【正文】 （ 如 圖 1— 5） 。 圖 1— 5 國外大型精密播種機 小型專業(yè) 播種機將更廣泛地被應用于玉米、甜菜、棉花、豆類和某些蔬菜作物。排種器零件的制造精度將不斷提高，并更多地采用可以在發(fā)生異常情況下及時發(fā)出報警信號的電子監(jiān)視裝置。此外，播種方法也在不斷改進，如采用蠕動泵排種的膠液播種法，可免除不良土壤條件對種子發(fā)芽的影響，還能同時施用農(nóng)藥、肥料等。 隨著農(nóng)業(yè)結構調(diào)整的不斷推進，各地的 溫室大棚也越建越多，大棚耕作機械成了農(nóng)戶耕作的急需品。但國內(nèi)現(xiàn)有的大棚耕作機械顯現(xiàn)出機型不多、應用不方便的特點，且多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕作機械。 近幾年針對溫室、大棚等特殊耕作環(huán)境，國內(nèi)農(nóng)機生產(chǎn)廠家研制生產(chǎn)了一些小型耕作機械。但產(chǎn)品大多存在體積大、操作不靈便、轉彎半徑過大、在邊角地帶無法工作、漏耕嚴重、生產(chǎn)效率低、適應性較差等缺陷，在作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面也都存在一些問題。由于多數(shù)以柴油機為動力源，這樣在封閉的條件下，農(nóng)產(chǎn)品也受到排放污染，這樣產(chǎn)量與產(chǎn)品品質都受到影響，而且在動力裝置自身上消 8 設計項目 計算與說明 結果 總體設計 概述 設計原則 耗的 功率也不可忽視。 相比之下，國外設施農(nóng)業(yè)耕作機械技術非常成熟，其機械作業(yè)性能穩(wěn)定、功能齊全、小巧輕便，但進口機型價格高，一般每臺在 7000 元以上，而且配件不全，維修服務跟不上。我國生產(chǎn)的多功能農(nóng)田管理機一般比國外的同類機型價格低一半，但其質量往往又讓消費者擔心。 設施內(nèi)作物的栽培方法各種各樣，與之配套的作業(yè)機械也各不相同。設施內(nèi)缽苗栽植技術的關鍵是缽苗移栽機，配套機械主要有穴盤育苗、缽盤育苗設備及高效機械化制缽機等。我國目前尚無此類小型機械，因此國內(nèi)目前急需開發(fā)小型精密或精量播種機。 第 2 章 總體設 計 概述 總體設計是機械設計中非常關鍵的環(huán)節(jié)，它是對所設計的機械的總的設想，總體設計的成敗，關系到整部機械的經(jīng)濟技術指標，直接決定了機械設計的成敗。 總體設計指導機構設計和部件設計的進行，一般由主任工程師（或總工程師）主持進行。在接受設計任務以后，應進行深入細致的調(diào)查研究，收集國內(nèi)外同類機械的有關資料，了解其使用、生產(chǎn)、設計和科研情況，并進行分析和比較，制定總的設計原則，設計原則應當保證所設計機型符號有關的方針、政策，在滿足使用要求的基礎上，力求結構合理、技術先進、經(jīng)濟性好、壽命長。 總體設計原則： 9 設計項目 計算與說明 結果 設計任務 技術要求 工作要求 設計目的 “三化”：零件標準化、產(chǎn)品系列化、部件通用化。 “四新”：新技術、新結構、新材料、新工藝。 “三好”：好制造、好使用、好維修。 制定總則之后，便可以編制設計任務書，在調(diào)研的基礎上，運用所學知識，從優(yōu)選擇總體方案，以確保設計的成功。 本設計是小型電動播種機設計。把人力或拖拉機動力改為直 流電機動力，減輕人的勞動強度 ,提高生產(chǎn)效率， 縮小了 轉彎 半徑，減少了碳排放和噪聲污染， 符合環(huán)保發(fā)展的觀念， 降低了作業(yè)成本 ， 四 輪驅動和 兩 輪驅動方便轉換，增強了松軟土壤作業(yè)的適應性和機動能力。便于設施種植 和有電力條件的農(nóng)田使用。 設計任務 技術要求：播種深度 20~60mm 連續(xù)可調(diào)，播種行距200~500mm 連續(xù)可調(diào)，播種穴距 0~500mm可調(diào)，種子破碎率和播種均勻度符合國家標準。 設計要求 達到結構合理、生產(chǎn)成本低、能耗小，效率高，滿足工作性能，而且操作方便的目的。 工作要求： 要求 最大生產(chǎn)率為 10畝／日 。 設計目的 1．培養(yǎng)學生綜合應用所學理論知識和技能，分析和解決機械工程實際問題的能力，熟悉生產(chǎn)技術工作的一般程序和方法。 2．培養(yǎng)學生懂得工程技術工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念 和經(jīng)濟觀念，樹立正確的設計思想和嚴肅認真的工作作風。 3．培養(yǎng)學生調(diào)查研究，查閱技術言文獻、資料、手冊， 小型電動播種機設計。 10 設計項目 計算與說明 結果 動力方案選擇 方案一 方案二 進行工程計算、圖樣繪制及編寫技術文件的能力。 動力方案選擇 原播種機為人力或拖拉機為動力帶動的播種機，勞動強度大，工作速度慢，環(huán)境污染較為嚴重。我以直流電動機為動力裝置，使其工作速度基本達到人的正常行走速度。 設計方案一：直流電動機為動力裝置，單行播種（ 如圖 2— 1） 圖 2— 1單行播種 ：結構簡單，速度便于控制，對操作人員技術要求不高，轉向方便，適用于小場地播種，作業(yè)阻力小， 對環(huán)境無污染。 ：單行播種，作業(yè)效率較低，工作總量大。 設計方案二：直流電機動力，雙行播種（ 如圖 2— 2）。 以 直 流電機為 動力，單行播種 以 直 流電機為動力，雙行播種 11 設計項目 計算與說明 結果 方案三 設計題目分析及設計思想 設計主參數(shù)及機構類型確定 工作速度 圖 2— 2雙行播種 ：結構簡單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長時間工作，作業(yè)阻力小，作業(yè)效率得到提高。 ：轉向不便，能源利用率低，工作總量大。 設計方案三：直流電機動力，三行播種 ：結構簡單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長時間工作，作業(yè)效率高。 ：作業(yè)阻力大，工作總量小。 經(jīng)過比較，我選用 直流電機動力，雙行播種，兼 顧效率和經(jīng)濟性。 設計題目分析及設計思想 現(xiàn)有的播種機向兩個方向發(fā)展：大型機械化和小型專業(yè)化。 大型拖拉機帶動的播種機工作速度快，工作幅度大，工作效率高，適合平原及大型農(nóng)場；但不適合地域狹窄地帶及丘陵和封閉環(huán)境； 小型專業(yè)化播種機方便靈活，工作幅度較大型機械，適 以 直 流電機為動力， 多 行播種 我選用 直 流電機動力，雙行播種 12 設計項目 計算與說明 結果 播量的確定 穴間粒數(shù)和株距的計算 下種量的計算 種、肥箱的容積 合丘陵山區(qū)和封閉環(huán)境，如溫室；而不適合大型農(nóng)場。 我的設計是電瓶提供能源的電動播種機，向小型專業(yè)化發(fā)展，較人力播種機提高工作速度和工作效率，直流電動機代替了拖拉機驅動播種機，縮小了轉彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，降低了作業(yè)成本；四輪驅動和 兩輪驅動方便轉換，增強了松軟土壤作業(yè)的適應性和機動能力。適合在小塊地域及封閉環(huán)境工作，節(jié)能環(huán)保。便于實施種植和無電力條件的農(nóng)田使用。同時人還可以提供一定的助力，以應對土壤較硬，電機動力不足的情況。 設計主參數(shù)及機構類型確定 工作速度 機動播種機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性，人力 播種機 取決于人的步進速度，同時步進速度還受負重大小的影響，負重大步進速度就小，所以 此機 綜合 考慮 了 兩方面的因素。 由《新編工程師手冊》查的人的正常步行速度為 5km/h，以交流電機提供的動力為 主，遇到特殊情況時 ，速度會 減慢 ，這樣由人力來提供額外的動力來克服特殊阻力，正好可以彌補這一點；而 同時 總行進速度不能 高于人的正常速度 ， 這樣會使工作者勞累的，假定人在工作程中是勻速前進的 ， 可將此播種機的速度定為 （ 1m/s） ， 稍低于 人的正常步行速度 。 播量的確定 1. 穴 間粒數(shù)和株距的計算 穴播株距的計算公式為： S =π D/Zi(1ε ) （ 21） 參考書 【 4】 P107 式中 S— 穴距（㎝） ； Z— 排種輪型孔數(shù) （或槽孔數(shù)） ； D— 地輪直徑（ m； ） i— 傳動速比（ i=n 排 /n 地 ） ； 播種機的速度為 1m/s ，稍低于人的正常步行速度。 13 設計項目 計算與說明 結果 機架設計 工作幅度 排種、排肥機構設計 排種器 對排種器的要求 排種器的工藝實質 ε — 滑移系數(shù)，一般取 5%─ 9%。 量的計算 穴播時，首先確定株距、每穴粒數(shù)，然后將計算出的數(shù)據(jù)代入下列公式，可得畝播量 (以玉米為例 )： Q = m1δ /750bs （ 22） 參考書 【 4】 P107 式中 m1— 每穴種子粒數(shù)（粒 /穴） s— 穴距（ m） b— 行距（ m） δ — 粒 種子 的 千粒重（ g） 種、肥箱的容積 種箱容積應使其所盛種量能供播種機工 作較長地段，其容積公式： V = QmaxBL/1333γ （ 23） 參考書 【 1】 P65— 44公式 — 2 式中 Qmax— 最大播量，斤 /畝 ； B— 工作幅 寬（ m） ，單體種箱時為行距 ； L— 要求的地段長度 （ m）； γ — 種子容重 （ kg/L）。 機架設計 機架設計為 方 鋼結構，可承受開溝器的水平力、垂直力和扭力。開溝器分布在 40X40mm 的 方梁上，這種結構可便于播種行距的調(diào)整。方鋼結構便于附屬機構的安裝和相對位置的調(diào)整。 工作幅度 綜合考慮人的體力、 工作效率 和工作地點等因素，在減輕人 勞 動 強 度 的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率 。 本設計 采用 同時播種兩溝即二 犁鏵 結構 ， 采用 種 肥同播設計，行間距為 200500mm 連續(xù)可調(diào)。減輕勞動強度，節(jié)約資源 。 在 整機重量 較小 的情況下，加快工作速度，并且可 機架設計為方鋼結構，可承受開溝器的水平力、垂直力和扭力 行間距為200500mm可調(diào) 14 設計項目 計算與說明 結果 窩眼式排種器 外槽輪式排種器 以靈活操作。 排種、排肥機構設計 對于任何一種播種機來說，排種器是核心部分