業(yè)耕作的規(guī)模化發(fā)展。我國作為一個農業(yè)生產大國，因此農業(yè)機械化的發(fā)展，對我國來說，是非常關鍵的，其中播種機的工作，是我國農業(yè)發(fā)展，實現現代農業(yè)水平，走向機械化，自動化的過程中必不可少的重要組成部分，也是農業(yè)機械化發(fā)展中，比較艱難，復雜的一部分。
播種機在國內的發(fā)展比較晚,其中大部分，是從國外引進并加以改進或者仿制的,而且，僅僅是適用于小區(qū)域的作業(yè)。而播種機所要處理的播種方式，以及作物種類，品種變化相對來說繁多，這就說明，整地式播種機也要求具備適應性，以及滿足不同的農作物的要求工作效能與質量，要求必須在短暫的播種時間內，根據農業(yè)技術要求，完成適時，適量，達到農業(yè)耕作環(huán)境要求，使作物能夠獲得良好的，完整的生長發(fā)育環(huán)境和基本條件，當然這些都需要使用科學合理的耕作手段，保質保量的滿足，達到作物生長需要，機械化播種相對于人工播種來說均勻準確，而且深淺一致，另外效率高，速度快，節(jié)省勞動力，同時還可以為田間管理作業(yè)，創(chuàng)造良好的條件，是實現農業(yè)技術改革，農業(yè)現代化的主要措施之一，所以，現代化農業(yè)的發(fā)展，對播種的要求越來越緊迫了。目前，隨著播種技術在我國的大量運用，研究和發(fā)展與播種生產相適應的，相協調的機械，已經取得了比較大的發(fā)展 ，尤其是播種機械，雖然我國機械研制，以及制造水平與發(fā)達國家目前還存在一定的差距，但是，依靠科研技術人員的不斷努力，長期的分析與研發(fā)，這個差距正在一步一步的地縮小。因此各種先進的播種機，不斷被研發(fā)和制造出來，并在全國各地區(qū)廣泛的投入使用之中。所以，我國整地播種機的現狀不容樂觀，整個農業(yè)機械都處于相對落后的階段，要將我國農業(yè)生產效率，產量提升上去，就必須大力發(fā)展農業(yè)機械，而整地播種機是農業(yè)機械中重要的一環(huán)，改進結構，提高效率，迫在眉睫。這也是我們設計此課題的原因所在。
1.2.2國外整地式播種機的現狀
在歐美等發(fā)達國家，農業(yè)早已實現規(guī)?；?，集中化模式耕種，其特點是，統一的生產模式，大規(guī)?；?，高效化的機械設備被投入使用，用以替代人工的模式，使得產量，效率，質量都是比較高的水平。從上世紀五十年代以來，許多發(fā)達國家先后完成了，由傳統農業(yè)逐步向現代農業(yè)的過度階段，以及轉化，經過幾十年持續(xù)地發(fā)展，許多發(fā)達國家農業(yè)機械化水平，已經達到了相當完善的水平，現在正朝著規(guī)?；?，大型化，智能化以及多功能聯合型的方向發(fā)展。在發(fā)達國家中，由于播種機經過長時間的發(fā)展以及應用，其技術水平，已經達到了相當先進的水平，就工作速度、生產效率、工作性能、工作質量以及播種機具的通用性水平，以及適應性，都完善的比較好。這對于減少播種過程中，所產生的漏種率還有種子損傷程度，以及提高單產量方面都有比較大的促進作用?，F在一些發(fā)達國家，正在把不斷改進播種機的工作原理，工作流程，設計出以最簡化的流程，最簡單的結構，以達到最完善的使用效果，目前，過完整地式播種機正朝著集成化，自動化，大型化，一體化，多功能化的主要方向發(fā)展。這也是我國發(fā)展整地式播種機的主要方向，這需要我們持續(xù)不斷的努力，堅持學習先進技術，研究新型工藝流程，以求以最科學合理的方式來實現工作目標。也是實現現代農業(yè)機械發(fā)展的重要手段。
所以，學習國外先進技術，深入掌握其工作原理，加以研究和靈活運用，是加快我國整地播種機技術發(fā)展，難關突破的方法所在。
1.3 整地播種機設計的主要內容
（1）工作原理分析
（2）結構的總體設計
（3）旋耕刀滾的設計
（4）播種裝置設計
（5）鎮(zhèn)壓裝置的設計
2 總體設計
2.1 總體方案設計
2.1.1 設計原則
整地式播種機的總體方案是：將各機構整合成一體化，旋耕刀滾、施肥裝置、排種器、以及鎮(zhèn)壓輪與選用的拖拉機結合成一個整體，使之能夠，一次性順利的完成所有任務，將整地、破茬、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序一次性有序的完成，懸掛機構，要比較精確的控制工作部件，使其在工作時的播種深度，整地播種機的設計原則主要是：保證旋耕刀滾具備足夠大的扭矩，從而彎刀可以輕易的切入土壤深層處，將土壤往上翻，這是保證工作效率與使用性能的前提，假如旋耕刀滾不夠力，將無法擊碎硬土塊，與破茬，將嚴重影響整地播種機的使用性能。另外，整地播種機還需要保證播種與施肥的穩(wěn)定性，均勻性，這是確保種子成活率，發(fā)芽率的前提所在，如果播種不均勻不穩(wěn)定，出現漏播，多播的現象，種子將無法正常發(fā)芽生長，或者造成耕地面積浪費的現象，這些都成為播種機的技術關鍵所在。此外，鎮(zhèn)壓輪的壓力必須適中，如果壓力過輕，土壤將無法接觸到種子，種子將無法發(fā)芽，如果壓力過大，造成土壤結塊，土壤中沒有足夠的空氣，種子也無法發(fā)芽生長，所以在設計整地播種機的過程中，必須充分考慮上面幾點因素，如何去更好的解決，是設計過程中的關鍵所在。
2.1.2 基本結構
整地式播種機的主要結構，主要組成部分有：拖拉機結構，旋耕刀滾支架、旋耕刀滾、鏈輪傳動、播種器，施肥裝置以及鎮(zhèn)壓輪機構幾個部分組成組成，一般情況下在機架的前部，安裝了上、下兩個懸掛架，目的是為了可以與拖拉機連接部分互相連接；在種箱與肥箱箱體的兩個側板上，一般是用于，將其安裝在機架安裝板上，安裝在下邊的是：固定排肥裝置、排種機構；升降部分主要用于旋耕刀滾的高度調節(jié)，比如在道路上行走的時候，旋耕刀滾必須往上調節(jié)，將刀具脫離地面，當在耕種工作過程中，針對不同硬度的土壤，不同的耕種方式，都需要調節(jié)不同的高度，當土壤過硬，高度必須小一點，這樣旋耕刀滾切入土壤的深度就小，對刀具的磨損，變形也小，當耕種的土壤比較松散的時候，高度可以調低一些。播種器部分由槽輪、接料斗、種箱、輸種管組成。鎮(zhèn)壓裝置由傳動鏈輪，傳動軸，帶座軸承，和鎮(zhèn)壓輪組成。
2.1.3 工作原理
當整地播種機前進時，柴油發(fā)電機輸出扭矩，依靠鏈輪傳動將扭矩傳遞給旋耕刀滾軸，驅動旋耕刀進行工作，旋耕刀滾軸上的鏈輪與播種器的傳動軸進行連接，帶動播種器進行工作，播種器的種箱用于儲存種子，種子經過料斗被導入到槽輪中間的凹槽之中，槽輪不斷的旋轉運動，將種子有規(guī)律的、按一定數量被帶出來，將種子經過播種管被導入到土壤上，前方的旋耕刀滾高速旋轉，將泥土往后拋撒，松散的土壤覆蓋種子，鎮(zhèn)壓輪依靠自身重量進行對土壤的壓緊，然種子可以充分的接觸到土壤和水分，旋耕刀滾高度通過螺桿進行調節(jié)，保證在不同土質的工作條件下適應使用的要求。旋耕刀滾高速旋轉，刀鋒尖銳，將減少對土壤深切時候的阻力，對提高工作效率有很大幫助，同時，旋耕刀也容易產生磨損等現象，所以要求旋耕刀使用硬度較高，綜合性能要好的材料作為刀具材料。旋耕刀還要對硬土塊，稻茬，草堆等進行破碎，要承受一定的沖擊力，具備一定的剛性要求。
2.1.4播種機結構圖
圖2.1 播種機結構圖
圖2.2 結構圖明細表
2.2 拖拉機的選用
目前我國所擁有的拖拉機具體情況，以及對機組，所需要的功率的初步計算，擬定匹配東風DF-250拖拉機進行設計。
DF-250拖拉機的主要參數如下：
外形尺寸(cm) 2900x1250x1400
功率（KW） 25馬力
額定轉速（r/min） 980r/min
驅動型式 前輪驅動
離合器形式 干式、雙片
制動器 環(huán)形狀內脹式
發(fā)動機與離合 V帶
3 傳動方案的確定
在整地播種機的設計中，動力來源于柴油發(fā)動機，柴油發(fā)電機輸出扭矩，依靠鏈輪傳動將扭矩傳遞給旋耕刀滾軸，驅動旋耕刀進行工作，旋耕刀滾軸上的鏈輪與播種器的傳動軸進行連接，帶動播種器進行工作，播種器的種箱用于儲存種子，種子經過料斗被導入到槽輪中間的凹槽之中，槽輪不斷的旋轉運動，將種子有規(guī)律的、按一定數量被帶出來，將種子經過播種管被導入到土壤上，前方的旋耕刀滾高速旋轉，將泥土往后拋撒，松散的土壤覆蓋種子，鎮(zhèn)壓輪依靠自身重量進行對土壤的壓緊，然種子可以充分的接觸到土壤和水分。由于在工作過程中，傳遞的扭矩比較大，而且要求播種器與旋耕刀滾之間速度匹配要合理準確，旋轉速度比較低，所以此次，選用鏈傳動的方式，不僅可以在耕地等工作條件惡劣的情況下使用，同時，傳遞的扭矩也比較大，速度穩(wěn)定等優(yōu)點，并且，維修更換比較方面，成本比較低。
4 播種器的設計
4.1 播種器整體結構圖
圖4.1 播種裝置結構圖
4.2 種箱結構參數的設計
4.2.1 種箱的外形設計
種箱是播種器組成的的基礎部分，在整地式播種機的設計中，種箱作為種子儲存的結構，必需保證足夠大的容量，以此減少工作過程中加種次數，以此提高工作效率和縮短工作時間，通常要求至少播種到耕田一端進行加種過程。反之，如果種箱容量太大，會導致整體結構體積太大，整個設備重量過重，造成碾壓土壤的力度過大，造成土壤板結，而且甚至傷害到種子，此外有可能影響到設備的縱向移動性和靈活性；種箱的設計過程中必須保證，箱壁的傾斜角，至少大于種子與箱體壁的摩擦力，以確保種子能順利滑落，進入到排種器，一般情況，種箱壁板的傾斜角必須大于40°。此外，種箱的設計，還應該保證足夠的堅固性，耐用性，整體的重量要輕便，必須具備一定的剛性和強度，防止因為過載等現象造成箱體的變形等現象，由于在農田工作中，必須考慮到下雨天，農田水等影響，所以必須具備防水能力；種箱要便于加種、卸種和清理工作。由于此處播種分為五排，通過五條輸種管進行播種，所以種箱的種子要導入到五個播種槽輪中，在此次設計五個導料槽，均勻分布，種子可以通過導料槽落入到播種槽輪的凹槽中，再通過播種管將種子播送到土壤中。
4.3 排種槽輪的設計
在整地式播種機的結構設計中，排種槽輪是屬于最重要的部件，其結構好壞與工作效能的優(yōu)劣，將直接決定這整地式播種機的使用性能與工作質量。所以，排種器的設計非常重要。槽輪的尺寸，現狀根據播種不同的種子類型有關，在此，我們按大豆播種方式來設計。
圖4.2槽輪結構圖
4.3.1 整地式播種機對排種器的性能要求
對于整地式播種機排種器的使用要求主要有以下幾點：
（1） 播種均勻穩(wěn)定，不會出現突然成堆，或者突然無種出來的情況。
（2） 保證播種過程中不對種子造成損傷。
（3） 保證播種過程中不會造成漏種的情況。
（4） 保證播種過程中的穩(wěn)定性。
（5） 保證其檢修，更換方便。
4.3.2 現有排種器的類型以及特點
目前，市場上存在的排種器種類繁雜，良莠不齊，非標產品比較多，沒有統一的規(guī)范。通常，按照其播種形式，按照其播種形式，可以分為以下幾種：
1. 撒播器播種
2. 條播排種器
3. 點播排種器
對于條播播種器：是按照預設的的行距，播種器在播種過程中每行所播下種的數量是固定的，保證每行所播種下的種子數量基本統一，但是種子之間的粒距是沒有限定。在現代農業(yè)耕作上，一般經常使用條播播種器，主要是因為其工作效率比較高，結構形式比較簡單，所以，條播播種器使用比較廣泛。
條播播種器結構簡單緊湊，使用方便，性能可靠，被廣泛運用到農業(yè)耕作中。而且播種過程中由于是依靠槽輪進行排種，所以每行的間距都是固定和準確的。而且，其組成零件都比較簡單，便于加工，所以條播播種器的廣泛運用是未來的發(fā)展趨勢。
5. 鎮(zhèn)壓輪的設計
鎮(zhèn)壓輪主要用于對土壤的壓制，讓松散的土壤能夠有一個比較適合的緊密度，以確保種子能更好的發(fā)芽生長。鎮(zhèn)壓輪由于長期與地面接觸，要求與土壤的粘附度要小，耐磨度要求高，制造成本要低廉。所以，我們選擇使用鑄鐵HT150制造，采用鍛造方法制造，HT150耐磨度比較高，而且制造加工的鍛造和鑄造加工性能良好，材料的價格比較低廉。
5.1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件
在整地式播種機的工作過程中通過鎮(zhèn)壓輪對松散土壤的壓制作用，能夠使種子與濕土壤，之間的接觸更加緊密，如此便有利于種子的發(fā)芽，以及生長，還可以可減少水分的蒸發(fā)，此外還可以增強土壤毛細管的作用。鎮(zhèn)壓輪對土壤的壓強，主要根據土壤性質、水分、密度以及作物的要求而定，壓力一般為30～50kPa。而鎮(zhèn)壓輪的壓力大小，通常取決于其自身的重量。壓緊后土壤的容重一般為之前為壓實的8～1.2g/cm2
5.2 設計要求
（1）轉動靈活
（2）鎮(zhèn)壓力可調；
（3）鎮(zhèn)壓后地表不產生鱗狀裂紋；
（4）不壅土，不纏草。
5.3 結構設計
對于鎮(zhèn)壓輪的設計，要求主要有以下幾點：
1. 質量要求要輕便，如果鎮(zhèn)壓輪太重，使得鎮(zhèn)壓土壤太緊，透氣性能差。
2. 耐磨性高，由于長期使用，與土壤和石塊等件產生磨損，如果不耐磨，會直接影響到其使用壽命。
3. 強度要高，由于鎮(zhèn)壓輪工作時受到沖擊力，震動等作用，所以要求其具備較高的強度。
以下公式:
Smax≥2WT/D （9—1）
因為Smax=Qf，則
D≥2WT/（Qf ） （9—2）
式中 Smax—土壤對鎮(zhèn)壓輪表面的最大附著力
Q—鎮(zhèn)壓輪的負荷
f—土壤附著系數，通過查表可知f一般取0.4
WT—軸套產生的摩擦力矩
D—鎮(zhèn)壓輪的直徑
所以土壤對鎮(zhèn)壓輪的附著系數f，很大程度上取決于輪緣的使用材料，以及土壤的條件，在一定情況下，f是個常數。工作過程中輪子行駛的阻力因此加大，同時，還可能加大對土壤的壓實程度，以此造成對種子發(fā)芽的嚴重影響。因此，綜合考慮最好的方法是通過減小軸套中，所產生的摩擦力矩，那就要求，使用在軸套中產生摩擦力矩要比較小的滾動軸承。同樣，增大輪子的直徑，也可以有效的保證鎮(zhèn)壓輪的正常工作。
5.4 鎮(zhèn)壓輪主要技術參數的確定
5.4.1鎮(zhèn)壓輪幅寬尺寸的確定
根據播種器每排播種的寬度，我們在此選擇寬度尺寸為110mm，凹槽形狀可以有效將兩側土壤往中間聚集堆添，以確保種子被土壤完全覆蓋。
5.4.2 鎮(zhèn)壓輪直徑尺寸確定
鎮(zhèn)壓輪的直徑大小決定了鎮(zhèn)壓輪的重量，而鎮(zhèn)壓輪的重量取決于需要對土壤所施加的壓力來決定，當壓力太小，則不足以將土壤壓制緊密，如果壓力太大，容易造成土壤板結，造成種子不能發(fā)芽生長，根據經驗和資料查詢，鎮(zhèn)壓輪的壓力范圍在80kg-100kg左右。在此，我們通過計算得出，設計最大直徑為450mm，此時，鎮(zhèn)壓輪的重量為92.5kg，在使用范圍之內。
圖5.1 鎮(zhèn)壓輪結構圖
6 排肥器的選型設計
6.1 排肥器的性能要求
（1）排肥量要保證穩(wěn)定、均勻并且不受肥箱內肥料的數量、耕田的地形狀況，以及工作過程中前進速度快慢等因素的影響。
（2）通用性要良好，保證能夠施多種肥料。一般來說，為了提高生產效率，擴大設備的使用范圍，必須讓設備具備良好的通用性，才能確保，可以降低用戶的使用成本，而且便于維護。
（3）排肥量的調節(jié)要可靠靈敏、準確，排肥量的調節(jié)范圍，能適應不同化肥品種，以及不同作物的施用要求。
（4）工作過程中保證工作阻力小，使用和調節(jié)要便捷，便于作業(yè)后，清理殘茬化肥。
（5）由于化肥具有一定的腐蝕性，所以，要求排肥器凡是與肥料接觸的機構，或者零件必須采用防腐蝕的材料制造。
6.2 常用排肥器的種類以及特點
目前在農業(yè)耕種中，用的比較多的排肥器，主要是有以下幾種類型：
（1）外槽輪式排肥器 工作過程中外槽輪排肥器，外槽輪進行旋轉，顆?；士孔灾?，充滿槽輪的凹槽，并被槽輪帶動隨著一起旋轉，位于槽輪外面的肥料，在槽輪的拔動，以及肥料顆粒之間的摩擦力作用下，同時被帶動起來由槽輪，強制帶出，然后，經開溝器導入種溝。該排肥器轉動的槽輪，以及不轉動的阻塞套，才可以在排種盒內隨著排種軸左右移動，通過改變槽輪的長度，來調節(jié)排肥量。位于外槽輪排肥器的槽輪，可以設計為齒輪。
（2）星輪式排肥器 由旋轉的星輪星齒間的化肥將其強制向外排出。一般情況下兩個星輪對轉，以此消除肥料架空，以及錐齒輪的軸向力。位于排肥器的肥箱的底部，安裝鉸鏈，在箱底可以打開，以便于清理殘存在箱體內部的化肥；星輪的拆卸方式比較簡單。排肥量的調節(jié)可以通過調節(jié)手柄，以此來改變排肥量調節(jié)門的開啟角度來得以控制。
（3）螺旋式排肥器 螺旋式排肥器的主要工作零部件是排肥螺旋結構。工作時螺旋進行旋轉運動，從而將肥料導入到排肥管。但是在排肥量較小的情況下，螺旋式排肥器的排肥效果所產生的排肥均勻性比較差，有時容易造成化肥堆積，有時容易造成化肥排出斷斷續(xù)續(xù)。
（4）水平刮板式排肥器 作為主要排肥方式之一的水平刮板式排肥器，是為解決碳酸氫銨排肥問題，而研制的一種排肥器。它的基本特征是：由在水平旋轉的鏈條上安裝的尼龍刮板，進行將化肥的持續(xù)不斷的刮出，以此實現排肥的效果。
在實際種植過程中，不同品種的化肥需要使用不同的排肥器，既需要包裝化肥排放的穩(wěn)定性可靠性，也需要包裝排肥器的正常工作，不造成排肥器的腐蝕，失效等情況的發(fā)生，
6.3 排肥量的計算
外槽輪排肥器的排肥量可以通過公式5—1計算。
（5—1）
式中：d—外槽輪的直徑，d取45mm
L—外槽輪的有效長度，L取126mm
r—指的是化肥的密度值，此處我們按常用化肥磷酸二銨來設計，密度值為789g/L。
a0—指的是送料槽內，肥料充滿系數值，一般為0.7
fg—指的是槽輪每個凹槽的截面積大小，選取fg=66.76mm2
t—指的是槽輪中凹槽節(jié)距尺寸。查表得到t=dπ/z=20.2mm
λ—帶動層特性系數。取0.5
經計算得Q≈5.5kg/acre，這里取6kg/acre
7 輸種管的選型設計
7.1 輸種管的性能要求
輸種管的作用主要是：將排種器排出的種子，導入到開溝器，在工作過程中使種子能夠順利滑落到種溝內，它對排種的均勻性，起到有很大程度上的影響。一般而言對輸種管的要求，主要有：
（1） 工作過程中避免對種子流的影響，能保證工作時種子能夠自由的流動，不影響種子排出時候的均勻性。
（2）保證有足夠的伸縮性，并且能隨意擾曲，以此適應工作過程中由于開溝器的升降，以及調節(jié)。輸種管一般都要求鉸接在排種器上，同時能在各個方向，進行擺動并且不影響種子的流動和通過的性能；
（3）保證具有一定的伸縮量以及彈性和彎曲度的要求，此外，還有能耐腐蝕。除此以外，還有要一定的圓度；
（4）結構要保證簡單，便于加工制造，以及維修安裝。
7.2 輸種管的選型
由于考慮到種塊的形狀，以及對導種管的要求，，擬定選用螺旋骨架型鋼絲軟管。這種鋼絲軟管是用大約1.5mm厚的鋼絲，或尼龍絲作骨架，然后纏敷塑料薄膜，并且通過加熱處理制作而成，鋼絲軟管特點是管內壁光滑，具有的特點主要是：結構簡單、彎曲運動靈活、耐腐蝕強。
7.3 輸種管參數的確定
7.3.1 輸種管的直徑
輸種管的直徑尺寸按照播種的種子大小，規(guī)格，和尺寸有關，一般情況下，播種管直徑為種子的1.2-1.5倍左右，以及種子導出時候的軌跡，速度要求等密切相關，在此，我們以一般形式的農作物種子為例，使用的尺寸按其大小規(guī)格等數據測量和統計，得出結論，輸種管直徑尺寸一般為26mm，最大直徑一般為40mm。
7.3.2 輸種管使用的傾斜度與導管長度
輸種管的在使用過程中，其傾斜度以及長度，一般根據所輸種類型，以及輸種效率的具體要求來進行設計與計算：
通常，橡膠材料的輸種管的傾斜角為50°左右。長度尺寸通過以下公式進行計算
L=H/sinα （7—1）
式中 H——是指種子從排種口，下落到開溝器體接種口，之間的垂直距離
Α——輸種管的傾斜角
算得L的值為225mm
8 旋耕刀滾的設計
旋耕刀滾為整地播種機的重量零部件，其性能的好壞決定著設備的使用性能以及使用范圍。高度通過螺桿進行調節(jié)，保證在不同土質的工作條件下適應使用的要求。旋耕刀滾高速旋轉，刀鋒尖銳，將減少對土壤深切時候的阻力，對提高工作效率有很大幫助，同時，旋耕刀也容易產生磨損等現象，所以要求旋耕刀使用硬度較高，綜合性能要好的材料作為刀具材料。旋耕刀還要對硬土塊，稻茬，草堆等進行破碎，要承受一定的沖擊力，具備一定的剛性要求。
8.1 旋耕深度的確定
本設計要求旋耕刀滾既可以單獨進行旋耕作業(yè)．又可以經過與播種器，鎮(zhèn)壓輪裝置等進行組合以后，進行旋耕播種工作，因此，應該兼顧兩種耕深。按我國土壤的硬度，土質等參數，在不同地區(qū)，差異非常大，東北地區(qū)為我國最大的糧食生產基地，在此，我們以東北地區(qū)土質為例進行參考。根據經驗和參考資料等，對旋耕深度進行一個粗略的取值，在此我們取值為100mm的旋耕作業(yè)深度。
8.2 旋耕刀滾直徑
旋耕刀滾的直徑大小和輸出扭矩有關，當旋耕刀滾的直徑越小，旋耕刀尖處的扭矩越大，當旋耕刀滾的直徑越大，旋耕刀尖處的扭矩越小，如果旋耕刀滾的直徑過大，容易造成旋耕刀的變形彎曲等現象，如果旋耕刀滾的直徑過小，工作過程中往后拋撒泥土的高度與距離又比較小，不能完全將土壤覆蓋種子，所以選擇合適的旋耕刀滾的直徑尺寸是非常重要的，根據現在目前比較通用的直徑尺寸，在此選擇直徑尺寸為550mm。
8.3 旋耕刀滾轉速
根據相關的數據，稻田中含水百分比一般為25%-35%左右 ，其切土節(jié)距為 100mm左右，耕作質量，即可以達到小麥的要求又可以滿足水稻的要求 ；在含水率達到40%以上的耕田中，S一6～9emllp。由于作業(yè)的土壤的含水率存在比較大的查閱 ，在此取 S=6cm。
由于： S一 ／(nZ)
所以： n一 ／(SZ)一 380r／arin
式中 —— 設備工作過程中前進速度 2．5km／h
n—— 旋耕刀滾轉速 ，r／arin
z——工作過程中每段切削旋耕刀數 ，z取 2
切土節(jié)距 ，取值S一6cm
通過計算得到我們在此選擇旋耕刀滾轉速為75r/min，以此保證在播種過程中獲得較好的工作效率和綜合性能。
8.4 機組作業(yè)時功率分配的計算
參考以上所選擇的數據與參數 ，對旋耕工作過程中 、旋耕播種過程中各機構所消耗的功率進行分析與計算。以東風DF250型手扶拖拉機為例，單獨旋耕工作時 N =0．1K：,hv=B=2．42kW
式中 Ⅳ1—— 消耗的功率。 旋耕 比阻 ，N／cm
設備在行走過程中、所傳動系統消耗的功率為
N。= N + N +Ni+ N= 0．35+ 1．02+ 0．3= 1．67kW
式中 Ⅳ —— 指的是在傳動系統所消耗的功率
Ⅳ ——指的是驅動輪滑轉消耗的功率
Ⅳ，… 指的是行走裝置滾動時消耗的功率
Ⅳ ——指的是風速影響的功率消耗，
播種時的旋耕刀滾，其所消耗功率為 N 一1.8kW。
參考相關資料深度為， 30mm-65mm 時 ，旋耕刀滾的平均阻力為 30-65N，在此取較大值P一60N，計算出播種過程中所消耗功率 N。一0．178kW 。
通過計算可得：
(1)旋耕刀滾在單獨工作過程中，耕深尺寸為100mm，設備的工作前進速度為2．7km／h，旋耕刀滾轉速為 75r/min，其所消耗的功率： N=ⅣI+N =4．06kW<4．4kW，因此，輸入的總功率可以滿足使用要求。
(2)旋耕播種工作過程中，耕深為 60mm，5行進行播種時，消
耗功率為 N=Ⅳ2+N3+N。=2．75kW<~4．41kW ，因此，輸入的總功率可以滿足使用要求。
參 考 文 獻
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設計總結
本設計課題為整地播種機的設計，整地播種機在我國的發(fā)展比較晚,其中大部分，是從國外引進并加以改進或者仿制的,而且，僅僅是適用于小區(qū)域的作業(yè)。而播種機所要處理的播種方式，以及作物種類，品種變化相對來說繁多，這就說明，整地式播種機也要求具備適應性，以及滿足不同的農作物的要求工作效能與質量，要求必須在短暫的播種時間內，根據農業(yè)技術要求，完成適時，適量，達到農業(yè)耕作環(huán)境要求，使作物能夠獲得良好的，完整的生長發(fā)育環(huán)境和基本條件，當然這些都需要使用科學合理的耕作手段，保質保量的滿足，達到作物生長需要，機械化播種相對于人工播種來說均勻準確，而且深淺一致，另外效率高，速度快，節(jié)省勞動力，同時還可以為田間管理作業(yè)，創(chuàng)造良好的條件，是實現農業(yè)技術改革，農業(yè)現代化的主要措施之一，所以，現代化農業(yè)的發(fā)展，對播種的要求越來越緊迫了。目前，隨著播種技術在我國的大量運用，研究和發(fā)展與播種生產相適應的，相協調的機械，已經取得了比較大的發(fā)展 ，尤其是播種機械，雖然我國機械研制，以及制造水平與發(fā)達國家目前還存在一定的差距，但是，依靠科研技術人員的不斷努力，長期的分析與研發(fā)，這個差距正在一步一步的地縮小。因此各種先進的播種機，不斷被研發(fā)和制造出來，并在全國各地區(qū)廣泛的投入使用之中。所以，我國整地播種機的現狀不容樂觀，整個農業(yè)機械都處于相對落后的階段，要將我國農業(yè)生產效率，產量提升上去，就必須大力發(fā)展農業(yè)機械，而整地播種機是農業(yè)機械中重要的一環(huán)，改進結構，提高效率，迫在眉睫。這也是我們設計此課題的原因所在。
我國作為農業(yè)大國，農業(yè)為我國的第一產業(yè)，不僅自古以來為我們中華民族的基礎產業(yè)，統一，農業(yè)文化也一直是我們民族的文化根源所在。如今，我國正面臨著農業(yè)從傳統型向現代化的重大轉變，現代化農業(yè)的重要標志就是實現機械化，自動化，因為這是走向現代化農業(yè)的重要標志。整地播種機作為農業(yè)現代化，機械化的重要一部分，是我們值得付出努力去為之探索和研究的。這將讓我國農業(yè)產值做出很大的貢獻，可以為我國農業(yè)走向規(guī)模化提供有力的保證。
在此設計過程中，通過大量資料的查閱和參考，以及自己對整地播種機的更加深入的認識和了解，讓我在對此設備，以及其他農業(yè)機械的研究產生了很大的興趣。
致謝
在經過這么長時間的畢業(yè)設計過程中，讓我學習到了許多之前所未聞的知識與信息，我所做的設計課題為整地播種機設計，整地播種機作為農業(yè)現代化，機械化的重要組成部分，是實現農業(yè)高效化，規(guī)?；a的重要工具。同時也可以為廣大農民群眾節(jié)省無可估量的體力勞動與辛苦，所以，我感覺這一設計課題的重要性和價值所在。在此過程中，我竭盡全力的去思考與分析，對整地播種機有力更深入的了解，同時，通過這一實例的設計，讓我對機械設計理論基礎的運用更加強化，對課題理論的理解更加深入。同時這一課題又是綜合性的，需要對其背景，現狀，以及發(fā)展趨勢做出詳細的分析，以及在設計過程中，需要考慮設備的可靠性，可行性，合理性，以及設計零件的工藝學，和設備綜合成本以及市場競爭力的全面思考與分析。
我將以此實例設計作為契機，來鞏固自己的理論基礎與課堂知識的運用，將其付諸于實踐，從而達到強化實踐能力，鞏固理論基礎的效果和目的。
馬上就要畢業(yè)了，感謝老師一直以來的教誨和引導，也感謝老師在最后的畢業(yè)設計中所給予的指點和幫助，讓我在許多困難面前有了自己的解決方法。
附錄
序號
圖紙代號與名稱
圖紙大小
張數
1
ZD-00整地播種機
A0
1
2
ZD-02-00 中間傳動箱支架
A2
1
3
ZD-02-03側板
A4
1
4
ZD-03箱蓋
A3
1
5
ZD-04主動鏈輪
A3
1
6
ZD-05軸3端蓋
A4
1
7
ZD-07軸2端蓋
A4
1
8
ZD-09軸2墊圈
A4
1
9
ZD-10 軸套
A3
1
10
ZD-12軸1端蓋
A4
1
11
ZD-14鎮(zhèn)壓輪
A3
1
12
ZD-15播種裝置傳動軸
A3
1
13
ZD-19滾刀軸裝配
A3
1
14
ZD-22撥叉
A3
1
15
ZD-24-00播種裝置
A2
1
16
ZD-24-01播種箱箱蓋
A4
1
17
ZD-24-02播種箱
A3
1
18
ZD-24-03-00槽輪組件
A3
1
19
ZD-24-03-01槽輪
A3
1
20
ZD-24-03-02側擋板
A4
1
21
ZD-24-07接料斗
A4
1
22
ZD-24-09播種裝置安裝板
A4
1
23
ZD-30軸4墊圈
A4
1
24
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