某小型花生播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7323某小型花生播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析案例 1269741.1花生播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)和工作原理 1171361.1.1花生播種機(jī)整體結(jié)構(gòu) 1109021.1.2花生播種機(jī)工作原理 2150431.2傳動方案的選擇 321291.2.1傳動方案的比較 3274151.2.2傳動方案的確定 4203281.3排種排肥機(jī)構(gòu)箱體的設(shè)計(jì) 4286021.4排種器 434231.4.1排種器的設(shè)計(jì)要求 5177431.4.2排種器結(jié)構(gòu)的確定 512391.5排肥器 66171.5.1排肥器主要使用化肥種類 6160321.5.2排肥器的要求 6283881.6開溝器 6256781.6.1開溝器的設(shè)計(jì)要求 747641.6.2開溝器的工作要求 7144611.6.3開溝器的結(jié)構(gòu)確定 7243621.7輸種管 8251271.7.1輸種管的參數(shù) 8297841.7.2輸種管類型 9111921.7.3輸種管的主要參數(shù) 9157241.8覆土器 1071151.9鎮(zhèn)壓輪 10218711.9.1鎮(zhèn)壓輪設(shè)計(jì)要求 11155331.9.2鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理 11212851.9.3鎮(zhèn)壓輪直徑的確定 111.1花生播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)和工作原理1.1.1花生播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)目前我國播種花生多采用精密播種，一般中耕作精密花生播種機(jī)組成分為以下幾部分：整體結(jié)構(gòu)：①機(jī)架②種箱③肥箱④驅(qū)動機(jī)構(gòu)⑤開溝器⑥輸種管⑦輸肥管⑧覆土器⑨壓土輪花生播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示2圖1.1播種機(jī)主梁、支架：多數(shù)為橫梁式。支撐安裝在其上的剩余工作部件。排種部件：種箱、種輪、排種管、從動軸，可以控制種子株距。排肥部件：肥箱、排肥器、輸肥管、從動軸，制肥料與種子的距離。土壤工作部件：蓋土器，開溝器，壓土輪，連桿機(jī)構(gòu)，將種子覆蓋，并實(shí)現(xiàn)相同的覆蓋環(huán)境，最后覆膜。1.1.2花生播種機(jī)工作原理在復(fù)合操作期間，機(jī)器與拖拉機(jī)配合使用。拖拉機(jī)帶動整個裝置向前移動，起壟裝置中的開溝器開始運(yùn)行，按農(nóng)業(yè)技術(shù)要求開出一定深度的種溝后，隨后由傳動部分通過帶傳動將動力傳遞給傳動軸，傳動軸帶動二級齒輪轉(zhuǎn)動，然后將動力傳遞給排肥器和排種器，接著排種器的轉(zhuǎn)動將種箱里面的花生種子帶出，通過輸種管播撒在種穴中，然后排肥器同排種器一樣，將肥料播撒在種穴中，接著覆土器隨著整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動，將開艮過的土壤覆蓋種穴上，最后鎮(zhèn)壓輪的轉(zhuǎn)動，將土壤壓實(shí)，完成播種。1.2傳動方案的選擇所設(shè)計(jì)的傳動部件，如圖1.2所示圖1.2傳動部件圖1.2.1傳動方案的比較選擇傳動方案：提供排種排肥系統(tǒng)工作的動力都來自與動力裝置（拖拉機(jī)），常見的傳動機(jī)構(gòu)由齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等。（1）齒傳動：好處，瞬間傳動比不變工作穩(wěn)，噪聲低，性價比高，功率可選擇區(qū)域大。缺點(diǎn)：使用條件高，潤滑度要高，不適用距離遠(yuǎn)的傳動。轉(zhuǎn)動時會振動和產(chǎn)生沖擊，還會伴隨著動載荷的產(chǎn)生，過載容易損壞。兩軸間距大時對齒輪的生產(chǎn)成本高。（2）帶傳動：優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡便，抗振性和抗沖擊性能好。修復(fù)方便，不需涂油，成本低，兩傳動軸間距可以大。缺點(diǎn)：帶傳動能在過載的時候通過打滑起到保護(hù)作用，噪聲小，但傳動比不恒定，大多數(shù)用在速度在10r/s以上，不足以滿足播種機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。壽命短；低效率；在易爆易燃、高溫、場合不適用。（3）鏈傳動：優(yōu)點(diǎn)，在兩軸中等距離傳動時隨意選擇速比進(jìn)行傳動，滑動摩擦無法帶來損失，平均傳速比恒定，高效；鏈條張緊力不需要太大，軸承與軸所受力??；抗過載能力強(qiáng)，傳動比可以大，運(yùn)轉(zhuǎn)條件不高。缺點(diǎn)：價格較高；瞬時鏈速和瞬時傳速比都是非恒定的，傳動不穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生力和聲，在用于低速場景，不便變向。1.2.2傳動方案的確定種肥箱安裝在機(jī)架橫梁上，拖拉機(jī)與種輪肥輪距離比較大，傳動機(jī)構(gòu)裸露在外，運(yùn)行環(huán)境不好，且播種機(jī)的所需作業(yè)速度較低，使用傘齒輪改變傳轉(zhuǎn)矩方向，再通過帶輪進(jìn)行長距離的動力傳輸，最后通過中間傳動軸上齒輪的嚙合帶動種輪和肥輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動。1.3排種排肥機(jī)構(gòu)箱體的設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu)如下圖1.2所示圖1.2箱體按照設(shè)計(jì)所需和使用所需應(yīng)，設(shè)計(jì)的排種器如下所示，種肥箱的上腔下部有一定的斜度，種肥輪與箱體內(nèi)壁要有一定的縫隙，便于種子順利的下落到下端的輸種管內(nèi)，不對種子產(chǎn)生損傷。且箱體有一定壁厚，可承擔(dān)播種機(jī)作業(yè)時的外力。由于播種機(jī)是由器械提供動力，運(yùn)作速度低，不會對箱體有太大的力，所以種肥箱用碳鋼制作。1.4排種器排種器是一種種子和植物的轉(zhuǎn)化機(jī)制，其作用主要是對種子進(jìn)行分離和定量評價，使其獲得播種性能。當(dāng)種子在土壤的某一區(qū)域分離時，就會獲得種子的播種特性，如出芽、生長成苗、生長成成熟體和收獲。排種器結(jié)構(gòu)，如圖1.3所示圖1.3排種器1.4.1排種器的設(shè)計(jì)要求高精播種能減少種子是不必要的損失，可減少間苗，降低勞動強(qiáng)度。同時可等長度寬度播種，從而控制株距，達(dá)到苗全、苗齊、苗勻。有助于花生的生長，從而提高花生的量。其中排種器的結(jié)構(gòu)決定了精密播種的精度。其使用要求如下：（1）排種過程均勻穩(wěn)定，外界對排種過程影響小。播種機(jī)一次的播種量要一致。（2）保證種子的完整，通用性要好。（3）行距的調(diào)節(jié)范圍大。（4）工作穩(wěn)定，減少堵塞現(xiàn)象。1.4.2排種器結(jié)構(gòu)的確定當(dāng)代可進(jìn)行高精度播種的器械的排種器大部分為孔排種器，按照種子的顆粒大小、顆粒形狀等方面，設(shè)計(jì)多樣孔和眼的種輪，來滿足精密播種的要求。排種器多用硬塑料和金屬制造，直徑范圍約為80-180mm。當(dāng)中孔可以設(shè)計(jì)為多種形狀，如柱形、錐形、圓弧形等。此次設(shè)計(jì)選用孔型為圓弧形?？仔蛥?shù)：直徑10-18mm深度：15-25mm每孔粒數(shù)：1結(jié)構(gòu)如下圖所示1.5排肥器排肥器和排種器構(gòu)造差異不大，只是孔型的形狀和大小發(fā)生一定的改變排肥器結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示圖1.4排肥器1.5.1排肥器主要使用化肥種類（1）粉狀和粒狀化肥（2）有機(jī)肥、氮肥、鉀肥（3）粒狀復(fù)合肥（4）自制顆粒化肥1.5.2排肥器的要求（1）排肥器可恒定排肥量，每畝在4-18kg之間。不斷條，不堵塞。（2）通用性好，可使用肥料（3）運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，施肥方便。（4）零部件抗磨損，抗腐蝕性高。1.6開溝器開溝器的作用是在播種機(jī)作業(yè)時，開溝器前端沒入土壤開出種溝，箱體內(nèi)種子和肥料沿著輸送管落入溝中。1.6.1開溝器的設(shè)計(jì)要求一個優(yōu)良的開溝器要滿足一下條件：（1）靠自身重量、累加重量和播種運(yùn)轉(zhuǎn)時的外力，能自動進(jìn)土。（2）入土深度可變，范圍3-14cm。（3）結(jié)構(gòu)簡單、輕便、堅(jiān)固耐用、易于制造和維護(hù)。1.6.2開溝器的工作要求（1）在花生播種機(jī)作業(yè)時，要控制開出種溝的深度相同，溝型要在同一條直線上。并且要保證開溝器開溝深度可自由調(diào)節(jié)。（2）不允許改變土壤結(jié)構(gòu)，不能將種溝內(nèi)水多的土翻到地面，不能將地表低含水量低的土壤代入種溝中。種子掉到種溝后，要確認(rèn)種和肥都落到水多的土上。（3）行內(nèi)種子均勻分布，種子應(yīng)全部落入溝底。（4）具有良好的作業(yè)性能。（5）構(gòu)造簡單，調(diào)整、維修方便，作業(yè)阻力小，以降低作業(yè)強(qiáng)度。其開溝器大致結(jié)構(gòu)，如圖1.5所示圖1.5開溝器1.6.3開溝器的結(jié)構(gòu)確定按照農(nóng)作物撒種要求，氣候和土質(zhì)的不同，播種器械所用的開土器也有不同。開土器按進(jìn)土角不同分為：銳開土器和鈍開土器兩類。銳開土器的運(yùn)作面和地面的角，即進(jìn)土角α<90o，通常有鏟式、鏵式、船式和翼式等多種。鈍開土器的進(jìn)土角α>90o，它包括滑式、靴式、單盤式和雙盤式等多種。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，選擇銳角鏵芯式開溝器。其機(jī)構(gòu)如下所示，其主要由鋼板和升降機(jī)構(gòu)組成。開溝器前面表面焊接硬質(zhì)合金，增加零件使用壽命。運(yùn)轉(zhuǎn)時它前端和兩端的曲面讓土沿曲面堆疊，將土和草從兩側(cè)推出，讓下層水大的土上翻。開土?xí)r擋力大，一般低速撒種。好處是構(gòu)造簡單，進(jìn)土快。能在4-16cm內(nèi)調(diào)節(jié)進(jìn)土深度。主要參數(shù)如表：表1.2開溝器類型參數(shù)型式一般型通用型改進(jìn)型聯(lián)合型入土角α53o-59o46o45o51o開溝寬（mm）26503529鏟底角β22o22o5o22o（1）進(jìn)土角α：進(jìn)土角大，進(jìn)土性能差，增加阻擋力。進(jìn)土角小，鏵芯尖又長，會減弱強(qiáng)度。一般鏵芯進(jìn)土角在16o-29o適合?？紤]選擇22o.（2）斜角γ：鏵芯頂?shù)男苯遣灰诉^大，斜角需保證渣，土，草隨著刃向后滑，不堵。斜角γ為55o-78o。此次選擇60o。（3）隙角ε：芯鏵底面有一定的隙角ε，它有利于入土，一般為ε=9o，太大會影響溝平，太小又會影響進(jìn)土性能。（4）寬B：鏵開土器用于壟寬，鏵寬長取決撒種的幅苗，大多為13-200mm.，此次選取160mm。（5）高鏵H：在不改變種子的散落，高鏵不該過高，太高會產(chǎn)生擁土，增加阻擋力。高鏵大多為90-250mm，此次選取130mm。（6）線脊率曲半徑：為使進(jìn)土性和結(jié)構(gòu)簡便，線脊率曲半徑R取170mm-360mm，綜合分析選擇200mm。1.7輸種管1.7.1輸種管的參數(shù)輸種管是將種輪掉的種運(yùn)入開土器開出的溝里機(jī)構(gòu)。輸種管對種子排播起很大作用，針對上述需求輸種應(yīng)滿足如下條件：（1）保證種子能自由下落不致使排種均勻性變壞，管內(nèi)要有足夠的橫截面積管壁要光滑暢通無阻。（2）可以伸縮和有彈性以及能彎曲且還耐腐蝕。（3）構(gòu)造要簡單易于制造和維護(hù)。1.7.2輸種管類型運(yùn)輸種管隨按照自身屬性可分為金管、膠管和塑管三種。（1）金屬管：漏斗管、套筒管、卷片管、卷絲管和蛇皮管。（2）膠管：膠折皺管和硬膠管。（3）塑管：直筒塑管和波形塑管。滿足要求，選用塑料為排種管材料。如圖1.6所示圖1.6輸種管1.7.3輸種管的主要參數(shù)輸種管的傾角和長：因?yàn)椴シN機(jī)的機(jī)體多樣性和運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)不同，對種子下降速度的大小不一致，來設(shè)計(jì)運(yùn)輸種管長和傾角。為保證精密播種，需在種子降入溝時，種子的下降速度要小，用來保證兩株幼苗間的長度相同.因此，我們制造的運(yùn)輸種管是具有一定斜角、離種溝低的直導(dǎo)管。運(yùn)輸種管直徑：運(yùn)輸種管的直徑最小處應(yīng)按照撒種量和種子力學(xué)性能確定。運(yùn)輸種管直徑最大處應(yīng)與運(yùn)輸種管自由落體的區(qū)域一致。由實(shí)驗(yàn)得，有4/5的種子落在27mm的區(qū)域中，得出，運(yùn)輸種管徑在22-44mm區(qū)間內(nèi)。1.8覆土器種子降入底溝，開土器將一層薄的土蓋在種子上面，但效果不明顯，還要求覆土器進(jìn)行蓋土，使種子埋到一定的深度。要求是先蓋底層水多的細(xì)小土壤，且蓋土均勻，不影響種子排列。根據(jù)需要可選用兩塊成一定角度的硬質(zhì)薄鋼板。覆土器大致結(jié)構(gòu)，如下圖所示圖1.7覆土器1.9鎮(zhèn)壓輪本次鎮(zhèn)壓選擇在覆土后進(jìn)行，它主要起到減少土壤中大空隙和大顆粒的作用，并且使風(fēng)不能灌入土壤內(nèi)部，達(dá)到減少土水的流失；方便土壤的蒸騰作用；可使讓種子與土壤混合均勻，提高種子的出芽和芽壯；春天播種時的壓土還有利于土溫度的升高。播種后還得有較高的壓土程度，一般為4-6N/cm2，壓土后的土壤容積重量為0.5-1.7g/cm2。壓土輪對土壤的壓強(qiáng)根據(jù)土壤種類、水量、密度和花生品種來確定，大多數(shù)為35-60kpa，壓土輪力大小來源自兩方面，一是壓土輪本身質(zhì)量，另一方面來自于壓土輪上累加的質(zhì)量。鎮(zhèn)壓輪直徑通常取d=120-500mm本次設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)壓輪直徑為300mm。1.9.1鎮(zhèn)壓輪設(shè)計(jì)要求（1）壓強(qiáng)要求：0.2-0.8kg/cm。（2）能靈活轉(zhuǎn)動，不易附著土。（3）壓土輪寬要比苗幅寬大。（4）高可按照開土器的深進(jìn)行改變，在壓平種溝后，地表不能出現(xiàn)龜裂。1.9.2鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理（1）柱式壓土輪：大多由鋼材制造。有光柱式和網(wǎng)柱式組成其壓土輪面寬，壓力均勻分布。多用于種菜和幅寬壟播的播種器械。（2）凸式和凹式壓土輪：多為空柱式鐵輪，依賴自身質(zhì)量和鼓入洞中的土產(chǎn)生壓土力。凹式輪對種子上方土的壓土力沒兩邊的壓土力大，有助于種子的出殼。多用于棉花等多數(shù)雙子葉植物的播種壓土。（3）錐式組合壓土輪：由兩平板制作的圓錐構(gòu)成?？砂凑者\(yùn)作要求改變輪之間長度，還可加上彈簧來調(diào)節(jié)壓土力。（4）圓膠壓土輪：圓膠具有一定的彈性，在與土壤的接觸時，圓膠形變；不受力時又復(fù)原。在運(yùn)轉(zhuǎn)時形變和恢復(fù)交替工作，使土難以在圓膠表面聚集，由于圓膠的性質(zhì)水分大的土在其上的吸附力小，粘土易于脫落。因其構(gòu)造復(fù)雜，壓土能力強(qiáng)，常用于壟作播