本科畢業(yè)設(shè)計第36頁共40頁P(yáng)AGE1引言隨著人口的急劇增加,人類生存環(huán)境日益惡化,人們賴以生存的土地日漸破壞,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實(shí)施保護(hù)性耕作就顯得尤為重要。多功能播種是保護(hù)性耕作的關(guān)鍵技術(shù),通過不耕或少耕地,直接在前茬作物收獲后的未翻耕地上,經(jīng)拖拉機(jī)一次進(jìn)地完成開溝施肥與播種,這樣可做到最大限度地減少機(jī)具的進(jìn)地次數(shù),降低拖拉機(jī)對土壤的壓實(shí)和破壞,盡量保持地面覆蓋物,不破壞土壤的結(jié)構(gòu)和腐殖質(zhì)的儲存,防止土壤沙化及水土流失15。以機(jī)械化作業(yè)為主要手段，對農(nóng)田實(shí)行免耕，少耕將耕作盡可能減少，能保證種子發(fā)芽即可；用作物秸稈，殘茬覆蓋地表，用化學(xué)藥物來控制雜草和病蟲害的一項先進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。其目的在于克服傳統(tǒng)耕作的缺點(diǎn)，以減少土壤的風(fēng)蝕、水蝕、防止水土流失、減少揚(yáng)沙、抑制沙塵暴；蓄水保墑、抗旱節(jié)水、提高水資源利用率改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少勞力，機(jī)械及能源的投入提高勞動生產(chǎn)率，增加農(nóng)民收入；從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。大多數(shù)作業(yè)必須由機(jī)械完成，其所用機(jī)具種類比傳統(tǒng)耕作機(jī)具少，但主要機(jī)具的結(jié)構(gòu)和性能一般比傳統(tǒng)機(jī)具復(fù)雜且要求高，免耕施肥播種機(jī)是保護(hù)性耕作的主要機(jī)具。并且要同時完成播種和施肥作業(yè)，種子和肥料要播施到有秸稈、殘茬覆蓋的地里，種床條件比傳統(tǒng)耕作地要差，所以，免耕施肥播種機(jī)除要有傳統(tǒng)播種機(jī)的開溝、排種、排肥、覆土、鎮(zhèn)壓功能外，還必須有清茬排堵功能、破茬入土功能、種肥分施功能和地面仿形功能等。精密播種機(jī)械是實(shí)現(xiàn)精密播種的主要手段。國外精密播種機(jī)的研究從20世紀(jì)40年代就開始了,目前在歐美國家,精密播種已達(dá)到相當(dāng)完善的程度。在精密播種機(jī)上除了設(shè)有完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、撒農(nóng)藥裝置外,其排種裝置多采用新的工作原理,包括各種氣力式排種原理與機(jī)械式排種原理,以保證單粒精密播種。在我國,精密播種機(jī)的開發(fā)和研究開始于70年代初,至今還沒有得到普遍應(yīng)用。近幾年來,隨著國外不同類型精密播種機(jī)的相繼引進(jìn),我國精密播種機(jī)的研制工作不斷出現(xiàn)新的高潮,新式播種機(jī)和不同型式的排種器也不斷出現(xiàn),如吉林工業(yè)大學(xué)李成華博士后研制成功的傾斜圓盤勺式排種器，于建群博士的直播式玉米播種機(jī)等都是比較新穎的精密播種機(jī)。雖然現(xiàn)在國內(nèi)有許多相對較成熟的精播機(jī)產(chǎn)品，但大部分都或多或少的存在問題。分析近年來應(yīng)用較廣的幾種機(jī)型，發(fā)現(xiàn)目前精密播種機(jī)械中需要解決的關(guān)鍵問題在于：農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合；提高精密播種機(jī)的作業(yè)速度；降低排種器的投種高度；進(jìn)一步改進(jìn)播種機(jī)結(jié)構(gòu)，努力提高精密播種精度17。本次設(shè)計針對以上問題，努力采用適宜的農(nóng)藝技術(shù)，參考國內(nèi)外較成熟的精播機(jī)，設(shè)計一臺適合河北地區(qū)使用的節(jié)水穴灌施肥精播機(jī)。2整機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定與其他農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相同，精播機(jī)具有工作條件惡劣多變，使用分散，保管條件差，工作部件易磨損等特點(diǎn)。因此要求精播機(jī)做到堅固耐用，安全可靠，使用維護(hù)方便。在滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的前提下，盡可能提高產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度。2.1農(nóng)業(yè)機(jī)械的一般設(shè)計要求各工作部件行進(jìn)方向工作阻力與各輪子滾動阻力的總和應(yīng)不大于拖拉機(jī)的額定牽引力，并有一定的功率儲備。工作部件由地輪驅(qū)動時，還要考慮因傳動效率而引起的阻力增加。工作部件的提升方式有液壓式和機(jī)械式兩種。在與備有液壓系統(tǒng)的拖拉機(jī)配套時，可采用液壓提升，并應(yīng)該校核在工作狀態(tài)下提升工作部件的能力；采用機(jī)械提升時，地輪應(yīng)有足夠的驅(qū)動力矩。根據(jù)不同要求，考慮其工作幅度與拖拉機(jī)輪距的配套適應(yīng)性及二者的相對位置；考慮工作狀態(tài)下牽引得直線性。④考慮機(jī)具在拖拉機(jī)上懸掛的位置與拖拉機(jī)前后輪的載荷分布，機(jī)組的縱向、橫向穩(wěn)定性和操縱性，裝卸是否方便。合理選擇機(jī)具在拖拉機(jī)上的懸掛方式，最常用的是雙軸式三點(diǎn)懸掛，即懸掛式機(jī)具通過一根上拉桿和左右兩根下拉桿與拖拉機(jī)三點(diǎn)相連，并可上下、左右運(yùn)動。⑤半懸掛式機(jī)具還應(yīng)校核機(jī)具工作時限深輪和尾輪上的載荷，二者的接地壓應(yīng)接近，避免出現(xiàn)抬頭或翹尾現(xiàn)象16。2.2精播機(jī)總體設(shè)計程序①選擇整機(jī)型式；②確定整機(jī)主要參數(shù)；③初步選擇各部件和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)；④繪制整機(jī)的縱向和平面配置圖；⑤繪制工作部件機(jī)動圖并進(jìn)行受力分析；⑥初步確定掛接參數(shù)；⑦繪制機(jī)組機(jī)動圖并進(jìn)行受力分析，在此基礎(chǔ)上驗證運(yùn)輸間隙及機(jī)組穩(wěn)定性等是否符合要求；⑧修訂整機(jī)的縱向和平面配置圖；⑨進(jìn)行各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；⑩進(jìn)行各主要零部件的強(qiáng)度驗算18。2.3設(shè)計要求設(shè)計一臺能一次完成開溝、澆水、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等多種作業(yè)的播種機(jī)。主要技術(shù)要求：（1）作業(yè)行數(shù)：2；（2）行距：450～550mm（可調(diào)）;（3）播種穴距：260～330mm（可調(diào)）;（4）播種深度40～70mm（可調(diào)）;（5）水箱容積：300升/只;（6）施肥箱容積：16升/只;（7）配套動力12～20馬力四輪拖拉機(jī)。2.4機(jī)具選擇材料和工藝要求機(jī)具的工作部件多與土壤作物等接觸而產(chǎn)生磨擦，應(yīng)采用具有耐磨性較高和足夠韌性的鋼材鑄鐵制造，若需要，可采用滲碳、高頻熱處理等表面硬化工藝，以提高耐磨性。如芯鏵式開溝器的芯鏵常用3～4mm厚的65Mn鋼板制造，鏵間和刃部進(jìn)行熱處理，硬度位HRC37～42。某些要求特殊性撞斷面的零件采用農(nóng)用異型鋼或周期性扎質(zhì)變斷面型鋼。為增強(qiáng)抗腐蝕性，延長使用壽命，要使用各種防銹、防腐油漆或涂料。2.5總體設(shè)計2.5.1結(jié)構(gòu)型式田間農(nóng)用機(jī)械主要有自走式、牽引式、懸掛式等幾種結(jié)構(gòu)類型，各種類型都有其優(yōu)缺點(diǎn)。精播機(jī)由于其單位幅寬工作阻力較小，在大馬力拖拉機(jī)配套時，常采用牽引式或分組懸掛式。與中、小拖拉機(jī)配套則多采用懸掛式或半懸掛式。本次設(shè)計的精播機(jī)，作業(yè)行數(shù)為2，屬于小型機(jī)具，故采用懸掛式。2.5.2整體參數(shù)2.5.2.1工作速度Vm播種和中耕的工作速度,主要取決于工作部件和行走裝置對速度快慢的適應(yīng)性,目前國內(nèi)一般為5～7km/h,可采用鋼輪和常見的排種開溝部件。高速作業(yè)有12km/h以上的，這是必須采用膠輪，排種器必須適應(yīng)高速作業(yè)對排種頻率的要求。工作幅度BB=nb=（m）式中：n——行數(shù);F——拖拉機(jī)的額定牽引力(N);η——拖拉機(jī)牽引力利用系數(shù)，取0.8~0.95;P——播種機(jī)單行工作部件阻力（N）;b——行距，m本次畢業(yè)設(shè)計中，行距b=0.45~0.55m,行數(shù)為2，故：B=2×(0.450~0.55)=0.90~1.10m.對于懸掛式機(jī)組，工作副主要取決于拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)的提升能力和運(yùn)輸時的縱向穩(wěn)定性。工作副大小還受仿行性能、道路運(yùn)輸及其他結(jié)構(gòu)要素的限制。一般單機(jī)最大工作副為3.6~5m,要求更大工作副時可以采用折疊式機(jī)架或多臺連接作業(yè)14。2.6機(jī)具構(gòu)造圖2-1所示為精播機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。該機(jī)主要由1水箱,2控水機(jī)構(gòu),3穴灌水機(jī)構(gòu),4水箱機(jī)架,5開溝器,6穴灌機(jī)構(gòu)，7輸種機(jī)構(gòu)，8覆土器，9鎮(zhèn)壓輪及10排種箱等組成，其結(jié)構(gòu)圖如下所示。機(jī)架是整個機(jī)具的基體，精播機(jī)除水箱外的其他機(jī)構(gòu)均安裝于其上。機(jī)架前端下部安裝有刮土板、開溝器和穴灌機(jī)構(gòu)；上部安裝有肥箱、主軸總成。圖2-1精播機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.6.1機(jī)架機(jī)架使整個機(jī)具的基體，該機(jī)所有機(jī)構(gòu)均裝于其上。機(jī)架前端下部安裝有刮土板，開溝器和穴灌機(jī)構(gòu)；上部有肥箱、種箱、主軸總成；后端有鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)等。2.6.2主軸總成主軸總成由地輪、穴灌即施肥主動鏈輪、灑水主動鏈輪等組成，兩端有高度調(diào)節(jié)器，主要由調(diào)整手柄、調(diào)整套、立柱、軸承座和軸承等組成，用以調(diào)節(jié)地輪高度。地輪主要由六塊行走盤及心盤組成，行走盤沿心盤徑向移動，以改變地輪直徑，調(diào)整株距。2.6.3施肥機(jī)構(gòu)施肥機(jī)構(gòu)由肥箱、排肥軸、排肥器、傳動鏈輪及輸肥管等組成。肥料在旋轉(zhuǎn)的外槽輪的驅(qū)動下進(jìn)入輸肥管，經(jīng)開溝器進(jìn)入土壤中。2.6.4開溝器總成有深度調(diào)節(jié)器、調(diào)整套、犁柱和開溝器組成。調(diào)節(jié)輪可進(jìn)行開溝深度調(diào)節(jié)。開溝后可一次完成溝底深施肥、穴灌水、穴播水等。由于該機(jī)化肥深施采用正深施，施肥深度比種子深3~5cm，因此，化肥深施后需覆土3~5cm.為此，開溝器設(shè)計有覆土機(jī)構(gòu)以確保設(shè)計要求。開溝器的立柱上裝有排肥管及穴灌水機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)施肥、灌水及排種同步進(jìn)行。2.6.5穴灌水機(jī)構(gòu)由水箱，穴灌器，閥門及操作機(jī)構(gòu)組成，水箱容積為0.8立方米。穴灌器由底座，側(cè)蓋，分配器，鏈輪組成。穴灌水量為150毫升。灌水量的大小，根據(jù)農(nóng)藝要求利用手拉桿控制。穴灌水的位置和種子落下的位置應(yīng)一致?？赏ㄟ^分配器鏈輪始轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。水箱內(nèi)有兩塊底部相通隔板，以防止工作中或運(yùn)輸中上下坡時的快速前后移動造成拖拉機(jī)翹頭。2.6.6播種機(jī)構(gòu)為提高穴播質(zhì)量，該機(jī)采用地輪滾筒連體舀勺式精量穴播排種器。地輪設(shè)計為變徑式，且能在軸上定向移動，用來改變穴距和行距，同時開溝器深度可調(diào)。每個排種器有12個排種口，播種時根據(jù)農(nóng)藝要求選用。該機(jī)設(shè)計有兩個舀勺，大勺用于播種花生，其他的作物均采用小勺作業(yè)。播種后，由后面的鎮(zhèn)壓器壓實(shí)，以免影響出苗。刮土器的高度可根據(jù)農(nóng)藝要求調(diào)整，以調(diào)節(jié)合土量的多少。2.7工作原理該機(jī)與拖拉機(jī)配套作業(yè)時，刮圖板將土壤表層突出的土塊刮平，行走盤沿地面轉(zhuǎn)動前進(jìn)，通過鏈條帶動加水施肥及排種等機(jī)構(gòu)工作。施肥箱排出的顆粒肥經(jīng)過塑料管注入開溝器立管內(nèi)，施到開溝器開出的溝底。隨后加水機(jī)構(gòu)定時定量將水排排至溝底。然后，通過開溝器限土板空擋擁入少量碎土，將肥料覆蓋。隨后排種器將種子排下之后覆土器將土蓋好。種子成堆落在地中種槽內(nèi)，合土鎮(zhèn)壓后完成播種工作。如果土壤墑情達(dá)不到播種要求，可調(diào)整加水機(jī)構(gòu)，給土壤增墑。墑情能達(dá)到播種要求時可關(guān)閉水箱總閥門停止供水。3施肥系統(tǒng)設(shè)計施肥系統(tǒng)主要由排肥器，傳動機(jī)構(gòu)，肥箱和輸肥管組成，重點(diǎn)是排肥器和傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計。3.1排肥器設(shè)計對于排肥器，要求播量均勻穩(wěn)定，排肥量調(diào)節(jié)范圍大，不堵塞，不斷條，通用性能好，零部件耐腐蝕，清除肥料方便。排肥器的工作原理和性能特點(diǎn)如下：振動式：工作時，旋轉(zhuǎn)的排肥凸輪使排肥振動板不停地振動，肥料在振動力和重力的作用下在肥箱內(nèi)循環(huán)運(yùn)動，可消除肥箱內(nèi)化肥架空?；恃卣駝影逍泵嫦禄?jīng)排肥口排出。排肥量大小用調(diào)節(jié)板調(diào)節(jié)，一般振動板傾角為60°，振幅為18～20mm，振動頻率為250～280min-1既能排施粒狀和粉狀化肥，也能排施吸濕性強(qiáng)的粉狀化肥，施肥量適應(yīng)范圍大，結(jié)構(gòu)圖1振動式簡單。多用于中耕作物播種機(jī)和中耕追肥機(jī)上。②離心式：工作時，撒肥器高速回轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，肥料全方位的撤向四處。撒肥盤上的葉片有直形和曲葉形，葉片數(shù)目2～6個不等。在一個撤肥盤上安裝不同形狀和不同角度的葉片，使各葉片撒出的化肥遠(yuǎn)近不同，可提高撒布均勻性。為了增加拋撒遠(yuǎn)度，有的撒肥盤是一下凹錐面，其母線與水平面的夾角向上傾斜圖2離心式3°～5°③擺抖式：工作時，擺抖體以繞軸線在60°范圍內(nèi)左右擺動，擺抖體上部的刮條和攪拌器破碎結(jié)塊肥料并將肥料從肥箱內(nèi)輸送出來，擺抖體下部的刮條則把化肥排出擺肥孔。擺抖器擺幅通過調(diào)節(jié)擺桿長度來改變，排施流動性好的肥料或排肥量小時用較小擺幅；排施流動性差的粉狀易潮解化肥時，則選用較大擺幅。擺動頻率通過變速箱改變傳動軸轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。頻率提高則排肥量增大、排圖3擺動式均勻性和穩(wěn)定性改善。排肥量主要是通過變肥量調(diào)節(jié)板來調(diào)節(jié)。=4\*GB3④螺旋式：主要工作部件是水平配置的排肥螺旋。工作時隨著排肥螺旋的旋轉(zhuǎn)，肥箱底部的肥料均勻地輸送到排肥口，被強(qiáng)制排出，通過輸肥管落入溝內(nèi)。排肥螺旋有葉片式、中空葉片式和鋼絲彈簧式三種，工作原理相同。排肥量由排肥圖4螺旋式插板調(diào)節(jié)。這種排肥器可以排施晶狀化肥、復(fù)合顆粒肥和干燥粉狀化肥，施肥量較大。⑤水平刮板式：此排肥器是我國為解決碳酸氫銨排施問題而研制的一種排肥器。是利用水平回轉(zhuǎn)的排肥刮板將化肥排出，排肥刮板有曲面刮板和彈擊刮板兩種。其優(yōu)點(diǎn)是能可靠地排施碳酸氫銨等流動性差的化肥，排肥穩(wěn)定性較好；但不適于排施流動性好的顆粒圖5水平刮板式化肥，且排肥阻力較大。⑥外槽輪式：工作原理和結(jié)構(gòu)與外槽輪式排種器相似，僅槽輪直徑稍大，齒數(shù)減少，使齒槽容量增大。外槽輪式排肥器結(jié)構(gòu)較簡單適于排施流動性好的松散化肥和復(fù)合粒肥。對吸濕性強(qiáng)的粉狀、化肥圖6外槽輪式易粘結(jié)槽輪，引起架空、堵塞，故不宜采用?？紤]到河北地區(qū)使用松散性好的粒狀化肥較多，且考慮到通用性和標(biāo)準(zhǔn)化要求。本次設(shè)計擬采用外槽輪式排肥器，其主要參數(shù)主要有槽輪工作長度l，槽輪直徑D，槽數(shù)z，槽形，出口間隙h，出口長度L和槽輪轉(zhuǎn)速n。（1）工作長度l排肥器每轉(zhuǎn)排量Q的經(jīng)驗公式Q=а+kγfzl（g）.式中：а，k—與排肥器具體參數(shù)和所播化肥特性有關(guān)的系數(shù)，試驗確定。n—化肥密度（g/cm3）f—單個凹槽的界面計（cm2）排量Q與外槽輪工作長度l和轉(zhuǎn)速n成正比，一個排肥器在結(jié)構(gòu)確定以后靠改變工作長度l來滿足不同播量的要求，因此工作長度l應(yīng)該滿足最大播量要求。一般外槽輪的長度在45mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)速在（9-60）r/min范圍內(nèi)。（2）槽輪直徑D。排肥器的播量與每轉(zhuǎn)排量及轉(zhuǎn)速n成正比，為滿足較小播量要求常以縮小直徑來保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和不過小的工作長度。槽輪直徑的常用范圍40~50mm（3）槽數(shù)Z及槽形。常見槽數(shù)為10~18，凹槽多為圓弧形，半徑5~8mm。播小?；蕰r槽形宜淺，槽數(shù)宜多，這樣可以減少排肥脈動性。播大?；蕰r，凹槽外徑宜大。（4）出口間隙及開度。足夠的開度保證排肥過程穩(wěn)定而化肥不自流，間隙h小，則排量小。h影響每轉(zhuǎn)排量Q的大小。（5）制造上要求外槽輪的尺寸和形狀準(zhǔn)確，要求能耐腐蝕，排量波動性小。外槽輪常用灰鑄鐵HT150~330鑄造，表面不再加工，采用粉末冶金或塑料壓制的槽輪其精度和表面光潔度較高，可提高排肥質(zhì)量14。3.1.1零部件設(shè)計3.1.1.1外槽輪。由于塑料的成型工藝簡單，加熱溫度一般在400度以下，在某些方面性能優(yōu)良，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)。本次設(shè)計選用的外槽輪要求較高的強(qiáng)度、剛度、抗沖擊性、一定的耐腐蝕性和耐磨性。查閱《機(jī)械設(shè)計師手冊》知聚甲醛，氯化聚醚，尼龍比較適合外槽輪?，F(xiàn)將其性能比較如下：聚甲醛（POM）：抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性、剛度、疲勞強(qiáng)度、抗蠕變性能都很高，尺寸穩(wěn)定性好，吸水性小，摩擦系數(shù)小，具有突出的自潤滑性、耐磨性和耐化學(xué)藥品性，價格低于尼龍。缺點(diǎn)是加熱易分解，成型比尼龍困難，在機(jī)械、電氣、建筑、儀表等方面廣泛用做軸承、齒輪、凸輪、管材、導(dǎo)軌等代替有色金屬和合金。氯化聚醚：耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，耐高溫，強(qiáng)度，剛性比尼龍和聚甲醛低，耐磨性優(yōu)異，僅次于聚甲醛，吸水性小，成品收縮率小，尺寸穩(wěn)定。缺點(diǎn)是脆性大，可代替有色金屬和合金不銹鋼做耐腐蝕性設(shè)備與零件作為在腐蝕介質(zhì)中使用的低速或高速低負(fù)荷的精密耐磨受力傳動零件。聚酰胺：又成尼龍，堅韌耐磨，耐疲勞，抗蠕變性優(yōu)良，耐水浸但吸水性大。尼龍類型很多，性能有所差別，應(yīng)用十分廣泛，被用做汽車、機(jī)械、化工和電氣零部件，如軸承、齒輪、凸輪、泵葉輪、閥座等10。經(jīng)過分析比較，本次設(shè)計選用尼龍制作外槽輪。由于外槽輪已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此設(shè)計時即可選用恰當(dāng)?shù)念愋汀？紤]到用于排肥系統(tǒng)和使用環(huán)境可適當(dāng)進(jìn)行改進(jìn)。外槽輪主要參數(shù)如下：長度l=45mm，槽輪直徑D=50mm，槽數(shù)Z=12，凹槽為圓弧形，半徑r=5.8mm，槽深h=5.5mm。外槽輪與軸通過圓錐銷連接，在外槽輪上裝銷的地方制成長槽，使外槽輪能有少量軸向移動，以便通過加減墊圈的方法單獨(dú)調(diào)節(jié)每個排肥器的工作長度，使同一臺精播機(jī)上的各個排肥器排肥量均勻一致。外槽輪結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖3-1外槽輪3.1.1.2阻塞輪阻塞輪和外槽輪配合，外槽輪在排肥盒長度越長，阻塞輪在排肥盒內(nèi)長度也就越短，排出的肥量也就越多，反之排出的肥量越少。阻塞輪與外槽輪工作環(huán)境相同，故選材相同，材料為尼龍。阻塞輪為凸輪形狀，輪廓由不同直徑的外圓連接而成，上部有一條凸緣，便于在排肥盒上安裝。下部也有一條凸緣是為了阻止化肥流出，阻塞輪空套在軸上與左邊的外槽輪相鄰接，工作時槽輪轉(zhuǎn)動阻塞輪不轉(zhuǎn)，其下部的凸緣與排肥舌靠的很近，堵住排肥器出口，以阻塞化肥不使其排肥器右壁流出。阻塞輪結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖3-2阻塞輪3.1.1.3銷外槽輪與排肥可通過鍵聯(lián)接，也可通過銷聯(lián)接。鍵聯(lián)接較常見，銷聯(lián)接在起到聯(lián)接作用的同時，也可起到安全銷的作用，避免因軸傳遞扭矩過大而損壞排肥器。再者，由于外槽輪的材料為塑料，用鍵聯(lián)接容易使外槽輪上的鍵槽磨損。所以決定外槽輪與排肥軸通過銷聯(lián)接。銷的類型很多。圓柱銷靠微量過盈固定在較光的銷孔中。多次拆裝后會降低定位的精度和連接的緊固，只能傳遞不大的載荷。圓錐銷主要用于定位，也可用于固定零件，傳遞動力。圓錐銷具有1：50的錐度，靠過盈與鉸制孔配合，在受橫向力時能可靠的自鎖。它安裝方便，定位精度比圓柱銷高，多次拆裝對定位精度影響較小，但受力不如圓柱銷均勻。彈性圓柱銷是用彈簧鋼帶卷成并經(jīng)淬火的縱向開縫的圓管，依靠良好的彈性均勻的擠緊在銷孔中，即使在沖擊載荷下仍能保持較大的緊固力，不易松脫。銷孔精度要求較低，互換性好，可多次拆裝，但鋼性較差，不適用于高精度定位。用于聯(lián)接的銷，其直徑可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗確定，必要時再做強(qiáng)度校核。經(jīng)過分析對比，決定選用圓錐銷GB/T1176×30。校核圓錐銷的抗剪強(qiáng)度，許用切應(yīng)力[]=80MPa，公式=4T/(3.14×d2×D)<=[],其中d=6mm，D=15mm，T=25131N×mm,所以=4×25131/(3.14×62×15)=55.52MPa<（80-100）MPa。經(jīng)校核所選用的圓錐銷符合要求20。3.1.1.4其他零部件外槽輪式排肥盒和外槽輪式排種盒相似，只是外槽輪式排種盒結(jié)構(gòu)參數(shù)有嚴(yán)格要求，而外槽輪式排肥盒要求不嚴(yán)格但也應(yīng)該考慮。排肥盒由低炭鋼制成，厚度3mm，前壁A的傾角а須大于化肥的自然休止角，否則化肥不易充滿排肥盒。前壁A過于靠里則槽輪被遮蓋部分增加，影響充肥。化肥排出通道應(yīng)由寬變窄，以保證化肥充滿排肥盒，并使化肥不易從出口自然流出，Ck值應(yīng)根據(jù)化肥顆粒大小調(diào)整，顆粒大則Ck值大。排肥舌外緣應(yīng)制成斜邊，以增加排肥的均勻性。如果將排肥舌打開，可起到清肥作用。排肥舌位置及其長短應(yīng)保證化肥在靜止?fàn)顟B(tài)下不會自留，自E點(diǎn)做槽輪的切線，此切線與水平線夾角β應(yīng)該小于化肥的自然休止角。圖3-3排肥器結(jié)構(gòu)圖3.1.2排肥器裝配排肥盒用四個M8螺栓固定在肥箱底部，排肥軸為圓軸整體式，直徑D=18mm。軸與外槽輪用圓錐銷聯(lián)接，銷的大小為6×30。外槽輪和阻塞輪安裝在排肥盒內(nèi)，兩輪相互貼合平面間的間隙應(yīng)不超過0.5mm。外槽輪套在阻塞輪的錐形部分，兩側(cè)用卡箍定位。在外槽輪上裝銷的地方制成長槽，使外槽輪可以沿軸向有適當(dāng)?shù)奈灰啤Ｅ欧屎凶髠?cè)壁上的花盤檔圈內(nèi)圈形狀與外槽輪相吻合并可以隨之轉(zhuǎn)動，能擋住種子不由此漏出?；ūP檔圈加在排肥盒左側(cè)壁和外側(cè)端蓋之間，裝配后要能保證花盤檔圈自由轉(zhuǎn)動不受阻滯，排肥盒右側(cè)壁上有與阻塞輪相吻合的孔。單向移動時外槽輪槽面與花盤間的間隙以及阻塞輪外輪廓與排肥盒側(cè)壁上孔間的間隙應(yīng)不超過1mm，排種舌的位置可調(diào)，以適應(yīng)排大小?；实男枰?。3.2傳動機(jī)構(gòu)3.2.1選擇傳動方案排肥系統(tǒng)工作的動力來源于地輪，經(jīng)一組傳動機(jī)構(gòu)傳至排肥機(jī)構(gòu)。常見的傳動機(jī)構(gòu)由齒輪傳動，帶傳動，鏈傳動等。各種傳動方案各有其優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)比較如下：①齒輪傳動。主要優(yōu)點(diǎn)：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)性較高；傳動比變化范圍大；速度范圍廣；傳遞功率范圍大；傳動效率高。缺點(diǎn)是：運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動、沖擊和噪聲，并且產(chǎn)生動載荷；無過載保護(hù)；傳遞距離大時需要多對齒輪，價格較高。②帶傳動。帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，維護(hù)容易，不需潤滑，價格低廉，可以在長距離間傳遞動力。摩擦型帶傳動能過載打滑，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動比不準(zhǔn)確，適用速度一般在15米/秒以上，不適于精播機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。③鏈傳動。主要優(yōu)點(diǎn)：能在任意的中等軸間距離進(jìn)行定速比的傳動；速度無滑動損失；傳動比允許較大；能在較為惡劣的條件下工作。缺點(diǎn)是：價格較高；速度有波動，不平穩(wěn)；連接伸長后運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，易跳齒1。由于肥箱、種箱安裝在機(jī)架上層，兩軸存在高度差，傳動距離相對較大，且工作環(huán)境不好，軸的轉(zhuǎn)速相對較低，故決定采用鏈傳動。3.2.1傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計3.2.1.1肥箱鏈傳動設(shè)計計算已知傳遞功率P=1.05千瓦，拖拉機(jī)的工作速度為2.6千米/時，地輪直徑為430毫米，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n=30轉(zhuǎn)/分，傳動比i=1.9,工作載荷平穩(wěn)，小鏈輪懸壁裝于軸上，軸的直徑為15mm,傳動的軸間距可調(diào)整，兩輪中心連線與水平夾角接近90度。1）初步確定小鏈輪齒數(shù)Z1=19，大鏈輪齒數(shù)Z2=i×Z1=1.9×19=36.1，取36。2）實(shí)際傳動比i=Z2/Z1=36/19=1.89。3)鏈輪轉(zhuǎn)速大鏈輪轉(zhuǎn)速n1=30轉(zhuǎn)/分，小鏈輪轉(zhuǎn)速n2=i×n1=1.89×30=57轉(zhuǎn)/分。4）設(shè)計功率由《機(jī)械設(shè)計師手冊》查表得，工況系數(shù)Ka=1,小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.34，排數(shù)系數(shù)Km=1,所以Pd=Ka×P/(Kz×Km)=1×1.05/(1.34×1)=0.78KW。5)鏈條節(jié)距根據(jù)PD=0.78KW和n2=57轉(zhuǎn)/分，查得鏈號為12A，節(jié)距19.05mm。6）檢驗小鏈輪孔徑查得齒數(shù)為19，節(jié)距p為19.05mm的鏈輪輪轂孔的最大許用直徑dkmax=62mm>15mm可用。7）初步確定中心距a0=(30~50)p=(30~50)×19.05=571.5~952.5mm。取ao=575mm。8）鏈長節(jié)數(shù)LpLp0=2×a0/p+（z1+z2）/2+[(z1-z2)/2π]2×p/a0=87.74取鏈長節(jié)數(shù)Lp=88節(jié)。9）鏈條長度LL=Lp×p/1000=88×19.05/1000=1.68m。10）理論中心距aa=p(2Lp-z1-z2)ka其中，ka—系數(shù)，查表為0.24902則a=574mm。11）鏈速V=Z1n1P/(60×1000)=19×57×19.05/(60×1000)=0.34m/s。12）有效圓周力F=1000P/V=1000×1.05/0.34=3088.23N13)作用在軸上的拉力Q=1.20×Ka×F=1.2×1×3088.23=3705.88N14)計算鏈輪幾何尺寸并繪制工作圖。15）潤滑方式的選定。根據(jù)滾子鏈節(jié)距P=19.05mm和鏈條速度V=0.34m/s，查表選用潤滑方式一即用油刷或油壺人工定期潤滑。16）鏈條標(biāo)記。根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果，決定采用單排12A滾子鏈，節(jié)距為19.05mm，節(jié)數(shù)為88，其標(biāo)記為12A-1-88GB/T1243-19972。3.2.1.2鏈輪設(shè)計查閱《機(jī)械設(shè)計師手冊》，小鏈輪齒數(shù)為19，無劇烈沖擊振動和要求耐磨損為主，選擇45鋼，淬火，回火，齒面硬度為40-50HRC；大鏈輪齒數(shù)為36，選擇35鋼，正火，齒面硬度160-200HBS。鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸如表3-1所示：表3-1鏈輪的基本參數(shù)及尺寸名稱/符號計算公式小鏈輪大鏈輪配用的鏈條滾子外徑drdr=11.91mm排距ptpt=22.78mm鏈輪齒數(shù)/z1936分度圓直徑/dd=p/[sin(180。/z)]40.2mm181.4mm齒頂圓直徑/dadamax=d+1.25p-drdamin=d+(1-1.6/z)p-dr48.5mm194mm齒根圓直徑/dfdf=d-dr 29.3mm169.5mm最大齒根距/Lx奇數(shù)齒Lx=dcos(90。/z)–dr偶數(shù)齒Lx=df=d-dr 28.5mm169.5mm齒寬bf11.7mm11.7mm輪轂長度l28mm33mm3.3其他部件3.3.1肥箱肥箱由低炭鋼扳制成，形狀為圓體。肥箱體積大小應(yīng)與地塊長短和施肥量相適應(yīng)，過小影響機(jī)組效率，過大則增加牽引阻力，并影響機(jī)組縱向穩(wěn)定性，此外肥箱不宜裝滿以免因顛簸流失。箱內(nèi)肥料過少時影響排肥量，因此在計算肥箱體積時采用容積系數(shù)以適當(dāng)增大體積。V=0.1klbq/ρ(L)其中,L為要求一次裝肥的施肥長度，單位m。b為施肥工作幅寬,單位m。對于單幅式肥箱,b=行距×排肥口數(shù);對于全幅式肥箱,b=行距×行數(shù)。本次設(shè)計采用全幅式肥箱，故b=（0.45-0.55）×2=（0.90-1.10）m.q為單位面積施肥量，單位Kg/hm2.ρ為肥料的體積質(zhì)量，單位g/L。見表3-2k為體積系數(shù)，k=1.256表3-2幾種常用化肥的特性化肥種類性狀含水率=1\*GB3①（%）體積質(zhì)量ρ（g/L）自然休止角Φ（度）碳酸氫氨粉狀2.8792037硝酸氨結(jié)晶2.13101035硫酸氨粒狀0.9394344磷酸氨結(jié)晶2.0840-尿素顆粒-72035過磷酸鈣粉狀16.088044考慮河北地區(qū)的實(shí)際情況，小塊耕作比較普遍，經(jīng)過分析，決定采用16L的肥箱。3.3.2輸肥管輸肥管的作用是保證肥料送入開溝器中。輸肥管有長短之分，長的配前列開溝器，短的配后列開溝器。輸肥管必須有足夠的橫截面積，能耐屈折，有足夠的伸縮能力。輸肥管的種類很多，如橡膠管，卷片管，卷絲管，漏斗管，套筒管等，各有優(yōu)缺點(diǎn)。隨著工程塑料的普遍應(yīng)用，由于塑料性能的優(yōu)越性，許多排肥系統(tǒng)的輸肥管也采用塑料制成，如用低密度聚乙烯制成的輸肥管富有彈性，較柔軟能自由彎曲，伸縮性大，價格低廉，缺點(diǎn)是容易老化。本次設(shè)計采用塑料制作輸肥管。3.3.3排肥軸軸設(shè)計的一般程序是：=1\*GB3①根據(jù)機(jī)械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配方案。=2\*GB3②選擇合適的材料。=3\*GB3③初估軸徑。=4\*GB3④進(jìn)行軸系零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。=5\*GB3⑤強(qiáng)度計算。=6\*GB3⑥剛度計算。=7\*GB3⑦校核鍵的聯(lián)接強(qiáng)度。=8\*GB3⑧驗算軸承。=9\*GB3⑨根據(jù)計算結(jié)果修改設(shè)計。=10\*GB3⑩繪制軸的零件工作圖。排肥軸的相關(guān)設(shè)計：排肥軸通過銷與外槽輪聯(lián)接，帶動外槽輪轉(zhuǎn)動。阻塞輪與外槽輪鄰接，空套在軸上。動力來源于地輪，地輪通過鏈傳動與排肥軸相連。軸兩側(cè)用軸承支撐，鏈輪布置在軸的一端。軸的材料很多，設(shè)計時主要根據(jù)對軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等的要求，以及為實(shí)現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經(jīng)濟(jì)合理。軸最常用的材料為45鋼，由于排肥軸要求不高，因此選用45鋼即可。用轉(zhuǎn)矩法初步估計軸直徑。dC由于材料為45鋼，取c=106，功率p=0.15KW,n=57r/min故dmin=106=106=14.6mm?？紤]到安裝鏈輪要加鍵，需將軸徑增加4%-5%，故取鏈輪處軸徑為15mm。按彎矩當(dāng)量法校核。根據(jù)給定的軸系結(jié)構(gòu)圖，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖9。1）軸的受力簡圖圖3-4軸的分析2）求作用在軸上的力，并作出彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、當(dāng)量彎矩圖并確定可能的危險截面，根據(jù)許用應(yīng)力校核軸徑13。見表3-3表3-3軸徑的校核垂直面水平面鏈輪IFt1==86.4NFr1=0鏈輪IIFt2==144NFr2=144N軸承反力FAV==19.3NFBV=Ft2-Ft1-FAV=38.7NFAH=144×125/19=94.7NFBH=144-FAH=49.2N彎矩I截面MVI=FAV×60=1134N.mmMI=MVI=1134II截面MVII=FBV×125=4837.5N.mmMII==7844N.mmMHII=FBH×125=6175N.mm扭矩T=3600N.mmD1==7.4當(dāng)量彎矩MeI==2440MEi==8136D2=11.1mm結(jié)論：按當(dāng)量彎矩法校核軸的強(qiáng)度足夠。3.4施肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖圖3-5排肥總裝圖4灑水系統(tǒng)設(shè)計我國華北地區(qū)干旱少雨，河北地區(qū)尤為嚴(yán)重，素有“十年九旱”之說。為節(jié)約用水，研制一種合理的節(jié)水灌溉設(shè)備就顯得尤為重要。較為常見的節(jié)水灌溉技術(shù)有滴灌，噴灌，微灌，滲灌和滲灌等。其中，穴灌技術(shù)適合在播種時用相對較充足的水量進(jìn)行澆灌。本次設(shè)計即采用穴灌技術(shù)。灑水系統(tǒng)由水箱，穴灌器，傳動機(jī)構(gòu)，閥門及操作機(jī)構(gòu)組成，要努力解決其他灌溉機(jī)具不能按穴施水的問題。4.1穴灌器的設(shè)計穴灌器是能否實(shí)現(xiàn)按穴施水的關(guān)鍵。參閱其他較為成熟的穴灌器結(jié)構(gòu)，考慮到河北地區(qū)的實(shí)際情況。決定選用如圖4-1所示的穴播器。該穴播器由殼體1，透蓋2，透蓋套3，軸套4，分配器5組成。殼體和透蓋的材料為HT150。由于分配器上要有控制水流過的通孔，且通孔直徑比較大，鋼件的性能不足以滿足要求，所以考慮選用HT200。HT200用于有氣密性要求的場合或輕腐蝕工作條件，如齒輪、凸輪、泵、閥體等，HT200可以滿足使用要求。由于穴播器要與水接觸，若用軸承固定分配器5即儲水軸，會使軸承接觸水，無法實(shí)現(xiàn)潤滑，故無法用軸承固定?，F(xiàn)在選用軸套和透蓋套來代替軸承。軸套和透蓋套的材料ZQSn4-4-7，這種4-4-7錫青銅耐磨性和抗腐蝕性好，易加工，鑄造性能和氣密性好，適宜制作諸如軸瓦、襯套、管件等。裝配后，要保證軸套和透蓋套的同軸度。分配器5和軸套動配合，而軸套和透蓋套為緊配合。工作時，分配器在軸套內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，而軸套和透蓋套相對不動。一段時間過后，軸套磨損不能滿足使用要求時，可拆下軸套進(jìn)行更換。當(dāng)拆裝若干次以后，透蓋套也會出現(xiàn)磨損，這時可更換透蓋套。由于分配器的轉(zhuǎn)速不會很高，所以軸套和透蓋套的磨損情況不會很嚴(yán)重，需要經(jīng)過很長時間才能進(jìn)行更換，且軸套和透蓋套不需要潤滑，完全可以代替軸承。由于這種穴灌器已經(jīng)有比較成熟的產(chǎn)品，，所以本次設(shè)計的灑水系統(tǒng)采用這種較成熟的穴灌器，可以減少研制時間，便于標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和批量化生產(chǎn)。穴灌器的安裝：為使結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，在安裝的時候，考慮將穴灌器直接安裝在開溝器的后面。開溝器的后面裝有播水器固定板，穴灌器用雙頭螺栓固定。灑水時，水經(jīng)過穴灌器直接流入開溝器開出的溝中7。圖4-1穴灌器4.2傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計灑水系統(tǒng)的傳動機(jī)構(gòu)同樣選擇鏈傳動，設(shè)計計算同施肥系統(tǒng)。4.2.1鏈傳動設(shè)計計算已知傳遞功率P=1.28千瓦，拖拉機(jī)的工作速度為2.6千米/時，地輪直徑為460毫米，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n=30轉(zhuǎn)/分，傳動比i=3,工作載荷平穩(wěn)，小鏈輪懸壁裝于軸上，軸的直徑為25mm,，兩輪中心連線與水平夾角小于30度。1）初步確定小鏈輪齒數(shù)Z1=14，大鏈輪齒數(shù)Z2=i×Z1=3×14=42，取422）實(shí)際傳動比i=Z2/Z1=42/14=33)鏈輪轉(zhuǎn)速。大鏈輪轉(zhuǎn)速n1=30轉(zhuǎn)/分，小鏈輪轉(zhuǎn)速n2=i×n1=3×30=90轉(zhuǎn)/分。4）設(shè)計功率。由《機(jī)械設(shè)計師手冊》查表得，工況系數(shù)Ka=1,小鏈輪齒數(shù)系數(shù)K2=1.34，排數(shù)系數(shù)Km=1,所以Pd=KA×P/(K2×Km)=1×1.28/(1.34×1)=0.95Kw.5)鏈條節(jié)距。根據(jù)PD=0.95Kw和n2=95轉(zhuǎn)/分，查得鏈號為12A，節(jié)距19.05mm。6）檢驗小鏈輪孔徑。查得齒數(shù)為14，節(jié)距p為19.05mm的鏈輪輪轂孔的最大許用直徑dkmax=62mm>15mm可用。7）初步確定軸間距。將節(jié)距p=19.05代入公式得軸間距為225mm。8）鏈長節(jié)數(shù)。以節(jié)數(shù)表示的中心距初定值aop=a0/p=225/19.05=11.81系數(shù)C1=[(42-14)/2]2=19.88所以Lp=2×11.81+(14+42)/2+19.88/11.81=53.30，選取Lp=529）鏈條長度L。L=Lp×p/1000=525×19.05/1000=0.99m10）理論中心距c1=19.88,c2=Lp-(Z1+Z2)/2=52-(14+42)/2=24a=P/4(c2+)=19.05/4(24+=215.1mm11）鏈速V=Z2n2P/(60×1000)=14×90×19.05/(60×1000)=0.40m/s。12）有效圓周力F=1000P/V=1000×1.28/1.40=914.6N13)作用在軸上的拉力Q=1.20×Ka×F=1.2×1×914.6=1097N14)計算鏈輪幾何尺寸并繪制工作圖。15）潤滑方式的選定。根據(jù)滾子鏈節(jié)距P=19.05mm和鏈條速度V=0.40m/s，查表選用潤滑方式一即用油刷或油壺人工定期潤滑。16）鏈條標(biāo)記.根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果，決定采用單排12A滾子鏈，節(jié)距為19.05mm，節(jié)數(shù)為52，其標(biāo)記為12A-1-52GB/T1243-19971。4.2.2鏈輪設(shè)計查閱《機(jī)械設(shè)計師手冊》，小鏈輪齒數(shù)為14，無劇烈沖擊振動，選擇45鋼，淬火，回火，齒面硬度為40-50HRC；大鏈輪齒數(shù)為42，選擇35鋼，正火，齒面硬度160-200HBS11。鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸如表4-1所示：表4-1鏈輪的基本參數(shù)及尺寸名稱/符號計算公式小鏈輪大鏈輪鏈輪齒數(shù)/z1442分度圓直徑/dd=p/[sin(180。/z)]51.8mm176mm齒頂圓直徑/dadamax=d+1.25p-drdamin=d+(1-1.6/z)p-dr61mm162.6mm齒根圓直徑/dfdf=d–dr 44mm155mm最大齒根距/Lx奇數(shù)齒Lx=dcos(90。/z)–dr偶數(shù)齒Lx=df=d-dr 44mm169.5mm齒寬bf11.7mm11.7mm輪轂長度l27mm33mm4.3其他部件設(shè)計4.3.1水箱水箱由A3鋼扳制成，形狀為長方體。水箱體積大小應(yīng)與地塊長短和播水量相適應(yīng)，過小影響機(jī)組效率，過大則增加牽引阻力，并影響機(jī)組縱向穩(wěn)定性。因此在計算水箱體積時采用容積系數(shù)以適當(dāng)增大體積?？紤]河北地區(qū)的實(shí)際情況，小塊耕作比較普遍，經(jīng)過分析，決定采用300L的肥箱。4.3.２輸水管輸水管的作用和輸肥管類似，是保證水送入開溝器中。由于穴灌器直接安裝在開溝器后面，省去了后面的輸水管。從水箱到穴灌器的輸水管采用工程塑料或橡膠。隨著工程塑料的普遍應(yīng)用，由于塑料性能的優(yōu)越性，許多排肥系統(tǒng)的輸肥管也采用塑料制成，如用低密度聚乙烯制成的輸肥管富有彈性，較柔軟能自由彎曲，伸縮性大，價格低廉，缺點(diǎn)是容易老化。本次設(shè)計采用塑料制作輸肥管。4.3.3操作機(jī)構(gòu)灑水系統(tǒng)灌水量的多少，根據(jù)農(nóng)藝要求利用手拉桿控制。畝用水量控制在600-1200千克范圍以內(nèi)自由調(diào)整。操作機(jī)構(gòu)如圖4.2所示：圖4-2操作機(jī)構(gòu)4.3.4分配器設(shè)計分配器是轉(zhuǎn)閥式加水機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部件。由于分配器要在垂直的方向上開通孔，且直徑較大。選擇材料時，考慮選擇Q235或HT200，HT200用于有氣密性要求的場合或輕腐蝕工作條件，如齒輪、凸輪、泵、閥體等。Q235應(yīng)用十分廣泛，在許多場合用作金屬結(jié)構(gòu)件，經(jīng)分析決定選用Q235。分配器的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示:圖4-3分配器用轉(zhuǎn)矩法初步估計軸直徑。dC由于材料為Q235，取c=135，功率p=1.28KW,n=90r/min故dmin=135=135=24.2mm。考慮到安裝鏈輪要加鍵，需將軸徑增加4%-5%，故取鏈輪處軸徑為25mm。4.4灑水系統(tǒng)裝配簡圖圖4-4排水機(jī)構(gòu)5機(jī)架設(shè)計在機(jī)器中支承容納零、部件的零件稱為機(jī)架。如支承貯罐的塔架、固定發(fā)動機(jī)的機(jī)架、容納傳動齒輪的減速器殼體、機(jī)床的床身等統(tǒng)稱為機(jī)架。按機(jī)架外形分為網(wǎng)架式、框架式、梁柱式、板塊式、箱殼式。按機(jī)架的制造方法和材料分為鑄造機(jī)架、焊接機(jī)架和螺栓聯(lián)結(jié)或鉚接機(jī)架。按機(jī)架材料可以分為金屬機(jī)架、非金屬機(jī)架。非金屬機(jī)架又可以分為混凝土機(jī)架、素混凝土機(jī)座平臺、花崗巖機(jī)架、塑料機(jī)架或其他材料的機(jī)架。鑄造機(jī)架常用材料為鑄鐵、鑄鋼和鑄鋁。小型設(shè)備（如儀表等）的機(jī)架則有用銅制或塑料制造，其制造工藝設(shè)計可以參考《機(jī)械設(shè)計手冊》第一篇有關(guān)章節(jié)。按力學(xué)模型分為桿系結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、實(shí)體結(jié)構(gòu)不少機(jī)架都可以看作是由桿件組成的，但是并非把若干桿件隨意組合起來就能成為合理機(jī)架結(jié)構(gòu)。必須保證機(jī)架桿系是幾何不變桿系，應(yīng)避免幾何可變桿系和幾何瞬變桿系。5.1機(jī)架設(shè)計的準(zhǔn)則=1\*GB2⑴工況要求任何機(jī)架的設(shè)計首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。例如，保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致與阻礙運(yùn)動件通過的突起；設(shè)計執(zhí)行某一工況所必須的平臺；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。=2\*GB2⑵剛度要求在必須保證特定外形條件下，對機(jī)架的主要要求是剛度。例如機(jī)床的零部件中，床身的剛度則決定了機(jī)床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度；在齒輪減速器中，箱殼的剛度決定了齒輪的嚙合性及運(yùn)轉(zhuǎn)性能。=3\*GB2⑶強(qiáng)度要求對于一般設(shè)備的機(jī)架，剛度達(dá)到要求同時也能滿足強(qiáng)度的要求，但對于重載設(shè)備的強(qiáng)度要求必須引起足夠的重視。其準(zhǔn)則是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷情況下，機(jī)架上任何點(diǎn)的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力，此外還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求，對某些機(jī)器的機(jī)架尚需滿足震動或抗震的要求。例如，震動機(jī)械的機(jī)架、受沖擊的機(jī)架等。=4\*GB2⑷穩(wěn)定性要求對于細(xì)長的或薄壁的受壓結(jié)構(gòu)及受彎壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問題，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在失穩(wěn)問題或局部失穩(wěn)問題。失穩(wěn)對結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的破壞，設(shè)計時必須校核。=5\*GB2⑸美觀目前對機(jī)器的要求不僅要能完成特定的工作，還要外形美觀。美觀的造型規(guī)則包括：比例，指所設(shè)計的機(jī)架總體或局部的大小、長短及其他零部件的比例。合適的比例是機(jī)架美觀造型的基礎(chǔ)；統(tǒng)調(diào)，指應(yīng)保證主要格調(diào)的絕對優(yōu)勢，否則將會造成雜亂無章以致失去和諧；平衡，包括對稱的平衡和不對稱的平衡；安定，包括實(shí)際安定和視覺安定。=6\*GB2⑹其他例如散熱的要求、防腐蝕及特定環(huán)境的要求。對于精密機(jī)械、儀表等熱變形小的要求。5.2設(shè)計步驟=1\*GB2⑴初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則和一般要求初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，以保證其內(nèi)外部零部件能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。=2\*GB2⑵根據(jù)機(jī)架的制造數(shù)量，結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小初步定制造工藝。例如，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備單件的機(jī)架基座可采用焊接代替鑄造。=3\*GB2⑶分析載荷情況。載荷包括機(jī)架上的設(shè)備重量，機(jī)架本身重量，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動載荷等。對于高架結(jié)構(gòu)，還要考慮風(fēng)載、雪載、地震載荷。=4\*GB2⑷確定結(jié)構(gòu)形式，例如，采用桁架結(jié)構(gòu)還是板結(jié)構(gòu)等，再參考有關(guān)資料確定結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)。=5\*GB2⑸畫出結(jié)構(gòu)簡圖。=6\*GB2⑹參照類似設(shè)備的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范確定本機(jī)架結(jié)構(gòu)所允許的撓度和應(yīng)力。=7\*GB2⑺進(jìn)行計算，確定尺寸。=8\*GB2⑻有必要時進(jìn)行詳細(xì)計算，并校核或做模型實(shí)驗。對設(shè)計進(jìn)行修改，確定最終尺寸。由于結(jié)構(gòu)和工藝的要求，在機(jī)架外壁上會開有各種形狀和不同大小的孔，這些孔直徑、位置、長度、孔邊的凸臺、孔蓋板，在一定程度上會影響到機(jī)架的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計是要引起注意8。6排種器的選型播種系統(tǒng)是精播機(jī)的主要部件，而排種器是播種系統(tǒng)的主要工作部件。為提高播種機(jī)的通用性，要求排種器的播量調(diào)節(jié)方便，能適應(yīng)多種作物的播種需要。排種器是由種箱中定量分離種子，直接或通過投種機(jī)構(gòu)、輸種管向種溝提供種子流的裝置。要求排種器排種均勻、穩(wěn)定，播量能適應(yīng)多種作物的播種需要。排種器分條播和精密排種兩大類。條播排種器主要有外槽輪式、內(nèi)槽輪式、釘輪式、離心式、磨紋式、彈性滾輪式和擺桿式等，穴播和單粒精播排種器有水平圓盤式、型孔輪式、傾斜圓盤式、孔帶式、勺輪式、指夾式、氣吹式、氣吸式、氣壓是式和氣力輪式、垂直圓盤式等。常見排種器及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：=1\*GB3①外槽輪式：外槽輪旋轉(zhuǎn)，從種箱落入其凹槽內(nèi)的種子及周圍的部分種子被帶到排種舌末端而排出。從排種盒下方排出種子的為下排式，改變槽輪旋轉(zhuǎn)方向，使種子從上方排出的為上排式。其特點(diǎn)是槽輪每轉(zhuǎn)播量穩(wěn)定，主要靠改變槽輪工作長度調(diào)節(jié)播量，也可以改變速比以調(diào)節(jié)播量。結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，性能指標(biāo)主要決定于制造質(zhì)量。結(jié)構(gòu)參數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化。廣泛應(yīng)用于條播機(jī)，也可用作排肥器。外槽輪式排種器雖然具有結(jié)構(gòu)簡單,工作比較可靠,播量調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn),但這種排種器在排種過程中,排量有脈動現(xiàn)象,排種均勻性差。此外,它的排種均勻性受機(jī)器振動的影響較大。=2\*GB3②內(nèi)槽輪式：凹槽在槽輪內(nèi)側(cè)。工作時槽輪旋轉(zhuǎn)，種子靠內(nèi)槽和摩擦力被槽輪帶起一定的高度，然后在重力作用下跌落下來，到排種口排出。其特點(diǎn)是排種均勻性好，但易受外界震動影響。適用于播種小粒種子。主要靠變換排種傳動速比調(diào)整排量，要求變速方便，范圍大。=3\*GB3③水平圓盤式：工作時，種子落到旋轉(zhuǎn)著的排種盤的槽（孔）中，由刮種器刮掉槽外多余的種子，當(dāng)排種盤的孔正好和投種口對中時，種子靠重力或在擊種器作用下排出。其特點(diǎn)是對每孔一粒的精播，孔形及尺寸要和種子相適應(yīng)。每孔多粒時采用大孔，不能保證準(zhǔn)確粒數(shù)。播種機(jī)上配有帶不同孔形和孔數(shù)的多種排種器，使用時根據(jù)種子尺寸和播量進(jìn)行更換。廣泛應(yīng)用于單粒點(diǎn)播和多粒穴播玉米、大豆等大粒種子。水平圓盤排種器的排種盤線速度的許用值較低,從而對高速播種的適用性較差。實(shí)驗表明,當(dāng)播種速度超過6～7km/h后,空穴率增加,播種質(zhì)量明顯下降。在單粒精密播種時,對尺寸要求嚴(yán)格,種子必須按尺寸分級,增加了播種作業(yè)工序。并且這種排種器要按照各種種子的不同尺寸級配備相應(yīng)的排種盤,增加了備用件制造、選配、使用及保管的復(fù)雜性。④垂直圓盤式：種子在排種器筒內(nèi)滾動，筒內(nèi)的舀勺舀種，舀勺轉(zhuǎn)至97度舀種結(jié)束，活舌打開，開通舀勺內(nèi)種子至種倉內(nèi)通道，隨后橫向U形通槽篩除多余種子，種子繼續(xù)向過度槽運(yùn)行至完畢，開始向種箱運(yùn)動，至210度全部運(yùn)行至種倉，轉(zhuǎn)至255度活舌關(guān)閉，轉(zhuǎn)至340度活閥靠配重自動打開排種至360度排種結(jié)束。該排種器結(jié)構(gòu)簡單，布局合理。經(jīng)過比較分析和實(shí)地考察，本次設(shè)計認(rèn)為采用垂直圓盤式排種器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計較適合，能夠滿足設(shè)計要求。7開溝器開溝器的作用是開出種溝，引導(dǎo)種子和肥料入土并能覆蓋種子和肥料，要求入土能力好，溝底平整，開溝深度能在2-10cm調(diào)節(jié)，覆蓋良好，干濕土不混。開溝器分為雙圓盤式、單圓盤式、鋤鏟式、芯鏵式、滑刀式、靴式等幾種，各自特點(diǎn)和使用范圍為如下。=1\*GB3①雙圓盤式：由兩個平面圓盤在前下方聚點(diǎn)處接觸，形成一個夾角。工作時圓盤旋轉(zhuǎn)切土開溝，種子和肥料通過輸送管落入溝底，開溝寬度30-50mm。在整地條件較差和土壤濕度較大時，也能正常工作。開溝整齊，工作穩(wěn)定。能適應(yīng)較高的作業(yè)速度，有一定覆土能力，上、下土層相混的現(xiàn)象較少，質(zhì)量較大（11-14Kg），溝底不平，不適于淺播。廣泛用于谷物條播機(jī)，也用于免耕播種機(jī)。=2\*GB3②單圓盤式：工作部件是曲率半徑ρ=600-700mm的球面圓盤，圓盤回轉(zhuǎn)面與機(jī)器前進(jìn)方向有一偏轉(zhuǎn)角（常取3度-8度）。工作時，圓盤滾動，其刃口切開土壤，土壤沿圓盤凹面升起后拋向一側(cè)，形成橢圓形溝底。開溝寬度在20-30mm，結(jié)構(gòu)較雙圓盤簡單，入土性能較好，對整地要求不高。但溝底不平，工作不穩(wěn)定，有干濕土和種子相混合現(xiàn)象，不適于干旱地區(qū)使用，主要用于谷物條播機(jī)。=3\*GB3③鋤鏟式：開溝寬度30-120mm入土性能好、構(gòu)造簡單、質(zhì)量輕，可設(shè)計成不同開溝寬度，但要求整地條件較高，易粘土堵塞，工作不穩(wěn)定，有干濕土和種子攪混現(xiàn)象，不適于干旱地區(qū)使用，用于谷物條播機(jī)、畜力播種機(jī)。=4\*GB3④滑刀式：開頭寬度40-80mm，兩個側(cè)壁將土壤向兩側(cè)擠壓成溝，種子從兩側(cè)壁中間落入溝底，因側(cè)壁后下部有缺口，可使?jié)裢粮采w種子，開溝深度可以調(diào)節(jié)，在殘茬、雜草多的地塊入土較困難。用于中耕作物播種機(jī)。=5\*GB3⑤靴式：開溝寬度10-20mm，構(gòu)造簡單，質(zhì)量輕，容易制造，但要求整地條件較高，只適于開淺溝，用于牧草、蔬菜播種。=6\*GB3⑥芯鏵式：開溝寬度40-120mm。溝底平整，入土能力強(qiáng)，能在留茬地上作業(yè)，能推除行內(nèi)草子、草芽和干土。但高速作業(yè)有拋土現(xiàn)象。有的開溝寬度可以調(diào)節(jié)，適于壟作和平作寬苗幅開偷作業(yè)。窄芯鏵開溝器適應(yīng)作業(yè)速度較高。經(jīng)分析，決定采用芯鏵式開溝器。芯鏵式開溝器前部的芯鏵是尖頭雙凹曲面，兩翼后部與側(cè)板圓滑過渡，側(cè)板后部有切口以利濕土分層覆蓋。芯鏵寬度B要與農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的苗眼寬度相適應(yīng)，最窄應(yīng)能容納輸種管，并在田間落地入土?xí)r不致被濕土堵塞。隨著機(jī)速的提高，開溝器的寬度在縮小，因為越寬拋土越嚴(yán)重。常見B=40-120mm，最大B=180mm。開溝器上口b，在可容納輸種管的前提下應(yīng)盡量窄，以減少拋土和有利于濕土覆蓋。開溝器高度H應(yīng)與開溝器深度相適應(yīng)，通常H=60-120mm。碎土角а小，使開溝器尖而長，入土好，強(qiáng)度差，不耐磨損；а大則入土差且易翻土。一般а=18°-25°。入土隙角ε=5°。翼張角2γ=60°-70°，保證殘茬、土壤后滑，不掛草。芯鏵中心脊線由圓弧連接而成，其下部為入土和減小翻土，曲率較小，為縮短芯鏵長度上部曲率較大。其曲率半徑R為250-350mm.芯鏵常用兩片翼板焊接脊線而成，材料為3-4mm厚的鋼板。鏵尖和刃部要進(jìn)行熱處理，硬度為37-42HRC。開溝器后部側(cè)板由2mm鋼板焊接到鏵翼上。開溝器焊裝后要進(jìn)行拋光。8覆土、鎮(zhèn)壓裝置8.1覆土器覆土器是播種后覆蓋種子的部件。要求覆土均勻，先覆細(xì)濕土。精播時，不影響種子分布均勻性。谷物條播機(jī)上常用的覆土器有拖環(huán)式、拖桿式以及彈簧鋼絲式和旋轉(zhuǎn)輪爪式等。中耕作物播種機(jī)上常用的覆土器有板式和鏟式，經(jīng)過比較分析本次設(shè)計采用圓盤式覆土器，材料為65Mn。8.2鎮(zhèn)壓輪播種后鎮(zhèn)壓可以保墑，防風(fēng)蝕，并使種子與土壤緊密接觸，有利于種子發(fā)芽。鎮(zhèn)壓的壓強(qiáng)要求為0.3-0.5KN.播種機(jī)上鎮(zhèn)壓輪重量不能太大，故常用輔助彈簧增加鎮(zhèn)壓輪壓力。要求鎮(zhèn)壓輪轉(zhuǎn)動靈活，不粘土，不擁土，壓后土壤不產(chǎn)生裂紋。以圓柱輪和圓錐復(fù)合輪用的較多。鎮(zhèn)壓輪寬應(yīng)稍大于苗覆寬，直徑不可過小，否則轉(zhuǎn)動不靈活，土壤容易產(chǎn)生裂紋。常取300-400mm。當(dāng)用以驅(qū)動排種器時，可以適當(dāng)加大直徑。在粘重土壤常采用膠圈鎮(zhèn)壓輪工作時，膠圈受壓變形，加之活動環(huán)的沖撞，不容易粘土，鎮(zhèn)壓質(zhì)量好。本次設(shè)計采用凸面輪式鎮(zhèn)壓輪，材料為橡膠。9精播機(jī)的使用與維護(hù)9.1注意事項1.作業(yè)前對播種機(jī)進(jìn)行檢查，播種時嚴(yán)禁倒退。2.需要部分功能部件作業(yè)時，只安裝其所需要的功能部件，不要將其他功能部件強(qiáng)加在機(jī)體上。3.拖拉機(jī)需加前配重塊，以防進(jìn)行時前面翹起。4.當(dāng)停止作業(yè)或作業(yè)轉(zhuǎn)彎時，必須將整機(jī)升起，將手動控制拉桿關(guān)閉，處于停水位置。5.作業(yè)前應(yīng)檢查工作地與種肥箱內(nèi)是否有金屬及堅硬物品等。以防止其損壞工作部件。6.噴施除草劑后，必須經(jīng)過化學(xué)清洗后，才能改裝殺蟲劑進(jìn)行噴藥保植。7.工作時，要觀察排種、覆膜、施肥等作業(yè)情況，以防止有漏播、空行、斷壟現(xiàn)象發(fā)生，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)該及時