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小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
李超1 范修文1
(1. 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：農(nóng)作物在生長過程中對養(yǎng)分的需求呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢,在生長旺盛期對養(yǎng)分的需求量最大。為滿足農(nóng)作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農(nóng)業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術(shù)上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
前言當(dāng)前,小麥種植實行無埂無渠大平播噴灌,從而增加播種面積20%,提高小麥產(chǎn)量20～30%。但是,無埂無渠大平播帶來了人工在撒肥、運肥當(dāng)中踩踏小麥及撒肥不勻等問題。市場上的噴藥機裝置普遍存在，因此，其設(shè)計必須綜合各個施肥機的特點而設(shè)計一個更具有功能性的施肥機；在噴藥裝置的方面可以通過各種因素來考慮設(shè)計出適合小麥生長發(fā)育所需要的機械。
本文設(shè)計的小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設(shè)備。可以提高小麥生長過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產(chǎn)率。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設(shè)計，施肥噴藥的原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對小麥中期施肥噴藥機機體的結(jié)構(gòu)尺寸，使本方案有了初步的設(shè)計應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：施肥機；噴藥機；小麥；
0引言
小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計是目前國家重點研究的小麥保產(chǎn)豐收問題。不僅有利于保護耕地,減少粉塵污染，而且小麥中期施肥噴藥機功能多，一次性完成噴藥、化肥的合理施肥，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，保護環(huán)境，抑制沙塵暴，增產(chǎn)糧食等優(yōu)點；但若機具調(diào)整不好或操作不當(dāng)，不但能造成糧食減產(chǎn)而且給今后推廣工作也帶來一定的困難。因此，小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計使用與調(diào)整，對大力推廣保護性耕作技術(shù)有著十分重要的意義。
小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設(shè)備?？梢蕴岣咝←溕L過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產(chǎn)率。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設(shè)計，施肥噴藥的原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對小麥中期施肥噴藥機機體的結(jié)構(gòu)尺寸，使本方案有了初步的設(shè)計應(yīng)用價值。為滿足農(nóng)作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農(nóng)業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術(shù)上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
1總體設(shè)計思路
施肥機動力源于一部分來自于拖拉機一部來自于電動機帶動，噴藥機的氣壓來自于拖拉機自身所攜帶的氣泵；施肥機的傳動裝置的鏈接有鏈連接和皮帶連接，化肥的下肥速度，而噴藥機的需要一個壓力控制合理控制噴藥速率。
（1）選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計離合裝置、曲柄搖桿裝置和傳動裝置；
（2）運用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖；
（3）利用有限元分析和Solidworks進行虛擬樣機設(shè)計，完成整機各零部件的三維建模。
1.1設(shè)計原理
在現(xiàn)階段，人們對肥料施用存在正負兩方面作用有了更加深刻的認識：肥料既是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是潛在的環(huán)境污染因子，不合理施肥就會 污染環(huán)境。施肥既要考慮各種養(yǎng)分的資源特征，又要考慮多種養(yǎng)分資源的綜合管理、養(yǎng)分供應(yīng)和需求以及施肥與其他技術(shù)的結(jié)合。小麥?zhǔn)┓蕠娝帣C所存在的原理：
（1）研究過程中在做到連動過程中，選取不同的連接件，所要達到的壽命、磨損都要通過計算。需要大量的數(shù)據(jù)分析。
（2）選取懸掛的方式，要結(jié)合實際的情況擇優(yōu)選擇。拖拉機的馬力機器的自身問題都要考慮在內(nèi)以及自身重量。
（3) 重的環(huán)境污染。過多施用的肥料不僅造成了對地表水和地下水的持續(xù)污染，還增加了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中有毒物質(zhì)的殘留，出現(xiàn)了地表水富營養(yǎng)化，地下水和蔬菜中硝態(tài)氮含量超標(biāo)等問題，化肥尤其是氮肥已成為主要的環(huán)境污染源之一。這同時也給農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來很大危害。隨著環(huán)境問題日益受到重視，如何在保證作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時提高氮肥的利用率。
（4）近年來，我國氮肥的消費量和作物的產(chǎn)量都在逐年增加，但是投入和產(chǎn)出極不相稱。
1.2設(shè)計總體結(jié)構(gòu)
1.撥肥輪 2.藥箱 3.施肥輪 4.肥箱 5.拖肥架 6.撒肥裝置 7.下肥孔 8.鏈條盒 9.前輪胎 10.噴藥桿 11.噴藥架 12.噴藥嘴 13.撐桿 14后輪胎 15.后軸 16.皮帶輪
圖1-1 小麥中期施肥噴藥機二維整體圖
2.1電動機的選擇
步進電動機三種工作方式：
（1）三相單三拍控制方式：由于每次只有一相繞組通電，在切換瞬間將失去自鎖轉(zhuǎn)矩失步，另外，只有一相繞組通電，易在平衡位置附近產(chǎn)生震蕩，穩(wěn)定性不佳。在實際應(yīng)用中不采用單三拍工作方式。
（2）三相雙三拍控制方式：由于雙三拍控制每次有二相繞組通電，而且切換時總保持一相繞組通電，所以工作比較穩(wěn)定。
（3）三相單六拍控制方式：比三相雙三拍控制方式步距角小一半，因而精度更高，且裝換過程中始終保持有一個繞組通電，工作穩(wěn)定因此這種方式被大量采用。
本設(shè)計選擇第三種工作方式的電動機，穩(wěn)定輸出。
電動機選擇的計算過程：
選擇電動機的功率
卷筒所需要的有效功率：
電動機所需要的功率：
確定電動機的轉(zhuǎn)速：
電動機的過載校核：
電動機的靜功率：
( 最大起升載荷)
可以得出：
所以選擇YEJ180M-4B5型號電動機滿求。
3總結(jié)
此次設(shè)計的任務(wù)是完成全小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。這是我們在大學(xué)期間所進行的一次非常全面的設(shè)計，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計的基本步驟、基本方法，通過本環(huán)節(jié)把我們在大學(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，把大學(xué)四年來所學(xué)的知識貫穿起來，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實際工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
這是一個非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設(shè)計等等。通過設(shè)計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。
我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設(shè)計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識，如應(yīng)該對計算機應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀等各個方面能力進行加強。
在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。
參考文獻
[1] 劉蘊賢,倪道明,李從華,李道珍.不同施肥方法對小麥及麥田水體污染的影響[J].天津農(nóng)業(yè)學(xué)，2007 13（1）
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[3]白人樸.21世紀(jì)初葉我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展展望[J].中國農(nóng)機化，2000,（6） 8-11。
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） 48-50。
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
學(xué)院
機械電氣化工程學(xué)院
班級
農(nóng)機16-2
學(xué)生姓名
李超
學(xué)號
8031212205
課題名稱
小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
起止時間
2015年11月01日—— 2016年05月29日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
范修文
職稱
講師
課題內(nèi)容
為了達到中期小麥生長發(fā)育所需的營養(yǎng)內(nèi)容，設(shè)計施肥噴藥機的思路。通過查閱各個文獻資料掌握其結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與相關(guān)內(nèi)容。動力輸出、連動、懸掛、自身重量、各個部件的選擇以及初步的設(shè)計圖與構(gòu)思都是研究的問題。
擬定工作進度（以周為單位）
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解施肥噴藥機國內(nèi)外的現(xiàn)狀
第2周—第5周 設(shè)計施肥噴藥機的總體方案。
第6周—第9周 對施肥機機的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 理資料準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻:
[1] 劉蘊賢，倪道明，李從華，李道珍.不同施肥方法對小麥及麥田水體污染的影響.天津農(nóng)業(yè)學(xué)，2007，13（1）
[2]耿德仁.精少量播種深施肥播種機的實驗與推廣效果分析.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備.2009，（9）
[3]白人樸.21世紀(jì)初葉我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展展望.中國農(nóng)機化，2000（6）；8-11。
[4]王洋，張祖立，張亞雙，崔紅光.國內(nèi)外小麥直播種植發(fā)展概況.農(nóng)機化研究，2007，（1
）：48-50。
[5]吳崇有，金誠謙，盧晏.我國小麥種植機械化發(fā)展問題探討.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2000，16(2):21-23。
[6]高煥文，李問盈，李洪文.中國特色保護性耕作技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)，2003，19(3)：1-4。
[7]李兵，李洪文.2BMD-12型小麥對行免耕播種機設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2006，（03）。
任務(wù)下達人（簽字）
同意按此計劃進行設(shè)計
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
塔里木大學(xué) 姓名 李超 班級 農(nóng)機16 2 學(xué)號 8031212205 學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 課題來源 目的和意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 研究內(nèi)容簡介及完成條件 難點和解決方法 設(shè)計進度安排 報告內(nèi)容 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 選題的意義 搞好免耕施肥噴藥機的設(shè)計使用與調(diào)整 對大力推廣保護性耕作技術(shù)有著十分重要的意義 選題的來源 目的和意義 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 國外 國內(nèi) 發(fā)展趨勢 年 德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希 提出了 礦質(zhì)營養(yǎng)理論 為化肥的生產(chǎn)與應(yīng)用奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ) 年英國人勞斯取得骨粉加硫酸制造過磷酸鈣的專利權(quán) 開創(chuàng)了至今 余年的化肥施用歷史并使用施肥噴藥機加以實現(xiàn) 新中國成立以來 黨和國家高度重視科學(xué)施肥工作 年 中央在北京召開了全國土壤肥料工作會議 商討土壤肥料工作大計 會議提出了我國中低產(chǎn)田的分區(qū)與整治對策 對我國耕地后備資源進行了評估 將科學(xué)施肥作為發(fā)展糧食生產(chǎn)的重要措施之一 隨后重點推廣了氮肥 加強了有機肥料建設(shè)及其設(shè)計的理念 完善小麥中期生長發(fā)育所需的營養(yǎng)需求 當(dāng)前 中國農(nóng)業(yè)施肥噴藥發(fā)展面臨著技術(shù)支持不足 信息收集系統(tǒng)不全 專家系統(tǒng)未完善 根據(jù)中國農(nóng)村人口眾多 耕地條件差異較大 經(jīng)營規(guī)模較小且集約化程度不高等國情 從總體上看 中國農(nóng)業(yè)施肥噴藥機械的設(shè)計迫在眉睫 其可以為農(nóng)業(yè)的高豐收作出有力的貢獻 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 研究主要內(nèi)容 為了達到中期小麥生長發(fā)育所需的營養(yǎng)內(nèi)容 設(shè)計施肥噴藥機的思路 通過查閱各個文獻資料掌握其結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與相關(guān)內(nèi)容 動力輸出 連動 懸掛 自身重量 各個部件的選擇以及初步的設(shè)計圖與構(gòu)思都是研究的問題 完成的條件 1 查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料 設(shè)計機構(gòu) 2 設(shè)計完各零部件后 進行計算和配合 3 運用Solidworks軟件 繪制三維零件圖和裝配圖 4 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真 5 對不知道的數(shù)據(jù)和計算方法可以詢問指導(dǎo)老師或上網(wǎng)查閱 6 初步的設(shè)計方案計算 7 應(yīng)力 強度 壽命等計算 8 達到預(yù)期的目的 9 各個設(shè)計過程中的主要機構(gòu)或者部件做好備注 以便更好查找 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 難點 研究過程中在做到連動過程中 選取不同的連接件 所要達到的壽命 磨損都要通過計算 需要大量的數(shù)據(jù)分析 選取懸掛的方式 要結(jié)合實際的情況擇優(yōu)選擇 拖拉機的馬力機器的自身問題都要考慮在內(nèi) 各零部件的選取 齒輪的選取 傳動的選取 動力輸出的傳遞以及機架的設(shè)計 查找數(shù)據(jù)與計算結(jié)果過程 運用CAD制圖軟件做出施肥噴藥機的設(shè)計圖 以及某些重要的部件的設(shè)計圖 需要熟練運用制圖軟件 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 解決方法 CompanyLogo 塔里木大學(xué)機電學(xué)院2016年畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計開題報告 設(shè)計進度安排 導(dǎo)師 范修文報告人 李超學(xué)號 8031212205專業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化課題 小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
課題名稱 小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
學(xué)生姓名 李超
學(xué) 號 8031212205
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 農(nóng)機16-2
指導(dǎo)教師 李超
起止時間 2015.11.01-2016.5.29
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進度計劃；
7、主要參考文獻（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一 本題來源及研究的目的和意義
免耕施肥播種機是目前國家重點推廣的保護性耕作機械.不僅有利于保護耕地,減少粉塵污染，而且免耕施肥播種機功能多，一次性完成旋耕滅茬、化肥深施、小麥（水稻）播種、鎮(zhèn)壓保墑等多道工序，與傳統(tǒng)的耕作方式相比，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，保護環(huán)境，抑制沙塵暴，增產(chǎn)糧食等優(yōu)點；但若機具調(diào)整不好或操作不當(dāng)，不但能造成糧食減產(chǎn)而且給今后推廣工作也帶來一定的困難。因此，搞好免耕施肥播種機的設(shè)計使用與調(diào)整，對大力推廣保護性耕作技術(shù)有著十分重要的意義。
二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析
１８４０年，德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希（Ｌｉｅｂｉｇ）提出了“礦質(zhì)營養(yǎng)理論”，為化肥的生產(chǎn)與應(yīng)用奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。 １８４２年英國人勞斯取得骨粉加硫酸制造過磷酸鈣的專利權(quán)，開創(chuàng)了至今１６０余年的化肥施用歷史。近年來，發(fā)展中國家化肥增長勢頭強勁，所占比例超過了發(fā)達國家，在世界化肥生產(chǎn)和消費中的地位越來越重要，其中亞洲特別是中國已成為世界化肥生產(chǎn)與消費大國。 １８４３年，英國科學(xué)家在洛桑試驗站安排長期肥效定位試驗，開始了科學(xué)施肥技術(shù)的探索歷程。各國土壤肥料科技工作者在確定科學(xué)合理的施肥數(shù)量、施肥品種、施肥方式和施肥時期方面，開展了大量的研究工作，科學(xué)施肥技術(shù)方興未艾。目前，美國配方施肥技術(shù)覆蓋面積達８０％以上，４０％的玉米采用土壤或植株測試推薦施肥技術(shù)，大部分州都制定了測試技術(shù)規(guī)范。精準(zhǔn)施肥在美國已經(jīng)從試驗研究走向普及應(yīng)用，有２３％的農(nóng)場采用了精準(zhǔn)施肥技術(shù)。英國農(nóng)業(yè)部出版了《推薦施肥技術(shù)手冊》，進行分區(qū)和分類指導(dǎo)，每年要組織專家更新一次。日本則在開展４次耕地調(diào)查和大量試驗的基礎(chǔ)上，建立了全國的作物施肥指標(biāo)體系，制定了作物施肥指導(dǎo)手冊，并研究開發(fā)了配方施肥專家系統(tǒng)。 總體來看，世界科學(xué)施肥發(fā)展大概經(jīng)歷了３個階段：一是１８４３年至２０世紀(jì)中葉，以產(chǎn)量為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期；二是２０世紀(jì)中葉至８０年代，以產(chǎn)量和品質(zhì)為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期；三是２０世紀(jì)９０年代至今，以產(chǎn)量、品質(zhì)和生態(tài)為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期。在現(xiàn)階段，人們對肥料施用存在正負兩方面作用有了更加深刻的認識：肥料既是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是潛在的環(huán)境污染因子，不合理施肥就會 污染環(huán)境。施肥既要考慮各種養(yǎng)分的資源特征，又要考慮多種養(yǎng)分資源的綜合管理、養(yǎng)分供應(yīng)和需求以及施肥與其他技術(shù)的結(jié)合。 我國科學(xué)施肥發(fā)展歷程 １９０１年氮肥從日本輸入我國臺灣，開創(chuàng)了我國施用化肥的新紀(jì)元。新中國成立以來，黨和國家高度重視科學(xué)施肥工作，１９５０年，中央在北京召開了全國土壤肥料工作會議，商討土壤肥料工作大計。會議提出了我國中低產(chǎn)田的分區(qū)與整治對策，對我國耕地后備資源進行了評估，將科學(xué)施肥作為發(fā)展糧食生產(chǎn)的重要措施之一，隨后重點推廣了氮肥，加強了有機肥料建設(shè)。１９５７年成立全國化肥試驗網(wǎng)，開展了氮肥、磷肥肥效試驗研究。１９５９～１９６２年組織開展了第一次全國土壤普查和第二次全國氮、磷、鉀三要素肥效試驗，在繼續(xù)推廣氮肥的同時，注重了磷肥的推廣和綠肥生產(chǎn)，為促進糧食生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。１９７９年開展了第二次全國土壤普查，摸清了我國耕地基礎(chǔ)信息，１９８１～１９８３年組織開展了第三次大規(guī)模的化肥肥效試驗，對氮、磷、鉀及中、微量元素肥料協(xié)同效應(yīng)進行了系統(tǒng)研究。隨后，開展缺素補素、配方施肥和平衡施肥技術(shù)推廣，研究探索了配方施肥技術(shù)規(guī)范和工作方法，總結(jié)出了“測、配、產(chǎn)、供、施”一條龍的測土配方肥技術(shù)服務(wù)模式，初步建立了全國測土配方施肥技術(shù)體系。 隨著化肥用量的增加，施肥目標(biāo)也進行了３次大的調(diào)整。第一次是２０世紀(jì)初到８０年代中期，以單純追求作物高產(chǎn)為目標(biāo)，氮、磷、鉀肥相繼得到大面積的推廣應(yīng)用，施肥效益不斷增長；第二次是２０世紀(jì)８０年代中期到２０世紀(jì)末，以“兩高一優(yōu)”（即高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)）為目標(biāo)，廣泛開展復(fù)混肥示范推廣，單質(zhì)肥料由低濃度向高濃度方向發(fā)展，復(fù)混（合）肥料開始大面積推廣應(yīng)用，化肥施用總量迅速增加，但由于大部分地區(qū)忽視土壤測試和田間肥效試驗，盲目施肥現(xiàn)象普遍，施肥效益開始下降；第三次是進入新世紀(jì)以來，以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全為目標(biāo)，全面進入生產(chǎn)與生態(tài)并重的施肥階段。受農(nóng)村千家萬戶小規(guī)模生產(chǎn)的限制，在舊的工作機制不適應(yīng)形勢發(fā)展、而新的工作機制又沒有建立起來的情況下，由于投入嚴重不足，這些先進實用的施肥技術(shù)一直停留在小面積、小范圍試驗示范階段，習(xí)慣施肥、甚至盲目施肥的現(xiàn)象仍十分普遍。
三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1 課題任務(wù)要求
本裝置主要用于在中期小麥土地上進行施肥噴藥，通過選擇合適的方法設(shè)計小麥?zhǔn)┓蕠娝帣C的施肥裝置、噴藥裝置、整體機架等相關(guān)設(shè)計。
3.2 課題設(shè)計預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
為了達到中期小麥生長發(fā)育所需的營養(yǎng)內(nèi)容，設(shè)計施肥噴藥機的思路。通過查閱各個文獻資料掌握其結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與相關(guān)內(nèi)容。動力輸出、連動、懸掛、自身重量、各個部件的選擇以及初步的設(shè)計圖與構(gòu)思都是研究的問題。
四 本課題需要重點研究的難題
4.1 研究過程中在做到連動過程中，選取不同的連接件，所要達到的壽命、磨損都要通過計算。需要大量的數(shù)據(jù)分析。
4.2 選取懸掛的方式，要結(jié)合實際的情況擇優(yōu)選擇。拖拉機的馬力機器的自身問題都要考慮在內(nèi)。
4.3 各零部件的選取 、齒輪的選取、傳動的選取、動力輸出的傳遞以及機架的設(shè)計。查找數(shù)據(jù)與計算結(jié)果過程。
4.4 運用CAD制圖軟件做出施肥噴藥機的設(shè)計圖，以及某些重要的部件的設(shè)計圖。需要熟練運用制圖軟件。
五 解決的思路
5.1 計算方法
查閱相關(guān)資料，運用正確的公式進行計算分析，所有的數(shù)據(jù)要有所依據(jù)。
5.2 部件的選擇
進行計算過的數(shù)據(jù)去選擇零件，必須達到所預(yù)期的效果，還要考慮好機件的各個磨損。
5.3 制圖過程
運用制圖軟件時要準(zhǔn)確，有不懂的可以向相關(guān)的老師請教學(xué)習(xí)，做到設(shè)計圖清晰明了。
六 完成設(shè)計所需要的條件
（1）查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計機構(gòu)。
（2）設(shè)計完各零部件后，進行計算和配合。
（3）運用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。
（4）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。
（5）對不知道的數(shù)據(jù)和計算方法可以詢問指導(dǎo)老師或上網(wǎng)查閱
（6）初步的設(shè)計方案計算
（7）應(yīng)力、強度、壽命等計算
（8）達到預(yù)期的目的
（9）各個設(shè)計過程中的主要機構(gòu)或者部件做好備注，以便更好查找。
七 進度計劃
進度計劃 ：
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解施肥噴藥機國內(nèi)外的現(xiàn)狀
第2周—第5周 設(shè)計施肥噴藥機的總體方案。
第6周—第9周 對施肥機機的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 理資料準(zhǔn)備答辯。
八 參考文獻
[1] 劉蘊賢，倪道明，李從華，李道珍.不同施肥方法對小麥及麥田水體污染的影響.天津農(nóng)業(yè)學(xué)，2007，13（1）
[2]耿德仁.精少量播種深施肥播種機的實驗與推廣效果分析.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備.2009，（9）
[3]白人樸.21世紀(jì)初葉我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展展望.中國農(nóng)機化，2000（6）；8-11。
[4]王洋，張祖立，張亞雙，崔紅光.國內(nèi)外小麥直播種植發(fā)展概況.農(nóng)機化研究，2007，（1
）：48-50。
[5]吳崇有，金誠謙，盧晏.我國小麥種植機械化發(fā)展問題探討.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2000，16(2):21-23。
[6]高煥文，李問盈，李洪文.中國特色保護性耕作技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)，2003，19(3)：1-4。
[7]李兵，李洪文.2BMD-12型小麥對行免耕播種機設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2006，（03）。
學(xué)生簽名 李超
2015年 11 月 22 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
16 屆畢業(yè)設(shè)計
小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
學(xué)生姓名 李超
學(xué) 號 8031212205
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 16-2
指導(dǎo)老師 范修文
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制
前 言
農(nóng)作物在生長過程中對養(yǎng)分的需求呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢,在生長旺盛期對養(yǎng)分的需求量最大。為滿足農(nóng)作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農(nóng)業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術(shù)上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
前言當(dāng)前,小麥種植實行無埂無渠大平播噴灌,從而增加播種面積20%,提高小麥產(chǎn)量20～30%。但是,無埂無渠大平播帶來了人工在撒肥、運肥當(dāng)中踩踏小麥及撒肥不勻等問題。市場上的噴藥機裝置普遍存在，因此，其設(shè)計必須綜合各個施肥機的特點而設(shè)計一個更具有功能性的施肥機；在噴藥裝置的方面可以通過各種因素來考慮設(shè)計出適合小麥生長發(fā)育所需要的機械。
本文設(shè)計的小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設(shè)備?？梢蕴岣咝←溕L過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產(chǎn)率。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設(shè)計，施肥噴藥的原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對小麥中期施肥噴藥機機體的結(jié)構(gòu)尺寸，使本方案有了初步的設(shè)計應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：小麥中期；施肥機；噴藥機
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的意義 1
1.2小麥中期施肥噴藥機發(fā)展?fàn)顩r及其國內(nèi)外的市場分析 1
1.3國內(nèi)外小麥中期施肥噴藥機存在的問題 2
1.4研究的內(nèi)容和方法 2
1.5 預(yù)期目標(biāo) 2
1.6重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 3
1.7工作條件及解決方法 3
2小麥中期施肥噴藥機總體設(shè)計 3
2.1小麥中期施肥噴藥機的結(jié)構(gòu) 4
2.2電動機的選擇與計算 4
3小麥中期施肥噴藥機組成部分 5
3.1施肥機 5
3.2噴藥機 5
4軸的校核 6
4.1軸1的校核 6
4.2軸2的校核 6
5傳動裝置的設(shè)計 7
5.1傳動的典型方法 11
5.2帶傳動的計算 12
5.3鏈傳動的計算 14
總 結(jié) 17
致 謝 18
參考文獻 19
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計
1緒論
1.1課題研究的意義
小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計是目前國家重點研究的小麥保產(chǎn)豐收問題。不僅有利于保護耕地,減少粉塵污染，而且小麥中期施肥噴藥機功能多，一次性完成噴藥、化肥的合理施肥，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，保護環(huán)境，抑制沙塵暴，增產(chǎn)糧食等優(yōu)點；但若機具調(diào)整不好或操作不當(dāng)，不但能造成糧食減產(chǎn)而且給今后推廣工作也帶來一定的困難。因此，小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計使用與調(diào)整，對大力推廣保護性耕作技術(shù)有著十分重要的意義。
小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設(shè)備?？梢蕴岣咝←溕L過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產(chǎn)率。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設(shè)計，施肥噴藥的原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對小麥中期施肥噴藥機機體的結(jié)構(gòu)尺寸，使本方案有了初步的設(shè)計應(yīng)用價值。為滿足農(nóng)作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農(nóng)業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術(shù)上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
1.2小麥中期施肥噴藥機發(fā)展?fàn)顩r及其國內(nèi)外的市場分析
（1）小麥中期施肥噴藥機的國外發(fā)展現(xiàn)狀
1840年，德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希提出了“礦質(zhì)營養(yǎng)理論”，為化肥的生產(chǎn)與應(yīng)用奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。近年來，發(fā)展中國家化肥增長勢頭強勁，所占比例超過了發(fā)達國家，在世界化肥生產(chǎn)和消費中的地位越來越重要，其中亞洲特別是中國已成為世界化肥生產(chǎn)與消費大國。 1843年，英國科學(xué)家在洛桑試驗站安排長期肥效定位試驗，開始了科學(xué)施肥技術(shù)的探索歷程。各國土壤肥料科技工作者在確定科學(xué)合理的施肥數(shù)量、施肥品種、施肥方式和施肥時期方面，開展了大量的研究工作，科學(xué)施肥技術(shù)方興未艾。目前，美國配方施肥技術(shù)覆蓋面積達80％以上，40％的玉米采用土壤或植株測試推薦施肥技術(shù)，大部分州都制定了測試技術(shù)規(guī)范。精準(zhǔn)施肥在美國已經(jīng)從試驗研究走向普及應(yīng)用，有23％的農(nóng)場采用了精準(zhǔn)施肥技術(shù)。英國農(nóng)業(yè)部出版了《推薦施肥技術(shù)手冊》，進行分區(qū)和分類指導(dǎo)，每年要組織專家更新一次。日本則在開展４次耕地調(diào)查和大量試驗的基礎(chǔ)上，建立了全國的作物施肥指標(biāo)體系，制定了作物施肥指導(dǎo)手冊，并研究開發(fā)了配方施肥專家系統(tǒng)。 總體來看，世界科學(xué)施肥發(fā)展大概經(jīng)歷了３個階段：一是1843年至20世紀(jì)中葉，以產(chǎn)量為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期；二是20世紀(jì)中葉至80年代，以產(chǎn)量和品質(zhì)為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期；三是20世紀(jì)90年代至今，以產(chǎn)量、品質(zhì)和生態(tài)為目標(biāo)的科學(xué)施肥時期。在現(xiàn)階段，人們對肥料施用存在正負兩方面作用有了更加深刻的認識：肥料既是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是潛在的環(huán)境污染因子，不合理施肥就會 污染環(huán)境。施肥既要考慮各種養(yǎng)分的資源特征，又要考慮多種養(yǎng)分資源的綜合管理、養(yǎng)分供應(yīng)和需求以及施肥與其他技術(shù)的結(jié)合。
（2）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
我國科學(xué)施肥發(fā)展歷程1901年氮肥從日本輸入我國臺灣，開創(chuàng)了我國施用化肥的新紀(jì)元。新中國成立以來，黨和國家高度重視科學(xué)施肥工作，1950年，中央在北京召開了全國土壤肥料工作會議，商討土壤肥料工作大計。會議提出了我國中低產(chǎn)田的分區(qū)與整治對策，對我國耕地后備資源進行了評估，將科學(xué)施肥作為發(fā)展糧食生產(chǎn)的重要措施之一，隨后重點推廣了氮肥，加強了有機肥料建設(shè)。1957年成立全國化肥試驗網(wǎng)，開展了氮肥、磷肥肥效試驗研究。1959-1962年組織開展了第一次全國土壤普查和第二次全國氮、磷、鉀三要素肥效試驗，在繼續(xù)推廣氮肥的同時，注重了磷肥的推廣和綠肥生產(chǎn)，為促進糧食生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。1979年開展了第二次全國土壤普查，摸清了我國耕地基礎(chǔ)信息，1981-1983年組織開展了第三次大規(guī)模的化肥肥效試驗，對氮、磷、鉀及中、微量元素肥料協(xié)同效應(yīng)進行了系統(tǒng)研究。隨后，開展缺素補素、配方施肥和平衡施肥技術(shù)推廣，研究探索了配方施肥技術(shù)規(guī)范和工作方法，總結(jié)出了“測、配、產(chǎn)、供、施”一條龍的測土配方肥技術(shù)服務(wù)模式，初步建立了全國測土配方施肥技術(shù)體系。 隨著化肥用量的增加，施肥目標(biāo)也進行了３次大的調(diào)整。第一次是20世紀(jì)初到80年代中期，以單純追求作物高產(chǎn)為目標(biāo)，氮、磷、鉀肥相繼得到大面積的推廣應(yīng)用，施肥效益不斷增長；第二次是20世紀(jì)80年代中期到20世紀(jì)末，以“兩高一優(yōu)”（即高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)）為目標(biāo)，廣泛開展復(fù)混肥示范推廣，單質(zhì)肥料由低濃度向高濃度方向發(fā)展，復(fù)混（合）肥料開始大面積推廣應(yīng)用，化肥施用總量迅速增加，但由于大部分地區(qū)忽視土壤測試和田間肥效試驗，盲目施肥現(xiàn)象普遍，施肥效益開始下降；第三次是進入新世紀(jì)以來，以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全為目標(biāo)，全面進入生產(chǎn)與生態(tài)并重的施肥階段。受農(nóng)村千家萬戶小規(guī)模生產(chǎn)的限制，在舊的工作機制不適應(yīng)形勢發(fā)展、而新的工作機制又沒有建立起來的情況下，由于投入嚴重不足，這些先進實用的施肥技術(shù)一直停留在小面積、小范圍試驗示范階段，習(xí)慣施肥、甚至盲目施肥的現(xiàn)象仍十分普遍。
1.3小麥中期施肥噴藥機存在的問題
在現(xiàn)階段，人們對肥料施用存在正負兩方面作用有了更加深刻的認識：肥料既是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是潛在的環(huán)境污染因子，不合理施肥就會 污染環(huán)境。施肥既要考慮各種養(yǎng)分的資源特征，又要考慮多種養(yǎng)分資源的綜合管理、養(yǎng)分供應(yīng)和需求以及施肥與其他技術(shù)的結(jié)合。小麥?zhǔn)┓蕠娝帣C所存在的問題：
（1）研究過程中在做到連動過程中，選取不同的連接件，所要達到的壽命、磨損都要通過計算。需要大量的數(shù)據(jù)分析。
（2）選取懸掛的方式，要結(jié)合實際的情況擇優(yōu)選擇。拖拉機的馬力機器的自身問題都要考慮在內(nèi)以及自身重量。
（3) 重的環(huán)境污染。過多施用的肥料不僅造成了對地表水和地下水的持續(xù)污染，還增加了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中有毒物質(zhì)的殘留，出現(xiàn)了地表水富營養(yǎng)化，地下水和蔬菜中硝態(tài)氮含量超標(biāo)等問題，化肥尤其是氮肥已成為主要的環(huán)境污染源之一。這同時也給農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來很大危害。隨著環(huán)境問題日益受到重視，如何在保證作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時提高氮肥的利用率。
（4）近年來，我國氮肥的消費量和作物的產(chǎn)量都在逐年增加，但是投入和產(chǎn)出極不相稱。
1.4研究的內(nèi)容和方法
本裝置主要用于在中期小麥土地上進行施肥噴藥，通過選擇合適的方法設(shè)計小麥?zhǔn)┓蕠娝帣C的施肥裝置、噴藥裝置、整體機架等相關(guān)設(shè)計。
為了達到中期小麥生長發(fā)育所需的營養(yǎng)內(nèi)容，設(shè)計施肥噴藥機的思路。通過查閱各個文獻資料掌握其結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與相關(guān)內(nèi)容。動力輸出、連動、懸掛、自身重量、各個部件的選擇以及初步的設(shè)計圖與構(gòu)思都是研究的問題。
1.5 預(yù)期目標(biāo)
現(xiàn)階段小麥中期施肥噴藥這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是保證小麥高產(chǎn)豐收的確保。在設(shè)計噴藥機時要解決其環(huán)境和地勢等因素對噴藥的影響，保證小麥的中期防蟲和營養(yǎng)所需；施肥機的下肥速度和撒肥階段要對促進小麥生長，施肥機的施肥速度以及施肥范圍，合理的解決肥與機械之間的配合關(guān)系與調(diào)配發(fā)揮出起作用。
1.6重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路
施肥機動力源于一部分來自于拖拉機一部來自于電動機帶動，噴藥機的氣壓來自于拖拉機自身所攜帶的氣泵；施肥機的傳動裝置的鏈接有鏈連接和皮帶連接，化肥的下肥速度，而噴藥機的需要一個壓力控制合理控制噴藥速率。
（1）選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計離合裝置、曲柄搖桿裝置和傳動裝置；
（2）運用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖；
（3）利用有限元分析和Solidworks進行虛擬樣機設(shè)計，完成整機各零部件的三維建模。
1.7工作條件及解決方法
計塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有實習(xí)工廠、土槽實驗室、農(nóng)業(yè)工程重點實驗室等，設(shè)計條件較好，為項目開展提供了場地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機械電氣化工程學(xué)院擁有先進的實驗設(shè)備和機械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足小麥中期施肥噴藥機的工作條件。
2 小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計
2.1小麥中期施肥噴藥機的結(jié)構(gòu)
圖2-1小麥中期施肥噴藥機的三維圖
1.撥肥輪 2.藥箱 3.施肥輪 4.肥箱 5.拖肥架 6.撒肥裝置 7.下肥孔 8.鏈條盒 9.前輪胎 10.噴藥桿 11.噴藥架 12.噴藥嘴 13.撐桿 14后輪胎 15.后軸 16.皮帶輪
圖2-2 小麥中期施肥噴藥機二維整體圖
2.2電動機的選擇與計算
步進電動機三種工作方式：
（1）三相單三拍控制方式：由于每次只有一相繞組通電，在切換瞬間將失去自鎖轉(zhuǎn)矩失步，另外，只有一相繞組通電，易在平衡位置附近產(chǎn)生震蕩，穩(wěn)定性不佳。在實際應(yīng)用中不采用單三拍工作方式。
（2）三相雙三拍控制方式：由于雙三拍控制每次有二相繞組通電，而且切換時總保持一相繞組通電，所以工作比較穩(wěn)定。
（3）三相單六拍控制方式：比三相雙三拍控制方式步距角小一半，因而精度更高，且裝換過程中始終保持有一個繞組通電，工作穩(wěn)定因此這種方式被大量采用。
本設(shè)計選擇第三種工作方式的電動機，穩(wěn)定輸出。
電動機選擇的計算過程：
選擇電動機的功率
卷筒所需要的有效功率：
（2-1）
電動機所需要的功率： （2-2）
確定電動機的轉(zhuǎn)速： （2-3）
電動機的過載校核：
（2-4）
電動機的靜功率：
( 最大起升載荷) （2-5）
可以得出：
（2-6）
所以選擇YEJ180M-4B5型號電動機滿求。
3小麥?zhǔn)┓蕠娝帣C的組成部分
3.1施肥機機構(gòu)的設(shè)計
圖3-1 施肥機撒肥結(jié)構(gòu)
3.2噴藥機構(gòu)的設(shè)計
圖3-2 噴藥機的結(jié)構(gòu)
4 軸的校核
4.1 軸I的強度校合
（1）求作用在齒輪上的力
(4-1)
(4-2)
（2）求軸承上的支反力
垂直面內(nèi)：N N
水平面內(nèi)：
根據(jù)第四強度理論且忽略鍵槽影響
(4-3)
(4-4)
(4-5)
(4-6)
所以軸的強度足夠
4.2校合軸II的強度
（1）求作用在齒輪上的力
3381.30N
1230.69N
(4-7)
(4-8)
(4-9)
（2）求軸承上的支反力
水平面內(nèi)：
(4-10)
(4-11)
垂直面內(nèi)：
(4-12)
求得=5646N
(4-13)
求得=7700N
(4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
在兩個軸承處彎矩有最大值，所以校核這兩處的強度
(4-14)
(5) 傳動
（4-15）
（4-16）
精確校核軸的疲勞強度：
（1）判斷：危險面為A面與B面
（2）對截面III
截面III左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面A左側(cè)的彎矩M為
截面A左側(cè)的扭矩T為
截面A上的彎曲應(yīng)力
(4-17)
截面A上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
(4-18)
軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。
得
由 , ，
查得
查得材料的敏性系數(shù)為
應(yīng)力集中系數(shù)為
查得表面質(zhì)量系數(shù)
查得尺寸系數(shù)為 ；查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為
計算得綜合系數(shù)為
取40Cr的特征系數(shù)為
取
取
計算安全系數(shù)
(4-19)
(4-20)
(4-21)
故可知截面III左側(cè)安全
截面A右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面A左側(cè)的彎矩M為
截面A左側(cè)的扭矩T為
截面上的彎曲應(yīng)力
(4-22)
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
(4-23)
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。
查得
過盈配合處的, 查得并取
查得表面質(zhì)量系數(shù)
查得尺寸系數(shù)為 ；查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為
計算得綜合系數(shù)為
取40Cr的特征系數(shù)為
取
取
計算安全系數(shù)
(4-24)
(4-25)
(4-26)
綜合以上分析，軸強度合格
5 傳動裝置的設(shè)計
5.1傳動的典型方法
傳動的幾種典型方法
（1）帶傳動
帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。
優(yōu)點：a可用于兩軸中心距離較大的傳動；b帶具有彈性，可緩和沖擊和振動載荷，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪聲；c當(dāng)過載時，帶即在輪上打滑，可防止其他零件損壞；d結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費低，維護方便。
缺點：a傳動的外廓尺寸較大；b由于帶的彈性滑動，不能保證固定不變的傳動比；c軸及軸承上受力較大；d效率較低；e帶的壽命較短，約為3000到5000h；f不宜用于易燃易爆的場合。
（2）齒輪傳動
齒輪傳動是利用兩齒輪相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動，即是用主、從齒輪輪齒直接傳遞運動和動力的裝置。并且，它是在多有機械傳動中，應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對為止不遠的兩軸之間的運動和動力。
優(yōu)點：a傳動效率高；b傳動比大；c傳遞扭矩大；d壽命長。
缺點：a重量大；b噪音大；c傳動距離較??；d需要經(jīng)常潤滑。
（3）鏈傳動
鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。
優(yōu)點：a承載能力高；b適用于惡劣的工作環(huán)境；c效率高；d作用于軸上的力小。
缺點：a工作時有噪聲；b存在沖擊、振動；c對安裝精度要求高。
選擇一個帶傳動和一個鏈傳動來帶動機構(gòu)運作。
5.2 帶傳動的計算
帶的速度
（5-1）
式中 n1-為電動機轉(zhuǎn)速；
dd1-為小帶輪基準(zhǔn)直徑。
即v=5.024m/s< =25m/s,符合要求。
確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長度Ld
根據(jù)0.7（dd1+dd2）≦a0≦2（dd1+dd2）初步確定中心距
0.7（100+180）=196mm a02（100+180）=560mm
要求工作平穩(wěn)，選取中心距a0=300mm。
初算帶的基準(zhǔn)長度Ld：
式中: Ld-為帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度；
Ld’-為帶的初算基準(zhǔn)長度；
a0-為初選中心距。
普通帶基準(zhǔn)長度Ld及長度系數(shù)KL ，確定帶的基準(zhǔn)長度Ld=10000mm。
計算實際中心距a，由
（5-2）
計算小輪包角
小帶輪包角：
確定V帶根數(shù)Z
根據(jù)
（5-3）
確定帶的根數(shù)。
式中 為包角修正系數(shù)，考慮包角對傳動能力的影響，得；為帶長修正系數(shù)，考慮帶長不為特定帶長時對使用壽命的影響，；為V帶基本額定功率。
查取單根V帶所能傳遞的功率為=0.96kW；
由式
（5-3）
計算功率增量。
其中 Kb-為彎曲影響系數(shù)，Kb =；
Ki-為傳動比系數(shù)，Ki =1.1202；
ni為小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min。
故得
（5-4）
所以
（5-5）
所以，選取V帶根數(shù)z=4。
確定初拉力
單根普通V帶初拉力計算公式：
（5-6）
式中 Pd- 為設(shè)計功率；
v-為V帶速度；
z-為帶的根數(shù)；
-為包角修正系數(shù)；
m-為普通V帶每米長度質(zhì)量，查得m=0.1kg/m。
所以
計算作用在軸上的壓力FQ
壓力FQ 等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似為按帶兩邊所受初拉力的合力來計算：
式中， -為初拉力；
z-為帶的根數(shù)；
-為小輪包角。
所以
（5-7）
5.3 鏈傳動的計算
5.3.1 鏈輪的齒形
鏈輪齒形必須保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入和退出嚙合，盡量減少嚙合時的鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力，而且要易于加工。
常用的鏈輪端面齒形見圖6.6。它是由三段圓弧aa 、ab、cd和一段直線bc構(gòu)成，簡稱三圓弧-直線齒形。齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，只需在圖上注明"齒形按3RGB1244-85規(guī)定制造"即可，但應(yīng)繪制鏈輪的軸面齒形，見圖6.7，其尺寸參閱有關(guān)設(shè)計手冊。工作圖中應(yīng)注明節(jié)距p 、齒數(shù)z 、分度圓直徑d （鏈輪上鏈的各滾子中心所在的圓）、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df
鏈條進入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動的運動情況和繞在正多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當(dāng)于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)z。鏈輪每轉(zhuǎn)一周，鏈移動的距離為zp，設(shè)z1、z2為兩鏈輪的齒數(shù)，p為節(jié)距（mm），n1、n2為兩鏈輪的轉(zhuǎn)速（r/min）， 則鏈條的平均速度v（m/s）為
由上式可得鏈傳動的平均傳動比
事實上，鏈傳動的瞬時鏈速和瞬時傳動比都是變化的。分析如下：設(shè)鏈的緊邊在傳動時處于水平位置，見圖6.9。設(shè)主動輪以等角速度ω1轉(zhuǎn)動，則其分度圓周速度為R1ω1 。當(dāng)鏈節(jié)進入主動輪時，其銷軸總是隨著鏈輪的轉(zhuǎn)動而不斷改變其位置。當(dāng)位于β角的瞬時，鏈水平運動的瞬時速度 等于銷軸圓周速度的水平分量。即鏈速v
(5-8)
5.3.2鏈傳動的動載荷
鏈傳動在工作時產(chǎn)生動載荷的主要原因是：
(1) 鏈速和從動鏈輪角速度周期性變化，從而產(chǎn)生了附加的動載荷。鏈的加速度愈大，動載荷也將愈大。鏈的加速度為
可見，鏈輪轉(zhuǎn)速愈高、鏈節(jié)距愈大、鏈輪齒數(shù)愈少，動載荷都將增大。
試驗條件為：z1＝19、鏈節(jié)數(shù)Lp＝100、單排鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤滑方式潤滑、使用壽命15000h；鏈條因磨損而引起的相對伸長量Δp/p不超過3%。當(dāng)實際使用條件與試驗條件不符時，需作適當(dāng)修正，由此得鏈傳動的計算功率應(yīng)滿足下列要求
（5-9）
式中 P0-許用傳遞功率（kW）
P-名義傳遞功率（kW）
KA-工作情況系數(shù)
KZ-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)
KL-鏈長系數(shù)，根據(jù)鏈節(jié)數(shù)
Kp-多排鏈系
5.3.3鏈的長度和中心距
若鏈傳動中心距過小，則小鏈輪上的包角也小，同時嚙合的鏈輪齒數(shù)也減少；若中心距過大，則易使鏈條抖動。一般可取中心距a=()p，最大中心矩amax≤80p 。
鏈的長度常用鏈節(jié)數(shù)Lp表示。按帶傳動求帶長的公式可導(dǎo)出
（5-10）
式中 a-鏈傳動的中心矩。
由此算出的鏈的節(jié)數(shù)，必須圓整為整數(shù)，且最好為偶數(shù)。然后根據(jù)圓整后的鏈節(jié)數(shù)用下式計算實際中心矩：
（5-11）
為了便于安裝鏈條和調(diào)節(jié)鏈的張緊程度，一般中心距設(shè)計成可以調(diào)節(jié)的。若中心距不能調(diào)節(jié)而又沒有張緊裝置時，應(yīng)計算的中心距減小。這樣可使鏈條有小的初垂度，以保持鏈傳動的張緊。
總 結(jié)
此次設(shè)計的任務(wù)是完成全小麥中期施肥噴藥機的設(shè)計。這是我們在大學(xué)期間所進行的一次非常全面的設(shè)計，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計的基本步驟、基本方法，通過本環(huán)節(jié)把我們在大學(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，把大學(xué)四年來所學(xué)的知識貫穿起來，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實際工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
這是一個非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設(shè)計等等。通過設(shè)計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。
我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設(shè)計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識，如應(yīng)該對計算機應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀等各個方面能力進行加強。
在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。
致 謝
經(jīng)過三個多月的努力，在范修文老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計任務(wù)基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師范修文，從設(shè)計的選題、實施到撰寫、修改和定稿，范老師均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習(xí)上給予我的指導(dǎo)和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。
時光荏苒，不覺四年已到頭。畢業(yè)答辯之后，很多熟悉的形影也許就將從身邊永遠地失落了。每年的這個時候，校園總難掩物是人非的感傷。想對身邊的同學(xué)、朋友、老師、食堂的大廚……所有我所認識與不認識的人，對校園里的花草樹木、錯落有致的高樓矮房……一切生靈和據(jù)說沒生命的事物，對這一切的一切說聲謝謝！四年，我們一起演繹了這三千畝土地的電閃雷鳴，一起體味這兩百個禮拜的悲歡離合。相聚是緣，淚痕與汗?jié)n、辛酸與甜蜜、淺薄與深沉，都融入這方寸之地，散落于每一個角落，不分彼此，直至永恒。我欣慰地知道，多年以后這里依然會到處充盈著我的氣息，承載著我的青春歲月，對此我滿懷感激。
最后，也感謝和我一起學(xué)習(xí)的同窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂！
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