本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）馬鈴薯播種機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 小三號(hào)黑體居中（下同）專 業(yè)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日2015-JXLW商 丘 工學(xué)院 專業(yè)代碼-編號(hào)誠(chéng) 信 承 諾 書本人鄭重承諾和聲明:我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 I摘 要馬鈴薯是我國(guó)主要的糧食作物之一，在我國(guó)得到大面積栽種。2007 年，我國(guó)馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量都位居世界首位，然而盡管總產(chǎn)量大，但是單產(chǎn)量卻很低。造成這一原因的主要因素是種植方式和機(jī)械化水平的落后。因此，當(dāng)前的主要任務(wù)就是提高馬鈴薯種植的單產(chǎn)量。提高馬鈴薯單產(chǎn)量有兩個(gè)途徑：一是改進(jìn)種植方式；二是提高機(jī)械化種植水平。而提高機(jī)械化生產(chǎn)水平是最有效的方式，這就要求各種性能先進(jìn)，種植效率高，通用性和適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造與維修的馬鈴薯種植機(jī)不斷被設(shè)計(jì)出來并得到大力的推廣與應(yīng)用。升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯播種機(jī)是一種塊狀馬鈴薯播種機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，效率高，不傷種，在國(guó)內(nèi)外正逐漸得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:播種機(jī)；馬鈴薯；升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器；外槽輪排肥器；鋤鏟式開溝器IIAbstractPotato,which is one of the most important grain crops in our country, is growthing in a rather huge area . In 2007, potato’s 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 is 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: First, 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 and 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 tuber's seeder.With its simple structure, reliable operation, high efficiency, and hurtless to plants, this machine is widely applicated both in domestic and foreign country.Key words：Planter ；Potato ；Ladle—chain dispenser ；Fluted roller fertilizer apparatus ；Hoe openerIII目錄摘 要 IABSTRACTII1 緒論 .11.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 .11.2 馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 .11.2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 21.3 設(shè)計(jì)任務(wù) .31.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .51.5 升運(yùn)鏈?zhǔn)讲シN機(jī)主要技術(shù)參數(shù) .52 總體方案設(shè)計(jì) .72.1 設(shè)計(jì)原則 .72.1.1 基本結(jié)構(gòu) 72.1.2 工作原理 72.2 配套動(dòng)力的選用 .83 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.1 傳動(dòng)路線的確定 .93.2 傳動(dòng)比的計(jì)算 .94 排種器的選型設(shè)計(jì) .104.1 種箱結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì) .104.1.1 種箱尺寸的確定 .104.1.2 種箱容積的計(jì)算 .104.2 排種器的選型與計(jì)算 .104.2.1 馬鈴薯播種機(jī)對(duì)排種器的性能要求 .114.2.2 現(xiàn)有排種器的類型和特點(diǎn) 114.2.3 排種器的選型 114.2.4 升運(yùn)鏈相關(guān)系數(shù)的確定 .135 排肥器的選型設(shè)計(jì) .145.1 排肥器的性能要求 .145.2 常用排肥器的種類和特點(diǎn) .145.3 排肥量的計(jì)算 .156 開溝器的選型設(shè)計(jì) .166.1 開溝器的性能要求 .166.2 現(xiàn)有開溝器的種類和特點(diǎn) .16IV6.3 開溝器的選型 .166.4 開溝器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 .176.4.1 入土角 α 的確定 .176.4.2 切土角 β 的確定 .176.4.3 鏟翼張角 γ 的確定 .176.4.4 開溝器外形尺寸的確定 .177 輸種管的選型設(shè)計(jì) .187.1 輸種管的性能要求 .187.2 輸種管的選型 .187.3 輸種管參數(shù)的確定 .187.3.1 輸種管的直徑 .187.3.2 輸種管的傾斜度與長(zhǎng)度 .188 覆土器的選型設(shè)計(jì) .208.1 覆土器的種類和特點(diǎn) .208.2 覆土器的選型 .208.3 覆土器性能結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 .209 鎮(zhèn)壓輪的選型設(shè)計(jì) .219.1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件 .219.2 設(shè)計(jì)要求 .219.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .2110 行走輪的選型設(shè)計(jì) .2310.1 行走輪的設(shè)計(jì)要求 .2310.2 行走輪的結(jié)構(gòu) .2310.3 行走輪的安裝 .2310.4 行走輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .2311 總結(jié) .2511.1 結(jié)論 .2511.2 建議 .25參 考 文 獻(xiàn) .27致謝 .291 緒論11 緒論1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義馬鈴薯是糧食、蔬菜、飼料及工業(yè)原料兼用的重要農(nóng)作物，是我國(guó)包括大豆在內(nèi)的第五大糧食作物。2008 年種植面積 6 995.1 萬畝，總產(chǎn)量達(dá) 1 415.6 萬噸，均位列世界第一，占世界的近 1/4[1]。馬鈴薯用途已滲透到我國(guó)工農(nóng)業(yè)的多方面，市場(chǎng)需求旺，增值潛力大，是最具多功能的作物。提高馬鈴薯綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)保障我國(guó)食物安全，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展，優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收，滿足市場(chǎng)需求，意義十分重大 [2]。機(jī)械化播種可以省種10 公斤/畝，采用機(jī)械化規(guī)范化栽培，可增產(chǎn) 250 公斤/畝。與人工作業(yè)相比，馬鈴薯機(jī)播可提高工效 3 倍。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化，對(duì)提高馬鈴薯綜合生產(chǎn)能力，保障食物安全，增加農(nóng)民收入，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有十分重要的意義。但是我國(guó)馬鈴薯種植工藝機(jī)械化水平低，生產(chǎn)效率低，作業(yè)質(zhì)量差，生產(chǎn)成本高，農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度大。目前的播種形式還是步犁(或小四輪配用的兩鏵犁)加人工點(diǎn)種，其作業(yè)效率很低，不易于大面積播種，制約了馬鈴薯種植的發(fā)展速度 [3]。據(jù)調(diào)查研究，現(xiàn)在還沒有適宜的馬鈴薯種植機(jī)械。研制出能夠滿足馬鈴薯種植農(nóng)藝要求的馬鈴薯播種機(jī)，能夠大幅度的提高我國(guó)馬鈴薯種植的勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。隨著《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》的公布施行和國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策的實(shí)施，廣大農(nóng)民購(gòu)置、使用馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械的積極性不斷提高，馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化得到了長(zhǎng)足發(fā)展。本設(shè)計(jì)在現(xiàn)有機(jī)型的研究 11 總結(jié)上，發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題。著力提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，解放勞動(dòng)力，設(shè)計(jì)出一種新型的馬鈴薯播種機(jī)對(duì)于改善現(xiàn)在的問題具有重要的意義 [4]。1.2 馬鈴薯播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀近年來，隨著馬鈴薯在我國(guó)大量的種植、研發(fā)并推廣與馬鈴薯的生產(chǎn)相適應(yīng)的機(jī)械取得了很大的進(jìn)展,尤其是在馬鈴薯種植機(jī)械方面，盡管我國(guó)機(jī)械研制和生產(chǎn)水平同歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，但是隨著我國(guó)科研人員的共同奮斗，這個(gè)差距正在不斷地縮小。各種先進(jìn)的馬鈴薯播種機(jī)不斷問世，并在全國(guó)進(jìn)行大量地推廣應(yīng)用，這個(gè)還是值得國(guó)人驕傲的。到目前排種裝置仍然是播種機(jī)最為關(guān)鍵的部件，先進(jìn)的排種器以及排種原理對(duì)播種機(jī)的效率的提高還是有著很重要的作用的，到現(xiàn)在，世界上所有的排種器像離心式排種器、外槽輪式排種器、以及各種圓盤式排種器等幾乎都被我國(guó)的學(xué)者們涉獵了；而具有我國(guó)獨(dú)創(chuàng)特色的鏈條定格式精量排種器、紋盤式排種器、鏈輪窩眼輪式排種器也獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但是在馬鈴薯播種機(jī)械上，先進(jìn)的排種器以及商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2排種方式依然是制約播種機(jī)效率的瓶頸問題。因此在已經(jīng)解決現(xiàn)有播種方式的情況下研制與我國(guó)現(xiàn)狀相應(yīng)的播種機(jī)顯得是非常重要。顯然，在大型排種器方面，我國(guó)應(yīng)該朝著孔帶式精密排種器、氣流輸送式條播排種器以及傾斜圓盤指夾式排種器、氣力式精密排種器的方向直線發(fā)展。新的排種原理包括機(jī)械式排種原理和氣力式排種原理等，要想在這方面發(fā)展新的排種原理也應(yīng)得到廣泛的采用（陳興田，2001）[5]。圖 1-3、 1-4 為我國(guó)主要的馬鈴薯播種機(jī)械。圖 1-3 2MB-2/1 型雙壟單行播種機(jī) 圖 1-4 2BXSM—2B 型馬鈴薯施肥播種機(jī) [9]圖 1-5 2MB-1/2 型大壟雙行覆膜播種機(jī) 圖 1-6 2MB-1/2 型大壟雙行覆膜播種機(jī)1.2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀第二次世界大戰(zhàn)以后，歐美的許多發(fā)達(dá)國(guó)家先后完成了由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的過度和轉(zhuǎn)化，經(jīng)過幾十年不斷地發(fā)展，其農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平已經(jīng)相當(dāng)完善，現(xiàn)在正朝著大型化、智能化、精量化以及多功能聯(lián)合型方向發(fā)展（陶衛(wèi)民，2001） 。在歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家中，馬鈴薯播種機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，其技術(shù)水平應(yīng)經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)完善的程度，無論是工作速度、生產(chǎn)效率、工作性能、播種質(zhì)量以及播種機(jī)具的通用性和適應(yīng)性上都做得比較好。這對(duì)減少播種過程中的漏種率、種子損傷率和提高單產(chǎn)量都有很大的促進(jìn)作用?，F(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家正把不斷更新播種機(jī)的工作原理、盡量完善其結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)機(jī)具使用壽命、降低制造價(jià)格和維護(hù)費(fèi)用的同時(shí)提高其工作效率以及提高播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性作為未來更先進(jìn)的播種機(jī)研制的方向。1 緒論3國(guó)外馬鈴薯播種機(jī)發(fā)展較早，成型較快，現(xiàn)已初具規(guī)模。發(fā)達(dá)國(guó)家馬鈴薯播種效率的提高其根本原因?qū)崿F(xiàn)了播種機(jī)械化、集約化生產(chǎn)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，發(fā)達(dá)國(guó)家的馬鈴薯播種機(jī)械產(chǎn)品更加多樣化、性能更可靠。計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化、自動(dòng)化等高科技領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用，使馬鈴薯播種作業(yè)更加精確化，更能滿足人們使用的方便性、安全性與舒適性的要求[5]。馬鈴薯播種機(jī)在美、蘇、日、意、德等國(guó)家得到了充分的發(fā)展。其主要部件即排種裝置主要發(fā)展了穿札針式、舀上杯鏈?zhǔn)?、舀上傾斜板鏟斗式、輸送帶斗式等[6]。經(jīng)過多年的發(fā)展它們的結(jié)構(gòu)功能已比較完善，有很多值得我們學(xué)習(xí)的地方。圖 1-1、1-2 為國(guó)外一些馬鈴薯播種機(jī)：圖 1-1 德國(guó) VL- 20L 型四行馬鈴薯播種機(jī) [7] 圖 1-2 意大利自動(dòng)式馬鈴薯播種機(jī) [8]1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)現(xiàn)在有的機(jī)械已經(jīng)能夠在耕整過的地上一次完成開溝、播種、噴藥、覆土起壟及鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)，但是通過對(duì)各種產(chǎn)品的具體對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其主要部件運(yùn)用原理大體相同，且都存在問題。首先播種機(jī)不能滿足各種地區(qū)不同的需求，有的對(duì)整地要求過高，有的不能變換行距，有的不是很成熟，需要太多人力配合。其中明顯的缺陷有以下幾點(diǎn)：1、種箱排種器仍然需要人力監(jiān)視種子充種與漏種情況。2、覆膜壓實(shí)后膜上需要人力覆土從而促進(jìn)種子能夠頂破薄膜。本設(shè)計(jì)的目的是結(jié)合馬鈴薯薯種的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和種植要求，借鑒國(guó)內(nèi)外研究成果，一次性完成馬鈴薯的播種、施肥、噴藥、覆膜、覆土，并實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的精密播種。實(shí)現(xiàn)播種的穩(wěn)定均勻性，解決漏播的問題。將現(xiàn)代的傳感器技術(shù)應(yīng)用其中，增加播種的精度，以及對(duì)化肥農(nóng)藥播撒量的精確控制。改進(jìn)播種勺的形狀，力求完善播種的完整性，從根本上解決漏播的問題。馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極其高，市場(chǎng)潛力巨大。在國(guó)外，大約占 45%的馬鈴薯加工成為食品后進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)。而在中國(guó)國(guó)內(nèi)，一向被國(guó)人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯也堂而皇之在市場(chǎng)上風(fēng)靡流行起來。在北京、上海、廣州、成都和重慶等全國(guó)大中城市，以馬鈴薯?xiàng)l、馬鈴薯泥巴為基本材料的麥當(dāng)勞、肯德基食品已占據(jù)我國(guó)快商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4餐市場(chǎng)的半壁江山，而從其他渠道進(jìn)口的其它油炸薯片或膨化食品等也不斷滾滾而來。致使馬鈴薯的地位在人們心目中的地位直線上升。甚至，中國(guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)屈東玉博士在曾經(jīng)召開的中國(guó)馬鈴薯學(xué)術(shù)年會(huì)上指出：“馬鈴薯是一種適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量很高、經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大大的作物，應(yīng)該把馬鈴薯主要產(chǎn)區(qū)列入國(guó)家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財(cái)、稅待遇，這必定是保證我國(guó)糧食安全的重要有效手段。 ”馬鈴薯作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物，種植面積越來越大，而傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲方法不但費(fèi)事費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大而且季節(jié)性強(qiáng)，因此給農(nóng)民造成極大的困難。馬鈴薯種植區(qū)大部分在山坡和山腰地區(qū)，農(nóng)民對(duì)馬鈴薯挖掘機(jī)器的要求已經(jīng)十分迫切，落后的人工收獲方式造成馬鈴薯凍壞和減產(chǎn)等不必要的損失。為了解決上述問題，推廣實(shí)用小型馬鈴薯挖掘機(jī)勢(shì)在必行。應(yīng)用馬鈴薯挖掘機(jī)可以大大的提高收獲效率，降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，增收增產(chǎn)，極大地減少收獲損失，為我國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)，根據(jù)我國(guó)馬鈴薯挖掘機(jī)械多年研制生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可以看出， 意大利、日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)外機(jī)器適應(yīng)于壟作，很難適應(yīng)我國(guó)平作種植模式。各類型機(jī)械需要進(jìn)行多收獲季節(jié)、多地域的田間試驗(yàn)，才能提高適應(yīng)性，更好的提高機(jī)械效率，完成各種生產(chǎn)工作。馬鈴薯是我國(guó)主要經(jīng)濟(jì)作物之一。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)，對(duì)優(yōu)化調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加速脫貧致富及地區(qū)經(jīng)濟(jì)平衡發(fā)展具有十分重要的意義。由于馬鈴薯為地下產(chǎn)物, 且是塊莖繁殖, 其收獲方式以挖掘機(jī)械為主導(dǎo)。馬鈴薯挖掘機(jī)可以大大提高收獲效率,減少損失, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度, 為馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。但是收獲方式的落后極大的限制了馬鈴薯的生產(chǎn)發(fā)展。為促進(jìn)馬鈴薯生產(chǎn)的良好發(fā)展，解決機(jī)械化收獲問題已經(jīng)迫在眉急。馬鈴薯挖掘機(jī)械化的關(guān)鍵矛盾是機(jī)器性能要求與配套動(dòng)力之間的矛盾。鑒于動(dòng)力的限制，與 14kw 以下拖拉機(jī)配套機(jī)器的性能要求不宜功能全部都一樣，只要完成起薯塊步驟環(huán)節(jié)，讓署塊基本露于地面即可，其他工序可以通過人工拾起完成。從發(fā)展來看這類機(jī)械作為與農(nóng)村具有的小型拖拉機(jī)相配套的過渡性機(jī)型可以予以開發(fā)、推廣。根據(jù)近年來馬鈴薯種植面積的不斷增加，對(duì)馬鈴薯收獲的機(jī)械化水平的需求越來越大。因此，馬鈴薯收獲機(jī)的大力推廣對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，尤其是馬鈴薯的生產(chǎn)具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。 馬鈴薯是一種高蛋白農(nóng)作物，在我國(guó)得到廣泛地栽種。2007 年我國(guó)馬鈴薯種植面積約 8000 萬畝，總產(chǎn)量超過 6800 萬噸，占世界總產(chǎn)量的 22%左右（www.potatoweb.cn ，2007 年） 。單從總產(chǎn)量來說我國(guó)已經(jīng)是世界第一，但是單產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美和澳洲的水平。例如，2003 年，我國(guó)馬鈴薯的單產(chǎn)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(chǎn)量最大的國(guó)家新西蘭每公頃 44248 公斤的三分之一（www.potatoweb.cn ，2007 年） 。1 緒論5我國(guó)馬鈴薯種植單產(chǎn)量很低這已是不爭(zhēng)的事實(shí)，因此，我國(guó)應(yīng)該把提高馬鈴薯的單產(chǎn)作為目前提高馬鈴薯產(chǎn)量的首要任務(wù)。提高馬鈴薯單產(chǎn)的措施除了提高機(jī)械化生產(chǎn)水平外，還應(yīng)該改進(jìn)馬鈴薯的種植方式。提高單產(chǎn)量，首要任務(wù)就是提高機(jī)械化生產(chǎn)水平。當(dāng)前，除少部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)馬鈴薯機(jī)械化或半機(jī)械化種植以外，我國(guó)大部分的馬鈴薯種植方式一直停留在傳統(tǒng)種植的水平上，傳統(tǒng)的種植方式主要依靠人力和畜力進(jìn)行生產(chǎn)，從開溝到覆土鎮(zhèn)壓，整個(gè)過程勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，種植效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械化種植水平；而且我國(guó)地域廣闊，擁有多種地型，因此需要的播種機(jī)的機(jī)型也相對(duì)不一，設(shè)計(jì)出具有較強(qiáng)適應(yīng)性的播種機(jī)將成為未來播種機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)；播種機(jī)的通用性也是一個(gè)不可忽略的重要因素，提高播種機(jī)的通用性有助于提高播種機(jī)的使用性能，使得播種機(jī)得到充分的利用。雖然從當(dāng)前的情況來看，我國(guó)在播種機(jī)這塊領(lǐng)域還不能一下子縮小同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，但是正在將這種差距正在不斷縮小。傳統(tǒng)的馬鈴薯種植方式也是一個(gè)制約馬鈴薯單產(chǎn)量提高的重要因素，主要體現(xiàn)在：（1）馬鈴薯種子的質(zhì)量不高，我國(guó)種植馬鈴薯的大部分地區(qū)，馬鈴薯種子一般是自留的，沒有經(jīng)過消毒，殺菌以及其它提高種植質(zhì)量的技術(shù)處理，因此種出來的馬鈴薯質(zhì)量和產(chǎn)量不高；（2）種薯的品種不全，不同的地區(qū)，不同的氣候往往需要不同的馬鈴薯種子，在這方面，我國(guó)所作的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其需求，因此，在今后更應(yīng)該加大對(duì)馬鈴薯品種的研制；（3）傳統(tǒng)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(duì)土壤的壓實(shí)比較嚴(yán)重，這對(duì)種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)極為不利。1.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）馬鈴薯播種機(jī)具的總體設(shè)計(jì)（2）馬鈴薯播種機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（3）馬鈴薯播種機(jī)開溝裝置的設(shè)計(jì)（4）馬鈴薯播種機(jī)排種裝置的設(shè)計(jì)（5）馬鈴薯播種機(jī)輸種管、鎮(zhèn)壓裝置以及行走輪的設(shè)計(jì)1.5 升運(yùn)鏈?zhǔn)讲シN機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（1） 外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：1450mm×1100mm×950mm（2） 配套動(dòng)力：12kw（3） 生產(chǎn)效率：10acre/h（4） 工作幅寬：1100mm（5） 播種方式；平播（6） 播種深度：60－150mm （7） 作業(yè)行數(shù)：2 行 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6（8） 作業(yè)行距：400mm（9） 地輪直徑：500mm （10）作業(yè)速度：1m/s（11）傳動(dòng)形式：鏈傳動(dòng)（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(huán)式（15）鎮(zhèn)壓輪：復(fù)合圓錐式（16）種箱容積：30L2 總體方案設(shè)計(jì)72 總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)原則總體方案擬將噴藥裝置、排種裝置、覆土裝置、鎮(zhèn)壓裝置及施肥裝置與選用拖拉機(jī)融為一體，使之能夠一次性的順利完成開溝、施肥、播種、覆蓋、鎮(zhèn)壓等功能?；疽笫菓覓鞕C(jī)構(gòu)要有效的控制工作部件作業(yè)時(shí)的播深以及運(yùn)輸時(shí)的通過性。排種裝置要確保在播種過程中出現(xiàn)漏播、重播等現(xiàn)象的幾率一定不能不超過 2%。另外開溝器能開出平整的地溝外還要具備一些獨(dú)特的功能即自動(dòng)覆土功能。覆土裝置能夠完全覆蓋種溝以及開出兩邊壟溝。鎮(zhèn)壓輪的作用就是保持土壤濕度，所以要求鎮(zhèn)壓效果好，當(dāng)然作業(yè)后的地面要平整。覆膜裝置后的覆土犁能夠?qū)⒁欢ǖ耐粮采w到膜上，起到壓實(shí)的作用?？傮w方案擬將開溝裝置、施肥裝置、排種裝置、覆土裝置及鎮(zhèn)壓裝置與選用拖拉機(jī)融為一體，使之能一次性順利完成開溝、施肥、播種、覆蓋、鎮(zhèn)壓等功能，懸掛機(jī)構(gòu)要有效的控制工作部件作業(yè)時(shí)的播深以及運(yùn)輸時(shí)的通過性，開溝器除了能開出平整的地溝外還具備自動(dòng)覆土的功能；排種裝置確保在播種過程中出現(xiàn)漏播、重播等現(xiàn)象的幾率不超過 3%。鎮(zhèn)壓輪要求鎮(zhèn)壓效果好，作業(yè)后的地面平整。2.1.1 基本結(jié)構(gòu)該馬鈴薯播種機(jī)的結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的播種機(jī)上有所改進(jìn)。但有傳統(tǒng)機(jī)型上的開溝器、輸肥管、種箱、肥箱、覆土器、排種器等部件，它還增設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)壓輪、覆膜、覆土裝置，在機(jī)架的前梁上有上、下懸掛架用于與拖拉機(jī)連接，并且有拖拉機(jī)的主軸輸出動(dòng)力給旋轉(zhuǎn)爪式覆土器。種、肥箱側(cè)板固定在機(jī)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(diào)節(jié)開溝深度。開溝器在橫梁上可根據(jù)需要進(jìn)行橫向移動(dòng)來調(diào)節(jié)行距，機(jī)架的后梁用來連接鎮(zhèn)壓輪。該馬鈴薯播種機(jī)由機(jī)架、開溝器、輸種管、輸肥管、覆土器、種箱、肥箱、排種器以及鎮(zhèn)壓輪構(gòu)成，在機(jī)架的前梁上有上、下懸掛架用于與拖拉機(jī)連接；種、肥箱側(cè)板固定在機(jī)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(diào)節(jié)開溝深度，開溝器在橫梁上可根據(jù)需要進(jìn)行橫向移動(dòng)來調(diào)節(jié)行距；機(jī)架的后梁用來連接鎮(zhèn)壓輪。 2.1.2 工作原理拖拉機(jī)通過三點(diǎn)懸掛連接播種機(jī)在田間行走。由地輪限制高度。施肥開溝器開出肥料溝?；事淙霚蟽?nèi)。播種開溝器開出種溝，種子落入溝內(nèi)。施肥與播種的動(dòng)力都來源于地輪，地輪上安裝兩個(gè)鏈輪，分別連接排種器的鏈輪，排肥器的鏈輪。用旋轉(zhuǎn)爪式覆土器對(duì)播種溝進(jìn)行覆土，動(dòng)力來自于拖拉機(jī)的主軸輸出。用刮平板將商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8壟面處理平整，然后由鎮(zhèn)壓輪鎮(zhèn)壓密實(shí)。薄膜掛在掛膜輥上，隨著機(jī)器的前進(jìn)滾動(dòng)。拉出的薄膜首先經(jīng)過壓膜輥的鋪平，然后被壓膜輪壓在壟壁上，再由覆土圓盤犁覆土。覆土圓盤犁翻起的一部分土經(jīng)膜上覆土器蓋在薄膜上。本機(jī)通過上、下懸掛與拖拉機(jī)相連，拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí)輸出動(dòng)力帶動(dòng)播種機(jī)工作，作業(yè)速度為 1m/s。機(jī)具工作的動(dòng)力來源為：行走輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的動(dòng)力。地輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由地輪傳遞動(dòng)力，在地輪軸的兩端各裝一個(gè)傳動(dòng)鏈輪, 通過鏈條將力矩傳給中間傳動(dòng)鏈輪，再由中間鏈輪將動(dòng)力傳給排種排肥裝置,通常情況下地輪直徑較大，工作時(shí)不易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，并且傳動(dòng)可靠。播種機(jī)工作時(shí)，拖拉機(jī)通過動(dòng)力輸出軸將動(dòng)力傳遞給行走輪，鎮(zhèn)壓輪上的主動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給中間軸，行走輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鏈條將動(dòng)力傳給施肥、播種機(jī)構(gòu)，排出的化肥和種子經(jīng)輸肥管與輸種管進(jìn)入開溝器，先后進(jìn)入開好的地溝中，為了避免燒壞種薯，化肥應(yīng)位于種子下方 5 cm 處，覆土器進(jìn)一步覆蓋種溝，鎮(zhèn)壓輪的圓錐滾筒隨即以均勻適當(dāng)?shù)膲毫好芊N床2.2 配套動(dòng)力的選用根據(jù)我國(guó)目前所擁有的拖拉機(jī)實(shí)際情況和對(duì)機(jī)組所消耗功率的初步估算，擬采用東風(fēng)-200 拖拉機(jī)或功率相近的相關(guān)拖拉機(jī)。東風(fēng)-200 拖拉機(jī)的主要參數(shù)如下： 外形尺寸(cm) 2850x1350x1990功率（KW） 14（16 馬力）額定轉(zhuǎn)速（r/min） 730驅(qū)動(dòng)型式 前輪驅(qū)動(dòng)離合器形式 干式、雙片制動(dòng)器 環(huán)狀內(nèi)脹式發(fā)動(dòng)機(jī)與離合 V 帶理論前進(jìn)速度（Km/h）如表 2—1 所示：表 2—1 東風(fēng)-200 拖拉機(jī)理論前進(jìn)速度Table 2—1 the therical theoretical exercise speed of Dongfeng —200前進(jìn): 1.25; 1.67; 3.07; 5.38; 6.47; 8.65; 15.91; 27.86理論速度，km/h 后退: 1.46; 7.593 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算93 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 傳動(dòng)路線的確定傳動(dòng)路線要保證總體傳動(dòng)可靠，不影響拖拉機(jī)工作。根據(jù)整機(jī)的結(jié)構(gòu)以及拖拉機(jī)的位置來確定傳動(dòng)路線，使馬鈴薯在工作過程中能滿足開溝、播種、施肥和鎮(zhèn)壓等工作的需要。借鑒相關(guān)機(jī)型，將傳動(dòng)路線分為兩條路線。第一，行走輪隨拖拉機(jī)的前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過鏈傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給中間軸；第二，中間軸將動(dòng)力分別傳遞給排種機(jī)構(gòu)和排肥機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)排種鏈輪和排肥槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)3.2 傳動(dòng)比的計(jì)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 3—1 計(jì)算得到行走輪軸的轉(zhuǎn)速 n1（3—1）?dvn1?式中：v—行走輪的行駛速度d—行走輪的直徑經(jīng)計(jì)算得 min/r381?按照設(shè)計(jì)要求，中間軸的轉(zhuǎn)速與行走輪軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)該相等，因此兩軸之間的傳動(dòng)比為 1，中間軸的轉(zhuǎn)速為 38r/min，排種器的主動(dòng)輪安裝在中間軸上，因此轉(zhuǎn)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(wěn)，因此兩者之間的轉(zhuǎn)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(yīng)地應(yīng)該將原本要求的株距縮小 2 倍才能不影響排種效率，再結(jié)合鏈輪的要求，最終選取排種器上、下兩鏈輪之間的傳動(dòng)比為 1.12。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）104 排種器的選型設(shè)計(jì)4.1 種箱結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)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(shù)，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(huì)增加機(jī)構(gòu)的重量，對(duì)播種機(jī)的的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，還會(huì)影響機(jī)組的縱向移動(dòng)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α=24°~34°，這里選擇 α=30°。除此以外，種箱還應(yīng)該堅(jiān)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(jī)所選的種箱形狀為錐臺(tái)型（上口直徑大，下口直徑?。?，而且上端有防護(hù)蓋加以保護(hù)。4.1.2 種箱容積的計(jì)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(jù)以往實(shí)驗(yàn)結(jié)論：播種機(jī)在工作時(shí)不宜播完種子箱內(nèi)的全部種薯，應(yīng)該保留至少 10%的種子余量，避免箱內(nèi)種子太少而影響播種的質(zhì)量。預(yù)先設(shè)定該地塊的長(zhǎng)度 D=1000m，播種機(jī)往返一次加一次種子。其種箱容積 V 可用公式 4—1 確定：V=1.1 LBNmax/667γ （4—1）式中：L—裝滿一箱種子所能播種的最遠(yuǎn)距離。最少應(yīng)等于一個(gè)往返行程，即地塊長(zhǎng)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 (kg／hm2)，種薯的株距為 120mm，則在 100m 內(nèi)需要播種略為 833 個(gè)，每個(gè)種子大約重 50g，算出 Nmax≈41.65kgγ—種子的單位容積質(zhì)量(kg/L)。1L=1000000cm3。因此單位容積內(nèi)能容納尺寸規(guī)格為 20mm×20mm×20mm 的種薯 125 個(gè)，每個(gè)種薯平均重 50g，算出來 γ 的值大約為 7.25kg/L取 L＝2000；B＝1.1；Nmax＝41.65； r＝7.25。代入公式（4－1）得：V =20.8433（L) 實(shí)際中種箱的容積往往要比設(shè)計(jì)數(shù)值稍微大一些，因此本次設(shè)計(jì)取種箱的容積為 30 升。4.2 排種器的選型與計(jì)算對(duì)馬鈴薯播種機(jī)來說，排種器是其最核心的部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響播4 排種器的選型設(shè)計(jì)11種機(jī)的播種質(zhì)量，因此，對(duì)排種器的要求是很高的。4.2.1 馬鈴薯播種機(jī)對(duì)排種器的性能要求（1）排種器應(yīng)該具備較大的排種均勻性和穩(wěn)定性，能均勻連續(xù)地排種，并且能在不同外界條件下作業(yè)，其播量要保持穩(wěn)定，排種要均勻；（2）具有較強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性，播量調(diào)節(jié)范圍大；（3）對(duì)種子的損傷率較小，一般要求不超過 3%；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，易于制造和維護(hù)，調(diào)整方便；（5）漏種率和重播率低，皆要求不超過 3%。4.2.2 現(xiàn)有排種器的類型和特點(diǎn)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(diǎn)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(jì)較種子的粒距，只注意一定長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)的粒數(shù)，在農(nóng)業(yè)上使用的條播排種器有外槽輪式、內(nèi)槽輪式、磨紋盤式、錐面型孔式、擺桿式、離心式、匙式及刷式等類型。其中應(yīng)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(huán)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(nèi)。排種軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外槽論及花型擋環(huán)可防止種子從槽輪兩側(cè)流出。雖然這種排種器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便、通用性好、適應(yīng)性能廣，而且國(guó)際上已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但是它也存在不可忽略的局限性，對(duì)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(duì)種子的損傷率，也不能夠提高播種的穩(wěn)定性，因此需要選擇一種結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，效率和播種質(zhì)量更好的排種器，經(jīng)過對(duì)所有可能的排種器（如夾持式，外槽輪是，帶輪式等）的比較，最終決定選取升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器，這種排種器的前身是 70 年代后期美日等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用的舀上杯鏈?zhǔn)脚欧N器。4.2.3 排種器的選型（1）升運(yùn)連式排種器的選型及結(jié)構(gòu)根據(jù)馬鈴薯種塊的特性，該馬鈴薯播種機(jī)決定選用單排式升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器。其結(jié)構(gòu)如圖 4—1 所示：商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12圖 4—1 升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器Figure 4—1 the labe—chain dispenser（2）工作原理：行走輪隨著播種機(jī)的前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，行走輪上的軸作為動(dòng)力傳遞軸并通過中間軸將動(dòng)力傳遞到排種器的小鏈輪上，小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)升運(yùn)鏈以一定的速度上升，固定在升運(yùn)鏈上的取薯勺每次舀取一個(gè)種薯塊，并通過上鏈輪和護(hù)種管壁將種薯塊運(yùn)送到輸種管里，再經(jīng)開溝器落到地溝，從而實(shí)現(xiàn)播種的過程。（3）升運(yùn)鏈?zhǔn)脚欧N器工作性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)馬鈴薯播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求和參考有關(guān)文獻(xiàn)，主要有以下結(jié)構(gòu)參數(shù)：1．取薯勺速度 v：取薯勺線速度與作業(yè)速度成正比，試驗(yàn)表明，當(dāng)取薯勺速度不超過 0.5 m/s 時(shí)，播種質(zhì)量較好。當(dāng)鏈輪線速度為 0.55 m/s 時(shí)，作業(yè)質(zhì)量有所下降，即漏播稍有增加，但基本上能滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求。若取薯勺速度大于0.55 m/s 時(shí)，作業(yè)質(zhì)量則顯著變壞，漏播嚴(yán)重。因此鏈輪線速度最高作業(yè)速度不超過 0.5 m/s。2．鏈輪轉(zhuǎn)速 n：鏈輪轉(zhuǎn)速過低，脈動(dòng)頻率低，排種均勻性差；轉(zhuǎn)速過高，又會(huì)使傷種率增加的同時(shí)加大漏種率。根據(jù)馬鈴薯種子的播種要求，此次設(shè)計(jì)選用最大轉(zhuǎn)速不超過 40r/min 的鏈輪。3．鏈條的工作長(zhǎng)度 L：鏈條的長(zhǎng)度太大，將會(huì)增大兩鏈輪之間的中心距，從而增大輸種的距離；長(zhǎng)度太短又會(huì)造成輸種時(shí)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(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)最合適的中心距來選取。一般鏈條長(zhǎng)度在 2m 左右，種子的升運(yùn)高度不超過 500mm 4．取薯勺的形狀：對(duì)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(yùn)的過程中不要出現(xiàn)滑落的情況，而且背面要光滑，不能傷種；取薯勺4 排種器的選型設(shè)計(jì)13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(yùn)鏈相關(guān)系數(shù)的確定（1）最開始設(shè)定的理論株距為 120mm，因此在行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后所需要播種的個(gè)數(shù) n 可以通過公式 4—2 計(jì)算得到：（4—2）10DLn??式中：L——行走輪的周長(zhǎng)；D——行走輪的直徑。通過已知數(shù)據(jù) D=0.5m。算得 n=13 個(gè)（2）取薯勺之間的間距即株距 B本次設(shè)計(jì)決定選用鏈條節(jié)距 p=25.4mm，長(zhǎng)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(jù)節(jié)距和鏈條長(zhǎng)度來進(jìn)行調(diào)整。通過計(jì)算，整個(gè)鏈條共有 88 節(jié)，為了達(dá)到最佳的排種效果，需要 24 個(gè)取薯勺，因此其中 16 個(gè)取薯勺由 4 個(gè)鏈結(jié)組成，另外 8 個(gè)由 3 個(gè)鏈結(jié)組成。因此每個(gè)取薯勺之間的平均距離也就是株距 B=88/24×25.4≈93mm，能保證有足夠的空間來克服充不上種的情況。（3）取薯勺尺寸的確定通過查閱相關(guān)取薯勺的資料，以及對(duì)馬鈴薯種塊在取薯勺內(nèi)的受力情況的分析，為了使種塊不至于從勺內(nèi)落下，多余的種子也不能穩(wěn)定在勺內(nèi)，要求取薯勺的寬度要大于種子長(zhǎng)度的 0.5 倍且小于種子厚度的 1.5 倍。因?yàn)榉N子的尺寸規(guī)格為20mm×20mm×20mm，這里取取薯勺的寬度應(yīng)為 20×1.25mm=25mm。同時(shí)為了取薯時(shí)有足夠的時(shí)間和空間，取薯勺的長(zhǎng)度尺寸也必須大于種塊長(zhǎng)度的 1.5 倍，因此長(zhǎng)度至少為 20×1.5=30mm，這里取 35mm。通過查閱《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （陳志，2007） ，可知種薯塊的自然休止角一般為 30°，因此取薯勺內(nèi)的角度應(yīng)小于或等于其自然休止角，這里也取 30°。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）145 排肥器的選型設(shè)計(jì)5.1 排肥器的性能要求（1）排肥量穩(wěn)定、均勻，不受肥箱內(nèi)肥料的多少、地形傾斜起伏及前進(jìn)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(dòng)性好的顆粒狀化肥和復(fù)合顆?；释?，也能排施流動(dòng)性差的粉狀化肥。（3）排肥量調(diào)節(jié)靈敏、準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)范圍能適應(yīng)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(diào)節(jié)方便，便于作業(yè)后清理殘茬化肥。（5）排肥器所有與肥料接觸的機(jī)構(gòu)、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(diǎn)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(shí)，外槽輪旋轉(zhuǎn)，顆?；士孔灾爻錆M槽輪的凹槽并被槽輪帶著一起旋轉(zhuǎn)，在槽輪外面的肥料在槽輪的拔動(dòng)和肥料顆粒之間的摩擦力作用下也被帶動(dòng)起來由槽輪強(qiáng)制帶出，從排肥舌上調(diào)入輸肥管，然后經(jīng)開溝器導(dǎo)入種溝。該排肥器轉(zhuǎn)動(dòng)的槽輪和不轉(zhuǎn)動(dòng)的阻塞套可以在排種盒內(nèi)隨排種軸左右移動(dòng)，通過改變槽輪的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)排肥量。外槽輪排肥器的槽輪可以換成齒輪。槽輪的齒數(shù)相對(duì)排種器的來說有所減少。（2）星輪式排肥器 工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)的星輪星齒間的化肥強(qiáng)制排出。常用兩個(gè)星輪對(duì)轉(zhuǎn)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(yè)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(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)手柄改變排肥量活門的開度來實(shí)現(xiàn)。（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(zhuǎn)，將肥料導(dǎo)入排肥管。在排肥量較小時(shí)，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(guó)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(zhuǎn)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(diǎn)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(diǎn)是清肥不便。（6）振動(dòng)式排肥器 由于震動(dòng)關(guān)系，肥料排量受肥箱內(nèi)肥料多少、肥料密度、粘結(jié)力等的影響較大排肥量的穩(wěn)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(shí)候所用的一般是硫酸銨或磷酸二銨等顆?；剩浜识嫉陀?1%。通過對(duì)5 排肥器的選型設(shè)計(jì)15以上幾種排肥器的比較以及馬鈴薯施肥的要求，本次設(shè)計(jì)決定選用移動(dòng)式外槽輪排種器。這種排肥器的優(yōu)點(diǎn)在于其可以把它的槽輪換成齒輪，工作原理也與槽輪時(shí)相同。槽輪輪式排肥器一般用于排施流動(dòng)性教好的顆粒狀化肥，具有較好的排肥穩(wěn)定性和均勻性，但缺點(diǎn)是不能用于排施流動(dòng)性差的化肥。其結(jié)構(gòu)如圖 5—1 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 5—1 移動(dòng)式外槽輪排肥器Figure 5—1 the fluted roller fertilizer apparatus5.3 排肥量的計(jì)算外槽輪排肥器的排肥量可以通過公式 5—1 計(jì)算。（5—1）??????????tdLrQfaq0式中：d—外槽輪的直徑，d 取 45mmL—外槽輪的有效長(zhǎng)度，L 取 126mmr—肥料的密度，施用的化肥為磷酸二銨，其密度為 789g/L。a0—槽內(nèi)肥料充滿系數(shù)，一般取 0.7fg—單個(gè)凹槽的截面積，通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算選取 fg=66.76mm2t—槽輪凹槽節(jié)距。通過計(jì)算得到 t=dπ/z=20.2mmλ—帶動(dòng)層特性系數(shù)。取 0.5經(jīng)計(jì)算得 Q≈5.5kg/acre，這里取 6kg/acre商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）166 開溝器的選型設(shè)計(jì)6.1 開溝器的性能要求開溝器是播種機(jī)上重要的部件之一，其功用是開溝、整理種床、自動(dòng)覆土和導(dǎo)種、肥入土，開溝器工作性能的好壞將直接影響播種質(zhì)量和種子發(fā)芽生長(zhǎng)條件。因此，開溝器應(yīng)滿足如下幾個(gè)條件：（1）開溝直、深淺一致，幅寬合適，溝底平整，有一定的自動(dòng)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(nèi)種子分布幅度、均勻度應(yīng)符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。6.2 現(xiàn)有開溝器的種類和特點(diǎn)根據(jù)開溝器的入土角不同可分為銳角和鈍角二種。 ⑴ 鋤鏟式開溝器：屬于銳角型開溝器，工作時(shí)開溝器隨著播種機(jī)向前移動(dòng)，土壤在鏟前突起，兩側(cè)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(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、入土能力強(qiáng)、工作阻力小，a=3~6cm，R=30~65N/個(gè)。缺點(diǎn)是易壅土和纏草，會(huì)使干濕土混雜，高速作業(yè)時(shí)播深不穩(wěn)。⑵ 雙圓盤開溝器：鈍角型開溝器，主要由一對(duì)平面圓盤、開溝器體、圓盤軸和散種板組成。工作時(shí)，兩圓盤向前滾動(dòng)，利用兩圓盤在前下方一點(diǎn)（稱聚點(diǎn)）接觸所形成的夾角，將土壤向兩側(cè)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(wěn)、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強(qiáng)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大，工作阻力大。a=4~8cm，R=80~160N/個(gè)。 ⑶ 芯鏵式開溝器：銳角型開溝器，工作時(shí)先由芯鏵入土開溝，兩個(gè)側(cè)板向兩側(cè)分土形成種溝。開溝寬度大、入土性能好，但工作阻力大。a=6~12cm，R=200~800N/個(gè)。 ⑷ 滑刀式開溝器：鈍角型開溝器，工作時(shí)滑刀在豎直方向切入土壤，刀后側(cè)板向兩側(cè)擠壓土壤形成種溝。特點(diǎn)是靠重力入土，溝深穩(wěn)定、溝形整齊、不亂土層，斷草能力強(qiáng)、工作阻力大。a＝5~10cm，R=200~400N/個(gè)。6.3 開溝器的選型馬鈴薯播種機(jī)通常在新耕地上進(jìn)行播種，新耕地的雜草和殘茬對(duì)開溝器的影響不大，出現(xiàn)纏繞和堵塞的幾率不大，再考慮到開溝的性能和經(jīng)濟(jì)因素，本次設(shè)計(jì)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(diào)節(jié)扁鋼組成。其優(yōu)點(diǎn)是：（1)開溝深度大，因?yàn)橐箝_溝深度最大達(dá)到 180mm，上述幾種開溝器只有鋤鏟式能達(dá)到要求；(2)開出的地溝平整、開闊，受地形的影響較小；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于6 開溝器的選型設(shè)計(jì)17制造與維護(hù)。6.4 開溝器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定6.4.1 入土角 α 的確定入土角 α 選得過大，開溝器工作時(shí)土壤上移大，土層也抬得高，并有相互混亂的趨勢(shì)，同時(shí)還會(huì)加大工作阻力；入土角也不能選得過小，過小的入土角將會(huì)造成刃部強(qiáng)度減弱。通常情況下入土角的取值范圍在 30°～50°之間，為了保證入土能力，因此入土角不應(yīng)該取得太小，這里取入土角為 45°。6.4.2 切土角 β 的確定切土角過大，土壤易被推向兩側(cè)，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(yán)重影響鏟面的高度。一般情況下 β 值一般在20°～30°之間選取，特殊情況下可以取得小一點(diǎn)，這里取 β=20°。6.4.3 鏟翼張角 γ 的確定γ 過大，翼鏟就會(huì)增大，使得雜草不易沿刃口滑過，容易發(fā)生纏草、壅土、堵土等現(xiàn)象。γ 過小時(shí)，翼鏟切斷草根的能力就會(huì)減弱。為使雜草沿翼鏟刃緣向后滑切，γ 一般應(yīng)該取 75°～85°，這里取 γ=80°6.4.4 開溝器外形尺寸的確定深度調(diào)節(jié)扁鋼的尺寸為：40mm×20mm開溝器體尺寸長(zhǎng)×寬×高：173mm×120mm×505mm商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）187 輸種管的選型設(shè)計(jì)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(dǎo)入開溝器，使種子能夠順利落入種溝內(nèi)，它對(duì)排種的均勻性有很大的影響。馬鈴薯播種機(jī)對(duì)輸種管的要求有： （1）對(duì)種子流的干擾小，能保證種子能自由流動(dòng)，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(yīng)開溝器的升降和調(diào)節(jié)。輸種管一般要求鉸接在排種器上，能在各個(gè)方向擺動(dòng)的同時(shí)不影響種子通過；（3）應(yīng)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(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，易于制造和維修。7.2 輸種管的選型在本次設(shè)計(jì)中，考慮到馬鈴薯種塊的形狀和對(duì)導(dǎo)種管的要求，設(shè)計(jì)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(nèi)壁光滑，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、彎曲靈活、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。如圖（6—1）所示。7.3 輸種管參數(shù)的確定7.3.1 輸種管的直徑輸種管的最小直徑應(yīng)根據(jù)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(shù)等）加以確定。輸種管的最小直徑應(yīng)與種子在輸種管內(nèi)自由降落時(shí)的擴(kuò)散范圍相適應(yīng)。根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)：有三分之二的馬鈴薯單邊種子尺寸集中在 20mm 范圍以內(nèi)，因此輸種管的最小直徑一般為 26mm，最大直徑 40mm。7.3.2 輸種管的傾斜度與長(zhǎng)度輸種管的傾斜度和長(zhǎng)度都應(yīng)該根據(jù)不同類型播種機(jī)的結(jié)構(gòu)需要、排種器的特點(diǎn)和對(duì)種子落到地溝底部的要求進(jìn)行確定。一般情況下，橡膠輸種管的傾斜角為 50°。其長(zhǎng)度通過下列公式進(jìn)行計(jì)算L=H/sinα （7—1）式中 H——種子從排種口下落到開溝器體接種口的垂直距離Α——輸種管的傾斜角算得 L 的值為 225mm7 輸種管的選型設(shè)計(jì)19圖 6—1 輸種管Figure 6—1 the matering tube商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）208 覆土器的選型設(shè)計(jì)8.1 覆土器的種類和特點(diǎn)播種機(jī)上常用的覆土器有鏈環(huán)式、彈齒式、爪盤式、圓盤式、刮板式等，其中鏈環(huán)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(jī)。圓盤式和刮板式覆土器，則用于行距較寬、所需覆土量大、要求覆土嚴(yán)密并有一定起壟作用的中耕作物播種機(jī)8.2 覆土器的選型考慮開溝器以及本機(jī)結(jié)構(gòu)，決定選用拖環(huán)式覆土器。其結(jié)構(gòu)如圖 8—1 所示。8.3 覆土器性能結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定拖環(huán)直徑 D=280mm 鏈環(huán)長(zhǎng)度 L=15mm 兩環(huán)間距離 L1=120mm 掛鉤有效直徑 D1=10mm整個(gè)部件有效工作高度 H=375mm（可調(diào)）9 鎮(zhèn)壓輪的選型設(shè)計(jì)219 鎮(zhèn)壓輪的選型設(shè)計(jì)9.1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件通過鎮(zhèn)壓輪的鎮(zhèn)壓作用，能使種子與濕土壤接觸更加緊密，有利于種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)，可減少水分的蒸發(fā)，有利于土壤保墑，還可以增強(qiáng)土壤毛細(xì)管的作用。鎮(zhèn)壓輪對(duì)土壤的壓強(qiáng)主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水分、密度和作物的要求而定，一般為30～50kPa。而鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于其自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 8～1.2g/cm2圖 8—1 拖環(huán)式覆土器Figure 8—1 the link covering device9.2 設(shè)計(jì)要求（1）轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 （2）鎮(zhèn)壓力可調(diào)；（3）鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋；（4）不壅土，不纏草。9.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)有的馬鈴薯播種機(jī)中的鎮(zhèn)壓輪, 一般采用常規(guī)鎮(zhèn)壓輪。其質(zhì)量輕, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 壓而不實(shí), 影響種植作業(yè)質(zhì)量。該設(shè)計(jì)選取了一種鎮(zhèn)壓效果好且有利于防寒保溫、抗旱保墑和能促進(jìn)種子早期出苗及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育的圓錐式凹型鎮(zhèn)壓輪。要使鎮(zhèn)壓輪能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少工作中出現(xiàn)滑移與壅土的現(xiàn)象，則鎮(zhèn)壓輪的直徑應(yīng)滿足以下公式:商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22Smax≥2WT/D （9—1）因?yàn)?Smax=Qf，則D≥2WT/（Qf ） （9—2）式中 Smax—土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪表面的最大附著力Q—鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷f—土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪的附著系數(shù)，通過查表可知 f 一般取 0.4WT—軸套產(chǎn)生的摩擦力矩D—鎮(zhèn)壓輪的直徑由上面式子可知，鎮(zhèn)壓輪要想正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有足夠大的附著力。土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪的附著系數(shù) f 取決于輪緣的材料和土壤的條件，在一定情況下 f 是個(gè)常數(shù)。雖然增大鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷可以提高土壤對(duì)輪緣的附著力，但是增大鎮(zhèn)壓輪的負(fù)荷無疑會(huì)使輪子下陷程度增大，輪子行駛的阻力增加，同時(shí)還會(huì)加大對(duì)土壤的壓實(shí)程度，從而造成對(duì)種子發(fā)芽的不利后果。因此最好的途徑是減小軸套中產(chǎn)生的摩擦力矩，那就要求使用在軸套中產(chǎn)生摩擦力矩較小的滾動(dòng)軸承。同樣增大輪子的直徑也能有利于鎮(zhèn)壓輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過分析和計(jì)算，鎮(zhèn)壓輪的直徑 D 的取值為 400mm，寬度為 120mm。鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 9—1 所示：圖 9—1 鎮(zhèn)壓輪裝置Figure 9—1 the compacting wheel10 行走輪的選型設(shè)計(jì)2310 行走輪的選型設(shè)計(jì)10.1 行走輪的設(shè)計(jì)要求在該播種機(jī)中，行走輪不僅起限深作用，而且還是排種、排肥的主動(dòng)輪。因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：（1）具有較大的強(qiáng)度、剛度等機(jī)械性能；（2）滑移系數(shù)較小，一般不要超過 10%，從而提高播種的均勻性；（3）對(duì)地表不平性具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，避免在地表高低不平的情況下，出現(xiàn)作為驅(qū)動(dòng)排種器、排肥器的行走輪輪被架空而不轉(zhuǎn)動(dòng)，造成不排種、肥的問題。10.2 行走輪的結(jié)構(gòu)（1）通常情況下，行走輪直徑越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)越容易，從而打滑率越小，因此直徑越大播種越均勻。本次設(shè)計(jì)為了使行走輪的大小與機(jī)具空間相協(xié)調(diào)，特將其直徑設(shè)計(jì)為 500mm(行走輪圈外徑)，寬度為 80mm。（2）本次設(shè)計(jì)參照有關(guān)機(jī)具，綜合考慮為增加其入土性能及脫土性能，其結(jié)構(gòu)如圖（10—1）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 10—1 行走輪Figure 10—1 the road wheel10.4 行走輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算按照設(shè)計(jì)要求和參考有關(guān)資料，該播種機(jī)生產(chǎn)率為 3.2~4.1hm2/h，幅寬1100mm，因此，機(jī)器的行進(jìn)速度為：取平均速度為 v=1m/s，按照配套s/m21.~79.0365.10~.4bsv?????????商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸和常用播種機(jī)的地輪大小，取地輪直徑為 500mm，有 （10—1） rnwrv602??式中 ——地輪軸的轉(zhuǎn)速（m/s） ；——地輪軸的角轉(zhuǎn)速(rad/s)；n ——地輪的轉(zhuǎn)速(r/s)由公式（10—1）得 n≈38r/min——地輪的半徑(m)；r