【正文】 ，孔徑是種子尺寸的函數(shù)，其經(jīng)驗公式為 [28]: 18 8d bc? （ 319） 式中： b ——種子的平均寬度， mm 。 c——種子的平均厚度， mm 。 如麥類種子的平均寬度為 4mm? 。厚度為 ? ，由上式可算得最小孔徑為 ? 。如用 50mm 左右的孔徑可完全符合要求。 播種機長度 播種機的 縱向尺寸越大越不容易發(fā)生堵塞，但縱向尺寸越大，拖拉機液壓系統(tǒng)的負(fù)荷越大，播種機田間作業(yè)效率越低，機動性能和操向性能越差 [29]為了統(tǒng)籌考慮機器的作業(yè)效率、機動性能和操向性能，播種機縱向尺寸控制在 1383mm 左右。 播種機高度 播種機的高度影響著種子箱、肥料箱的高度，種肥箱的高度影響著輸種輸肥的流暢性和 投種質(zhì)量，進(jìn)而影響播種質(zhì)量。種肥箱越高，輸種管輸肥管越舒展，種子、肥料越容易流動，越不易發(fā)生堵種堵肥現(xiàn)象。而種肥箱越高，投種點位置越高，種子從排種口排出經(jīng)過的路程越長，受空氣阻力和輸種管碰撞的影響越大，使種子越難保持從排種口排出的均勻性。投種高度越大，種子經(jīng)歷所受的干擾越多，就容易引起種子落點不準(zhǔn)確。投種高度越大，種子著地后動能越大，著地后沿地表移動的距離越遠(yuǎn)，溝底隨機因素的影響愈大 [30]。因此，在不發(fā)生堵種堵肥現(xiàn)象時，投種高度越低越好。同時考慮到播種機和手扶拖拉機掛接后操作方便靈活，播種機的高度設(shè)計為 1100mm。 4 播種機受力分析 拖拉機的功率 和液壓提升能力 校核 （ 1） 本設(shè)計選用東方紅 —15 型小四輪拖拉機匹配，機組作業(yè)速度 。播種機由拖拉機牽引工作，播種機上裝有 8 個開溝器。工作時拖拉機具有足夠的功率是播種機正常工作的必要條件。 設(shè)： b —— 播種行距（ m ） ； n —— 播種行 數(shù) ，或開溝器個數(shù)； pn —— 單組開溝器工作阻力（ N ） ； T —— 某檔位下的拖拉機額定牽引力（ N ）； ? —— 牽引力利用系數(shù)， ? ； Vm—— 機組作業(yè)速度（ /ms）。 nP nP? （ 41） nT nP? ? （ 42） / nB nb Tb P??? （ 43） 由上式得： /nT BP b?? （ 44） 式中 ? ； 50Pn N? ； ?? ； mm? 。 計算得： 500TN? 。 拖拉機額定牽引力為 3430N，所以拖拉機能滿足要求。 19 （ 2）后懸掛軸額定提升重量根據(jù)提升農(nóng)具的需要考慮，但受拖拉機操縱性能，輪胎承載能力等因素的限制。最大提升重量按系統(tǒng)最高壓力計算。 后輪驅(qū)動或拖拉機的額定提升重量可按照不失去操縱性要求計算。計算時需保證拖帶懸掛農(nóng)具行駛時前輪載荷不小于拖拉機總重量的 20%，此時懸掛軸處額定提升重量 xnG 按下式粗略計算 [31]。 圖 41 確定輪式拖拉機后懸掛軸提升重量簡圖 m i n [ 0 . 2 ( ) 0 . 8 ] [ 0 . 8 ( ) 0 . 2 ] ()s c q p c q cxnqqG a L fr fr G L fr frG k g fl fr l fr? ? ? ? ??? ?? （ 45） 式中： l ——運輸狀態(tài)時，懸掛軸至驅(qū)動輪軸心的水平距離（ mm）；東方紅 15 型拖拉機400l mm? ； pcG ——前輪配重（ kg）；為拖拉機總重的 20%； a ——最小使用重量狀態(tài)拖拉機重心到后驅(qū)動軸距離（ mm）； 700a mm? ； cr ——導(dǎo)向輪動力半徑； 60cr mm? ； qr ——驅(qū)動輪動力半徑； 80qr mm? 。 計算得 1675( )xnG kgf? 液壓提升臂的額定提升力遠(yuǎn)大于使機具的重量，故東方紅 15 型拖拉機懸掛此種小型稻麥?zhǔn)┓什シN機提升能力完全可以得到保證。 開溝器臂彎矩的校核 把開溝器的受力簡化為懸臂梁，作用點在開溝器的鏟尖，受力如圖 42 所示開溝器選用的材料為 45 號鋼，由機械零件手冊可得 [32]： 598b Mpa? ? ， [ ] b??? ，[ ] b??? 。拖拉機的牽引力是 3430N，則分配到每個開溝器上的牽引力為： 8QP? （ 46） 式中， Q 為拖拉機的牽引力；經(jīng)計算可得： ? 。假設(shè)按照最大牽引力來計算，則每個開溝器的阻力為 。根據(jù)開溝器臂截面尺寸（如圖 43）求出： 20 圖 42 圖 43 32m a x/ 1 2/ 2 6zI bh bhW yh? ? ? （ 47） 312z bhI ? （ 48） 計算得： 72W 10 m??? 。 式中， W 為抗彎截面系數(shù)， h 為矩形截面的高， b 為矩形截面的寬。 開溝器臂的最大彎矩為： maxM FL? （ 49） 式中， F 為開溝器的阻力； L 為開溝器地面到梁的距離。 經(jīng)計算可得： M max=。 由彎曲的強度條件： maxmax MW? ? （ 410） 計算 得： m a x 205 [ ]M pa????。 所以開溝器臂能夠滿足強度要求。 開溝器連接螺栓強度校核 本設(shè)計中每個開溝器臂都用兩個 M6 的螺栓與機架相連接。開溝器在工作時螺栓受到一定的拉力。 圖 44 螺栓 ； 由式 46 得每個開 溝器的阻力約為 。每個開溝器上裝有 2 個螺栓，認(rèn)為各螺栓均勻受載 [33]。即單個螺栓受的拉力為 4 2 8 .7 5 / 2 2 1 4 .3 6 N? 。 受拉緊螺栓聯(lián)接的強度條件是： 21 24 39。 []c Fd?????? （ 411） 式中： 39。F 為螺栓受的力。 1 6c Hdd?? （ 412） 式中： 1d ——螺紋小徑； 1 mm? ； H——螺紋牙形的三角形高度，對于普通螺紋， ? ， 1d 和 p 都由查表得到 [34]；? 。 計算得： mm? 。 [][]ssS?? ? （ 413） 式中 s? ——材料的屈服強度；螺栓有低碳鋼制成。 240s Mpa? ? 。 []sS 由查表得到 [33]，碳素鋼 [ ] 5sS ? 。 計算得： [ ] 48Mpa? ? 。 由式（ 411）得： 16. 11 [ ]Mpa????。 因此螺栓能滿足要求。 開溝器 梁的強度校核 開溝器梁選用熱軋槽鋼，為了校核梁的扭轉(zhuǎn)強度，梁上裝有 4 個開溝器，梁的扭矩圖如圖 45。 圖 45 梁上裝的 4 個開溝器受力大小相等，方向相同，由上面的計算可得， MB= MC= MD= ME= 。 由圖可得兩端面扭矩最大，且 T max= 2MA= m，所以最大剪應(yīng)力也在這端面上，由開口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn) [32]最大剪應(yīng)力為： 22 maxmaxtTI?? ? （ 414） max 3mm? ? ， tI 經(jīng)查表[35]得 。計算得max? =[τ]。 所以播種機梁能夠滿足扭轉(zhuǎn)強度要求。 地輪軸的校核 材料為 45 號鋼，其結(jié)構(gòu)如 圖 46 所示 。 圖 46 地輪軸的受力圖和彎矩圖 圖 46 中 l1=75mm； l2=25mm； l3=1080mm； d1=20mm； d2=30mm； d3=34mm。 播種機在閑置時，播種機的重量由開溝器、鎮(zhèn)壓輪等承擔(dān) ； 在工作時，開溝器也承擔(dān)一部分重量，所以在進(jìn)行校核時，只按播種機在裝滿種子及肥料時的總重當(dāng)作地輪所承受的載荷即可。估算機子凈重為 180kg，種箱容積為 45L，若一次裝種肥量均為容積的 3/4，小麥籽粒單 位容重約為 ，現(xiàn)常用的較重顆粒狀肥料單位容重約為 ，所以校核總重約為 336kg。 經(jīng)分析，地輪越靠近中心線時，重力產(chǎn)生的彎矩越大，地輪軸受力簡圖，如圖 45 所示。 2ADGFF?? 2CDGFF?? 所以： m a x 122 2 2G l lM ??? ? ????? （ 415） m a x m a xm a x 32 / 3 2MMWd? ??? （ 416） 計算得 ? =31Mpa[σ]。 因此，地輪軸滿足強度要求。 23 結(jié)論 本文總體設(shè)計了一臺小型稻麥兩用施肥播種機。該機具主要由懸掛機構(gòu)、地輪、開溝器、排種器、鎮(zhèn)壓輪等部件組成。能一次完成施肥、播種、鎮(zhèn)壓等多道工序。對關(guān)鍵部件的參數(shù)進(jìn)行了 設(shè)計，開溝器采用前后布置，前后距離為 30mm；排種器和排肥器均采用外槽輪式；地輪采用鐵輪，地輪上均布有抓土板；鎮(zhèn)壓輪采用圓柱形鎮(zhèn)壓輪。最后對開溝器臂、開溝器梁、地輪軸進(jìn)行了強度校核 ， 所選用的材料均符合要求。 但本設(shè)計仍然存在著一些不足之處尚待進(jìn)一步研究和探討，開溝器的深度調(diào)節(jié)不方便，主要依賴于拖拉機的懸掛拉桿來調(diào)節(jié)開溝深度；其次是排種量，排肥量調(diào)節(jié)不方便，在播種機上沒有設(shè)置調(diào)節(jié)播量的機構(gòu)。以后若有機會繼續(xù)以上研究，希望得到一個圓滿的結(jié)論。 致謝 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師 何瑞銀 教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成 的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度， 踏踏實實的精神， 精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成， 何 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹(jǐn)向 何 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。還要感謝在一起進(jìn)行研究和給了我極大幫助的同學(xué)，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成都給了我非常大的幫助。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ！ 參考文獻(xiàn) ： [1] 高煥文，李問盈，李洪文 .中國特色保護(hù)性耕作技術(shù) [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2021， 19(3):14. 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