【正文】 （5）對(duì)于所成穴坑深度的變化導(dǎo)致推土桿的推土距離發(fā)生的變化，插銷與殼體的配合使得這一調(diào)整變得簡單可靠。?5N故：= + + 公式（51）N?12?543KW,大于實(shí)際消耗功率，因此可以選用。圖44 地輪三維效果圖青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21經(jīng)手扶拖拉機(jī)輪胎碾壓過的畦面往往被破壞，此時(shí)需要松土鏟和其后面的托板聯(lián)合作用將畦面整平。槽形凸輪的選擇能很好的解決這一問題。上述過程成穴裝置上升了24cm。壓桿底部與成穴筒連接桿之間采用螺紋連接，通過更換成穴筒連接桿的長度可以調(diào)節(jié)穴坑深度。（2）高度的增加引起機(jī)體的重量過大，增加了功率消耗，降低了打孔挖穴的效率（3）地頭處轉(zhuǎn)彎復(fù)雜，適用于美國的大農(nóng)場，不符合國情。（2）因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)整相應(yīng)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整株距，株距可調(diào)整的范圍較廣。1988年，汪遵元等人發(fā)明的播種機(jī)的成穴機(jī)構(gòu)和原理與當(dāng)時(shí)國外的相似 [6]。而我國在蔬菜挖穴方面主要還是以人力作業(yè)為主，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)率低。很明顯，在這一方面，農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝明顯脫節(jié)，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)蔬菜挖穴的機(jī)械化已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要 [1]。1989年，馬旭等人對(duì)成穴器鴨嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，但只適用于地膜上的成穴。（3）穴孔坑壁較為光滑，小土塊的塌落現(xiàn)象明顯減少，對(duì)穴坑深度的影響較小。綜上所述，該方案還有改進(jìn)的地方，所以方案不可取。成穴筒連接桿和成穴筒也要采用螺紋連接，而不能做成一體的，只有這樣，我們才能更換推土板上連接部分的長度從而根據(jù)穴坑深度調(diào)節(jié)推程。令開始上升時(shí)，成穴筒與壓桿結(jié)合的最高位置離地距離為2cm，且這一數(shù)值不會(huì)隨著成穴深度的變化而變化，因此結(jié)合部位最高時(shí)離地高度 ，此時(shí)結(jié)合部位距離機(jī)體上cm264h??的滑道最近，令其距離為1cm，因此便可以得到機(jī)體上控制壓桿的滑道離地距離為27cm。 凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇選擇合適的凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律，必須先分析從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)過程與運(yùn)動(dòng)要求。松土鏟入土的最深處為蔬菜畦面挖穴機(jī)所成穴坑的最大值，其寬度約為手扶拖拉機(jī)的輪寬。 一級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知手扶拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速為 1000 ，穴坑株距為 58cm 時(shí)，此時(shí)主軸minr轉(zhuǎn)速為 =，總傳動(dòng)比為 1:14，令一級(jí)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1:。（6）變速機(jī)構(gòu)采用可拆裝的鏈輪不僅解決了手扶拖拉機(jī)把手下狹窄空間的傳動(dòng)比問題，而且使農(nóng)機(jī)具更加便宜。（4）杠桿機(jī)構(gòu)的使用減小了凸輪間歇機(jī)構(gòu)的推程，從而降低了蔬菜畦面挖穴機(jī)的總體尺寸。4青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23蔬菜畦面挖穴機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為187Kg,牽引消耗的功率 Kw。其三維效果圖如圖44所示。圖 35 穴坑的兩種布置形式青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）184 其他主要零部件的設(shè)計(jì) 凸輪的選擇 凸輪類型的選擇凸輪的類型有很多，本次設(shè)計(jì)中，成穴裝置的升降是經(jīng)杠桿原理將凸輪的作用效果放大來實(shí)現(xiàn)的，主動(dòng)件和從動(dòng)件之間的單面接觸解決不了問題，必須使之保持高副接觸。為了保證足夠的推土?xí)r間和推土高度，我們以成穴最深（即穴坑深度為15cm）時(shí)為例，此種情況成穴裝置的推程為9cm，以成穴筒的最低面為參考面，此時(shí)這個(gè)參考面位于地表以下15cm處，為了保證成穴筒內(nèi)的土被推出時(shí)參考面已經(jīng)離開地表，因此成穴筒至少應(yīng)該被提升15cm才能開始推土，然后推土桿被殼體上的插銷擋住不再上升，參考面繼續(xù)上升9cm直至將土完全推出。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）123 成穴機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該課題設(shè)計(jì)的蔬菜畦面挖穴機(jī)的成穴機(jī)構(gòu)如圖 31 所示，由壓桿 成穴筒 成穴筒連接桿 推土板 壓縮彈簧 推土桿 1 組成。這是因?yàn)?，穴坑的深度完全靠凸輪的推程來控制，考慮到滾筒的離地距離和凸輪的基圓半徑以及壓桿的長度，總體高度將達(dá)到 米！只能將這一裝置配置在工作人員的后面，在工作過程中無法看到所成穴孔。2）方案分析（1）對(duì)土壤的耕作質(zhì)量無太高要求，具有一定的適應(yīng)性。 我國蔬菜畦面挖穴機(jī)的發(fā)展前景在國內(nèi)，我國常用的鴨嘴式成穴器即屬于鏟斗式成穴機(jī)構(gòu)，常見的鴨嘴形狀有楔形和錐形2種 [5]。伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的發(fā)展，我國在蔬菜畦面挖穴機(jī)上的研究和應(yīng)用開始逐漸增多，但當(dāng)前這種機(jī)械普遍存在的問題是挖穴速度低，單行作業(yè)，工作效率低。蔬菜畦面挖穴機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在已經(jīng)整好畦面的地上進(jìn)行打孔挖穴，進(jìn)而在畦面上進(jìn)行準(zhǔn)確定位種植，使穴位布局合理，穴距準(zhǔn)確，穴深一致，穴形合格。在此基礎(chǔ)上，2022年延邊大學(xué)崔永漢教授發(fā)明了一種鴨嘴式掘穴機(jī)，但是其缺點(diǎn)是挖穴速度低 [7]。（4）與鏟式成穴器相比，不受手扶拖拉機(jī)前進(jìn)速度的限制，作業(yè)效率更高。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 24 滾輪式成穴機(jī)構(gòu)三維效果圖設(shè)計(jì)方案二 圖 25 擺動(dòng)式成穴機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 1．大凸輪 如圖 25 所示1）工作原理如圖 25 所示，本方案中，控制打孔挖穴的凸輪總成實(shí)際上為兩個(gè)大凸輪中間夾兩個(gè)小凸輪，機(jī)組前進(jìn)的同時(shí)，手扶拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸輸出的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)與變速，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10使曲柄 3 繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖 25 中所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，這一機(jī)構(gòu)將曲柄3 的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為大凸輪繞軸的往復(fù)擺動(dòng)（同時(shí)小凸輪也繞軸擺動(dòng)） ，由于成穴裝置和殼體以移動(dòng)副連接，所以只能做上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)大凸輪的遠(yuǎn)休止程位于最低點(diǎn)時(shí)，成穴筒到達(dá)最深的位置，將土在成穴筒內(nèi)壓實(shí)到重力情況下不自動(dòng)脫落的程度，大凸輪繼續(xù)向一側(cè)擺動(dòng)，壓桿在回位彈簧的作用下將土提升出穴坑，當(dāng)小凸輪的遠(yuǎn)休止程運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)，大凸輪的遠(yuǎn)休止程轉(zhuǎn)了 450，成穴筒升到最高，推土桿被小凸輪壓下將成穴筒內(nèi)的土推出，從而完成一次打孔挖穴。推土板和推土桿之間采用螺紋連接，穴坑深度改變時(shí)，推土板和成穴筒連接桿需要共同更換，成穴筒連接桿上的 8 根擠壓桿可以在推土板上的 8 個(gè)孔內(nèi)自由滑動(dòng)。壓桿的高度 =35cm，其中 為滑道離地距離， 為滑321h??ch271?cmh32?道厚度， 為使杠桿作用的高度。由于土壤的成型難易程度與成穴筒的下降速度關(guān)系不大，也就是說，只要成穴筒運(yùn)動(dòng)到一定深度，土壤就一定能在成穴筒內(nèi)被壓緊壓實(shí)，因此我們只需要考慮凸輪承受的沖擊不會(huì)太大，基于此種考慮，讓從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)受到的沖擊較小，在滿足運(yùn)動(dòng)情況的基礎(chǔ)上，極大地延長了槽形凸輪的壽命。所成穴坑應(yīng)盡量與手扶拖拉機(jī)輪胎在畦面上的壓痕相切，其優(yōu)點(diǎn)是更能減小土塊落回對(duì)穴坑深度的影響圖45 松土鏟三維效果圖青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）225傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的動(dòng)力傳動(dòng)是由手扶拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過一級(jí)鏈傳動(dòng)到達(dá)變速機(jī)構(gòu)，變速機(jī)構(gòu)通過三個(gè)可拆裝的鏈輪來得到6種傳動(dòng)比，變速后，鏈輪將動(dòng)力再由三級(jí)鏈傳動(dòng)到達(dá)主軸。π2Wn?根據(jù)相關(guān)資料計(jì)算得鏈輪的基本參數(shù)如表 51 所示：表 51 一級(jí)鏈傳動(dòng)鏈輪的基本參數(shù)編號(hào)齒數(shù)分度圓直徑（mm）齒頂圓直徑（mm）齒根圓直徑（mm）齒高（mm）節(jié)距（mm）01 10 62 68 50 5 02 32 161 169 152 5 查資料可知，用育苗移栽方法種植的蔬菜其株距變化范圍約在18cm~60cm內(nèi)，容易看出，本次設(shè)計(jì)中，由于穴坑株距的變化靠的是凸輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，這種倍數(shù)關(guān)系將由變速裝置來實(shí)現(xiàn)。 該機(jī)具的不足體現(xiàn)某些具體部位的連接方面，仍然有待進(jìn)一步的完善。（3）通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制所成穴坑的株距使得株距的可調(diào)節(jié)范圍較廣。這種摩擦力消耗的功率 大小為1168W。參考實(shí)驗(yàn)室中已有的農(nóng)機(jī)具實(shí)例，在中間偏后的位置設(shè)置一個(gè)滾筒來充當(dāng)?shù)剌啞?穴坑形式的選擇所成穴坑一畦兩行，穴坑在畦面上的布局受到成穴機(jī)構(gòu)的控制，如圖 35 所示，為了使蔬菜獲得更多的光照，充分利用土地資源，選擇上面的穴坑布置形式。這里 只sf ? a有5cm，因此這里不會(huì)被卡住。綜合比較以上三個(gè)方案，選擇方案三。2）方案分析（1）雖然工作方案新穎可靠，運(yùn)動(dòng)路線清晰，但是致命的缺點(diǎn)是整體結(jié)構(gòu)受到手扶拖拉機(jī)高度的限制。其關(guān)鍵是如何使打孔挖穴和推土兩個(gè)工作在一定的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)。1987年，國外報(bào)道了一種新型的“旋轉(zhuǎn)鏟式成穴器”這種成穴器的結(jié)構(gòu)是在雙向傾斜的圓盤上安裝有中空的四棱錐型打穴鏟,播種機(jī)前進(jìn)時(shí)，利用打穴鏟的特殊運(yùn)動(dòng)軌跡在土壤上形成穴孔 [4]。這種蔬菜種植技術(shù)的推廣，與傳統(tǒng)種植技術(shù)相比，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的適應(yīng)性提出了新的要求。對(duì)于蔬菜畦面挖穴機(jī)，成穴是影響其工作質(zhì)量的決定性因素，作為蔬菜畦面挖穴機(jī)