手推式電動小型免耕播種機三維設(shè)計含SW三維及18張CAD圖,手推式,電動,小型,播種機,三維設(shè)計,sw,三維,18,cad
任務(wù)書
論文(設(shè)計)題目：手推式免耕播種機三維設(shè)計
工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月25日
1.選題依據(jù):
播種機是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必備的設(shè)備之一，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。除此之外，免耕播種技術(shù)是一種保護性耕作技術(shù)，能保護農(nóng)田、減少農(nóng)田揚沙、減少土壤風(fēng)蝕和水蝕。手推式免耕播種機，主要適應(yīng)面積狹小、山地、坡地等不適合大中型播種機工作的地方
。它可以大大提高播種效率，降低勞動強度，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，由一人就可以提供動力，播種精準(zhǔn)，也能節(jié)約大量的種子。同時，維修更換配件也簡單方便
。
2.論文要求(設(shè)計參數(shù)):
1.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，要求該機器能夠一人獨立操作使用。至少兩種設(shè)計方案比較優(yōu)選
，并驗證播種機的穩(wěn)定性。 2.各子結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成開溝、排種、施肥、覆土、壓土等各項功能。
3.鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計，完成鏈輪的設(shè)計、主動軸、被動軸的設(shè)計計算和校核。
4.機架部分的設(shè)計，包括機架、地輪、種箱、肥箱的設(shè)計。
5.動力系統(tǒng)設(shè)計
6.繪制各部件的工程圖紙，圖量不小于三張A0，必須有一個其中部件的3D圖。撰寫設(shè)計說明書，字數(shù)不少于6000字。
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)要求
外形大?。╟m）：100×60×120（最大） 播種行數(shù)：兩行
行距（mm）：300~500 株距（mm）：200~400 播種深度（mm）：30~60
3.個人工作重點:
1.鏈傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算及校核。
2.鏈輪的設(shè)計，可調(diào)株距備用鏈輪設(shè)計。
3.主、從動軸的設(shè)計計算及校核。
4.運用三維繪圖軟件繪制整機或者某個部件的裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。
4.時間安排及應(yīng)完成的工作:
第1周：了解題目研究的主要內(nèi)容和理論意義及應(yīng)用價值，查閱有關(guān)文獻。 第2周：查閱文獻、閱讀文獻，了解研究的內(nèi)容及實現(xiàn)的技術(shù)路線
第3周：撰寫文獻綜述并完成開題報告
第4周：修改開題報告及文獻綜述準(zhǔn)備開題答辯。
第5周：總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，各子機構(gòu)的功能總體設(shè)計，繪制二維總裝配圖草圖
第6周：鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計，完成鏈輪的設(shè)計、主動軸、被動軸的設(shè)計計算和校核。 第7周：鏈輪的設(shè)計，可調(diào)株距備用鏈輪設(shè)計。
第8周：動力系統(tǒng)設(shè)計。主動軸、從動軸的設(shè)計計算及校核。 第9周：排種器及排肥器的機構(gòu)設(shè)計及尺寸計算
第10周：機架部分的設(shè)計，包括機架、地輪、種箱、肥箱的設(shè)計，繪制二維工程圖草圖
。
第11周：修改并完成部件二維工程圖
第12周：繪制其中一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。 第13周：撰寫設(shè)計說明書
第14周：提交論文、圖紙、查重報告，準(zhǔn)備答辯
5.應(yīng)閱讀的基本文獻:
[1]濮良貴，陳國定，吳立言主編.《機械設(shè)計（第九版）》[M].北京：高等教育出版社
，2013.5
[2]耿端陽主編.《新編農(nóng)業(yè)機械學(xué)》 [M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.12 [3]聞邦椿主編.《現(xiàn)代機械設(shè)計實用手冊》[M].北京：機械工業(yè)出版社 [4]孫桓，陳作模，葛文杰主編.《機械原理（第八版）》[M]，高等教育出版社，2013.4 [5]佘大慶.國內(nèi)外免耕播種機研究概況[J].農(nóng)業(yè)工程，2016 [6]王玉華.可調(diào)式免耕播種施肥機的設(shè)計研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013 [7]畢曉偉.免耕播種機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013 [8]白曉虎.免耕播種機關(guān)鍵部件及其參數(shù)化設(shè)計方法研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文
，2012
[9]張旭，劉飛，董帥，等.免耕播種機排種裝置振動試驗研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2015 [10] 張守德，杜健民，郝飛，等.2BQM-6型免耕播種機結(jié)構(gòu)設(shè)計及開溝器的力學(xué)分析[J].農(nóng)機化研究，2016 [11]楊慧.小麥免耕播種機的研究[D].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014 [12]高娜娜，張東興，楊麗，等.玉米免耕播種機滾筒式防堵機構(gòu)的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程 學(xué) 報 ，2012 [13]申冰冰主編.《實用機構(gòu)圖冊（第二版）》[M].北京:機械工業(yè)出版社，2013
指導(dǎo)教師簽字：
XX
教研室主任意見：
同意
簽字：XX 2017年12月14日
教學(xué)指導(dǎo)分委會意見：
同意
簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章
進度檢查表
第
-4
周
工作進展情況
確認選題之后，搜集了相關(guān)的一些期刊、論文等資料，閱讀整理之后撰寫了文獻綜述，同時查找了相關(guān)的外文文獻并做了閱讀翻譯。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見
講解設(shè)計題目要求和理論意義及應(yīng)用價值。講解開題報告的內(nèi)容及寫作方法，講解文獻資料的查閱及文獻綜述的寫作要求。該生能充分領(lǐng)會選題的內(nèi)容及意義。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第
-1
周
工作進展情況
修改整理文獻綜述，了解國內(nèi)外免耕式手推播種機的發(fā)展歷程以及現(xiàn)狀
，并對其整理，完成開題報告的相關(guān)工作。同時對整個課題所需的工作做出了詳細計劃。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見
開題報告中的工作時間安排合理，技術(shù)路線規(guī)劃切實可行。文獻資料查閱比較充，文獻綜述格式正確，內(nèi)容詳實。
該生能較好地完成開題報告，及開題答辯。同意開題。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第 5
周
工作進展情況
進行子結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計，并繪制二維草圖，對各子結(jié)構(gòu)進行功能分析
，確定各部件在總裝配中的位置并完成二維總裝草圖。
2018年04月06日
指導(dǎo)教師意見
工作進度按計劃進行，各子部分設(shè)計合理可信。設(shè)計計算需要進一步校核及更改設(shè)計圖紙。二維草圖需要標(biāo)注全技術(shù)要求。三維部分的裝配關(guān)系需要進一步檢驗裝配干涉問題，及時修改。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年04月07日
第 10
周
工作進展情況
完成各子結(jié)構(gòu)的尺寸計算及校核，繪制各結(jié)構(gòu)三維圖并完成總裝配以及實現(xiàn)部分關(guān)鍵部件的爆炸效果，整理計算過程并完成設(shè)計說明書。
2018年05月12日
指導(dǎo)教師意見
總體設(shè)計進度按要求完成。三維裝配中，各子結(jié)構(gòu)的鏈接裝配需要核實
，部分高級裝配，要做干涉檢查。三維圖生成二維圖紙過程中，一些不合理的尺寸需要刪掉和修改。二維圖紙需要標(biāo)注全技術(shù)要求。三維爆炸視圖基本合理。設(shè)計說明書格式需要進一步修改。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月12日
過程管理評價表
評價內(nèi)容
具體要求
總分
評分
工作態(tài)度
態(tài)度認真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹
3
3
遵守紀(jì)律
自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)
3
3
開題報告
內(nèi)容詳實，符合規(guī)范要求
5
4
任務(wù)完成
按時、圓滿完成各項工作任務(wù)
4
4
過程管理評分合計
14
過程管 理評語
該同學(xué)工作態(tài)度認真，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，工作作風(fēng)較為嚴(yán)謹，能夠聯(lián)系老師，虛心接受指導(dǎo)。
該生能自覺遵守校規(guī)校紀(jì)，在畢業(yè)設(shè)計階段能夠較為專心做設(shè)計，基本能按擬定的進度計劃開展畢業(yè)設(shè)計工作。
該生有一定的文獻資料檢索能力，占有資料較為全面，開題報告的撰寫內(nèi)容較為詳實，格式基本符規(guī)范要求，文獻綜述較為全面
，外文翻譯基本正確可信。
中期檢查能夠按時達到計劃進度的設(shè)計任務(wù)。整個畢業(yè)設(shè)計全程能夠基本按照擬定的計劃完成各階段的任務(wù)。最后的論文設(shè)計圖紙等按時提交。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
指導(dǎo)教師評價表
評價內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
能力水平
有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
指導(dǎo)教師評分合計
16
指導(dǎo)教 師評語
設(shè)計題目來源于農(nóng)業(yè)機械化半機械化生產(chǎn)實踐，有一定的研究價值和和實際意義，符合機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，該題目深度、難度適宜，工作量飽滿，尤其是三維繪圖工作量較大。
該同學(xué)有一定的綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力，科研方法運用能力較好，中英文表達能力尚好，有較好的文獻資料檢索能力，計算機應(yīng)用能力熟練。
該設(shè)計文題相符，分析、設(shè)計、計算基本正確，結(jié)論可信。說明書結(jié)構(gòu)、圖、表等基本符合規(guī)范要求。
同意參加答辯。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
評閱人評價表
評價內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表
達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
評閱人評分合計
15
評閱人 評語
溫室大棚的發(fā)展以及環(huán)保發(fā)展意識的日益增強，小型機的需求就顯得更為重要。以手推式免耕播種機的設(shè)計為題，符合本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，具有一定的實際應(yīng)用價值，難度和工作量適中。吳博同學(xué)完成了手推式免耕播種機各組成結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算，繪制了相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)圖。設(shè)計說明書內(nèi)容較為完整、層次基本清晰、格式符合基本規(guī)范、公式引用及計算合理，繪制的工程圖樣符合基本標(biāo)準(zhǔn)要求，但工程圖樣的尺寸標(biāo)注、細節(jié)表達等尚有欠缺。提交的設(shè)計資料及過程表現(xiàn)反映出該生具備基本的知識綜合應(yīng)用能力、文字表達能力和使用工程軟件進行設(shè)計的能力。
評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：XX日期：null
答辯委員會評價表
評價內(nèi)容
具體要求
總分
評分
自述總結(jié)
思路清晰,語言表達準(zhǔn)確,概念清楚,論點正確,分析歸納合理
10
7
答辯過程
能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù)
10
7
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
能力水平
有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表
達與外語應(yīng)用能力、文獻資料檢索能力、計算機應(yīng)用能力
10
7
答辯委員會評分合計
34
答辯委員會評語
吳博同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計工作期間，工作努力，態(tài)度比較認真，能遵守各項紀(jì)律，表現(xiàn)一般。
能按時、全面、獨立地完成與畢業(yè)設(shè)計有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。
論文立論正確，理論分析無原則性的錯誤，解決問題方案比較實用，結(jié)論正確。
論文使用的概念正確，語句通順，條理比較清楚。
論文中使用的圖表，設(shè)計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。
能夠獨立查閱文獻，外語應(yīng)用能力一般，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實驗或計算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。
答辯過程中，能夠簡明地闡述論文的主要內(nèi)容，回答問題基本正確，但缺乏深入地分析。
答辯成績： 34 答辯委員會主任： XX 2018年05月30日
成績評定
項目分類
成績評定
過程管理評分
14
指導(dǎo)教師評分
16
評閱人評分
15
答辯委員會評分
34
總分
79
成績等級
C
成績等級按“A、B、C、D、F”記載
成績審核人簽章： XX
審核人簽章： XX
一、選題依據(jù)
1．論文（設(shè)計）題目
手推式免耕播種機三維設(shè)計
2．研究領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)機械設(shè)計
3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值
理論意義:國內(nèi)外許多年的保護性耕作實踐表明，旱地保護性耕作能夠減少徑流和蒸發(fā)，提高水分利用率；增加土壤中有機質(zhì)含量。培肥地力；減少土壤風(fēng)蝕水蝕，抑制沙塵暴；提高播種效率，降低成本。目前，旱作農(nóng)業(yè)區(qū)占我國耕地面積的一半以上， 推廣應(yīng)用保護性耕作方式是改造我國北方旱地傳統(tǒng)耕作制度的有效途徑，是旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。
應(yīng)用價值:目前我國土壤沙化現(xiàn)象嚴(yán)重，自然環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，為了更好地保護環(huán)境，近幾年國家一直在推廣保護性耕作技術(shù)。其次在我國的西北部由于地理環(huán)境的特殊性，糧食生產(chǎn)未能實現(xiàn)農(nóng)場化、大型化，依然以個體農(nóng)業(yè)戶生產(chǎn)為主，因此，小型化的免耕播種技術(shù)有著很大的開發(fā)必要。為了解放生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率，需要設(shè)計一種適應(yīng)上述情況的手推式播種機，以達到精密播種的功能，又避免了種子的浪費。這種播種機結(jié)構(gòu)簡單、易操作，只需一人提供動力即可，無需太多人。各組件的安裝拆卸簡單，維修方便，更換配件簡單易做，非常適合廣大的山區(qū)耕作使用。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
國外對免耕播種機的研究較早，目前，免耕播種技術(shù)已十分成熟，國內(nèi)對免耕播種機的研究起步較晚，最初是在學(xué)習(xí)國外免耕播種機的基礎(chǔ)上設(shè)計而成，逐步發(fā)展到自行研制。目前，國內(nèi)的免耕播種機種類較多，功能各有特點。手推式的免耕播種機在國內(nèi)也有所發(fā)展，但由于造價，以及產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性不足等多方面因素導(dǎo)致其未能大范圍推廣使用。
我國保護性耕作從開始大規(guī)模示范推廣已經(jīng)十多年了，保護性耕作技術(shù)在我國已受到重視并得到了應(yīng)用。保護性耕作技術(shù)已經(jīng)由研究試驗階段逐步進入示范推廣階段，隨著保護性耕作原理為越來越多的人所認識和實踐，保護性耕作應(yīng)用的內(nèi)容越來越豐富完善，保護性耕作的效果也愈來愈顯著.保護性耕作應(yīng)用已經(jīng)從初期的掌握基本作業(yè)、熟化機具、探索合適模式，向著融入先進配套技術(shù)，實現(xiàn)模式與機具的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化擴展.保護性耕作將從保護土壤、保護環(huán)境技術(shù)進一步發(fā)展成重要的增產(chǎn)技術(shù)、資源節(jié)約技術(shù)。
作為保護性耕作的關(guān)鍵機具免耕播種機，從發(fā)展趨勢來看，由于免耕播種機是聯(lián)合作業(yè)機，一次完成破茬、開溝、播種、施肥等多項作業(yè)，具有搶農(nóng)時，保墑節(jié)水， 節(jié)省作業(yè)成本等優(yōu)勢，發(fā)展前景是廣闊的。從當(dāng)前各行業(yè)的發(fā)展方向來看，其后的免耕播種機可能會更趨向于智能化、人性化。相關(guān)的工作人員還有很長的路要走，此行還有很大的發(fā)展空間。
二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題
1) 支架部分的設(shè)計及校核
2) 傳動方式的選擇及傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算
3) 動力系統(tǒng)設(shè)計
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）
1) 整理閱讀相關(guān)資料書籍
2) 確定產(chǎn)品實際工作必需的功能性部件
3) 開溝器選型及尺寸計算
4) 落種機構(gòu)的設(shè)計
5) 擬定地輪、壓土論的尺寸及材質(zhì)
6) 排肥器及覆土器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
7) 制定傳動方案，確定支架結(jié)構(gòu)及尺寸
8) 產(chǎn)品整體分析，評估其穩(wěn)定性及可行性
3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果
首先，在作品設(shè)計完成的基礎(chǔ)上完善工程圖，保證其能夠批量生產(chǎn)以及能夠在一個成人的操作下適應(yīng)多種復(fù)雜的地形完成播種工作，其次，相對于人工播種能夠大大提高播種效率，解放人力。最終成品能夠得到農(nóng)民的認可及廣泛使用。
三、論文（設(shè)計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
1) 文獻研究法，大量搜集相關(guān)文獻熟知目前有關(guān)設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理。
2) 計算機輔助設(shè)計，確定所設(shè)計產(chǎn)品的工作方案。
3) 鏈傳動在本設(shè)計中的應(yīng)用。
2.論文（設(shè)計）進度計劃
第 1 周 了解題目研究的主要內(nèi)容和理論意義及應(yīng)用價值，查閱有關(guān)文獻。第 2 周 查閱文獻、閱讀文獻，了解研究的內(nèi)容及實現(xiàn)的技術(shù)路線
第 3 周 撰寫文獻綜述并完成開題報告
第 4 周 修改開題報告及文獻綜述準(zhǔn)備開題答辯。
第 5 周 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，各子機構(gòu)的功能總體設(shè)計，繪制二維總裝配圖草圖
第 6 周 鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計，完成鏈輪的設(shè)計、主動軸、被動軸的設(shè)計計算和校核。第 7 周 鏈輪的設(shè)計，可調(diào)株距備用鏈輪設(shè)計。
第 8 周 動力系統(tǒng)設(shè)計。主動軸、從動軸的設(shè)計計算及校核。第 9 周 排種器及排肥器的機構(gòu)設(shè)計及尺寸計算
第 10 周 機架部分的設(shè)計，包括機架、地輪、種箱、肥箱的設(shè)計，繪制二維工程圖草圖。
第 11 周 修改并完成部件二維工程圖
第 12 周 繪制其中一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。第 13 周 撰寫設(shè)計說明書
第 14 周 提交論文、圖紙、查重報告，準(zhǔn)備答辯
四、需要閱讀的參考文獻
[1]耿端陽主編.《新編農(nóng)業(yè)機械學(xué)》 [M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.12
[2]佘大慶.國內(nèi)外免耕播種機研究概況[J].農(nóng)業(yè)工程，2016
[3]王玉華.可調(diào)式免耕播種施肥機的設(shè)計研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013
[4]畢曉偉.免耕播種機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2013
[5]白曉虎.免耕播種機關(guān)鍵部件及其參數(shù)化設(shè)計方法研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2012
[6]張旭，劉飛，董帥，等.免耕播種機排種裝置振動試驗研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報， 2015
[7] Hanna H M . Soil loading effects of planter depth-gauge wheels on early corn growth [J].Applied Engineering in Agriculture.2010
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[10] 張守德，杜健民，郝飛，等.2BQM-6 型免耕播種機結(jié)構(gòu)設(shè)計及開溝器的力學(xué)分
析[J].農(nóng)機化研究，2016
[11]劉正道.小麥免耕播種關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2016
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[J]農(nóng)機化研究.2016
[18] 劉正道.小麥免耕播種關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)[D]西北農(nóng)林科技大學(xué).2016
[19]王景立，劉選偉， 韓明月等.雙圓盤式覆土器的優(yōu)化設(shè)計[J]中國農(nóng)機化學(xué)報.2016
附：文獻綜述或報告
文獻綜述
0 引言
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：由不耕作到刀耕火種、由刀耕火種到用鏵式犁進行人畜力耕作、由人畜力耕作到機械化耕作。人類通過耕作干預(yù)自然，特別是掌握了耕作工具以后，可以隨意改變土地的原有狀態(tài)，提高作物產(chǎn)量和勞動生產(chǎn)率。但是，耕作強度愈大，土壤偏離自然狀態(tài)就愈遠，自然本身的保護恢復(fù)功能就喪失愈多，導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、水蝕加劇、河流泛濫、沙塵暴猖獗、氣候異常，人類和自然的矛盾也愈來愈突出[4]。保護性耕作正是為了解決這些問題而出現(xiàn)的相對于傳統(tǒng)翻耕的一種新型耕作技術(shù)，是農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一場革命，是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)內(nèi)容之一。
1 免耕播種機的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國外保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
保護性耕作基本上適用于世界各個地區(qū)，目前已推廣應(yīng)用到 70 多個國家，主要應(yīng)用在玉米、小雜糧、大豆、棉花、高粱、苜蓿等作物的生產(chǎn)上。美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷等國保護性耕作面積占耕地面積 60%以上，英國、法國、德國、瑞士等歐洲國家保護性耕作面積占 20%左右，亞洲、非洲國家保護性耕作面積相對較少[5]。
1.2 國外免耕播種機的研究概況
國外對小麥和玉米免耕播種機的研究較早，目前，免耕播種技術(shù)已十分成熟，大型農(nóng)機企業(yè)都有多型號、多系列的播種機產(chǎn)品。如美國迪爾公司的 1910 型免耕施肥播種機，技術(shù)先進、適應(yīng)性強，在地況復(fù)雜的條件下能保證播深準(zhǔn)確，但是價格昂貴。該播種機的主要特點是播種監(jiān)控裝置可以記錄播種作業(yè)過程的數(shù)據(jù)，如作物種類、播種深度、作業(yè)時間和作業(yè)面積等，此功能主要依靠嵌入在監(jiān)控裝置內(nèi)的 Green StarTM系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)的程序可以根據(jù)不同作業(yè)區(qū)域的地形狀況進行調(diào)整，以確保數(shù)據(jù)文件的準(zhǔn)確性[2]。
1.3 國內(nèi)保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
我國干旱、半干旱及半濕潤偏旱地區(qū)的面積占國土面積的 52.5％，旱作農(nóng)業(yè)面積約 3300 萬 hm2，分布在北方的 16 個省、市、自治區(qū)[5]。大部分旱區(qū)仍然沿用傳統(tǒng)的以翻耕為主的耕作制度，由于過度開墾及不適當(dāng)?shù)母鞣绞?，造成干旱少雨、土地貧瘠、水土流失和風(fēng)蝕沙化等問題日趨嚴(yán)重，使得農(nóng)作物產(chǎn)量下降，沙塵暴發(fā)生的次數(shù)逐年上升，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生活。針對這些問題，我國從 20 世
紀(jì) 60 年代開始引進和試驗示范少免耕、深松、秸稈覆蓋等單項保護性耕作技術(shù)，如黑龍江國營農(nóng)場免耕種植小麥試驗，江蘇省稻茬地免耕播種小麥研究，陜西省農(nóng)科院
“旱地小麥高留茬少耕全程覆蓋技術(shù)”，山西省農(nóng)科院“旱地玉米免耕整稈半覆蓋技術(shù)”，河北省農(nóng)科院“一年兩熟地區(qū)少免耕栽培技術(shù)”等。但由于受技術(shù)、機具及社會經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的制約，這些技術(shù)只在部分地區(qū)進行小規(guī)模的示范試驗，沒能大面積推廣應(yīng)用。20 世紀(jì) 90 年代以來，隨著農(nóng)業(yè)科技的進步，機械化保護性耕作的系統(tǒng)試驗和示范發(fā)展速度加快。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西省農(nóng)機局與澳大利亞在山西設(shè)立
長期實驗區(qū)，開展保護性耕作試驗研究。經(jīng)過 9 年試驗，開發(fā)出適合中國國情的以中小型農(nóng)機具為實施手段的旱地農(nóng)業(yè)機械化保護性耕作體系，研制成功配套的免耕播種施肥機、深松機、淺松機等保護性耕作機具，在表土作業(yè)、雜草蟲害控制方面也取得了一定成果，證明了保護性耕作在我國北方是可行的，具有顯著的降低地表徑流、增加休閑期土壤貯水量、增加土壤肥力、減少生產(chǎn)作業(yè)工序、抑制沙塵暴、提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點。到 2000 年底，保護性耕作已在山西省 31 個縣推廣，總面積達 10 多萬 hm2[5]。
1.4 國內(nèi)免耕播種機的研究概況
國內(nèi)對免耕播種機的研究起步較晚，最初是在學(xué)習(xí)國外免耕播種機的基礎(chǔ)上設(shè)計而成，逐步發(fā)展到自行研制。目前，國內(nèi)的免耕播種機種類較多，功能各有特點。典型的產(chǎn)品有中機美諾公司生產(chǎn)的 6115、6119、6124 型系列免耕播種機，排種器為條播式，配套方式為牽引式，播種行數(shù) 15、19、24，主要用于播種小麥。現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司生產(chǎn)的 2BMG-14、19、20、24、28 型系列免耕施肥播種機，根據(jù)用戶需求，可選擇不同的工作行數(shù)，該系列產(chǎn)品主要用于播種小麥; 公司還生 2BJ-470870 型玉米免耕精量播種機，排種器為氣吸式，主要用于播種玉米。河北農(nóng)哈哈集團是國內(nèi)生產(chǎn)免耕播種機的著名廠家，其 2BMGF-14 型免耕施肥覆蓋播種機，播種行數(shù) 14， 配套方式為懸掛式，主要用于播種小麥; 該公司還生產(chǎn) 2BYFSF-4、5、6 型系列玉米免耕施肥精播機，排種器為氣吸式，播種行數(shù) 4、5、6。典型產(chǎn)品還有河南豪豐機械公司生產(chǎn)的 2BMSF-10、12、14、16 型系列免耕施肥播種機，播種行數(shù) 10、12、14、
16，排種器為條播式，主要用于播種小麥; 該公司生產(chǎn)的 2BMJF-10、12 型免耕施肥播種機，排種器為穴播式，配套方式為懸掛式，主要用于播種玉米。中國一拖集團生產(chǎn)的 2BMF-7、14 型多功能免耕施肥播種機，增加了施肥功能。中聯(lián)重機公司也有免耕播種機推向市場，主要用于播種玉米，型號包括 2BGYM-4、6 等。哈爾濱沃爾科技公司生產(chǎn)的免耕精量播種機，型號有 2BQD-4、2BQ-7 和 2BQ-9 等[2]。
2 我國免耕播種機存在的問題
目前的免耕播種機在性能和質(zhì)量上雖然是可用的，但同時也存在一定的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1) 安全質(zhì)量方面，主要是在安全防護裝置和警示標(biāo)識沒能全部滿足相關(guān)規(guī)定和要求， 比如鏈傳動無防護罩或防護罩不完整；無腳踏板，無扶手；結(jié)構(gòu)不合理、重心不穩(wěn)；警示標(biāo)志不齊全；
2) 可靠性方面，主要表現(xiàn)為：三點懸掛強度不夠，與懸掛架連接的橫梁易變形；鎮(zhèn)壓輪強度不夠、開焊，連接軸斷裂、軸承易損；開溝器鏟尖磨損過快；旋耕刀易磨損等；
3) 工作效率方面，工作效率低，工作速度與國外機型相比有一定的差距；
4) 作業(yè)性能方面，主要有：秸稈量大時部分機型的通過性能不夠理想；有的橡膠鎮(zhèn)壓輪工作面較窄，偏離開溝器平面，導(dǎo)致碎土效果和鎮(zhèn)壓性能較差.
5) 售后服務(wù)質(zhì)量問題方面，主要表現(xiàn)在有些企業(yè)的售后服務(wù)不及時，維修人員的技術(shù)水平較低，零件供應(yīng)及維修不及時及零件供應(yīng)點不合理.
3 國內(nèi)外保護性工作發(fā)展趨勢
3.1 國外保護性耕作技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：
1) 農(nóng)機與農(nóng)藝相結(jié)合并突出農(nóng)藝措施。在發(fā)展少免耕等農(nóng)機具的基礎(chǔ)上，重點開發(fā)裸露農(nóng)田覆蓋技術(shù)、施肥技術(shù)、茬口與輪作、品種選擇與組合等農(nóng)藝農(nóng)機相結(jié)合
的綜合技術(shù)。
2) 向綜合性可持續(xù)性技術(shù)方向發(fā)展。保護性耕作技術(shù)不僅僅是土壤耕作技術(shù)，也是減少農(nóng)田侵蝕、改善農(nóng)田理化性狀、減少能源消耗、降低土壤及水體污染和受損農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等領(lǐng)域的保護性技術(shù)。
3) 發(fā)展輪作體系。保護性耕作的研究不單純注重當(dāng)季作物的生長，更注重一個種植制度的周期、作物輪作、土壤輪耕的綜合技術(shù)配置及其效應(yīng)。
4) 研究長期效應(yīng)及理論機制。保護性耕作最初的研究主要集中在減少耕作、秸稈殘茬管理技術(shù)的效果，現(xiàn)在逐步轉(zhuǎn)向保護性耕作的長期效應(yīng)及其對溫室效應(yīng)的影響、生物多樣性等理論研究，為保護性耕作的長期推廣提供理論依據(jù)。
5) 向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。將保護性耕作技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全技術(shù)、有機農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合，同時引入教育和金融機制，提高保護性耕作技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
3.2 我國保護性耕作發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾點：
1) 加強保護性耕作模式創(chuàng)新。各地要在保護性耕作原則下，結(jié)合推薦模式，因地制宜，創(chuàng)新適合本地區(qū)特點的保護性耕作技術(shù)模式。
2) 進一步強化農(nóng)機和農(nóng)藝的結(jié)合。重視保護性耕作技術(shù)體系中農(nóng)藝的基礎(chǔ)地位，加強作物秸稈管理、作物輪作、播種質(zhì)量、除草滅蟲、水肥利用等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的把握，保障保護性耕作技術(shù)集成配套的質(zhì)量和效果。
3) 加強機具的研發(fā)改進。提高專用農(nóng)機具的適應(yīng)性和工作可靠性，保證播種質(zhì)量， 改進免耕施肥技術(shù)。
4) 加強保護性耕作的技術(shù)評價體系、技術(shù)推廣組織機制和配套技術(shù)政策研究。重點解決區(qū)域保護性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一、技術(shù)分布零散、缺乏可行的評價技術(shù)和規(guī)劃方案以及配套經(jīng)濟政策滯后等問題。
5) 加強宣傳培訓(xùn)、示范引導(dǎo)。以國家為主導(dǎo)來示范推動，引導(dǎo)農(nóng)民正確采用這一先進技術(shù)，幫助農(nóng)民掌握保護性耕作技術(shù)路線和操作規(guī)范，提高實際操作技能。
4 結(jié)束語
免耕播種機是大面積推廣實施保護性耕作的關(guān)鍵。通過對國內(nèi)外免耕播種機發(fā)展情況的分析可知，國外免耕播種機工作幅寬大，重量大，與大功率拖拉機配套，采用牽引式作業(yè)，適用于大面積田塊作業(yè)。而我國農(nóng)村地塊小，必須開發(fā)適合我國國情的免耕播種機。
摘要
隨著近來溫室大棚的發(fā)展以及環(huán)保發(fā)展意識的日益增強，小型機的需求就 顯得更為重要，尤其以電力為動力裝置的機械。然而目前廣泛應(yīng)用的播種機是 以內(nèi)燃機及人力為動力裝置。本設(shè)計電動小型播種機與傳統(tǒng)的播種機相比.新穎 之處在于播種機完全采用電力為動力裝置，從而改善了人們在田間作業(yè)時的工 作環(huán)境，況且更符合環(huán)保發(fā)展的觀點。
本設(shè)計主要用于農(nóng)戶田間播種和設(shè)施種植播種.增加部分裝置也可用于施肥、 耙磨、除草等田間作業(yè)。詳細介紹了播種機的結(jié)構(gòu)組成以及各部件的形式、要 求以及功用。詳細介紹了電動小型播種機動力裝置及各部件要求，包括播種機 的動力選擇、機械傳動的選擇及尺寸、排種輪設(shè)計、排肥輪的設(shè)計、開溝器的 設(shè)計、軸的設(shè)計、鏈輪的設(shè)計、其他的各部件設(shè)計以及播種機的工作要求、播 種前的準(zhǔn)備及播種機的使用等。在設(shè)計中考慮播種深度連續(xù)可調(diào)、播種行距連 續(xù)可調(diào)、播種穴距可調(diào)、種子破碎率和播種均勻度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計中在考 慮實用的同時，兼顧經(jīng)濟節(jié)約，從而達到結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)成本低、能耗小、效 率高，而且操作方便的目的。
關(guān)鍵詞：電動 小型 播種機
I
abstract
With the development of the greenhouse and the consiousness of protecting our ervironment ,boosting up ,the apply of the powy machine becomes more important ,especially the machine with electric power .but at the present time the seeding-machine which is adopted abroadly is drived ba gad engine or man
power .this kind of minitype seeding-machine knows from the conventional
seeding-machine .Its novel aspect is its drive set which are drived by electric power completly ,so they will improve the work condition ,and accord with euthenics .
This design is applied mostly with the farms of the farmers ,they can also used to fertilize、abrade、get rid of grass and so on ,when we incress some equipment .My design introduce the structure of the seeding-machine and the types
of many parts 、some request an fuction .My design introduce the drive equipment
of the machine and the types of many parts 、request and fuction .My design also introduce the drive equipment of the machine and the request of the parts which consist of the selecting of the power 、the size 、the design of the axial 、chain wheel 、some other parts and so on .We must consider suiting well of the depth 、 the row spacing 、the distance of scoop and the rate of seeds breaking up when seeding .In my design ,while thinking over applied ,I give attention to saving econmy ,consequently achieve structure in reason 、the cost of produce lowness 、
the cost of power lowness 、the effidiency highness and convenient when operating .
KEYWORDS :electromotion minitype seeding-machine
目錄
VI
摘要 I
abstract II
1.緒論 1
1.1 設(shè)計的理論意義和應(yīng)用價值 1
1.1.1 本課題設(shè)計的理論意義 1
1.1.2 本課題設(shè)計的應(yīng)用價值 1
1.2 免耕播種機的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1 國外保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.2 國外免耕播種機的研究概況 2
1.2.3 國內(nèi)保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.4 國內(nèi)免耕播種機的研究概況 2
1.3 我國免耕播種機存在的問題 3
1.4 國內(nèi)外保護性工作發(fā)展趨勢 3
1.4.1 國外保護性耕作技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢： 3
1.4.2 我國保護性耕作發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾點： 4
2 總體設(shè)計 5
2.1 概述 5
2.2 設(shè)計任務(wù) 5
2.3 設(shè)計目的 5
2.4 動力方案選擇 6
2.5 設(shè)計題目分析及設(shè)計思想 7
2.6 設(shè)計主參數(shù)及機構(gòu)類型確定 7
2.6.1 工作速度 7
2.6.2 確定播量 7
2.6.3 種、肥箱的容積 8
2.6.4 機架設(shè)計 8
2.6.5 工作幅度 8
2.6.6 排種、排肥機構(gòu)設(shè)計 8
2.6.7 開溝器設(shè)計 11
2.6.8 覆土器設(shè)計 14
2.6.9 鎮(zhèn)壓輪設(shè)計 14
2.6.10 地輪設(shè)計 15
3 傳動設(shè)計及播種技術(shù)措施 16
3.1 傳動原理簡圖和動力傳遞路線圖 16
3.1.1 傳動原理簡圖 16
3.2 傳動原理 16
3.3 技術(shù)措施 17
3.3.1 播種均勻性和各行排量一致性措施 17
3.3.2 降低破種率措施 17
3.3.3 種肥同播時，肥料的利用率 18
4.零部件設(shè)計 19
4.1 種箱及肥箱設(shè)計 19
4.2 開溝器設(shè)計及校核 19
4.3 排種器 21
4.4 地輪參數(shù)確定 22
4.4.1 輪子直徑和輪輞寬度的確定 22
4.5 電機和電瓶選擇及鏈輪設(shè)計 22
4.5.1 電機總功率確定 22
4.5.2 電動機及電瓶的選擇 23
4.6 地輪軸設(shè)計 28
4.7 鍵的校核 34
4.8 銷的校核 35
4.9 軸承的校核 35
5 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 36
5.1 電氣系統(tǒng)設(shè)計的原則 36
5.2 電氣元件的選擇 36
5.2.1 電機的選擇 36
6 播種機的使用 37
6.1 播種量調(diào)整 37
6.2 實際操作說明 38
6.2.1 播種作業(yè)前的準(zhǔn)備 38
6.2.2 的試播及作業(yè) 39
6.2.3 播種機的保養(yǎng)與保管 40
6.2.4 播種質(zhì)量檢查 40
7.三維建模軟件的應(yīng)用 42
7.1 基本零部件的建模 42
7.2 零件的裝配 43
8.結(jié)論 44
參考文獻 45
致謝 46
附錄 1:外文譯文 47
1.引言 48
2. 材料和方法 49
2.1. 設(shè)備描述 49
2.2 實地實驗 50
2.3 播種深度 52
2.4 幼苗出土 52
2.5 種床不平 53
2.6 覆蓋指數(shù) 53
2.7 土壤水分和土壤容重 54
2.8 土壤滲透阻力 54
3.結(jié)果和討論 55
3.1 播種深度和幼苗移植 55
3.2 土壤形態(tài)學(xué)的影響 56
3.3 土壤的物理特性和對根系生長的影響 57
4．結(jié)論 60
附錄 2：外文原文 61
1.緒論
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：由不耕作到刀耕火種、由刀耕火種到用鏵式犁進行人畜力耕作、由人畜力耕作到機械化耕作。人類通過耕作干預(yù)自然，特別是掌握了耕作工具以后，可以隨意改變土地的原有狀態(tài)，提高作物產(chǎn)量和勞動生產(chǎn)率。但是，耕作強度愈大，土壤偏離自然狀態(tài)就愈遠，自然本身的保護恢復(fù)功能就喪失愈多， 導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、水蝕加劇、河流泛濫、沙塵暴猖獗、氣候異常，人類和自然的矛盾也愈來愈突出[4]。保護性耕作正是為了解決這些問題而出現(xiàn)的相對于傳統(tǒng)翻耕的一種新型耕作技術(shù)，是農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一場革命，是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)內(nèi)容之一。
1.1 設(shè)計的理論意義和應(yīng)用價值
1.1.1 本課題設(shè)計的理論意義
國內(nèi)外許多年的保護性耕作實踐表明，旱地保護性耕作能夠減少徑流和蒸發(fā)，提高水分利用率；增加土壤中有機質(zhì)含量。培肥地力；減少土壤風(fēng)蝕水蝕，抑制沙塵暴；提高播種效率，降低成本。目前，旱作農(nóng)業(yè)區(qū)占我國耕地面積的一半以上，推廣應(yīng)用保護性耕作方式是改造我國北方旱地傳統(tǒng)耕作制度的有效途徑，是旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。
1.1.2 本課題設(shè)計的應(yīng)用價值
目前我國土壤沙化現(xiàn)象嚴(yán)重，自然環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，為了更好地保護環(huán)境，近幾年國家一直在推廣保護性耕作技術(shù)。其次在我國的西北部由于地理環(huán)境的特殊性，糧食生產(chǎn)未能實現(xiàn)農(nóng)場化、大型化，依然以個體農(nóng)業(yè)戶生產(chǎn)為主，因此，小型化的免耕播種技術(shù)有著很大的開發(fā)必要。為了解放生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率，需要設(shè)計一種適應(yīng)上述情況的手推式播種機，以達到精密播種的功能，又避免了種子的浪費。這種播種機結(jié)構(gòu)簡單、易操作，只需一人提供動力即可，無需太多人。各組件的安裝拆卸簡單，維修方便， 更換配件簡單易做，非常適合廣大的山區(qū)耕作使用。
1.2 免耕播種機的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國外保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
保護性耕作基本上適用于世界各個地區(qū)，目前已推廣應(yīng)用到 70 多個國家，主要應(yīng)用在玉米、小雜糧、大豆、棉花、高粱、苜蓿等作物的生產(chǎn)上。美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷等國保護性耕作面積占耕地面積 60%以上，英國、法國、德國、瑞士等歐洲國家保護性耕作面積占 20%左右，亞洲、非洲國家保護性耕作面積相對較少[5]。
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手推式免耕播種機設(shè)計
1.2.2 國外免耕播種機的研究概況
國外對小麥和玉米免耕播種機的研究較早，目前，免耕播種技術(shù)已十分成熟，大型農(nóng)機企業(yè)都有多型號、多系列的播種機產(chǎn)品。如美國迪爾公司的 1910 型免耕施肥播種機，技術(shù)先進、適應(yīng)性強，在地況復(fù)雜的條件下能保證播深準(zhǔn)確，但是價格昂貴。該播種機的主要特點是播種監(jiān)控裝置可以記錄播種作業(yè)過程的數(shù)據(jù)，如作物種類、播種深度、作業(yè)時間和作業(yè)面積等，此功能主要依靠嵌入在監(jiān)控裝置內(nèi)的 Green StarTM
系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)的程序可以根據(jù)不同作業(yè)區(qū)域的地形狀況進行調(diào)整，以確保數(shù)據(jù)文件的準(zhǔn)確性[2]。
1.2.3 國內(nèi)保護性耕作發(fā)展現(xiàn)狀
我國干旱、半干旱及半濕潤偏旱地區(qū)的面積占國土面積的 52.5％，旱作農(nóng)業(yè)面積約 3300 萬 hm2，分布在北方的 16 個省、市、自治區(qū)[5]。大部分旱區(qū)仍然沿用傳統(tǒng)的以翻耕為主的耕作制度，由于過度開墾及不適當(dāng)?shù)母鞣绞?，造成干旱少雨、土地貧瘠、水土流失和風(fēng)蝕沙化等問題日趨嚴(yán)重，使得農(nóng)作物產(chǎn)量下降，沙塵暴發(fā)生的次數(shù)逐年上升，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生活。針對這些問題，我國從 20 世紀(jì) 60 年代開始引進和試驗示范少免耕、深松、秸稈覆蓋等單項保護性耕作技術(shù)，如黑龍江國營農(nóng)場免耕種植小麥試驗，江蘇省稻茬地免耕播種小麥研究，陜西省農(nóng)科院“旱地小麥高留茬少耕全程覆蓋技術(shù)”，山西省農(nóng)科院“旱地玉米免耕整稈半覆蓋技術(shù)”，河北省農(nóng)科院
“一年兩熟地區(qū)少免耕栽培技術(shù)”等。但由于受技術(shù)、機具及社會經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的制約，這些技術(shù)只在部分地區(qū)進行小規(guī)模的示范試驗，沒能大面積推廣應(yīng)用。20 世紀(jì)
90 年代以來，隨著農(nóng)業(yè)科技的進步，機械化保護性耕作的系統(tǒng)試驗和示范發(fā)展速度加快。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西省農(nóng)機局與澳大利亞在山西設(shè)立長期實驗區(qū)，開展保護性耕作試驗研究。經(jīng)過 9 年試驗，開發(fā)出適合中國國情的以中小型農(nóng)機具為實施手段的旱地農(nóng)業(yè)機械化保護性耕作體系，研制成功配套的免耕播種施肥機、深松機、淺松機等保護性耕作機具，在表土作業(yè)、雜草蟲害控制方面也取得了一定成果，證明了保護性耕作在我國北方是可行的，具有顯著的降低地表徑流、增加休閑期土壤貯水量、增加土壤肥力、減少生產(chǎn)作業(yè)工序、抑制沙塵暴、提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點。到 2000 年底，保護性耕作已在山
西省 31 個縣推廣，總面積達 10 多萬 hm2[5]。
1.2.4 國內(nèi)免耕播種機的研究概況
國內(nèi)對免耕播種機的研究起步較晚，最初是在學(xué)習(xí)國外免耕播種機的基礎(chǔ)上設(shè)計而成，逐步發(fā)展到自行研制。目前，國內(nèi)的免耕播種機種類較多，功能各有特點。典型的產(chǎn)品有中機美諾公司生產(chǎn)的 6115、6119、6124 型系列免耕播種機，排種器為條播式，配套方式為牽引式，播種行數(shù) 15、19、24，主要用于播種小麥?，F(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司生產(chǎn)的 2BMG-14、19、20、24、28 型系列免耕施肥播種機，根據(jù)用戶需求， 可選擇不同的工作行數(shù)，該系列產(chǎn)品主要用于播種小麥; 公司還生 2BJ-470870 型玉米免耕精量播種機，排種器為氣吸式，主要用于播種玉米。河北農(nóng)哈哈集團是國內(nèi)生產(chǎn)免耕播種機的著名廠家，其 2BMGF-14 型免耕施肥覆蓋播種機，播種行數(shù) 14，
配套方式為懸掛式，主要用于播種小麥; 該公司還生產(chǎn) 2BYFSF-4、5、6 型系列玉米免耕施肥精播機，排種器為氣吸式，播種行數(shù) 4、5、6。典型產(chǎn)品還有河南豪豐機械公司生產(chǎn)的 2BMSF-10、12、14、16 型系列免耕施肥播種機，播種行數(shù) 10、12、14、
16，排種器為條播式，主要用于播種小麥; 該公司生產(chǎn)的 2BMJF-10、12 型免耕施肥播種機，排種器為穴播式，配套方式為懸掛式，主要用于播種玉米。中國一拖集團生產(chǎn)的2BMF-7、14 型多功能免耕施肥播種機，增加了施肥功能。中聯(lián)重機公司也有免耕播種機推向市場，主要用于播種玉米，型號包括 2BGYM-4、6 等。哈爾濱沃爾科技公司生產(chǎn)的免耕精量播種機，型號有 2BQD-4、2BQ-7 和 2BQ-9 等[2]。
1.3 我國免耕播種機存在的問題
目前的免耕播種機在性能和質(zhì)量上雖然是可用的，但同時也存在一定的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1) 安全質(zhì)量方面，主要是在安全防護裝置和警示標(biāo)識沒能全部滿足相關(guān)規(guī)定和要求， 比如鏈傳動無防護罩或防護罩不完整；無腳踏板，無扶手；結(jié)構(gòu)不合理、重心不穩(wěn)； 警示標(biāo)志不齊全；
2) 可靠性方面，主要表現(xiàn)為：三點懸掛強度不夠，與懸掛架連接的橫梁易變形；鎮(zhèn)壓輪強度不夠、開焊，連接軸斷裂、軸承易損；開溝器鏟尖磨損過快；旋耕刀易磨損等；
3) 工作效率方面，工作效率低，工作速度與國外機型相比有一定的差距；
4) 作業(yè)性能方面，主要有：秸稈量大時部分機型的通過性能不夠理想；有的橡膠鎮(zhèn)壓輪工作面較窄，偏離開溝器平面，導(dǎo)致碎土效果和鎮(zhèn)壓性能較差.
5) 售后服務(wù)質(zhì)量問題方面，主要表現(xiàn)在有些企業(yè)的售后服務(wù)不及時，維修人員的技術(shù)水平較低，零件供應(yīng)及維修不及時及零件供應(yīng)點不合理.
1.4 國內(nèi)外保護性工作發(fā)展趨勢
1.4.1 國外保護性耕作技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：
1) 農(nóng)機與農(nóng)藝相結(jié)合并突出農(nóng)藝措施。在發(fā)展少免耕等農(nóng)機具的基礎(chǔ)上，重點開發(fā)裸露農(nóng)田覆蓋技術(shù)、施肥技術(shù)、茬口與輪作、品種選擇與組合等農(nóng)藝農(nóng)機相結(jié)合的綜合技術(shù)。
2) 向綜合性可持續(xù)性技術(shù)方向發(fā)展。保護性耕作技術(shù)不僅僅是土壤耕作技術(shù)，也是減少農(nóng)田侵蝕、改善農(nóng)田理化性狀、減少能源消耗、降低土壤及水體污染和受損農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等領(lǐng)域的保護性技術(shù)。
3) 發(fā)展輪作體系。保護性耕作的研究不單純注重當(dāng)季作物的生長，更注重一個種植制度的周期、作物輪作、土壤輪耕的綜合技術(shù)配置及其效應(yīng)。
4) 研究長期效應(yīng)及理論機制。保護性耕作最初的研究主要集中在減少耕作、秸稈殘茬管理技術(shù)的效果，現(xiàn)在逐步轉(zhuǎn)向保護性耕作的長期效應(yīng)及其對溫室效應(yīng)的影響、生物多樣性等理論研究，為保護性耕作的長期推廣提供理論依據(jù)。
5) 向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。將保護性耕作技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全技術(shù)、有機農(nóng)業(yè)
技術(shù)結(jié)合，同時引入教育和金融機制，提高保護性耕作技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
1.4.2 我國保護性耕作發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾點：
1) 加強保護性耕作模式創(chuàng)新。各地要在保護性耕作原則下，結(jié)合推薦模式，因地制宜， 創(chuàng)新適合本地區(qū)特點的保護性耕作技術(shù)模式。
2) 進一步強化農(nóng)機和農(nóng)藝的結(jié)合。重視保護性耕作技術(shù)體系中農(nóng)藝的基礎(chǔ)地位，加強作物秸稈管理、作物輪作、播種質(zhì)量、除草滅蟲、水肥利用等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的把握， 保障保護性耕作技術(shù)集成配套的質(zhì)量和效果。
3) 加強機具的研發(fā)改進。提高專用農(nóng)機具的適應(yīng)性和工作可靠性，保證播種質(zhì)量，改進免耕施肥技術(shù)。
4) 加強保護性耕作的技術(shù)評價體系、技術(shù)推廣組織機制和配套技術(shù)政策研究。重點解決區(qū)域保護性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一、技術(shù)分布零散、缺乏可行的評價技術(shù)和規(guī)劃方案以及配套經(jīng)濟政策滯后等問題。
5) 加強宣傳培訓(xùn)、示范引導(dǎo)。以國家為主導(dǎo)來示范推動，引導(dǎo)農(nóng)民正確采用這一先進技術(shù)，幫助農(nóng)民掌握保護性耕作技術(shù)路線和操作規(guī)范，提高實際操作技能。
2 總體設(shè)計
2.1 概述
機械設(shè)計中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是總體設(shè)計，是對所設(shè)計產(chǎn)品的總體設(shè)想，總體設(shè)計的好壞，直接影響了整個產(chǎn)品的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，決定機械設(shè)計的成敗。
總體設(shè)計指導(dǎo)機構(gòu)設(shè)計和部件設(shè)計的進行，一般由主任工程師（或總工程師）主持進行。在接受設(shè)計任務(wù)以后，應(yīng)進行深入細致的調(diào)查研究，收集國內(nèi)外同類機械的有關(guān)資料，了解其使用、生產(chǎn)、設(shè)計和科研情況，并進行分析和比較，制定總的設(shè)計原則， 設(shè)計原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計機型符號有關(guān)的方針、政策，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、經(jīng)濟性好、壽命長。
總體設(shè)計原則：
1.遵守“三化”：零件標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、部件通用化。
2.采用“四新”：新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。
3.滿足“三好”：好制造、好使用、好維修。
確定設(shè)計總則之后，即可撰寫設(shè)計任務(wù)書，將專業(yè)知識應(yīng)用在調(diào)研的基礎(chǔ)上繼而從優(yōu)選擇設(shè)計方案，確保設(shè)計成功
本設(shè)計是手推式免耕播種機的設(shè)計。用直流電動機力替代傳統(tǒng)的人力，減輕人的勞動強度,提高生產(chǎn)效率，將傳統(tǒng)的拖拉機播種小型化，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，符合環(huán)保發(fā)展的觀念，降低了作業(yè)成本。四輪驅(qū)動和兩輪驅(qū)動方便轉(zhuǎn)換，使其能夠更好的適應(yīng)松軟土壤，提高工作能力，便用于設(shè)施種植以及有電的工作地點。
2.2 設(shè)計任務(wù)
技術(shù)指標(biāo)：播種深度范圍：20~60mm 連續(xù)可調(diào)，播種行距范圍：200~500mm 連續(xù)可調(diào)，播種穴距范圍：0~500mm 可調(diào)，種子破碎率以及播種均勻度能夠達到國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計要求結(jié)構(gòu)合理、能耗小、生產(chǎn)成本低，效率高，并且操作方便能夠滿足工作性能。
工作要求：要求最大日生產(chǎn)率為 10 畝。
2.3 設(shè)計目的
1．培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有所學(xué)理論知識及技能的方法，提高分析和應(yīng)對工作問題的能力， 了解生產(chǎn)技術(shù)工作的步驟及方法。
2．培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念、經(jīng)濟觀念和生產(chǎn)觀念，樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認真的工作作風(fēng)。
3．培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)言文獻、資料、手冊，進行工程計算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。
2.4 動力方案選擇
傳統(tǒng)播種機的動力主要為拖拉機力跟人力，不僅勞動強度大，而且工作速度慢，對環(huán)境造成的污染也較為嚴(yán)重。用直流電動機作為輸出動力，在減輕人力負擔(dān)的同時對環(huán)境所造成的污染也更少。因此，以直流電機為動力輸出設(shè)計方案一：直流電動機為動力裝置，單行播種（如圖 2—1）
圖 2—1 單行播種
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，容易控制速度，操作簡便，轉(zhuǎn)向方便，適用于小范圍播種，作業(yè)阻力小，對環(huán)境幾乎零污染。
2.缺點：單行播種，工作效率慢。
設(shè)計方案二：直流電機動力，雙行播種（如圖 2—2）。
圖 2—2 雙行播種
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長時間工作，作業(yè)阻力小，作業(yè)效率得到提高。
2.缺點：轉(zhuǎn)向不便，能源利用率低，工作總量大。
設(shè)計方案三：直流電機動力，三行播種
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長時間工作，作業(yè)效率高。
2.缺點：作業(yè)阻力大，工作總量小。
經(jīng)過比較，我選用直流電機動力，雙行播種，兼顧效率和經(jīng)濟性。
2.5 設(shè)計題目分析及設(shè)計思想
現(xiàn)有播種機的發(fā)展方向：大型機械化和小型專業(yè)化。
大型拖拉機帶動的播種機工作速度快，工作幅度大，工作效率高，適合平原及大型農(nóng)場；但不適合地域狹窄地帶及丘陵和封閉環(huán)境；
小型專業(yè)化播種機方便靈活，工作幅度較大型機械，適合丘陵山區(qū)和封閉環(huán)境，如溫室；而不適合大型農(nóng)場。
我設(shè)計的播種機加入了電瓶作為動力系統(tǒng)，向小型專業(yè)化發(fā)展，相對于人力播種機來說提高了工作效率，較拖拉機驅(qū)動播種機來說，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，降低了作業(yè)成本；四輪驅(qū)動和兩輪驅(qū)動方便轉(zhuǎn)換，增強了松軟土壤作業(yè)的適應(yīng)性和機動能力。適合在小塊地域及封閉環(huán)境工作，節(jié)能環(huán)保。便于實施種植和無電力條件的農(nóng)田使用。同時人還可以提供一定的助力，以應(yīng)對土壤較硬，電機動力不足的情況。
2.6 設(shè)計主參數(shù)及機構(gòu)類型確定
2.6.1 工作速度
機動播種機的工作速度主要由工作部件以及行走裝置確定，人力播種機的速度取決于人的步進速度，與此同時步進速度還會受到負重的影響，負重大步進速度就小，兩方面的因素此機都有考慮在內(nèi)。
由《新編工程師手冊》查得人正常步進速度為 5km/h，以交流電機為主動力，遇到特殊情況時，速度會受到影響，這種情況下人力會彌補一些，正好可以應(yīng)付所產(chǎn)生的阻力；與此同時播種機的行進速度不能比人步行速度高，否則會增加工作者的疲勞感，假設(shè)工作時人的步行速度是勻速的，可將此播種機的速度定為 3.6km/h（1m/s），稍低于步行速度。
2.6.2 確定播量
1. 計算穴間粒數(shù)和株距穴播株距的計算公式為：
S =πD/Zi(1-ε) （2-1）
式中 S—穴距（㎝）；
Z—排種輪型孔數(shù)（或槽孔數(shù)）；
D—地輪直徑（m；）
i—傳動速比（i=n 排/n 地）；
ε—滑移系數(shù)，一般取 5%─9%。2.下種量的計算
穴播時，首先確定株距、每穴粒數(shù)，然后將計算出的數(shù)據(jù)代入下列公式，可得畝播量(以玉米為例)：
Q = m1δ/750bs （2-2）
式中 m1—每穴種子粒數(shù)（粒/穴） s— 穴 距 （m） b— 行 距 （m） δ—種子的千粒重（g）
2.6.3 種、肥箱的容積
種箱容積應(yīng)使其所盛種量能供播種機工作較長地段，其容積公式：
V = QmaxBL/1333γ （2-3）
式中 Qmax—最大播量，斤/畝；
B—工作幅寬（m），單體種箱時為行距；
L—要求的地段長度（m）；
γ—種子容重（kg/L）。
2.6.4 機架設(shè)計
機架設(shè)計選用方鋼結(jié)構(gòu)，可以承受開溝器的所產(chǎn)生的水平力、垂直力以及扭力。將開溝器安裝在方鋼上面。拆裝方便并且方便調(diào)節(jié)開溝器之間的距離以達到改變行距的要求。
2.6.5 工作幅度
綜合考慮人力、工作效率以及工作地點等因素，在保證人力勞動強度不過高的情況下同時滿足工作效率，本播種機采用兩溝播種設(shè)計，即二犁鏵結(jié)構(gòu)，采用種肥同播設(shè)計， 行間距為 200-500mm 連續(xù)可調(diào)。減輕勞動強度，提高工作效率，減少重復(fù)工作量。在加快工作速度的前提下，保證整機重量使其能夠靈活操作。
2.6.6 排種、排肥機構(gòu)設(shè)計
對于任何一種播種機來說，排種器都是關(guān)鍵部分，決定了播種機的工作質(zhì)量及工作性能優(yōu)劣；播種機是否能滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或者說滿足程度如何，在很大程度上由排
種器的設(shè)計和工作狀況決定。排種器的作用即將種子由種箱中均勻等量地排入輸種管， 繼而落入溝底。
排種器的基本要求是：播種均勻，排量穩(wěn)定，不損壞種子，播量不會受工作條件的影響，通用性好且使用范圍大。
排種器的工藝實質(zhì)是：通過排種器，將種子由群體化為個體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。
排種器具有代表性的是圓盤式排種器和外槽輪式排種器，別的類型的排種器基本上是由上述排種器演變而來。為了能夠更好的選擇排種器，下列簡單介紹一些常用的排種器。
1.窩眼式排種器(如圖 2—3)：主要部件為一個圓柱體，圓柱表面均勻分布著一些大小和數(shù)量確定的凹圓窩，圓窩的直徑是由種子大小和下種的數(shù)量來決定的。圓柱裝在種箱底部，可以繞軸旋轉(zhuǎn)。工作時，種子掉在圓窩里，隨著軸的轉(zhuǎn)動一起，當(dāng)凹槽轉(zhuǎn)到種箱底部時，種子落入輸種管。
圖 2—3 窩眼式排種器
圓柱形排種器，凹槽的大小決定排種量的多少；選配不同數(shù)量凹坑的圓柱體可調(diào)節(jié)株距或穴距，亦或者可以添堵一部分原先就有的凹坑以達到目的。
2.外槽輪式排種器：與窩眼式不同的是外槽輪排種器用外槽輪替代了窩眼。（如圖
2—4）。
圖 2—4 外槽輪式排種器
外槽輪式排種器由排種軸、排種盒、阻塞套、外槽輪、內(nèi)齒形檔圈、排種舌等組成。外槽輪式排種器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，通用性好、工作可靠，排種量穩(wěn)定準(zhǔn)確。 外槽輪式排種器的工作原理是強制排種，當(dāng)排種軸驅(qū)動槽輪旋轉(zhuǎn)時，種子填充到槽
中，并在槽中被排成一排由排種口排出，這層種子叫強制層。 同時，槽外的種子也通過槽和種子之間的摩擦以及被稱為驅(qū)動層的種子，以低于圓周速度的播種速度引出，滑輪從內(nèi)到外逐漸減少到零。 在驅(qū)動層，不流動靜止層，輪子和種子的驅(qū)動層逐漸排出， 種子逐漸積聚在靜止層內(nèi)，從而完成連續(xù)排種.
外槽輪式排種器有上排式和下排式兩種。 下排式可以改變排種舌的位置，以調(diào)整種子間隙以適應(yīng)種子大小。 上排式可改變旋轉(zhuǎn)方向，下排適用于中小顆粒種子（種子間隙不變），上排適用于排大種子。
可以通過改變槽輪的速度或長度（槽輪在盒內(nèi)的長度）來調(diào)整排種量的大小，并且設(shè)計為便于更換。
圓盤式排種器：這種類型播種機適用于點播機。 種子盤在種子盒的底部平坦，盤上有多個圓孔，種子填充在孔中，盤上固定蓋，刮刀和播種機。 當(dāng)盤與圓錐環(huán)一起旋轉(zhuǎn)時，刮刀選擇盤上多余的種子，使得進入盤孔的種子數(shù)量相等。 當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)到盤的口處，種子底部的種子出口重合時，由于播種機的作用，使種子通過盤孔，落入由開啟器打開的間隙中。 具有盤式播種機的點播機根據(jù)種子大小和播種量配備各種圓盤，播種時可根據(jù)需要選擇。
氣吸式排種器：應(yīng)用氣吸排種的原理，其種子盤不是水平放置，而是垂直安裝在種子箱的底部，種子的一側(cè)與種子的種子，另一側(cè)和電弧吸力腔室相位，在圓形圓盤上的空氣通道的開孔上。種子室配有攪拌輪，以防止種子飛行并按壓該排盤以減少泄漏。在種子室里也裝有刮板，工作可以刮掉多余的種子。空氣吸入室和抽吸泵連接到泵上時， 空氣室產(chǎn)生真空，導(dǎo)致兩排盤的壓力差異，在壓差作用下，種子吸附在吸入孔周圍。當(dāng)種子排旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)播種孔通過刮刀通過種子時，多余的種子被刮傷。當(dāng)排盤到吸氣室外面，由于種子的氣體吸收效應(yīng)的喪失，種子會自己掉下來，通過管子進入溝渠。種子板繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，刷毛網(wǎng)通過刷孔，吸入孔再次進入吸入室，同時也起到壓力下吸附種子的作用，使循環(huán)連續(xù)進行。
氣吸式排種器基于機械和空氣壓力的組合。 因此，排種的質(zhì)量是基于播種孔的形狀，大小，數(shù)量和分布，相對速度; 另外還取決于吸氣室的真空度和氣流的穩(wěn)定性。 氣吸式播種器不損害種子，播種量更準(zhǔn)確，節(jié)約種子，但對不規(guī)則種子（如玉米）的吸附能力差，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
通過對上述排種器的理解和對當(dāng)前播種機的了解，從經(jīng)濟實踐考慮，我的設(shè)計應(yīng)該用常見的，低成本的外槽輪式排種器和外槽輪式排肥器（如圖 2—5）。 外槽式適合中
19
型種子（小麥，大麥等）和肥料。 肥杯中外輪的工作長度可以輕松調(diào)整，以適應(yīng)用戶的要求。
圖 2—5 排肥輪示意圖
排種量可由改變槽輪的轉(zhuǎn)速或工作長度（槽輪在排種盒內(nèi)的長度）來調(diào)整，且設(shè)計為易更換式。（如圖 2—6），其簡圖為：
圖 2—6 排種輪簡圖
2.6.7 開溝器設(shè)計
我選用的開溝器由前后兩組構(gòu)成，前者的主要作用是要實現(xiàn)化肥或小顆粒的種子的點播及行播，后開溝器的作用是實現(xiàn)玉米，花生等大 顆粒顆粒要求，所以工作電阻小， 節(jié)能，工作快捷，操作性好。
開溝器是確保播種重質(zhì)量關(guān)鍵部件，第一溝深度應(yīng)能夠直接影響播種深度，從而影響出苗率和出苗均勻度，調(diào)整后，在播種過程中不易變化; 平整的底部，種子可落在溝底濕土; 再次確保濕土覆蓋而不是干蓋。 以確保種子早出苗，出苗整齊。
對開溝器的技術(shù)要求：
1.溝深一致，溝形整齊；
2.不亂土層；
3.種子能在溝內(nèi)均勻分布；
4.有一定的覆土功能；
5.入土能力好，不纏草不堵塞；
6.結(jié)構(gòu)簡單、工作阻力小。
常用開溝器的形狀可分為兩大類，鋤鏟式開溝器和圓盤式開溝器。鋤鏟式又可分為銳角開溝器和鈍角開溝器；而圓盤式開溝器有雙圓盤開溝器和單圓盤開溝器兩種。
1)鋤鏟式開溝器的長筒部分叫做落種管，尖頭部分叫開溝器尖，其后部是側(cè)板。(1)銳角開溝器，簡單輕便的構(gòu)造。 它的工作面和地面成銳角，破土能力強，但易
纏草，造成堵塞。 因為開溝是一種土壤引起的作用，所以容易使干燥和潮濕的土壤混合形成干土覆蓋，導(dǎo)致水分流失，對于側(cè)板的背面做出斜線，開啟者將會過時，干燥土壤被側(cè)板的上部阻塞，使得濕土邊的下部首先落入溝槽蓋種。
(2)鈍角開溝器構(gòu)造也簡單輕便，其工作面與地面成鈍角，由于其依靠重量工作，因此入土能力較差。開溝時將地表土壤向兩側(cè)擠壓，開溝器前部擁土較少，干濕土不易混合，適于淺播作物。
(3)滑刀式開溝器也屬于鈍角開溝器，它看起來更大，側(cè)面看起來像一個冰刀，鋒利的刀刃邊緣，所以入土表現(xiàn)很好。 而深板的工作時間支持對地面深度的限制，不會翻出濕土。 適用于棉花等種植深度需要嚴(yán)格作的物。
2)圓盤式開溝器
雙盤開溝器由兩片帶有刃口的鋼盤組成。 圓盤本身可以圍繞小軸自由旋轉(zhuǎn)，兩個圓盤不平行，但在前端相交一點，后端開 9 度至 11 度，交點位于地表前方。 種子由輸種管在圓盤的開放部分中落入溝底。
圓盤開溝器的入口角度是鈍角。 由于圓盤向前滾動，可以將大塊土石塊和障礙物切斷或由其過度，不易粘土，堵塞現(xiàn)象也較少，在潮濕的上層土壤中可以工作。 然而， 這種開溝器是復(fù)雜而昂貴的，不適合于淺層作物（最小開溝深度約 4 厘米）。
各種開溝器的單行工作部件阻力見表 2—1 開溝器單行工作部件阻力。
表 2—1 開溝器單行工作部件阻力
部件
項目
播種機的開溝器型式
鋤鏟式
靴式
雙圓盤式
單圓盤式
滑刀式
心鏵式
工作深度 cm
2～10
2～8
4～
8
4～
8
4～
10
5～6
平均阻力 kg
3～6
2～5
8～
16
7～
12
20
～40
20～
80
平均
寬度 mm
40～
50
10～
20
30
～50
20
～30
40
～80
20～
80
由于前開溝器是按要求，寬約為 40mm。 開溝器要求阻力小，質(zhì)輕，結(jié)構(gòu)簡單， 成本低，溝槽平整工作平穩(wěn)，容易覆蓋土壤。
前開溝器選用鋤鏟式，在播種深度為 60mm，開溝寬約為 40mm 時，其單行工作阻力約為 44 牛,示意圖如圖 2—7,后開溝器也選用鋤鏟式開溝器，其簡圖如圖 2—8。
圖 2—7 前開溝器簡圖 圖 2—8 后開溝器簡圖
只播種大顆粒種子不需要施肥時，可以將前開溝器連接螺栓將后提高開溝器，高于地面，以減少運行阻力，節(jié)約能源；同樣道理，當(dāng)播種小顆粒谷物或只施肥時，也可以
將后開溝器取下；當(dāng)耘地或除草時，將前后開溝器及鎮(zhèn)壓輪、覆土器一并取下，在后開溝器位置裝上耘鋤，就可以耘地，實現(xiàn)一機多用。
2.6.8 覆土器設(shè)計
種子播下后需要復(fù)蓋一定厚度的土壤。在開溝過程中，當(dāng)開溝器走過之后，溝壁的一部分土壤能自行回落，蓋住種子。但是僅靠自行回落的土來覆蓋是不夠的，故在開溝器后面需加裝覆土或者培土鎮(zhèn)壓的裝置。
要求覆土器能先使細濕土覆蓋種子，覆蓋要嚴(yán)，且深度要均勻一致。常用的經(jīng)典覆土器主要有拖環(huán)式、拖桿式、板式、輪式。
板式覆土器，由兩塊傾斜的板由兩側(cè)向播行中心線壓擠，實現(xiàn)覆土，并有鎮(zhèn)壓作用， 覆土較厚，效果也好。
目前使用的各式播種機采用的多為板式覆土器，并且還具有一定的鎮(zhèn)壓作用。我的設(shè)計也采用板式覆土器，如圖 2-9
圖 2—9 輪式覆土器
覆土器用鋼板折彎而成，整體重量不能太大，防止覆土深度太深而增加播種機運行時的阻力。
2.6.9 鎮(zhèn)壓輪設(shè)計
播種后抑制干旱，潮濕和風(fēng)蝕等作用，可以使種子與土壤緊密接觸，有利于出苗， 保證苗齊，苗全，苗壯。 春季干旱的自然條件使我國大部分農(nóng)作物具有播種后壓制的要求，所以手推式播種機應(yīng)該有鎮(zhèn)壓輪。
播種后抑制強度有一定要求，一般為 0.3—0.5kg /cm2。但播種機承受的輪子本身不能太重，鎮(zhèn)壓輪直徑選擇 150-450mm，不要太大或太小，太大，使得結(jié)構(gòu)體積笨重，太小，容易擁土并且不易旋轉(zhuǎn)，并經(jīng)過土體破裂的壓力，容易流失水分。 本設(shè)計使用直徑 400mm 的輪胎，如圖 2-10 所示：
2.6.10 地輪設(shè)計
圖 2—10 輪胎式鎮(zhèn)壓輪
為了更接近現(xiàn)代化的運行模式，并且使得種植者在非工作狀態(tài)下的運行更為方便， 我在這種設(shè)計中使用同樣的輪胎，如圖 2-10 所示。
輪胎安裝在金屬輪輞上，由三部分組成：輪胎，內(nèi)胎和襯墊。輪胎一般由簾線層，緩沖層，胎圈和胎面組成組成。
1）胎面覆蓋有簾線層，橡膠圈在緩沖層外面，具有很強的耐磨性，耐刺，耐沖擊， 其主要作用是保護簾線層和緩沖層。
2）簾線層是輪胎最重要的部分，其主要作用是承受輪胎負荷，沖擊和填充空氣壓力的作用。
3）緩沖層位于簾線和胎面的中間，主要是輪胎從外面的沖擊，可以防止胎面直接產(chǎn)生裂縫和創(chuàng)傷，同時也可以避免胎面剝落的簾線層。
4）胎圈的作用牢固地固定在輪胎的輪緣上，以防止充氣壓力和外部變形的作用， 以確保輪胎在行走時不會發(fā)生震動。
內(nèi)管內(nèi)管由輪胎和閥咀組成。輪胎由內(nèi)管充滿氣體，增加空氣壓力并承受負荷。內(nèi)管材料除了具有良好的氣密性外，還具有良好的耐熱性和抗撓曲性。輪胎壁具有適當(dāng)均勻的厚度，易于加熱，可以具有良好的抗撕裂性能。閥噴嘴用作充氣閥，并保持氣密。
3.靠墊帶是無縫膠帶形狀的一定部分，管與輪輞和輪輞之間，輪胎閥上有一個墊可穿過該孔。墊的作用是保護內(nèi)胎免受輪輞和輪胎的磨損。主要用于平底邊緣。
3 傳動設(shè)計及播種技術(shù)措施
3.1 傳動原理簡圖和動力傳遞路線圖
3.1.1 傳動原理簡圖
圖 3—1 傳動原理簡圖 1—直流減速電機 2—地輪 3—窩眼輪 4—掃種刷 5—種箱 6— 種子 7—鏈輪和鏈條 3.1.2 動力傳遞路線圖圖
3.2 傳動原理
3—2 動力傳遞路線圖
整個機構(gòu)使用了鏈條進行傳動，鏈傳動是具有一定撓性的嚙合傳動，通過安置在平行軸上的兩個或多個鏈輪同繞在鏈輪上的鏈條組成。工作狀態(tài)下主動輪通過鏈齒同鏈的嚙合進而使從動輪旋轉(zhuǎn)來傳遞動力。
鏈傳動的特點：可以傳動較大的中心距；傳動效率高，高達 98%；無張緊力，作用于軸上的載荷小；便于實現(xiàn)多軸傳動。
交流減速電機總成是經(jīng)由超越離合器 1 與鏈條把動力傳遞給地輪，動力上有且只能由減速電機總成來傳遞給地輪，不能由地輪傳遞給減速電機；地輪再經(jīng)過鏈條將種箱和肥箱的軸相連，從而帶動了種盒和肥盒轉(zhuǎn)動，如此種子就會在帶動下排出種箱最后落到排種管里，便能夠由開溝器管內(nèi)部落下，落到到土壤里，完成整個播種動作；超越離合器 2 是為了解決前后驅(qū)動軸在同步傳動上的問題；離合器閉合時，播種機就處于作業(yè)狀態(tài)，這時開溝器會落下插入土壤，共同驅(qū)動前后軸，加強了播種機的驅(qū)動能力，也使得
排種器和排肥器能夠同時工作；離合器分離時是由前軸進行驅(qū)動的，排種器同排肥器這時是停止工作的，而且能用支撐架將播種機到行走位置上，開溝器提起能夠減少阻力并強化了播種機的機動能力。
3.3 技術(shù)措施
當(dāng)代，困擾我國國內(nèi)播種機行業(yè)的難題主要有以下幾個方面：
1.播種上均勻性
2.播種機在各行排種量一致性
3.種子破碎率
4.種肥同播時，提高了肥料的利用率。
3.3.1 播種均勻性和各行排量一致性措施
針對播種的均勻性和各行排量上的統(tǒng)一性，我們采用了實驗調(diào)整法，使偏差控制在一定技術(shù)要求范圍內(nèi)，方法描述如下：
先用手均勻轉(zhuǎn)動地輪幾圈，待停止后可將各排種器放入接種袋的種子進行分別稱種并計算得到平均值。對比各排種器的排量與平均值的偏差大小，要求上不超過 2%，超過規(guī)定要求時，需要對單個槽輪的工作長度上進行修正。反復(fù)試直到達到要求。
檢查調(diào)整播種量。勻速地轉(zhuǎn)動地輪幾圈，待停止后，稱取所排出種子的總量。與按農(nóng)業(yè)技術(shù)要求畝播量來算得的排種量進行對照比較，保證誤差上不超過 2%，如果超過要求，可使用播量調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)槽輪工作長度，再測試直到滿足要求。
田間試驗糾正。播種機在播量上可以經(jīng)過上述試驗調(diào)節(jié)后，下地的播種過程，還須要經(jīng)田間反復(fù)查看及校正，保證播量準(zhǔn)確無誤。
種箱內(nèi)需要先倒入部分種子，將表面刮平整，并在內(nèi)壁標(biāo)注記號，然后計算出播種機在田間走過一段距離下能夠播下的種子量。
3.3.2 降低破種率措施
針對破種率，可能無法通過現(xiàn)場計算來解決，只能夠在出苗后才能估算；然而，可以通過一些措施，降低破種率，從而提高播種質(zhì)量。
在種子裝置中采取措施：選擇種子計量裝置的適當(dāng)類型和大小的主要選擇，以確保計量裝置及其配合; 在播種機側(cè)安裝軟刷，減少種子和種子，種子和種子之間的硬接觸， 從而保護胚胎，降低種子破碎率。
在播種過程中采取措施：主要是減緩種子下落和土壤速度，減少種子的影響，保護種子，以降低播種率。 我采取的方法是在管下使用塑料螺旋，使種子的滑落下降，受到較小的沖擊; 二，下一種管輕輕排列，減少種子下落速度，保護種子。
3.3.3 種肥同播時，肥料的利用率
根據(jù)國外的經(jīng)驗，化肥排放量最好的地方遠離種子，但接近植物根源。最好的施肥量應(yīng)使作物生產(chǎn)的最大經(jīng)濟效益不會對環(huán)境造成損失。
播種同時施肥，化肥受作物種類和肥料種類的限制，一般施肥方法有：
1.播種時側(cè)施
2.播種時在兩行中間施肥
3.單獨施肥
4.撒施
此次設(shè)計的播種機，肥料排放安置在種子的 2 厘米深, 3 厘米旁側(cè)。 既能合理利用好肥料，又不會造成“燒苗”。
4.零部件設(shè)計
4.1 種箱及肥箱設(shè)計
設(shè)計原則：種箱所盛種量能滿足較長地段的播種任務(wù)，其容積可由公式（2.3）求得：
V=Qmax BL /1333g
式中 Qmax—最大播量（斤/畝）；
B—工作幅（m），單體種箱時為行距； L—要求的地段長度（m）； γ—種子容重（kg/L）。
表 4—1 主要作物播種技術(shù)要求
（4-1）
作
物
玉米
大豆
小麥
行距
cm
40~60
24~27
40~70
7.5~25
55~70
播
量斤/畝
4~6
點播 2～3
6~18
12~60
播
深 cm
4~8
3~6
2~7
注：?。篞max=6 斤/畝 B=0.4m L=400m γ=0.664g/cm3 計算得：V=6×0.4×400
／0.664×2=2L
為節(jié)省勞動時間，提高勞動效率，種子箱設(shè)計為 3L，玉米種子重量為：m = 3×0.664
= 1.99kg。
為增加鎮(zhèn)壓輪壓力可使種箱重心盡量靠后，在保證整體協(xié)調(diào)性的前提下，滿足整機結(jié)構(gòu)簡單合理的要求。同時種箱不亦過大，盛種不能過多，這樣會增加地輪行進的阻力， 初步確定種箱重量為 2.5 公斤左右。
同樣，每畝施肥 6 公斤，密度為 1.2gf/cm3 ，則肥箱容積也為 3L，可盛化肥 3.6 公斤。
4.2 開溝器設(shè)計及校核
此設(shè)計前后開溝器兩對組件，前者的主要功能是實現(xiàn)化肥或小顆粒種子播種，后者的作用是實現(xiàn)玉米，花生和其他大粒子的種子需求。
當(dāng)只播種小粒種子或僅施肥時，后開啟器可以從地面移除或升起，以降低行走阻力并節(jié)約能源。 同樣地，當(dāng)大顆粒播撒時，前開溝器也可以升起地面; 當(dāng)耕地或除草，將前后開溝器和覆土器一起取下，在前開溝器位置安裝耘鋤即可耘地，實現(xiàn)多用途。
當(dāng)犁鏵深度最深時，犁桿受最大彎距，犁桿伸出最長，所以在此時犁承受最大的彎矩，所以只需校核最深的犁端彎矩即可，如圖 4-1 所示。
圖 4—1 開溝器結(jié)構(gòu)圖
桿的理論最大受力為 6.5Kg，即 65N。為了計算的方便，可將阻力作用點簡化到犁鏵中心。
桿的受力簡圖可簡化為一懸臂梁，如圖 4—2。
圖 4—2 桿的受力簡圖
桿的平面彎距圖，如圖 4—3。
圖 4—3 桿的平面彎距圖
29
顯然：梁的懸臂端的彎距為 0 ，固定端的彎距為 19500Nmm,此處為整懸臂梁的最受力彎距處；Mmax=MA=19500Nmm
又因為犁桿可視為 8mm 厚的鋼板來計算，由《材料力學(xué)》（劉鴻文）上冊 P414 附表可得：
z
I = bh3 /12 = 8′303 /12 =18000mm4
（4-2）
W = I / y = I /(h / 2) =18000/15 =1200mm3
（4-3）
z Z max Z
由強度條件：sb = Mmax /W ￡ [s]
（4-4）
得 Mmax ￡ WZ [s]
于是由公式
P ￡ WZ [s]/d
=1200 ′ (10-3 )3 ′140 ′106 / 300 ′10-2 = 504N
因為 F=65N<504N
所以該鋼管能達到強度要求
4.3 排種器
（4-5）
對于任何一種播種機，排種器是核心部分，是確定播種機工作質(zhì)量和表現(xiàn)優(yōu)點的重 要因素; 播種機是否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求或滿足程度如何取決于排種器的設(shè)計和工作條件。排種機用于將種子盒中的種子均勻均勻地分布到管中并落入溝中。
為實現(xiàn)排量可調(diào),并適應(yīng)多種谷物播種,此設(shè)計將外槽輪設(shè)計為兩組一體，可通過滑動來改變工作部分長度,進而改變下種量,且設(shè)計為易更換式，其簡圖如圖 4—4。
圖 4—4 排種輪簡圖
排肥和排種相互獨立，以保證種子和肥料不會排到一個穴內(nèi)避免燒苗。其對應(yīng)關(guān)系見后文。
4.4 地輪參數(shù)確定
4.4.1 輪子直徑和輪輞寬度的確定
地輪的直徑和輪輞的寬度對牽引力有直接的影響，因此地面參數(shù)的選擇 Y 尤為重要， 查閱部分資料之后，初步確定地輪直徑 D 為 400mm，輪輞寬度 B 為 120mm4.4.2 輪子滾 動阻力計算
車輪的滾動阻力是由于車輪在與支承面接觸時的變形引起的。 滾動阻力的大小根據(jù)車輪尺寸，支撐面材料（彈性模量），車輪尺寸（輪輞的寬度和直徑）及其負載等因素決定。 農(nóng)業(yè)機械在現(xiàn)場工作時，由于土壤相對較軟，因此變形較大，因此車輪滾動能量消耗的能量比有效工作能量更多。
剛性車輪在軋制中所需的牽引力的計算是基于土體的變形。 土體變形大，胎面壓入深時，車輪滾動摩擦系數(shù)較大。廣泛采用的計算剛性輪牽引力的公式為：
Pf = f ×Q = 0.183′ 80 = 14.64kg = 146.4N
（4-6）
Pj = j×Q = 0.65′ 80 = 52kg = 520N
（4-7）
其中系數(shù) f ，j查參考書可得 由v/v0 = 1.00 ，輪胎充氣壓力為 330KP ，可得
f = 1.83， j=0.65。其中播種機的自重 Q=80kg 為設(shè)計初期的假定值。
所以地輪的滾動阻力為 Pf = 146.4N ，最大附著重量為 Pj = 520N 。
4.5 電機和電瓶選擇及鏈輪設(shè)計
4.5.1 電機總功率確定
P = FZ × vm
式中 P —計算功率(W)；
FZ —作業(yè)阻力(N);
vm —作業(yè)速度( m / s )。
1. 作業(yè)阻力的確定
（4-8）
作業(yè)阻力主要是播種機與地面接觸的各部件的工作阻力，包括開溝器、覆土器、行走輪等，排種器、排肥器及運動件之間的阻力很小，可省略不計，故
Fz = Fk + Ff + Fx
式中 Fk —開溝器作業(yè)阻力(N)；
（4-9）
Ff —覆土器作業(yè)阻力(N)；
Fx —行走輪滾動阻力(N)。
開溝器選用鋤鏟式，在播種深度為 60mm，開溝寬度為 40mm 時，其單行工作阻力約為 44N,前后共 4 個開溝器，考慮前后重合部分，可按 3 個計算。單個板式覆土器工作阻力約為 20N,共 2 個。于是：
Fz = Fk + Ff + Fx = 44′ 3+ 20′ 2 + 146.4 = 318.4N
計算牽引力 T
T1 =T2 =(Fz -Fx )/4 = (Fk + Ff )/4
= (44′ 3 + 20′ 2)/4 = 43N
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