链勺式马铃薯播种机性能试验台的设计毕业论文Word下载.docx

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4．3链传动的设计计算错误！

4．4滚子链链轮的基本参数和主要尺寸错误！

4．5耙齿的基本参数和主要尺寸错误！

5．性能分析错误！

5．1转速方面错误！

5．2间隙和间距方面错误！

5．3其他方面错误！

五、抛扔器的设计错误！

1．抛扔器结构错误！

2．主要尺寸参数设计错误！

六、结语错误！

链勺式马铃薯播种机性能试验台的设计

巩义，倾豆龙

（农业大学工学院08农机）

本文对株距可调链勺式马铃薯播种性能试验结构送行了系统介绍。

是在对各种马铃薯种植机械进行相关的借鉴的基础上进行设计出的一种排种机构。

本文重点是对排种系统进行设计研究。

主要从排种机构进行分析研究：

排种机构工作原理和相关机构进行分。

体研究路线为：

开震必要调研活动，搜集并整理有关资料，借鉴其它产品及各种马铃薯排种机构的优点。

根据本系统的传动装置方式，先确定整体结构，及确定外形尺寸。

再进行对局部零件的设计与分析，行性能试验的分析。

本文设计的链勺式排种机构能够模拟实际的播种情况，对现实的农业生产具有借鉴意义。

也可做教学用具进行模拟试验。

关键词：

马铃薯；

播种机；

排种装置;

结构设计

Abstract:

Potatoplantedhavecharacteristicsoflonghistory,distributewidely,areaheavilyandtheoutputhighlyinourcountry,canbeusedasthegrain,vegetablesandfodder,occupyingveryimportantpositioninagriculturalproduction.Butthetraditionalmethodofsowingisrestrictingthedevelopmentofproductionofpotatoesseriously,soneedrealizingitsowsmechanizationofthehomeworkbadly.Thistexthasexpoundedthefactmainlythemainpartstructuraldesignandparameterofpotatoplanting

machineofModelthisbechosen,haveofferedthebasisfordesignofthepotatoseederinthefuture.

Atthesametimethismachineperformancestability,productivityarehigh,canfullymeettheagriculturaldemandthatthepotatoseeds

Keywords：

potatoseedertheparameterchoosingstructuraldesign

一、引言

1.马铃薯播种技术

马铃薯原产南美洲的秘鲁安第斯山区，远在公元前2000多年，南美已有栽培，传播世界各地仅300年左右。

18世纪后期欧洲发生罕见饥荒，才普遍栽培，17世纪中期传入我国。

在全国都有栽培，分布广。

产量大，既.粮又是蔬菜．每年的贮藏量和销售量都相当大目前我国的马铃薯种植大都采用人工的方式。

生产效率低下。

农民的劳动强度大。

劳动任务量多，不利于综合成本的降低，从而降低了利润。

在实际过程中马铃薯种植机械化技术是一项集开沟、施肥、播种、镇压和覆土等作业于一体的综合机械化种植方式．具有保墒、省工、节种、节肥和播种深浅一致等优点．是实现马铃薯生产机械化的关键技术。

采用机械化播种不仅提高了播种质量，降低了劳动强度。

而且为马铃薯中耕和收获等作业实现机械化提供了条件

马铃薯是我国重要的经济类作物，近年来每年的种植面积稳定在4６0h㎡万公顷左右，居世界首位。

马铃薯机械化播种是一项集开沟、施肥、播种、覆土、起垄、镇压和覆膜等作业于一体的综合机械化垄作种植技术，要求播种过程具有不伤种、播种深浅一致、株行距均匀、漏播率和重播率低等特点。

排种装置是马铃薯播种机的核心部件，其性能直接影响播种作业质量和效率，播种机的关键技术也体现在排种装置的设计上。

2马铃薯薯机械化播种排种技术

具有关资料显示我国目前马铃薯的栽培大部分还依靠人工，这与种植面积有一定的关系，不利于降低人工成本．提高经济效益。

马铃薯种植机械化是马铃薯栽培过程中极其重要的一环，也是马铃薯收获机械化的基础。

其种植方式及质量不仅直接关系到整个生产过程的机械化．而且直接影响产量的高低。

因此解决马铃薯生产机械化是目前农业生产中急需解决的重大课题。

马铃薯是我国重要的经济类作物，但因其生产过程机械化程度不高极大地制约了该种植业的进一步发展，马铃薯机械化种植技术急需改进和提高。

为此，介绍了几种典型马铃薯机械化播种排种机构的基本结构、工作原理、特点及应用；

并在此基础上，提出了目前播种机所存在的主要问题，探讨了马铃薯播种机排种机构的发展趋势。

然而，我国马铃薯生产基本上还是采用传统的铁锨铲坑、人工点种、镐头刨薯的种植方式。

人工播种造成株距和行距的不规，播深不一，产量低n人工刨薯不仅效率低，而且损伤丢失严重，劳动强度大，作业质量差，生产成本高，严重影响了马铃薯的生产规模，马铃薯生产远远满足不了市场的需要，尤其是对高品质马铃薯的需求。

马铃薯为块茎类作物，与小麦、水稻、玉米等作物相比有很大不同，这就导致了马铃薯的生产工艺有别于其他作物。

马铃薯种植分为切块播种和小直径整薯直播两种方式。

由于马铃薯种植的这些特点，加之我国马铃薯种植区经济条件落后，种植地块分散，使得我国马铃薯生产机械化发展较慢。

目前仍处于手工或传统播种方式。

马铃薯属根茎类作物，果实较大，机械化排种技术与其它作物不同。

目前马铃薯播种有两种方式：

一是整薯播种，二是块薯播种，整薯播种对种薯损伤小，出芽率高，操作简单，适合于机械化操作，但要求专门培育大小适中的种薯。

块薯播种与整薯播种相反，可以节约种薯，降低种子成本，但由于增加了切块环节，操作较为繁琐，且切口易受病菌感染，影响出芽率和产量。

常规排种方式有薯夹式、针刺式、勺链（或带）式、取种转盘式、板阀式和输送带式。

3课题研究的意义

排种装置是马铃薯播种机上的重要组成部件，种薯正是通过排种装置从种箱排到种沟，完成排种过程，通过对排种机构的设计和性能分析，可以提高装置的工作效率，能够为马铃薯播机械化播种提供相关指导和借鉴意义

二各种排种装置

1.0夹式和针刺式排种

薯夹式和针刺式排种装置是上世纪80年代马铃薯播种机较多采用的排种机构。

薯夹式和针刺式排种装置对种薯的大小适应性较好，既能播种整薯也能播种块薯。

但针刺式排种装置对种薯有损伤，薯种间容易交叉感染病菌，刺针易变形损坏，工作过程中容易被杂草泥污缠绕；

薯夹式排种装置的薯夹松放位置在排种盘的水平直径以上，投种部位较高，在落入种沟时常因种薯的弹跳移位而使株距均匀性差，而且重播率和漏播率高，

目前已很少采用。

1.1勺式排种

勺式排种器是目前世界上马铃薯播种机使用较为流行的一种排种装置，如现代农装北方（）农业机械生产的圆2CM-2型马铃薯播种机和农业大学研制的2BSL-2型马铃薯起垄播种机等所采用的排种装置均为勺式。

该种排种装置采用链或带传动，将取种勺通过勺柄连接在传动链或带上。

图

（1）是一种链勺式马铃薯播种机的结构示意图，其排种装置（9）的工作原理如图

（2）所示。

链勺式排种装置由传动机构、多个取种器和导种管等组成。

工作时，地轮驱动主动链轮（7）顺时针转动，传动链（6）的左侧及其上面的取种勺一起由下向上运动，伸出传动链一定距离的取种勺（4）搅动种箱

（1）的薯种（3），舀取一颗或数颗种薯；

种薯通过弯管顺利进入排种管；

当托种勺通过出口时，薯种投落到开沟器开出的播种沟，再由圆盘覆土，完成播种。

同时，主动链轮将动力传递给施肥装置、镇压轮及铺膜部分随机身前移，完成施肥、镇压和铺膜。

勺链（或带）式排种装置具有可靠性高、造价低、株距可调和可适用于不同株行间距播种的要求等优点，但这种排种装置结构复杂，体积较庞大，在运动中零部件比较容易碰撞损伤薯种，并且受取种方式的限制，容易产生空穴现象。

另外，带勺式排器皮带容易打滑，运转不可靠

1.2种转盘式排种器

取种转盘方式取种的马铃薯播种机结构如图3所示。

其排种装置采用了圆盘状体的取种转盘，转盘上设有隔板，且隔板呈放射状分布，将转盘分成若干小格。

工作时，地轮通过链条带动取种转盘下方的横轴工作，横轴通过锥齿轮传动带动立轴上面的取种转盘旋转；

薯种从种箱下端开口处滑出，在托盘处经人工辅助放种到取种转盘的格，取种转盘下方的机架设有挡板和透过挡板的排种管，当带有种薯的转盘小格转到排种管口位置时，薯种由取种转盘拨入排种管，然后播种到开沟器开出的沟中。

取种转盘式排种方式对种薯大小和形状没有要求，可播种不规则种块，且排种过程不伤种、不卡种，漏播率和重播率低，但需要人工放种，工人劳动强度较大

1.3摇板阀式排种

西北农林科技大学研发了板阀式马铃薯排种器，其结构及工作原理如图4所示。

工作时，当种薯连续由种箱（17）底部开口经种子疏导管

（1）的上口下落时，受到由压簧（14）顶起导向板（15）的轻微推力，紧贴种子疏导管的后壁继续下滑到调整板

（2）与排种板阀（13）组成的控制口停止，排种轮轴（7）带动排种轮（6）与开启凸轮（5）旋转，开启凸轮的凸点转动到定位挚子（10）时将其拨开，定位挚子的顶尖与排种板阀的定位槽脱离，排种板阀失去控制并在种薯压力下开，种薯便落入排种轮；

此时，排种板阀在扭簧回复力作用下利用两个种块之间凹进去的空隙迅速复位，挚子扭簧（11）带动定位挚子的顶尖立即卡在排种板阀的定位槽，使排种板保持水平位置，阻止下一块种薯落入排种轮。

排种轮轴带动排种轮与开启凸轮继续转动，周而复始，完成马铃薯的播种作业。

试验表明，整薯播种可以减少病虫害，提高出苗率，增强抗旱能力，显著提高马铃薯产品中的大薯率，且增产作用显著；

整薯播种不影响其产品作为薯片、薯条等加工产品的原料性能，且可以提高马铃薯淀粉产出率。

板阀式排种装置只适用于整薯播种，这种新种植技术省去了种薯切块的工序，大大减少了劳动力损耗；

排种准确、快速，大大降低了漏播率，提高_了播种精度和效率，克服了勺式播种机漏播率和重播率高的缺点，工作中伤种率低，且具有结构简单、体积小、调整方便和工作平稳等特点；

但该排种装置对种薯提出了较高的要求，要求播种前仔细挑选大小形状适合的种薯，从而要求农艺工作者研究相应的种薯栽培技术。

1.4各种排种装置的优缺点

综上所述，薯夹式排种装置播种株距均匀性差，重播率和漏播率较高；

针刺式排种对种薯损伤大，造成播种质量差、生产率低，刺针也易变形和损坏；

勺（或带）链式排种株距可调，适应性好，通过人工方式可大大降低重播率和漏播率；

取种转盘式排种方种薯大小、形状没有要求，且排种过程不伤种和不卡种，漏播率和重播率低，但需人工放种，操作劳动强度较大；

板阀式排种装置具有排种准确、伤种率和漏播率低、播种精度和效率高、结构简单、体积小、调整方便以及工作平稳等特点，但只适用于整薯播种，且要求种薯大小形状适合；

传送带式排种装置可以实现先覆膜后播种，总体上可以节省人工，减少秧苗灼伤，但该排种技术发展不够成熟，漏播率和重播率高，对土壤质地、湿度等有较高要求，适应能力较差。

目前薯夹式和针刺式排种方式已很少采用，取种转盘式和板阀式排种方式尚未得到推广，勺链（或带）式排种技术是目前先播种后覆膜应用最广泛的排种方式；

传输带式排种技术是先覆膜后播种的种植方式，优点较多，有待进一步深化研究。

马铃薯在我国种植区域分布较广，种植地区地形及气候条件多种多样，种植地块分散，这对马铃薯播种机械提出了较多的要求。

为了更好地适应我国马铃薯种植业的发展，今后需进一步关注马铃薯播种机械化关键技术。

2.0排种精度进一步提高

随着自动化设备在农业机械的广泛应用，排种准确度及效率研究将得到进一步深化，排种质量得到更大的提高。

2.1播种适应性的提高

对于干旱半干旱地区，覆膜技术起到了保墒、抗旱以及防止病虫害的作用，该技术得到了极大的推广。

提高马铃薯覆膜播种一体机的适应性，达到各种地域条件播种覆膜要求，是今后研究的重点.

2.2总体方案的确定

马铃薯播种的农艺要求:

马铃薯播种的农艺要求是播种量一般基本苗5000×

15株／公顷，播种深魔控制在12cm,行距一般为80～90cm。

要求播深一致,播种均匀。

对排薯器的主要技术要求

（1）保证排薯过程的稳定性，旋转数周排薯的数量应一定。

（2）多行排薯器的排薯量应相等，各行排薯量应一致。

（3）应有较强的适应性和通用性。

不但能排播一般种薯，而且能排播春化种薯、特大和特小种薯。

能适应不同分级种薯的要求。

（4）排薯频率应能调整，误差不应超过额定量的8％～10％。

（5）漏植率、重植率和伤薯率不应超过农艺要求。

马铃薯播种不同于其它作物,播种部件有其特殊的形式.马铃薯种植部件是马铃薯种植机的核心技术.为了保证马铃薯播种的工作要求,本机采用钩形链勺式排种机构.由于普通钩形链勺式排种机构农机作业条件恶劣,且封闭润滑困难,作业速度低.为了提高机具可靠性能,我们选用节距30mm的钩形链勺式排种机构,具有可靠性高,造价低.株距调节方便和维护简便等特点.为了使通风透光好土地和肥力的利用率高,达到增产的目的,单行之交叉种植.行与行也交叉种植,因此对相邻钩形链上的料勺采取交叉配置,料勺的大小应可以盛装30~50mm的种薯.同时为了适应不同大小的薯块的作业要求.在通用的料勺上配备有相应大小的塑料种薯杯,对直径小于30mm的薯块.可在原有料杯里套用塑料种薯杯.

通过对以上各种方案进行对比和分析，链勺式播种机具有广泛的发展前景，并且通用型强，排种精度高，使用方便，能够满足相关农艺要求。

3.1对链勺式排薯器的初步分析

排薯器是现代马铃薯精密种植机的核心工作部件，是种植机工作质量、效能和特征的主要载体和体现者。

链勺式马铃薯播种机采用夹持链勺式排薯器。

主要由固定在升运链上的托薯勺、主动链轮、被动链轮、投薯管和薯箱等部分组成。

链勺式排薯器结构紧凑，重量轻，调整保养方便，排薯性能可靠。

在排薯过程中每个薯勺最初可能舀l以个薯块。

在提升运输过程中能自动把多余的薯块抖掉，只留下一颗种薯翻入投薯管，重植率较低。

因此种植切块种薯是容易适应的。

链勺式排薯器的排薯工艺过程如下：

排薯勺与升运链一起由下向上运动，经由圆锥形薯箱底孔进入薯箱的喂薯区，穿过薯层，舀取一颗或数颗种薯。

被托勺舀取的种薯最初可能以长轴方向竖立于托勺，以宽轴方向“侧卧”于托勺，或以厚轴“平躺”于托勺。

在升运工程中，由于链条的抖动、机器的振动，托勺的多余种薯即被筛出托勺，重新返回薯箱。

剩下的单颗种薯在重心力矩的作用下逐渐采取以厚轴平置的方式稳躺在托勺。

当托勺携薯块绕过被动链轮的顶端后，即改变方向朝下，薯块被抛向前行的托勺背上，并进入投薯管。

随着链勺的继续下移，种薯沿着投薯管壁摩擦碰撞，采取

运动阻力最小最稳定的薯块厚轴与地面平行的状态移到下端的投薯口。

当托薯勺通过出口时，活门打开，种薯投落到开沟器开出的种植沟，再由圆盘覆土，完成种

植过程。

株距的调整.只需要用不同的链轮,整个传动机构的传动比会改变,进一步改变传动链的线速度,从而达到改变株距的目的.

链勺式排薯器工艺计算如下：

主动链轮由地轮驱动，旋转一周链条移动距离S为

S=3.14d（1-1）

式中d一链轮直径。

同时，链轮1旋转一周通过投薯口的托勺数N为

N=3.14×

d／k（1-2）

式中k一固定在链条上的托勺间距。

马铃薯种植机地轮旋转一周通过投薯口的托勺N1为

N1．=3.14×

d×

I／k（1-3）

式中i一速比。

与此同时，种植机的前进距离S1为

S1=3.14×

D（1-4）

式中D一地轮直径。

如果每个托勺只舀一颗种薯，则理论薯距或株距L为

L=S1／N1=3.14×

Dk／3.14di=Dk／d•i（1-5）

由上述排薯工艺过程可知，种薯的投放点高低或投放相位的迟早都将影响株距的大小即种植均匀性.。

链勺式排薯器结构紧凑，重量轻，调整保养方便，排薯性能可靠，无论从种植精度方面，还是从通用性方面，都是比较先进的技术方案。

3.2排种机构

马铃薯播种不同于其它作物播种部件有其特殊的形式马铃薯种植部件是马铃薯种植机的核心技术,为了保证马铃薯播种的工作要求.本机采用钩形链勺式排种机构.由于普通钩形链勺式排种机构农机作业条件恶劣,且封闭润滑困难,作业速度低为了提高机具可靠性能,我们选用节距30mm的钩形链勺式排种机构,具有可靠性高造价低株距调节方便和维护简便等特点为了使通风透光好土地和肥力的利用率高到增产的目的单行之交叉种植行与行也交叉种植.

因此对相邻钩形链上的料勺采取交叉配置料勺的大小应可以盛装30～50mm的种薯同时为了适应不同大小的薯块的作业要求.在通用的料勺上配备有相应大小的塑料种薯杯对直径小于30mm的薯块可在原有料杯里套用塑料种薯杯经试验表明该排种装置解决了马铃薯播种的精确度.

3.3链勺线速度的确定

链勺线速度与作业速度成正比,试验表明当链勺速度为0.5m/s时,作业质量较好,当链轮线速度为0.55m/s时.作业质量有所下降.即漏播稍有增加,但基本上能满足农业技术要求,若链勺速度大于0.55m/s时,作业质量则显著变坏,漏播严重.因此链轮线速度最高作业速度不超过0.5m/s.

3.4链条参数的设计

3.41小链轮齿数,大链轮齿数地轮转动角速度为2.51rad/s

主动链轮转速n1=w1×

60/2×

3.14=2.51×

3.14=23.98（r/min）

从动链轮转速n2=v×

60/r×

2×

3.14=0.58×

60/0.152×

6.18=36.44（r/min）

所以，传动比i=n1/n2=23.98/36.44=0.6358

小链轮齿数z2按表围选择，在z2≥9，大链轮齿数z1按z1=iz2≤120选择，取z2=25，则z1=38

修正功率pc

Pc=pf1f2其中p—输入功率（kw）

f1—工况系数，取1

f2—主动链轮齿数系数，取1

所以Pc=pf1f=0.63×

1=0.63（kw）

链条节距P（mm）

根据修正功率Pc和小链轮转速有机械设计手册选用合理的节距p在此选链号08A。

查表得p=12.7mm

3.42初定中心距a0（mm）

首先考虑结构要求定中心距ao，有紧装置或托板时．a0可大于80p；

对中心距不能调整的传动，a。

min=30p。

采用下面推荐口a。

min=0．2Z1（i+1）p的计算式，可保证小链轮的包角不小于1200，且大小链轮不会相碰：

a。

min=0．2Z1（i+1）p=0.2×

38×

2.54×

12.7=245.2mm

再次，取a。

=48×

12.7=609.6mm

链长节数X0

X0=2a0/p+（z1+z2）/2+f3p/a0式中f3=（z2-z1/6.18）2,f3也可由查表得到。

x。

应圆整成整数x，宜取偶数，以避免过渡链节。

有过渡链节的链条（x0为奇数时），其极限拉伸载荷为正常值的80％·

f3=4．281

计算如下：

x。

=2a0/p+（z1+z2）/2+f3p/a0=2×

609.6/12.7+（25+38）/2+0.6=127

实际链条节数XXo圆整成X，取128

链条长度L=Xpm/1000=128×

12.7/1000=1.63m

3.42理论中心距a（mm）

a=p（2X-Z2一Z1）f4=12．7x（2×

128—38—25）×

0.24977=612．2mm

实际中心距a,（mm）a,=a其中a=（O．002～0．004）a

所以a,=609.75~610.98mm

3.43链速v

V=z1n1p/60000=25×

23.98×

12.7/60000=O．13m／s

圆周力FF=1000p/v=0.019/0.13=0.3769N

作用于轴上的拉力FQFQ=1．05f1F=1.05×

1×

O．3769=0．3957N

3.44链传动的特点及其相关分析

链传动是一种挠性传动,它由链条和链轮组成,通过链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力.与摩擦传动相比,链传动没有弹性滑动和整体打滑现象,能保持准确的平均传动比,传动效率高,因链条不需要象带那样的很紧,轴上径向压力较小,结构紧凑,能在高温和超时的环境下工作.链传动又可分为短节距精密滚子链齿型链等.其中滚子链常用于传动系统的低速级.一般传递的功率在100KW以下，链速不超过15m/s最大传动比imax=8.在本机传动中所选用的链型号为08A与其对应的参数如下：

ISO链号08A。

节距p12.7滚子直径d1max=7.92链节宽b1min=7.85轴销直径d2max=3.98链板高度h2max=12.07排拒p1=14.38抗拉载荷单排为最小为13.8KN，双排最小为27.6KN。

3.5链轮的结构及其计算方法

（一）。

链轮的设计主要是确定其结构和尺寸，选择材料和热处理。

在GB/T1243-1297中没有规定具体的链齿齿形，紧规定了最小和最大齿槽形状结构及其参数见表9-2

表9-2

名称

符号

计算公式

最小齿槽形状

最大齿槽形状

齿侧圆弧半径

re

Remax=0.12d1（z+2）

Remin=0.008d1（（z2++180）

滚子定位圆弧半径

ri

rimin=0.505d1

rimax=0.505d1+0.069d11/3

滚子定位角

a

amax=1400-900/z

amin=1200-900/z

（二）链轮的基本参数和主要尺寸

链轮的基本参数是配用链条的节距