【正文】 45 鋼：對于中等精度而轉速較高的軸，可選 40Cr 等合金結構鋼；精度較高的軸，可選用軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼等；對于形狀復雜的軸，可選用球墨鑄鐵；對于高轉速、重載荷條件下工作軸，選用 20CrMnTi 等合金滲碳鋼 或 38CrMoAl 氮化鋼。一般來說，支承軸頸的表面粗糙度要求最嚴，為 ～ m，配合軸頸的表面粗糙度值次之，為 ～ μ m。 3）表面粗糙度。普通精度軸的配合軸頸相對于支承軸頸的徑向圓跳動一般為 ～ ，精度高的軸為 ～ 。 2）位置精度。軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度）應限制在直徑公差之內。軸的軸頸是軸類零件的重要表面，它的加工質量好壞直接影響軸加工時的回轉精度。另外軸的材料及結構也應有良好的加工工藝性等 。軸的尺寸精度、位置精度以及形狀精度應滿足軸的回轉精度要求。軸類零件根據其結構的不同可分為光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、十字軸、偏心軸、曲軸及凸輪軸等 對軸設計時應考慮是否有足夠的強度、剛度。它主要起支撐傳動件和傳遞轉矩的作用。 26′ 6″ = 大齒輪 d2a =d2 +2mcosδ 2 =210+2 3 cos71176。 δ 1 =71176。 （ 4）節(jié)錐頂距 R= 12mz2211 ( )zz? =36 = (5)節(jié)圓錐角 δ 1 =arctan1u=arctan13=18176。 （ 2）模數 大端模數 m= 11dz = = 取標準模數 m=3mm。 (1)齒數 由式（ 62），大齒輪齒數 z2 =c 52i 6 2d d2 =id1 = = c=18 所以 z2 =18 5 6 = 取 z2 =70,則 z1 = 2zi = = 取 z1 =24。 閉式齒輪傳動一般轉速較高，為了提高傳動的平穩(wěn)性，減小沖擊振動，以齒數多一些為好，小齒輪的齒數可取 z=20～ 40，開式（半開式）齒輪傳動，由于輪齒主要為磨損失效，為了使輪齒不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數，一般可取 z=17～ 20。另外，降低齒高還能降低滑動速度，以減少磨損及膠合的危險性，但模數小了，齒厚隨之減薄，則要降低輪齒的彎曲強度。的齒輪，這樣做可增加齒輪的柔性，降低噪聲和動載荷。對重合度接近 2的高速齒輪傳動，推薦采用齒頂高系數 1～ ，壓力角為 16176。為增強航空用齒輪傳動的彎曲強度及接觸強度，我國航空齒輪傳 動標準還規(guī)定了α =25176。 （ 1）壓力角α的選擇 由機械原理可知，增大壓力角α，輪齒的齒厚及節(jié)點處的齒廓曲率半徑亦皆隨之增加，有利于提高齒輪傳動的彎曲疲勞強度及接觸強度。但應注意硬度高的齒面粗糙度值也要相應的減小 [8]。當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差，且速度又較高時，較硬的小齒輪表面對較軟的大齒輪齒面會起較顯著的冷作硬化效應，從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限。 （ 5）飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應采用表面硬化處理的高強度合金鋼。 （ 3）正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受打的沖擊載荷；調質 碳鋼，可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。 齒輪表面硬化的方法有：滲碳、氮化和表面淬火。 （ 2）應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理和制造工藝，大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或者鑄鐵作為齒輪材料，中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。主動錐齒輪的轉速為 38r/min，排種機構中一對錐齒輪垂直安防，在工作過程中要求工作平穩(wěn)。 傳動比的計算 行走輪的行駛速度取 ，換算出來為 1m/s，行走輪的直徑為 500mm。借鑒相關的馬鈴薯播種機械，將傳動路線分為兩條線。 E 為 9 毫米。通常 L1 值比 L 值大 1～ 2毫米，則 L1 =34mm,B1值比 B值大 。 從以上試驗數據可以看出，種薯塊的大小對產量的影響顯著，因此，本設計中最終確定種薯大小為 25mm 25mm 25mm，型孔大小為 32mm 32mm 32mm。地下匍匐莖的膨大即形成 薯塊，匍匐莖的個數在一定程度上直接影響產量。說明種薯愈大，出苗早，前期莖葉生長速度快，在短期內形成較大的光和群體，中后期生長基本定形后植株物質運轉快，積累多而贏得高產；種薯小，前期生長慢，但中后 期地上部也形成較大的群體，薯塊膨大速度也大大提高 [5]。對 2 年產量變量分析，結果表明， 100、 7 45 和 25g 處理間產量差異不顯著，而 2 45 兩個處理均與 20g 處理產量差異達顯著水平 [5]。種薯塊 10g 產量除與 20g 處理差異不顯著外，與其他處理均達顯著水平。 種薯切塊大小對生物經濟性狀的關系 （ 1）種薯切塊大小與生育期的關系 從表 52 可以看出，出苗、現蕾、開花和成熟都隨著種薯增大而提早，從出苗到成熟的生育期隨種薯增大而縮短 [5]。實驗觀察表明，當種薯堆放的金屬板面不斷增大傾斜角度至某一極限值時，種薯開始下滑，其運動特性既非滑動，也非滾動。 （ 3）種薯的翻轉角 種 薯表面形狀千差萬別，沒有確定標準的正幾何形態(tài)。種薯摩擦角的變化情況可以作為一般研究設計之鑒。 產量相等，品種不同，薯塊的重量分布也會差異懸殊（表 51） 表 51 薯塊品種與重量之間的差異 馬鈴薯品種 產 量 薯塊重量分布（ g） （ t/hm2） 最大的 中等的 最小的 勞 爾 290 75 20 早玫瑰 110 102 20 (2)種薯的摩擦角 在馬鈴薯種植機工作過程中，種薯箱內的薯塊之間、薯塊與排薯器器件之間以及薯箱側壁之間均將產生摩擦。產量愈高，薯塊尺寸也愈大。 (1)種薯形狀和尺寸 對于自動化馬鈴薯精密種植機，種薯形狀和尺寸不僅與種植質量直接相關，而且是種植機設計的依據。作為種植物料的馬鈴薯塊莖，其特征與收獲時完全不同。 目前世界上馬鈴薯約有 2021 多個品種。型孔盤的線速度pv大小對種子充填性能及投種準確性有直接影響，線速度過高，型孔通過充種區(qū)時間短，種薯有可能來不及進入型孔，造成漏種。因此，選用適宜大小種薯切塊作種薯尤為重要。為減輕排種盤重量，排種盤底面采取半空，因內孔半徑較小，增加肋板會增加加工難度和加工成本，故該排種盤不增加肋板。 （ 1） 轉盤的結構 1）由于馬鈴薯種薯尺寸較一般種子大，在排種盤設計過程中種盤厚度較厚，這樣會增加排種盤的重量，同時會增加整個機構的重量，要減小排種盤重量，一、可以通過減小排種盤直徑；二、在滿足設計要求的前提下將排種盤制成半空心，從而減輕重量。型孔盤的排種質量取決于型孔的充種效果。 代入公式（ 41）得： V=（ L） 實際中種箱的容積往往要比設計數值稍大一些，因此本次設計取種箱容積為 30 升。 1L=1000000cm3 。其種箱容積 V可用公式 41確定： V=(41) 式中： L—— 裝滿一箱種子所能播種的最遠距離。根據以往試驗結論：播種機在工作時不宜播完種子箱內的全部種薯，應該保留至少 10%的種子余量，避免箱內種子太少而影響播種質量。除此之外，種箱還應該堅固耐用，重量輕巧，具有一定的剛性，并具備防水和防潮能力；種箱要便于加種、卸種和清種，因此選擇種箱性狀為錐臺型。 ～ 34176。 種箱結構參數的設計 種箱尺寸的確定 種箱必須有足夠的容量，從而減少加種次數，一般情況下，播種到了地頭才加種。 （ 4）結構特點 水平圓盤式排種器主要由種箱、托架 、排種器底座、排種盤、排種隔板、刮種器、推種輪、排種軸及錐齒輪傳動等組成。刮種推種器結構如圖 42所示： 圖 42 推種刮種器 1刮種舌； 2刮種彈簧； 3調節(jié)螺釘； 4刮種器殼體； 5推種彈簧； 6推種輪； 7排種器底座 （ 3）工作原理 當排種盤由地輪和錐齒輪傳動而旋轉時，種箱里的種薯靠自重和工作時機構的抖動填充到排種圓盤邊緣的型孔內，并隨排種盤轉到刮種器部位，被刮種舌刮掉多余種薯。水平圓盤式排種器的極限速度為 ～ 。刮種器由刮種舌、彈簧、殼體和調節(jié)螺釘組成，推種器采用推種輪式推種器，由推種桿、推種彈簧、推種輪和調節(jié)螺釘組成。種薯筒旁側與種箱相連接，種薯筒上方有防護蓋。傳動裝置采用錐齒輪傳動，由地輪驅動。 圖 22 機械覆膜 圖 23 膜上打孔器打孔 目前在我國還是用人工點種、覆土，還需要大量的人工作業(yè)。才能提高覆膜質量和工作效率。我國現有的膜上馬鈴薯播種機械還沒有完全實現機械化。 馬鈴薯地膜覆蓋及綜合處理能改善其經濟性狀和產量性狀，具有明顯的增產性狀，因而就要有很高的推廣價值，我國已大面積采用馬鈴薯覆膜種植的方式。采用機械覆膜，然后用膜上打孔器打孔。再者，由于發(fā)苗期不同，如果不能及時的讓秧苗露出，將使秧苗由于膜下溫度過高而灼傷，放苗需要完全仍工作業(yè)，由于出苗期不一致，放苗必須及時，所以需要耗費大量人力。 先播種再覆膜 播種和露地種植方式相同，采用機械開溝 、施肥、播種、覆土等多項作業(yè)。 我國目前鋪膜種植的主要方式 目前，在我國馬鈴薯種植已部分告別露地栽培的舊模式，普遍采用了鋪膜種植的方式，膜上栽培馬鈴薯在我國主要有兩種方式。馬鈴薯地膜覆蓋栽培能夠有效的緩沖土壤、水、氣、熱之間的矛盾，改善土壤的水熱狀況，可以減少土壤水分蒸發(fā)、提 高土壤溫度、使土壤保持疏松、有效抑止雜草的生長，從而使馬鈴薯提前收獲，從而解決低溫干旱引起的出苗難的問題，加快馬鈴薯的生育過程，提早成熟、提早上市、提高產量和經濟效益，是旱作農業(yè)區(qū)馬鈴薯高產高效的一條新途徑。 地膜覆蓋是各種作物利用最廣的保護栽培技術，塑料薄膜在農業(yè)上的使用被人們稱為“白色革命”。針刺式排種器 的投薯均勻度遠比鏈勺式高，更是勺盤式望塵莫及。 （ 2）其他排種器 勺盤式排種器主要應用于前蘇聯 CH4A 馬鈴薯種植機，屬于此種類型的還有英國的叉夾式排種器，應用于 MF718 馬鈴薯種植機，但勺盤式排種器的種植均勻度遠不如勺鏈式排種器。當托薯勺通過出口時，活門打開，種薯投落到開溝器開出的種植溝內，再由圓盤覆土，完成種植過程。剩下的單顆粒種薯在重心力矩的作用下逐漸采取以后軸平置的方式穩(wěn)躺在托勺內。 圖 11 鏈勺式排種器 排種器主要有固定在升運鏈上托薯勺、主動鏈輪、被動鏈輪、投薯管和薯箱等部分組成，排種勺與升運鏈一起由下向上運動，經由圓錐形箱底孔進入喂薯區(qū)，傳過薯層，舀取一顆或數顆種薯。 現代主要的馬鈴薯精密種植機的排種器 （ 1）鏈勺式排種器 鏈勺式排種器最初應用于德國 Gramer[3]馬鈴薯種植機上，是目前世界上較為流行的全 自動化種植機。世界發(fā)展到 20 世紀末葉，馬鈴薯種植機的最高技術成就已達自動化精密種植階段，它是省種節(jié)能省工增效的最佳雙系統(tǒng)工程，是面向 21 世紀的最佳選擇。新的排種原理包括氣力式排種原理和機械式排種原理也應得到廣泛的采用。 迄今為止，我國學者幾乎涉獵了世界上所有的排種器：如外槽輪式排種器、離心式排種器、各種圓盤式排種器等，而具有我國獨創(chuàng)特色的窩眼輪式排種器、紋盤式排種器、錐盤式精量排種器也獲得了廣泛的應 用，但是在馬鈴薯播種機上，先進的排種器和排種方式依然是制約播種機效率的瓶頸。②切塊種薯會引起病菌感染。切塊種植無非是想節(jié)約單位面積的用種量，節(jié)約糧食，但絕無多塊穴種之意，在種植過程中漏種是不允許的，重植也是不盡人意的。馬鈴薯種植機的基本農藝要求是單薯或單塊點種或穴種。三者的附圖工序都靠機械覆土器進行。 排種機構仍然是播種機最為關鍵的部件，先進的排種器和排種原理對播種機的效率有著重要的作用。現在一些發(fā)達國家正把不斷更新播種機的工作原理、盡量完善其結構、延長機具使 用壽命、降低制造價格和 維護費用的同時提高其工作效率以及提高播種 估計的通用性作為未來更先進的播種機研發(fā)方向 [2]。 在歐美的發(fā)達國家中，馬鈴薯播種機經過幾十年的發(fā)展和應用，其技術水平幾經達到了相當完善的程度，無論是工作速度、生產效率、工作性能、播種質量以及播種機具的通用性和適用性上都做得比較好。而排種器是現代馬鈴薯精密種植的核心工作部分，是種植機工作質量、效能和特征的主要載體和體現者 [1]。 在我國長期以來，馬鈴薯成產基本上是人工作業(yè)，只用蓄力或拖拉機開溝，然后人工點種、溜肥、覆土，費工、費時、效率低，嚴重制約馬鈴薯種植規(guī)模，廣大農民急切盼望實現馬鈴薯種植機械化。馬鈴薯作為糧菜兼用作物，具有生長期短、適應性強、營養(yǎng)豐富、高產穩(wěn)產、產業(yè)鏈長、開發(fā)利用前景廣闊等特點，普遍受到人們的重視。 .............................................................................................................................................. 1 課題背景和科學意義 .......................................................................................