【文章內(nèi)容簡介】 得 馬鈴薯 播種機(jī)能 在工 作 時 能較好的完成 開溝 、 播種 、 施肥、覆土 、 鎮(zhèn)壓等 一系列 工 序 。 參考 借鑒 以往 相關(guān) 的 機(jī)型，將傳動 方式 分為兩 種 。第 一 種 傳動方式 是地輪 隨拖拉機(jī)前進(jìn)而 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動 ， 將動力傳遞給中間軸 ， 經(jīng)過鏈 輪 傳動 帶動排種器工作 ；第二 種傳動方式 是 中間軸將動力 分別 傳遞 給排種 器 和 排肥 器 的 轉(zhuǎn) 動 軸，驅(qū)動排種器 鏈輪和 排肥 器 槽輪轉(zhuǎn)動 排種和排肥 的實現(xiàn) 。 傳動比的計算 取 地輪轉(zhuǎn)動 的 速度 ， 換算后 為 1m/s， 普通 地 輪 直徑 一般 約是 500mm，通過 如下公式 簡單 計算 出 地輪 軸的轉(zhuǎn)速 n1 1 vdn ?? （ 3— 1） 式中： v— 行走輪 行駛速度 d— 行走輪 直徑 計算得 出 n1 38 / minr? . 按照設(shè)計 說明書要求，地輪轉(zhuǎn)速與中間軸 轉(zhuǎn)速應(yīng)該 保持一致 ，因此 地輪軸和中間軸 兩軸的傳動 之 比為 1， 因此 中間軸 轉(zhuǎn)速 亦是 38r/min。上、下鏈輪 在 排種器 上垂直 裝配 安放，因 此 工作過程中要求 鏈輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn) 可靠 ， 兩者之間的轉(zhuǎn)速不能 相 差 太大。 傳動鏈輪的 鏈勺 速度 約為 ? ， 若 速度降 低 到 ，對應(yīng)的應(yīng)將原 來 要求 的 株距縮小 2倍 ，這樣 才能 不 至于 影響排種效率，最終選 擇馬鈴薯播種機(jī) 排種器上 傳動鏈輪、下 傳動 鏈輪之間的傳動 之 比為 。 4 排種器的選型設(shè)計 種箱結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 種箱尺寸的確定 馬鈴薯種薯作為大粒徑 種子，種子占據(jù)空間大。首先，馬鈴薯播種機(jī) 種箱 必需有足夠 大 的 體積 ， 這樣能 減少加種次數(shù)， 提高工作 效率， 一般情況下要求播種機(jī)達(dá)到地頭再 加種 ，減少時間的浪費 。 但是若 種箱容量 過 大， 就會 增加 馬鈴薯播種機(jī) 的重量， 從而加大所需拖拉機(jī)功率，最終 對播種機(jī)的 性能 穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響 。其次，馬鈴薯種箱 必須 滿足 箱壁 與水平面的夾角 大于 馬鈴薯種薯 的自然休止角 這一條件 ， 以 此保障種薯 能順利滑落 ，避免堆積。實測 馬鈴薯種薯 的 自然休止角 α=24176。~34176。， 此處 選擇 自然休止角 α=30176。 最后 ，種箱還 必須 滿足 堅固耐用 的特點 ， 并且 質(zhì)量 要 小 ， 有 防 潮 性能。為了 便于 種箱 加種、卸種 以及 清種， 該機(jī)所選 擇 錐臺型 （上口直徑 稍 大，下口直徑 略 ?。?作為 馬鈴薯 種箱 的 形狀 ，而且 在 上端有防護(hù)蓋加以保護(hù) ，避免受外界條件的影響 。 種箱容積的計算 馬鈴薯播種機(jī) 的 種箱的容量 是 由播種 機(jī) 行距、 馬鈴薯 株距， 平均 播種量和播種距離 等 因素 共同 參與 確定 的。參考以前試 驗結(jié)論： 馬鈴薯 播種機(jī)在 田間 播種作業(yè) 時不宜 將 馬鈴薯種箱內(nèi)所有種薯 播完 ， 種箱內(nèi) 應(yīng)該 至少 留有 10%的種子，避免種子太少而影響 馬鈴薯播種 機(jī)播種 質(zhì)量。 首先， 假 定 選擇 試驗 田 地塊 長度D=1000m， 馬鈴薯 播種機(jī) 地頭 往返一次 需要 加 種薯 一次 。其 次 ， 種植 馬鈴薯種薯時 的株距約是 120mm，則在 100m內(nèi)需要 馬鈴薯 種薯 的 個數(shù) 約是 833 個，每個馬鈴薯種 薯 質(zhì)量約為 50g 。因此 馬 鈴 薯 種 箱 單位體積內(nèi)容納規(guī)格為20mm20mm20mm 的 馬鈴薯 種薯 125 個， 可 利 用 如下 公式 計算得出 種箱的容積V： V= LBNmax/667γ （ 4—1） 式中： L—播種機(jī)裝滿種子所能播種的最遠(yuǎn)長度，約為 地塊長度 之 2倍，取 L=2021m； B—播種機(jī) 工作幅寬，取 B=1100mm； Nmax— 單位面積馬鈴薯最大播種量 ， 計 算出 Nmax≈ kg/hm2； γ—種子的單位容積質(zhì)量 ， 計算 出 γ≈取 L＝ 2021； B＝ ； Nmax＝ ； r＝ 。 代入公式（ 4－ 1） 可 得： V =（ L) 在馬鈴薯播種機(jī)實際工作中， 應(yīng) 考慮到外界環(huán)境的變化， 種箱的容積 應(yīng)該 要比設(shè)計 所得數(shù)值稍微大，為 此 ， 本次設(shè)計 中 取 馬鈴薯播種機(jī)的種箱 容積為 30L。 排種器的選型與計算 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 對 于 馬鈴薯播種機(jī) 這一種植機(jī)械來說 ， 馬鈴薯 排種器是 播種機(jī) 最核心的 部件， 排種器 性能的優(yōu)劣直接影響 到馬鈴薯 播種 機(jī)的播種 質(zhì)量 的好壞 ，因此，對排種器的 設(shè)計要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，以期待達(dá)到最優(yōu)的效果，提高馬鈴薯種植效率 ， 提高馬鈴薯單產(chǎn) 。排種器的選擇就顯得尤其重要 ， 選擇適宜的排種器對提高馬鈴薯 的播種效率起著關(guān)鍵的作用。 播種機(jī) 對排種器的 性能 要求 （ 1） 馬鈴薯 排種 器應(yīng) 具備 較好 的排種 均勻 性和 播 種 深 度 穩(wěn)定 性，并且能 適應(yīng) 不同環(huán)境 條件下 的播種 作業(yè)， 在 地形起伏 的田塊種 排種 深度 要均勻； （ 2） 馬鈴薯排種器應(yīng) 具有較強(qiáng)的 通用性 和 播種 適應(yīng)性 ，播量 范圍可以 調(diào)節(jié) ； （ 3） 對 馬鈴薯 種薯 的損傷 較小，一般 損傷率 不超過 種薯的 3%； （ 4）結(jié)構(gòu) 相對 簡單，易于 加工制造及后期使用 和 維護(hù)， 調(diào)整 以及 調(diào)節(jié)應(yīng) 該都較為 方便 ； （ 5） 馬鈴薯漏播率、 重播率 應(yīng)較 低， 這 對提高馬鈴薯產(chǎn)量至關(guān)重要，兩者都 要求 小于等于 3%。 現(xiàn)有排種器的類型和特點 播種機(jī)上 應(yīng)用的 排種器種類 較多 ，按播種方式 的不同 可 分為撒播 排種 器、條播排種器和點 （穴）播排種器三大類。條播 排種器 是 按 照 指定 的行距，播 種 深與播 種量將種子播成 行，只 看重一定 距離 內(nèi)的 馬鈴薯種薯 粒數(shù)， 一般 忽略 種子的粒距 的一類排種器。 在農(nóng)業(yè) 播種 上使用的條播排種器 主要 有外槽輪式、 內(nèi)槽論 式、型孔式、 擺桿式、 勺鏈?zhǔn)胶?刷 齒 式等類型。 所 有 排種器中 應(yīng)用 最 為 廣泛的是 外槽輪式排種器 ，其 結(jié)構(gòu)組成為 排種器種子室 、排種軸、 外槽輪 、 花型擋環(huán) 和 清種舌等 結(jié)構(gòu) 。排種器裝在種 箱 的 下 部 ，種子通過 種 箱底 部 的 開口流入 到 種子室 內(nèi)。 該 排種器結(jié)構(gòu)簡單、制造 加工 方便、通用性好， 且 國際上已經(jīng) 得到 標(biāo)準(zhǔn)化 ，但是對于馬鈴薯 這樣的 塊莖 類 種子，外槽輪排種器不能降低 馬鈴薯種薯 漏種率 ，反而提高了馬鈴薯 種 薯的損傷率。 對于馬鈴薯種植機(jī)來說，需要選擇適宜的播種機(jī)。 因此 ， 選擇一種結(jié)構(gòu) 相對更為 簡單，效率 更高和播種性能 更好的 馬鈴薯 排種器 就顯得尤為重要 ， 通 過對 一些 排種器 ， 如夾持式 排種器 、 勺鏈 輪式 排種器 、 外槽輪 式排種器 等 排種器 的比較，最終選取升運(yùn)鏈?zhǔn)?應(yīng)用在 馬鈴薯播種機(jī)的 排種器 上 。該 排種器的 源于上世紀(jì) 70年代 后期 ，當(dāng)時， 美 國、 日 本 等發(fā)達(dá)國家 已基本實現(xiàn)馬鈴薯種植和收獲的機(jī)械化，其種植過程中普遍采用的是 的 升運(yùn) 杯鏈?zhǔn)?馬鈴薯 排種器 ，提高了種植效率和產(chǎn)量 。 排種器的選型 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 （ 1） 升運(yùn) 鏈 式 排種器的 結(jié)構(gòu) 和 選型 根據(jù)馬鈴薯種 薯的特點 ， 選用單排升運(yùn)鏈?zhǔn)阶鳛?本次 馬鈴薯播種機(jī) 的排種器 。 其結(jié)構(gòu) 示意圖 如圖 4— 1所示： 圖 4— 1 升運(yùn)鏈?zhǔn)?馬鈴薯 排種器 Figure 4— 1 The labe— chain metering device （ 2）工作原理： 地輪 上的軸 作為 動力 傳遞 軸 為其提供動力 ，其經(jīng) 過中間軸將動力 扭矩 傳遞到馬鈴薯 排種器的小鏈輪上，小鏈輪 受力后旋轉(zhuǎn)，然后 升運(yùn)鏈 輪逐漸被 帶動 并 以 固定 勻速 的 速度 勻速上升。 升運(yùn)鏈上 均勻的 固定 安裝 有取種 勺 ， 取種勺 每次舀取一個 馬鈴薯種薯 ， 再經(jīng)過上面的鏈輪和旁邊的護(hù)種管壁將薯塊運(yùn)輸?shù)捷敺N管 ， 最后經(jīng)過 落到 開溝器 開好的種溝，以此馬鈴薯 播種的 整個 排種 過程 實現(xiàn) 并完成 。 （ 3） 升運(yùn)鏈?zhǔn)?馬鈴薯 排種器結(jié)構(gòu)參數(shù) 分析 根據(jù) 馬鈴薯播種機(jī) 設(shè)計要求 及馬鈴薯種植的農(nóng)藝要求， 并 參考 相關(guān)技術(shù) 文獻(xiàn)， 對以下結(jié)構(gòu)參數(shù) 展開理論 分析 ： 1． 取 種 勺速度 v： 隨 播種機(jī)前進(jìn) 速度 的增大而增大 ，試驗 結(jié)果 表明，當(dāng)取種 勺 速度 小于等于 m/s 時， 馬鈴薯 播種 機(jī) 前進(jìn)速度適宜其播種，從而 播種 質(zhì)量 和播種效果 較好。當(dāng) v 等于 m/s 時， 漏播增加，播種 質(zhì)量 下降 。若 v大于 m/s 時， 漏播嚴(yán)重 ，馬鈴薯 播種 機(jī)播種 質(zhì)量 和播種效果 較 差 。因此 v最高不 要 超過 m/s。 2． 鏈 輪 旋 轉(zhuǎn)速 度 n： 排種器 脈動頻率 隨著 鏈輪 旋 轉(zhuǎn)速 度 的降低而降 低 ， 此時馬鈴薯播種機(jī)的 排種均勻性 就 差；轉(zhuǎn)速 高 則 會使 種薯損傷率變大 且 漏種率 變大 。根據(jù) 馬鈴薯種植的 農(nóng)藝 技術(shù)要求 特點 ，選 取 的 鏈輪 最大 旋 轉(zhuǎn)速 度 小于等于40r/min。 3． 鏈條的工 作長度 L： 鏈輪的中心距 隨著 鏈條的長度 變 大會增大 ， 從而使 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 播種機(jī)輸種管 輸種的長度 變大 ； 鏈條 長度太短 ，則導(dǎo)致 輸種時 來不及 種薯緩沖而從取 種 勺 處 脫落或 滑落， 造成漏播并 降低了 排種 的 均勻性 ，影響 播種機(jī)的 播種性能 的提高 。 因此 ， 應(yīng) 根據(jù) 鏈輪 中心距 的 長度選取 合適的鏈條工作長度 L， 一般 鏈條工作長度 L 選在 大約 2m 左右， 馬鈴薯種薯 的 輸送 高度 一般 不 會 超過 500mm，升運(yùn)高度太高降低播種機(jī)具的工作穩(wěn)定性。 4． 確定 取 種 勺 的形狀 ： 馬鈴薯播種機(jī) 取 種 勺 需保證 勺背光滑，避免損傷種薯， 而且 種薯在 輸送 過程中不 能 出現(xiàn)滑落 或掉落等 現(xiàn)象， 以免降低播種性能 。另外，取種勺質(zhì)量要小，一般 用厚度為 的 鐵皮沖壓而成 或是聚四氟乙烯制造，隨著 3D 打印技術(shù)的逐漸成熟，也可用 3D 打印而成 。 升運(yùn)鏈相關(guān)系數(shù)的確定 （ 1）剛開始設(shè)定 馬鈴薯播種的 理論株距為 120mm， 可以通過 以下 公式 計算得出播種機(jī) 地輪轉(zhuǎn)動一周后所需要 馬鈴薯 種 薯 個數(shù) n： 120210 DLn ??? （ 4— 2） 式中： L—— 地輪轉(zhuǎn)動一 周長 度 ； D—— 地 輪的直徑 ，取 D=。 計算 得 出 n=13 個 。 （ 2） 取種勺 之間的間距即 株距 B 本次 馬鈴薯播種機(jī) 設(shè)計選用鏈條節(jié)距 p=，長度 大約是 ，型號是鏈條中常用的 16A 滾子鏈， 滾子鏈 的速度為 ，是最 鏈條 佳速度的 倍 ，滾子鏈最佳速度為 v=。 因此 滿足排種的需要 ， 可以通過縮小 馬鈴薯 株距來 實現(xiàn) ，即將 馬鈴薯 株距縮小 為 原來 理論株距 的 倍，再根據(jù) 滾子鏈鏈條節(jié)距、 鏈條長度來進(jìn)行調(diào)整 最后的數(shù)值 。計算 得出 ， 滾子 鏈條 加起來 有 88 節(jié)，需要 24 個 取種勺才能達(dá)到最佳的排種效果。 因此 ， 其中 4 個鏈結(jié) 組成了 16 個 取種勺 ，另外 3 個鏈結(jié) 組成其余的 8 個 取種勺 。 所以取種勺 之間 的平均 間距也就等于馬鈴薯播種的 株距 B=88/24 ≈ 93mm， 這樣 能 保證有足夠的空間 ，依次 來克服 馬鈴薯 充種 困難 的 發(fā)生，提高馬鈴薯播種機(jī)播種的均勻性 。 （ 3）取種 勺尺寸的確定 通過查閱 馬鈴薯 播種機(jī) 取種 勺相關(guān) 資料 和文獻(xiàn) ，以及對 取種 勺 內(nèi) 馬鈴薯種薯的 輸送過程中 受力 分析， 要求 取種勺 的寬度 一般 比馬鈴薯 種薯 長度的 倍 還要大 ，小于種薯 寬 度的 倍。因 為 馬鈴薯種薯的尺寸長度、寬度