馬鈴薯播種機設計畢業論文

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1、 華中農業大學本科畢業論文（設計） 目錄摘 要III關鍵詞IIIABSTRACTIIIKEY WORDSIV1 前言11.1 課題背景和科學意義11.2 國內外馬鈴薯播種機的發展現狀11.2.1國外馬鈴薯播種機的發展現狀11.2.2我國馬鈴薯播種機的發展現狀21.3 設計的主要內容21.4 升運鏈式播種機主要技術參數22 總體設計32.1 總體方案設計32.1.1 設計原則32.1.2 基本結構32.1.3 工作原理32.2 配套動力的選用33 傳動裝置的設計計算43.1 傳動路線的確定43.2 傳動比的計算44 排種器的選型設計44.1 種箱結構參數的設計54.1.1 種箱尺寸的確定54.1

2、.2 種箱容積的計算54.2 排種器的選型與計算54.2.1 馬鈴薯播種機對排種器的性能要求54.2.2 現有排種器的類型和特點64.2.3 排種器的選型64.2.4 升運鏈相關系數的確定75 排肥器的選型設計85.1 排肥器的性能要求85.2 常用排肥器的種類和特點85.3 排肥量的計算96 開溝器的選型設計96.1 開溝器的性能要求96.2 現有開溝器的種類和特點106.3 開溝器的選型106.4 開溝器結構參數的確定106.4.1 入土角的確定106.4.2 切土角的確定116.4.3 鏟翼張角的確定116.4.4 開溝器外形尺寸的確定117 輸種管的選型設計117.1 輸種管的性能要求

3、117.2 輸種管的選型117.3 輸種管參數的確定117.3.1 輸種管的直徑117.3.2 輸種管的傾斜度與長度128 覆土器的選型設計128.1 覆土器的種類和特點128.2 覆土器的選型128.3 覆土器性能結構參數的確定129 鎮壓輪的選型與設計139.1 鎮壓輪的使用條件139.2 設計要求139.3 結構設計1310 行走輪的選型設計1410.1 行走輪的設計要求1410.2 行走輪的結構1510.3 行走輪的安裝1510.4 行走輪轉速的計算1511 結論與建議1611.1 結論1611.2 建議16參 考 文 獻16致謝18馬鈴薯播種機具的設計摘 要 馬鈴薯是我國主要的糧食作

4、物之一，在我國得到大面積栽種。2007年，我國馬鈴薯種植面積和產量都位居世界首位，然而盡管總產量大，但是單產量卻很低。造成這一原因的主要因素是種植方式和機械化水平的落后。因此，當前的主要任務就是提高馬鈴薯種植的單產量。提高馬鈴薯單產量有兩個途徑：一是改進種植方式；二是提高機械化種植水平。而提高機械化生產水平是最有效的方式，這就要求各種性能先進，種植效率高，通用性和適應性強，結構簡單易于制造與維修的馬鈴薯種植機不斷被設計出來并得到大力的推廣與應用。升運鏈式馬鈴薯播種機是一種塊狀馬鈴薯播種機，其結構簡單，工作可靠，效率高，不傷種，在國內外正逐漸得到廣泛的應用。關鍵詞 播種機；馬鈴薯；升運鏈式排種器

5、；外槽輪排肥器；鋤鏟式開溝器AbstractPotato,which is one of the most important grain crops in our country, is growthing in a rather huge area . In 2007, potatos planting area and output of China situated in the first place of the whole world. Although the ultimate output is huge, the per unit area yield quantity i

6、s at a rather low palce. The tow primary reasons for this situation are that we are behindhand in the way of planting and in the mechanized level. Therefore, the currently primary mission is enhances the per unit area yield quantity. Generally speaking,we could arrive at this aim through two ways: F

7、irst, improving the way to plant; Second, enhancing the mechanized level of planting. At now, raising the mechanized production level is the most effective way. This will request each kind of potato-planting machine with advanced performance, high efficiency of planting, strong universal property an

8、d adaptability, and simple structure that is easy to be produced and maintained to be designed unceasingly and widely promoted and applicated vigorously. Rises to transport the chain potato seeder is one kind of sowing seeds massive potato seed tubers seeder.With its simple structure, reliable opera

9、tion, high efficiency, and hurtless to plants, this machine is widely applicated both in domestic and foreign country.Key wordsPlanter ；Potato ；Ladlechain dispenser ；Fluted roller fertilizer apparatus ；Hoe opener18 華中農業大學本科畢業論文（設計） 1 前言1.1 課題背景和科學意義馬鈴薯是一種高蛋白農作物，在我國得到廣泛地栽種。2007年我國馬鈴薯種植面積約8000萬畝，總產量超過

10、6800萬噸，占世界總產量的22%左右（ ，2007年）。單從總產量來說我國已經是世界第一，但是單產量卻遠遠低于歐美和澳洲的水平。例如，2003年，我國馬鈴薯的單產量是每公頃14842公斤，低于世界平均水平每公頃16448 公斤，還不到單產量最大的國家新西蘭每公頃44248 公斤的三分之一（ ，2007年）。我國馬鈴薯種植單產量很低這已是不爭的事實，因此，我國應該把提高馬鈴薯的單產作為目前提高馬鈴薯產量的首要任務。提高馬鈴薯單產的措施除了提高機械化生產水平外，還應該改進馬鈴薯的種植方式。提高單產量，首要任務就是提高機械化生產水平。當前，除少部分地區已經實現馬鈴薯機械化或半機械化種植以外，我國大

11、部分的馬鈴薯種植方式一直停留在傳統種植的水平上，傳統的種植方式主要依靠人力和畜力進行生產，從開溝到覆土鎮壓，整個過程勞動強度大，生產效率低，種植效果也遠遠低于機械化種植水平；而且我國地域廣闊，擁有多種地型，因此需要的播種機的機型也相對不一，設計出具有較強適應性的播種機將成為未來播種機發展的必然趨勢；播種機的通用性也是一個不可忽略的重要因素，提高播種機的通用性有助于提高播種機的使用性能，使得播種機得到充分的利用。雖然從當前的情況來看，我國在播種機這塊領域還不能一下子縮小同國外發達國家之間的差距，但是正在將這種差距正在不斷縮小。傳統的馬鈴薯種植方式也是一個制約馬鈴薯單產量提高的重要因素，主要體現在

12、：（1）馬鈴薯種子的質量不高，我國種植馬鈴薯的大部分地區，馬鈴薯種子一般是自留的，沒有經過消毒，殺菌以及其它提高種植質量的技術處理，因此種出來的馬鈴薯質量和產量不高；（2）種薯的品種不全，不同的地區，不同的氣候往往需要不同的馬鈴薯種子，在這方面，我國所作的研究還遠遠不能滿足其需求，因此，在今后更應該加大對馬鈴薯品種的研制；（3）傳統的種植方式主要靠人力和畜力，工作量大而且工作效率低，對土壤的壓實比較嚴重，這對種子的發芽和生長極為不利。1.2 國內外馬鈴薯播種機的發展現狀1.2.1 國外馬鈴薯播種機的發展現狀第二次世界大戰以后，歐美的許多發達國家先后完成了由傳統農業向現代農業的過度和轉化，經過幾

13、十年不斷地發展，其農業機械化水平已經相當完善，現在正朝著大型化、智能化、精量化以及多功能聯合型方向發展（陶衛民，2001）。在歐美的發達國家中，馬鈴薯播種機經過幾十年的發展和應用，其技術水平應經達到了相當完善的程度，無論是工作速度、生產效率、工作性能、播種質量以及播種機具的通用性和適應性上都做得比較好。這對減少播種過程中的漏種率、種子損傷率和提高單產量都有很大的促進作用?，F在一些發達國家正把不斷更新播種機的工作原理、盡量完善其結構、延長機具使用壽命、降低制造價格和維護費用的同時提高其工作效率以及提高播種機的通用性和適應性作為未來更先進的播種機研制的方向。1.2.2 我國馬鈴薯播種機的發展現狀近

14、年來，隨著馬鈴薯在我國的大量種植，研發并推廣與馬鈴薯生產相適應機械取得了很大的進展 ，尤其是馬鈴薯種植機械，盡管我國機械研制和生產水平和歐美發達國家還有一定的差距，但是隨著我國科研人員的努力，這個差距正在不斷地縮小。各種先進的馬鈴薯播種機不斷問世，并在全國進行大量地推廣應用。 排種裝置仍然是播種機最為關鍵的部件，先進的排種器和排種原理對播種機的效率的提高有著很重要的作用，迄今為止，我國學者幾乎涉獵了世界上所有的排種器：如外槽輪式排種器、離心式排種器、各種圓盤式排種器等，而具有我國獨創特色的窩眼輪式排種器、紋盤式排種器、錐盤式精量排種器也獲得了廣泛的應用，但是在馬鈴薯播種機上，先進的排種器和排種

15、方式依然是制約播種機效率的瓶頸。因此在已經解決種子和播種方式的情況下研制相應的播種機顯得是關重要。顯然，在排種器方面，我國應該朝著氣流輸送式條播排種器、孔帶式精密排種器、氣力式精密排種器以及傾斜圓盤指夾式排種器的方向發展。新的排種原理包括氣力式排種原理和機械式排種原理也應得到廣泛的采用（陳興田，1999）。1.3 設計的主要內容（1）馬鈴薯播種機具的總體設計（2）馬鈴薯播種機傳動機構的設計（3）馬鈴薯播種機開溝裝置的設計（4）馬鈴薯播種機排種裝置的設計（5）馬鈴薯播種機輸種管、鎮壓裝置以及行走輪的設計1.4 升運鏈式播種機主要技術參數（1） 外形尺寸（長寬高）：1450mm1100mm950m

16、m（2） 配套動力：12kw（3） 生產效率：10acre/h（4） 工作幅寬：1100mm（5） 播種方式；平播（6） 播種深度：60150mm （7） 作業行數：2行 （8） 作業行距：400mm（9） 地輪直徑：500mm （10）作業速度：1m/s（11）傳動形式：鏈傳動（12）土壤工作部件：鋤鏟式開溝器（13）排種器：外槽輪式（14）覆土器形式：拖環式（15）鎮壓輪：復合圓錐式（16）種箱容積：30L2 總體設計2.1 總體方案設計2.1.1 設計原則總體方案擬將開溝裝置、施肥裝置、排種裝置、覆土裝置及鎮壓裝置與選用拖拉機融為一體，使之能一次性順利完成開溝、施肥、播種、覆蓋、鎮壓等功

17、能，懸掛機構要有效的控制工作部件作業時的播深以及運輸時的通過性，開溝器除了能開出平整的地溝外還具備自動覆土的功能；排種裝置確保在播種過程中出現漏播、重播等現象的幾率不超過3%。鎮壓輪要求鎮壓效果好，作業后的地面平整。2.1.2 基本結構該馬鈴薯播種機由機架、開溝器、輸種管、輸肥管、覆土器、種箱、肥箱、排種器以及鎮壓輪構成，在機架的前梁上有上、下懸掛架用于與拖拉機連接；種、肥箱側板固定在機架中間橫梁的上方，前邊為肥箱，后邊為種箱，下邊固定排肥、排種裝置；在肥箱前面有一根安裝開溝器的梁，通過U型螺栓將開溝器的扁鋼鎖住，從而可以調節開溝深度，開溝器在橫梁上可根據需要進行橫向移動來調節行距；機架的后梁

18、用來連接鎮壓輪。 2.1.3 工作原理本機通過上、下懸掛與拖拉機相連，拖拉機前進時輸出動力帶動播種機工作，作業速度為1m/s。機具工作的動力來源為：行走輪隨拖拉機前進轉動輸出的動力。地輪隨拖拉機前進而轉動，由地輪傳遞動力，在地輪軸的兩端各裝一個傳動鏈輪, 通過鏈條將力矩傳給中間傳動鏈輪，再由中間鏈輪將動力傳給排種排肥裝置,通常情況下地輪直徑較大，工作時不易發生打滑等現象，并且傳動可靠。播種機工作時，拖拉機通過動力輸出軸將動力傳遞給行走輪，鎮壓輪上的主動軸將動力傳遞給中間軸，行走輪隨拖拉機前進而轉動，通過鏈條將動力傳給施肥、播種機構，排出的化肥和種子經輸肥管與輸種管進入開溝器，先后進入開好的地溝

19、中，為了避免燒壞種薯，化肥應位于種子下方5 cm 處，覆土器進一步覆蓋種溝，鎮壓輪的圓錐滾筒隨即以均勻適當的壓力壓密種床2.2 配套動力的選用根據我國目前所擁有的拖拉機實際情況和對機組所消耗功率的初步估算，擬采用東風-200拖拉機或功率相近的相關拖拉機。東風-200拖拉機的主要參數如下：外形尺寸(cm) 2850x1350x1990功率（KW） 14（16馬力）額定轉速（r/min） 730驅動型式 前輪驅動離合器形式 干式、雙片制動器 環狀內脹式發動機與離合 V帶理論前進速度（Km/h）如表21所示：表21東風-200拖拉機理論前進速度Table 21 the therical theore

20、tical exercise speed of Dongfeng 200理論速度，km/h前進: 1.25; 1.67; 3.07; 5.38; 6.47; 8.65; 15.91; 27.86后退: 1.46; 7.593 傳動裝置的設計計算3.1 傳動路線的確定傳動路線要保證總體傳動可靠，不影響拖拉機工作。根據整機的結構以及拖拉機的位置來確定傳動路線，使馬鈴薯在工作過程中能滿足開溝、播種、施肥和鎮壓等工作的需要。借鑒相關機型，將傳動路線分為兩條路線。第一，行走輪隨拖拉機的前進而轉動，經過鏈傳動將動力傳遞給中間軸；第二，中間軸將動力分別傳遞給排種機構和排肥機構的轉軸，驅動排種鏈輪和排肥槽輪轉

21、動3.2 傳動比的計算行走輪的行駛速度取3.6km/h，換算出來為1m/s。行走輪的直徑為500mm，可以通過公式31計算得到行走輪軸的轉速n1 （31）式中：v行走輪的行駛速度 d行走輪的直徑經計算得 按照設計要求，中間軸的轉速與行走輪軸的轉速應該相等，因此兩軸之間的傳動比為1，中間軸的轉速為38r/min，排種器的主動輪安裝在中間軸上，因此轉速也為38r/min。排種器的上、下鏈輪垂直安放，在工作過程中要求工作平穩，因此兩者之間的轉速相差不大，鏈勺的速度要求不超過0.5m/s，最佳的速度為0.5m/s，如果將速度降到0.25m/s左右，相應地應該將原本要求的株距縮小2倍才能不影響排種效率，

22、再結合鏈輪的要求，最終選取排種器上、下兩鏈輪之間的傳動比為1.12。4 排種器的選型設計4.1 種箱結構參數的設計4.1.1 種箱尺寸的確定種箱必需有足夠的容量，從而減少加種次數，一般情況下要求播種到了地頭才加種。但是種箱容量也不能太大，那樣會增加機構的重量，對播種機的的穩定性產生不利的影響，還會影響機組的縱向移動性；種箱必須保證箱壁的傾斜角大于種子的自然休止角，以保證種子能順利滑落排種器，一般情況下種薯塊的自然休止角=2434，這里選擇=30。除此以外，種箱還應該堅固耐用，重量輕巧，具有一定的剛性，并具備防水和防潮的能力；種箱要便于加種、卸種和清種，因此該機所選的種箱形狀為錐臺型（上口直徑大

23、，下口直徑?。?，而且上端有防護蓋加以保護。4.1.2 種箱容積的計算種箱的容量由播種的行距、株距，播種量和播種距離共同確定。根據以往實驗結論：播種機在工作時不宜播完種子箱內的全部種薯，應該保留至少10%的種子余量，避免箱內種子太少而影響播種的質量。預先設定該地塊的長度D=1000m，播種機往返一次加一次種子。其種箱容積V可用公式41確定： V=1.1 LBNmax/667 （41）式中：L裝滿一箱種子所能播種的最遠距離。最少應等于一個往返行程，即地塊長度的兩倍(m)，取L=2000mB工作幅寬(m)，此處取B=1100mmNmax單位面積最大播種量 (kghm2)，種薯的株距為120mm，則在

24、100m內需要播種略為833個，每個種子大約重50g，算出Nmax41.65kg種子的單位容積質量(kg/L)。1L=1000000cm3。因此單位容積內能容納尺寸規格為20mm20mm20mm的種薯125個，每個種薯平均重50g，算出來的值大約為7.25kg/L取L2000；B1.1；Nmax41.65； r7.25。代入公式（41）得：V =20.8433（L) 實際中種箱的容積往往要比設計數值稍微大一些，因此本次設計取種箱的容積為30升。4.2 排種器的選型與計算對馬鈴薯播種機來說，排種器是其最核心的部件，其性能的優劣將直接影響播種機的播種質量，因此，對排種器的要求是很高的。4.2.1

25、馬鈴薯播種機對排種器的性能要求 （1）排種器應該具備較大的排種均勻性和穩定性，能均勻連續地排種，并且能在不同外界條件下作業，其播量要保持穩定，排種要均勻；（2）具有較強的通用性和適應性，播量調節范圍大；（3）對種子的損傷率較小，一般要求不超過3%；（4）結構簡單，工作可靠，易于制造和維護，調整方便；（5）漏種率和重播率低，皆要求不超過3%。4.2.2 現有排種器的類型和特點排種器種類很多，通常按播種方式分為撒播器、條播排種器和點播排種器三大類。條播是按要求的行距，播深與播量將種子播成條行，一般不計較種子的粒距，只注意一定長度區段內的粒數，在農業上使用的條播排種器有外槽輪式、內槽輪式、磨紋盤式、

26、錐面型孔式、擺桿式、離心式、匙式及刷式等類型。其中應用得最廣泛的是外槽輪式排種器，其由排種器盒、排種軸、外槽論、阻塞輪、花型擋環及清種舌等組成。排種器盒裝在種子箱下面，種子通過箱底開口流入盒內。排種軸轉動時，外槽論及花型擋環可防止種子從槽輪兩側流出。雖然這種排種器結構簡單、制造容易、使用方便、通用性好、適應性能廣，而且國際上已經標準化，但是它也存在不可忽略的局限性，對于馬鈴薯塊莖這樣的種子，外槽輪是排種器并不能降低其漏種率和對種子的損傷率，也不能夠提高播種的穩定性，因此需要選擇一種結構更簡單，效率和播種質量更好的排種器，經過對所有可能的排種器（如夾持式，外槽輪是，帶輪式等）的比較，最終決定選取

27、升運鏈式排種器，這種排種器的前身是70年代后期美日等發達國家廣泛采用的舀上杯鏈式排種器。4.2.3 排種器的選型（1）升運連式排種器的選型及結構 根據馬鈴薯種塊的特性，該馬鈴薯播種機決定選用單排式升運鏈式排種器。其結構如圖41所示：圖41 升運鏈式排種器Figure 41 the labechain dispenser（2）工作原理：行走輪隨著播種機的前進而轉動，行走輪上的軸作為動力傳遞軸并通過中間軸將動力傳遞到排種器的小鏈輪上，小鏈輪轉動從而帶動升運鏈以一定的速度上升，固定在升運鏈上的取薯勺每次舀取一個種薯塊，并通過上鏈輪和護種管壁將種薯塊運送到輸種管里，再經開溝器落到地溝，從而實現播種的過

28、程。（3）升運鏈式排種器工作性能的結構參數根據馬鈴薯播種機的設計要求和參考有關文獻，主要有以下結構參數：1取薯勺速度v：取薯勺線速度與作業速度成正比，試驗表明，當取薯勺速度不超過0.5 m/s時，播種質量較好。當鏈輪線速度為0.55 m/s 時，作業質量有所下降，即漏播稍有增加，但基本上能滿足農業技術的要求。若取薯勺速度大于0.55 m/s 時，作業質量則顯著變壞，漏播嚴重。因此鏈輪線速度最高作業速度不超過0.5 m/s。2鏈輪轉速n：鏈輪轉速過低，脈動頻率低，排種均勻性差；轉速過高，又會使傷種率增加的同時加大漏種率。根據馬鈴薯種子的播種要求，此次設計選用最大轉速不超過40r/min的鏈輪。3

29、鏈條的工作長度L：鏈條的長度太大，將會增大兩鏈輪之間的中心距，從而增大輸種的距離；長度太短又會造成輸種時種薯來不及緩沖而從取薯勺滑落，從而降低了排種的均勻性。因此鏈條的工作長度應該根據最合適的中心距來選取。一般鏈條長度在2m左右，種子的升運高度不超過500mm 4取薯勺的形狀：對于單邊最大尺寸為20mm的馬鈴薯種塊，取薯勺需要保證種薯塊在升運的過程中不要出現滑落的情況，而且背面要光滑，不能傷種；取薯勺要輕，因此取薯勺都是用厚度為1.2mm的鐵皮沖壓而成。4.2.4 升運鏈相關系數的確定（1）最開始設定的理論株距為120mm，因此在行走輪轉動一圈后所需要播種的個數n可以通過公式42計算得到： （

30、42）式中：L行走輪的周長； D行走輪的直徑。通過已知數據D=0.5m。算得n=13個（2）取薯勺之間的間距即株距B本次設計決定選用鏈條節距p=25.4mm，長度略為2.24m的16A型滾子鏈，鏈條的速度略為0.27m/s，是最佳速度v=0.5m/s的0.54倍，因此可以通過縮小株距來滿足排種的需要，即將株距縮小到原來的0.54倍，再根據節距和鏈條長度來進行調整。通過計算，整個鏈條共有88節，為了達到最佳的排種效果，需要24個取薯勺，因此其中16個取薯勺由4個鏈結組成，另外8個由3個鏈結組成。因此每個取薯勺之間的平均距離也就是株距B=88/2425.493mm，能保證有足夠的空間來克服充不上種

31、的情況。（3）取薯勺尺寸的確定通過查閱相關取薯勺的資料，以及對馬鈴薯種塊在取薯勺內的受力情況的分析，為了使種塊不至于從勺內落下，多余的種子也不能穩定在勺內，要求取薯勺的寬度要大于種子長度的0.5倍且小于種子厚度的1.5倍。因為種子的尺寸規格為20mm20mm20mm，這里取取薯勺的寬度應為201.25mm=25mm。同時為了取薯時有足夠的時間和空間，取薯勺的長度尺寸也必須大于種塊長度的1.5倍，因此長度至少為201.5=30mm，這里取35mm。通過查閱農業機械設計手冊（陳志，2007），可知種薯塊的自然休止角一般為30，因此取薯勺內的角度應小于或等于其自然休止角，這里也取30。5 排肥器的選

32、型設計5.1 排肥器的性能要求（1）排肥量穩定、均勻，不受肥箱內肥料的多少、地形傾斜起伏及前進速度等因素的影響。（2）通用性好，能施多種肥料。要求排肥器除了能排施流動性好的顆粒狀化肥和復合顆?；释?，也能排施流動性差的粉狀化肥。（3）排肥量調節靈敏、準確，調節范圍能適應不同化肥品種與不同作物的施用要求。（4）工作阻力小，使用調節方便，便于作業后清理殘茬化肥。（5）排肥器所有與肥料接觸的機構、零件最好采用防腐耐磨材料制造。5.2 常用排肥器的種類和特點常用的化肥排肥器有以下幾種類型：（1）外槽輪式排肥器 外槽輪排肥器工作時，外槽輪旋轉，顆?；士孔灾爻錆M槽輪的凹槽并被槽輪帶著一起旋轉，在槽輪外面

33、的肥料在槽輪的拔動和肥料顆粒之間的摩擦力作用下也被帶動起來由槽輪強制帶出，從排肥舌上調入輸肥管，然后經開溝器導入種溝。該排肥器轉動的槽輪和不轉動的阻塞套可以在排種盒內隨排種軸左右移動，通過改變槽輪的長度來調節排肥量。外槽輪排肥器的槽輪可以換成齒輪。槽輪的齒數相對排種器的來說有所減少。（2）星輪式排肥器 工作時，旋轉的星輪星齒間的化肥強制排出。常用兩個星輪對轉以消除肥料架空和錐齒輪的軸向力。該排肥器的肥箱底部裝有活頁式鉸鏈，箱底可以打開，便于消除殘存的化肥；星輪的拆卸也很方便。排肥量的調節可以通過調節手柄改變排肥量活門的開度來實現。（3）螺旋式排肥器 其主要工作部件是排肥螺旋。工作是螺旋回轉，將

34、肥料導入排肥管。在排肥量較小時，螺旋式排肥器的排肥均勻性很差（4）水平刮板式排肥器 水平刮板式排肥器是近年來我國為解決碳酸氫銨排肥問題而研制的一種排肥器。它的基本特征是由在水平面旋轉的曲面刮板或彈擊刮板將化肥排出。（5）攪-撥輪式排肥器 這是一種通用型排肥器。其突出特點是能有效地消除肥料的“架空”可靠的排施含水量很大的碳酸氫銨。缺點是清肥不便。（6）振動式排肥器 由于震動關系，肥料排量受肥箱內肥料多少、肥料密度、粘結力等的影響較大排肥量的穩定性和均勻性差。在馬鈴薯的種植過程中，不同的化肥往往需要選用不同的排肥器，馬鈴薯播種的時候所用的一般是硫酸銨或磷酸二銨等顆?；?，其含水率都低于1%。通過對

35、以上幾種排肥器的比較以及馬鈴薯施肥的要求，本次設計決定選用移動式外槽輪排種器。這種排肥器的優點在于其可以把它的槽輪換成齒輪，工作原理也與槽輪時相同。槽輪輪式排肥器一般用于排施流動性教好的顆粒狀化肥，具有較好的排肥穩定性和均勻性，但缺點是不能用于排施流動性差的化肥。其結構如圖51所示。1卡箍；2軸銷；3花形擋圈；4外槽輪；5阻塞套；6排肥杯； 7排肥舌；8排肥軸；9排肥舌軸圖51移動式外槽輪排肥器Figure 51 the fluted roller fertilizer apparatus5.3 排肥量的計算 外槽輪排肥器的排肥量可以通過公式51計算。 （51）式中：d外槽輪的直徑，d取45m

36、m L外槽輪的有效長度，L取126mm r肥料的密度，施用的化肥為磷酸二銨，其密度為789g/L。 a0槽內肥料充滿系數，一般取0.7 fg單個凹槽的截面積，通過實驗計算選取fg=66.76mm2 t槽輪凹槽節距。通過計算得到t=d/z=20.2mm 帶動層特性系數。取0.5經計算得Q5.5kg/acre，這里取6kg/acre6 開溝器的選型設計6.1 開溝器的性能要求開溝器是播種機上重要的部件之一，其功用是開溝、整理種床、自動覆土和導種、肥入土，開溝器工作性能的好壞將直接影響播種質量和種子發芽生長條件。因此，開溝器應滿足如下幾個條件：（1）開溝直、深淺一致，幅寬合適，溝底平整，有一定的自動

37、覆土功能；（2）有良好的入土性能，不壅土、不纏草、不堵塞、阻力小、工作可靠；（3） 使種子全部落如溝底，行內種子分布幅度、均勻度應符合農業技術要求。6.2 現有開溝器的種類和特點根據開溝器的入土角不同可分為銳角和鈍角二種。 鋤鏟式開溝器：屬于銳角型開溝器，工作時開溝器隨著播種機向前移動，土壤在鏟前突起，兩側土壤受擠壓而分開，開溝器離開后溝壁上的土壤自行下落覆蓋種子。其優點是結構簡單、入土能力強、工作阻力小，a=36cm，R=3065N/個。缺點是易壅土和纏草，會使干濕土混雜，高速作業時播深不穩。 雙圓盤開溝器：鈍角型開溝器，主要由一對平面圓盤、開溝器體、圓盤軸和散種板組成。工作時，兩圓盤向前滾

38、動，利用兩圓盤在前下方一點（稱聚點）接觸所形成的夾角，將土壤向兩側擠壓，開成中間代郵凸尖的溝（溝底呈W形）。種子和肥料由種、肥輸入管通過開溝器體上的種、肥輸送筒落入溝底。工作平穩、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強。但結構復雜、尺寸較大，工作阻力大。a=48cm，R=80160N/個。 芯鏵式開溝器：銳角型開溝器，工作時先由芯鏵入土開溝，兩個側板向兩側分土形成種溝。開溝寬度大、入土性能好，但工作阻力大。a=612cm，R=200800N/個。 滑刀式開溝器：鈍角型開溝器，工作時滑刀在豎直方向切入土壤，刀后側板向兩側擠壓土壤形成種溝。特點是靠重力入土，溝深穩定、溝形整齊、不亂土層，斷草能力強、工作阻

39、力大。a510cm，R=200400N/個。6.3 開溝器的選型馬鈴薯播種機通常在新耕地上進行播種，新耕地的雜草和殘茬對開溝器的影響不大，出現纏繞和堵塞的幾率不大，再考慮到開溝的性能和經濟因素，本次設計決定選用鋤鏟式開溝器，鋤鏟式開溝器由翼鏟、筒身和深淺調節扁鋼組成。其優點是：（1)開溝深度大，因為要求開溝深度最大達到180mm，上述幾種開溝器只有鋤鏟式能達到要求；(2)開出的地溝平整、開闊，受地形的影響較??；(3)結構簡單，易于制造與維護。6.4 開溝器結構參數的確定6.4.1 入土角的確定入土角選得過大，開溝器工作時土壤上移大，土層也抬得高，并有相互混亂的趨勢，同時還會加大工作阻力；入土角

40、也不能選得過小，過小的入土角將會造成刃部強度減弱。通常情況下入土角的取值范圍在3050之間，為了保證入土能力，因此入土角不應該取得太小，這里取入土角為45。6.4.2 切土角的確定切土角過大，土壤易被推向兩側，造成土壤外翻，影響覆土性能；同樣切土角也不能太小，太小的切土角將嚴重影響鏟面的高度。一般情況下值一般在2030之間選取，特殊情況下可以取得小一點，這里取=20。6.4.3 鏟翼張角的確定過大，翼鏟就會增大，使得雜草不易沿刃口滑過，容易發生纏草、壅土、堵土等現象。過小時，翼鏟切斷草根的能力就會減弱。為使雜草沿翼鏟刃緣向后滑切，一般應該取7585，這里取=806.4.4 開溝器外形尺寸的確定

41、深度調節扁鋼的尺寸為：40mm20mm 開溝器體尺寸長寬高：173mm120mm505mm7 輸種管的選型設計7.1 輸種管的性能要求輸種管的作用主要是將排種器排出的種子導入開溝器，使種子能夠順利落入種溝內，它對排種的均勻性有很大的影響。馬鈴薯播種機對輸種管的要求有： （1）對種子流的干擾小，能保證種子能自由流動，不致降低排種的均勻性；（2）有足夠的伸縮性并能隨意擾曲，從而能夠適應開溝器的升降和調節。輸種管一般要求鉸接在排種器上，能在各個方向擺動的同時不影響種子通過；（3）應該具有一定的伸縮量、彈性和彎曲度，并能耐腐蝕。除此以外還有要一定的圓度，不能變癟；（4）結構要簡單，易于制造和維修。7.

42、2 輸種管的選型在本次設計中，考慮到馬鈴薯種塊的形狀和對導種管的要求，設計選用螺旋骨架型塑料管。這種輸種管是用1mm厚的鋼絲或尼龍絲作骨架纏敷塑料薄膜并通過加熱制作而成，管內壁光滑，具有結構簡單、重量輕、彎曲靈活、耐腐蝕等優點。如圖（61）所示。7.3 輸種管參數的確定7.3.1 輸種管的直徑輸種管的最小直徑應根據作物的最大播量和種子的物理特性（如種塊形狀和尺寸，種塊與管壁的摩擦系數等）加以確定。輸種管的最小直徑應與種子在輸種管內自由降落時的擴散范圍相適應。根據以往實驗：有三分之二的馬鈴薯單邊種子尺寸集中在20mm范圍以內，因此輸種管的最小直徑一般為26mm，最大直徑40mm。7.3.2 輸種

43、管的傾斜度與長度輸種管的傾斜度和長度都應該根據不同類型播種機的結構需要、排種器的特點和對種子落到地溝底部的要求進行確定。 一般情況下，橡膠輸種管的傾斜角為50。其長度通過下列公式進行計算 L=H/sin （71）式中 H種子從排種口下落到開溝器體接種口的垂直距離 輸種管的傾斜角 算得L的值為225mm圖61 輸種管Figure 61 the matering tube8 覆土器的選型設計8.1 覆土器的種類和特點播種機上常用的覆土器有鏈環式、彈齒式、爪盤式、圓盤式、刮板式等，其中鏈環式、彈齒式、爪板式為全幅覆蓋，常用于行距較窄的谷物條播機。圓盤式和刮板式覆土器，則用于行距較寬、所需覆土量大、要

44、求覆土嚴密并有一定起壟作用的中耕作物播種機8.2 覆土器的選型考慮開溝器以及本機結構，決定選用拖環式覆土器。其結構如圖81所示。8.3 覆土器性能結構參數的確定拖環直徑D=280mm 鏈環長度L=15mm 兩環間距離L1=120mm 掛鉤有效直徑D1=10mm整個部件有效工作高度H=375mm（可調）9 鎮壓輪的選型與設計9.1 鎮壓輪的使用條件通過鎮壓輪的鎮壓作用，能使種子與濕土壤接觸更加緊密，有利于種子的發芽和生長，可減少水分的蒸發，有利于土壤保墑，還可以增強土壤毛細管的作用。鎮壓輪對土壤的壓強主要根據土壤性質、水分、密度和作物的要求而定，一般為3050kPa。而鎮壓輪的壓力大小取決于其自

45、身的重量和作用在它上面的附加重量。壓緊后土壤的容重一般為81.2g/cm2圖81 拖環式覆土器Figure 81 the link covering device9.2 設計要求（1）轉動靈活 （2）鎮壓力可調；（3）鎮壓后地表不產生鱗狀裂紋；（4）不壅土，不纏草。9.3 結構設計現有的馬鈴薯播種機中的鎮壓輪, 一般采用常規鎮壓輪。其質量輕, 結構簡單, 壓而不實, 影響種植作業質量。該設計選取了一種鎮壓效果好且有利于防寒保溫、抗旱保墑和能促進種子早期出苗及幼苗的生長發育的圓錐式凹型鎮壓輪。要使鎮壓輪能正常運轉，減少工作中出現滑移與壅土的現象，則鎮壓輪的直徑應滿足以下公式: Smax2WT/D

46、 （91）因為Smax=Qf，則 D2WT/（Qf ） （92）式中 Smax土壤對鎮壓輪表面的最大附著力 Q鎮壓輪的負荷 f土壤對鎮壓輪的附著系數，通過查表可知f一般取0.4 WT軸套產生的摩擦力矩 D鎮壓輪的直徑 由上面式子可知，鎮壓輪要想正常運轉，必須有足夠大的附著力。土壤對鎮壓輪的附著系數f取決于輪緣的材料和土壤的條件，在一定情況下f是個常數。雖然增大鎮壓輪的負荷可以提高土壤對輪緣的附著力，但是增大鎮壓輪的負荷無疑會使輪子下陷程度增大，輪子行駛的阻力增加，同時還會加大對土壤的壓實程度，從而造成對種子發芽的不利后果。因此最好的途徑是減小軸套中產生的摩擦力矩，那就要求使用在軸套中產生摩擦力

47、矩較小的滾動軸承。同樣增大輪子的直徑也能有利于鎮壓輪的正常運轉。 通過分析和計算，鎮壓輪的直徑D的取值為400mm，寬度為120mm。鎮壓輪的結構簡圖如圖91所示：圖91 鎮壓輪裝置Figure 91 the compacting wheel10 行走輪的選型設計10.1 行走輪的設計要求在該播種機中，行走輪不僅起限深作用，而且還是排種、排肥的主動輪。因而在設計時，應該從以下幾個方面著手： （1）具有較大的強度、剛度等機械性能； （2）滑移系數較小，一般不要超過10%，從而提高播種的均勻性；（3）對地表不平性具有較強的適應性，避免在地表高低不平的情況下，出現作為驅動排種器、排肥器的行走輪輪被架

48、空而不轉動，造成不排種、肥的問題。10.2 行走輪的結構（1）通常情況下，行走輪直徑越大，其轉動越容易，從而打滑率越小，因此直徑越大播種越均勻。本次設計為了使行走輪的大小與機具空間相協調，特將其直徑設計為500mm(行走輪圈外徑)，寬度為80mm。（2）本次設計參照有關機具，綜合考慮為增加其入土性能及脫土性能，其結構如圖（101）所示。10.3 行走輪的安裝地輪安裝在地輪軸上，兩端各緊挨著鏈輪，兩輪間的距離為400mm。圖101 行走輪Figure 101 the road wheel10.4 行走輪轉速的計算按照設計要求和參考有關資料，該播種機生產率為3.24.1hm2/h，幅寬1100mm

49、，因此，機器的行進速度為：取平均速度為v=1m/s，按照配套拖拉機的結構尺寸和常用播種機的地輪大小，取地輪直徑為500mm，有 （101） 式中 地輪軸的轉速（m/s）； 地輪軸的角轉速(rad/s)； n 地輪的轉速(r/s)由公式（101）得n38r/min 地輪的半徑(m)；11 結論與建議11.1 結論（1）本設計書較全面的闡述了馬鈴薯播種機的概況和發展歷程，提出了現時存在的問題，并著重分析了總體結構設計及排種器、開溝器和鎮壓輪的設計思路，提出了馬鈴薯播種機的總體設計方案。（2）馬鈴薯播種機與拖拉機掛接使用，可一次性完成開溝、播種、施肥、鎮壓、覆土等多項工作。（3）在拖拉機與馬鈴薯播種

50、機的掛接使用中必須注意整個機組工作時的穩定性，以達到機組設計的性能要求，因為直播機是中軸對稱的，所以在穩定性的討論中，最重要的是縱向穩定性的分析。（4）開溝器部分的設計通過比較了解多種相關機型，在原有開溝器的基礎上設計了鋤鏟式開溝器，能實現種肥分施。（5）排種器采用升運鏈式，排肥器采用外槽輪式。11.2 建議（1）在本次設計過程中，由于理論知識掌握得不夠，因此在設計一些裝置時往往需要很長的時間和精力，而結果也不大理想（譬如對機組傳動裝置的分析做得不夠），以后將進一步加強這方面的研究，以不斷完善馬鈴薯播種機的基礎設計理論。（2）由于條件有限，沒有實際的參照機械，因此只能通過書上的圖形再結合自己的

51、想法進行設計，因此有的數據只能大體估算（如排種箱體的結構尺寸），不能很準確地確定機具的結構形狀、受力情況以及性能指標。（3）在對傳動裝置進行設計時仍采用的傳統的設計方法，雖然有機械設計手冊等軟件可以應用，但是在今后希望能學到并能使用一些現代設計方法，進行優化設計，使整機性能更穩定。（4）設計時需要理論與實踐相結合，應多參考一些有借鑒意義的實際機型。（5）做畢業設計，應盡快著手，要充分理解設計的目的與要求，合理安排時間，制定符合實際的進度表。應該多參閱文獻資料和實際相關機型，將設計中出現的問題逐個擊破，盡力做到最好。（6）在本次設計中，沒有合理安排設計進程，因此時間不夠的現象，經過這次的經歷，我

52、一定能夠在以后的工作和生活中優化自己的時間和計劃安排。參 考 文 獻1. 成大先.機械設計手冊（第四版）.化學工業出版社.2002，3：13100131262. 程興田播種機械的現狀及發展前景農機與食品機械，1999， 6 3. 國委文播種機的現狀及發展趨勢。農業機械化與電氣化，2007年，54. 李寶筏.農業機械學.中國農業出版社2003，08：48775. 李亦清，韓建強.2CM2T型系列馬鈴薯種植機.農機與食品機械1998，2：246. 劉天國，鄔文斌.亞地2CM馬鈴薯種植機系列產品的開發與研究.農村牧區機械化 2000， 2：21227. 馬建忠，高海明. 馬鈴薯播種機的改進和推廣應用

53、. 新疆農機化.2005，4：17208. 聶延軍，江濤.夾持式馬鈴薯播種機的探討.農村牧區機械化2007，2：419. 濮良貴，紀名剛.機械設計（第七版）.高等教育出版社.2001. 9012010. 陶為民. 國外農業裝備發展趨勢. 新農村，2001，7：47147411. 王廣勝，王玉忠，樊文憲.2BSM1B型馬鈴薯施肥播種機的研究.農機與食品機械.1999，3：15 1712. 王繼山. 免耕播種機開溝器的分析與研究. 山西農業大學學報.2007，6（5）：71013. 王俊安,李翠芳. 馬鈴薯機械化播種技術的試驗研究 中國農機化。2006 ，6：9899 14. 閆建英 賀桂香 張存

54、來等. 馬鈴薯生產機械化技術.山西農機 2004，3：3315. 楊濤.手持式播種（施肥）.山西農業大學學報。2006 ：30030216. 趙滿全，戴欣平.2BSL_2型馬鈴薯起壟播種機的研制.中國農機化. 2005，4：525517. 趙滿全，竇衛國，趙士杰等. 2BSL_2型馬鈴薯起壟播種機的研制.內蒙古農業大學學報.2001, 3:10210418. 周桂霞，張國慶，張義峰等.2CM一2型馬鈴薯播種機的研制.黑龍江八一農墾大學學報 2004，3（16）：1518 19 H Buitenwerf，WBHoogmoed，PLerink and JMller.Assessment of th

55、e Behavior of Potato in a Cupbelt PlanterBiosystems Eigineering.2006, 95: 354120 Jarvis, R.H., D.S. Rogers-Lewis and W.E. Bray. Effect of irregular set spacing on maincrop potatoes. Experimental Husbandry 1976，30: 2841.Development、Design and PrototypeconstructionJournal of Agricultural EngineeringRe

56、searchr1991,50: 91021 KACHMAN S DActernative Measures of Accuracy in Plant Spacing for Planters Using Single Seed MeteringTranslation of the ASAE，1995,38(2): 37137522 Koning de et al., 1994 C.T.J. Koning de, L. Speelman and H.C.P. Vries de, Size grading of potatoes: development of a new characterist

57、ic parameter, Journal of Agricultural Engineering Research 1994，57: 11912823 Tao et al., 1995 Y. Tao, C.T. Morrow, P.H. Heinemann and H.J.S. Ill, Fourier based separation technique for shape grading of potatoes using machine vision, Transactions of the ASAE 1995，38:949957.r致謝首先我要感謝的是我的導師段宏兵老師，在整個設計過程中， 遇到困難的時候，他給予了我很大的支持；其次我要感謝的是我的父母，是他們為我提供了生活的保障和學習的動力，使得我能順利完成這次畢業設計；再次，我要感謝我的同學和朋友，在本次設計中他們在困惑的時候總是不斷地鼓勵我，讓我知難而進，迎難而上。