【正文】 程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16為例，當(dāng)穴坑深度為7cm時(shí)，成穴筒在最低位置處，其下表面距離地表7cm，成穴筒高度為5cm，因此上表面距離地表2cm。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。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。由于壓桿在馬上要?jiǎng)觭f BsAsFff?但是未動(dòng)的情況下摩擦力 達(dá)到最大值，則 ,聯(lián)立以上公式解得:FFmax 公式（3sfb2?極 限5）查資料得 ，因此當(dāng) 時(shí)，壓桿不會(huì)平衡，即不會(huì)被卡住。壓桿頂端的三維效果圖如圖33所示圖 33 壓桿頂端三維效果圖這種機(jī)構(gòu)由于杠桿施力的方向與壓桿的運(yùn)動(dòng)不在一條直線上，其受力如圖所示，因此容易被卡住。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，土壤被壓縮前后質(zhì)2h 2。蔬菜畦面挖穴機(jī)的最深的挖穴深度為 15cm，播種前 0—3/cmg3/c15cm 的土壤內(nèi)，容重 為 ，一般土壤隨著深度增加，容重變大，緊密的底1?3/mg層土壤容重可達(dá) ，結(jié)合圖 32 的土壤的堅(jiān)實(shí)度曲線，因此我們可以假設(shè)被壓實(shí)后進(jìn)入成穴筒的土壤容重 達(dá)到了 。根據(jù)國(guó)內(nèi)可供參考的的移栽機(jī)的栽植深度和蔬菜的種植要求，令蔬菜畦面挖穴機(jī)的成穴深度為 7cm，9cm，11cm ， 13cm，15cm。成穴時(shí)成穴機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧使得推土桿和壓桿之間緊密接觸，打土完成后，成穴機(jī)構(gòu)將會(huì)上升，壓縮彈簧將繼續(xù)被壓縮完成推土。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(zhǎng)度從而根據(jù)穴坑深度調(diào)節(jié)推程。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。（3）該方案原理簡(jiǎn)單可行，加工制造簡(jiǎn)單。2）方案分析（1）與方案一相比，杠桿原理的使用極大的降低了整個(gè)機(jī)具的高度，使得工作安全可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。假設(shè)支點(diǎn)左右的杠桿長(zhǎng)度之比為 n，那么在杠桿的作用下，右面壓桿下降的高度是左面滾子從動(dòng)件上升高度的 n 倍，借此來完成打孔挖穴這一過程。（4）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄通過鉸鏈連接在機(jī)架上，成穴時(shí)行距的調(diào)節(jié)不方便。（2）由于本方案中凸輪做擺動(dòng)，不同于方案一中固定在機(jī)架上的凸輪，如此大的凸輪運(yùn)動(dòng)略顯笨重。2）方案分析（1）此種方案雖然降低了核心部件的整體高度，但是由于壓桿的提升完全靠著回位彈簧的回位程度，相比而言，方案一的提升是滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與回位彈簧聯(lián)合作用的結(jié)果。綜上所述，該方案還有改進(jìn)的地方，所以方案不可取。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(zhǎng)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。在這里，成穴機(jī)構(gòu)一邊繞軸正向旋轉(zhuǎn)，一邊隨手扶拖拉機(jī)作直線運(yùn)動(dòng)，因此，成穴筒的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡是一條由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)合成的數(shù)學(xué)擺線，根據(jù)實(shí)際情況，這里讓成穴筒的數(shù)學(xué)擺線為一條滾擺線，即手扶拖拉機(jī)的牽引速度與成穴裝置端點(diǎn)的切向速度大致相同，所以被壓實(shí)的土壤在穴坑前方被推出成穴筒，從而完成打孔挖穴的全過程。 成穴機(jī)構(gòu)方案的確定設(shè)計(jì)方案一圖 23 滾輪式成穴機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 1 2 1）工作原理：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）8如圖 23 所示，在本方案中，打孔和推土兩個(gè)工作的時(shí)間間隔由三個(gè)連在一起的凸輪控制，具體來說，是兩個(gè)大凸輪中間夾一個(gè)小凸輪，壓桿始終與大凸輪保持接觸，只不過大凸輪和小凸輪的最大推程相差 450，實(shí)際工作中，兩個(gè)大凸輪作用于成穴裝置上的壓桿，而成穴機(jī)構(gòu)上的推土桿伸入兩個(gè)大凸輪之間受到小凸輪控制。2）方案分析（1）此方案原理簡(jiǎn)單，使用調(diào)整方便。圖 22 蜂窩煤式成穴器青島農(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）7設(shè)計(jì)方案二1）工作原理在不改變成穴筒升降高度的基礎(chǔ)上又能使穴坑深度得以調(diào)節(jié)，推土桿與壓桿之間的相對(duì)位置由壓縮彈簧控制，只要不被限制，推土桿每次上升的高度是一定的。2）方案分析（1）實(shí)際工作過程中，當(dāng)進(jìn)行打孔作業(yè)時(shí)，此方案的推土桿要么隨成穴筒一起下降，要么足夠長(zhǎng)不隨成穴筒一起下降，前者的凸輪難以配置，后者的壓桿的長(zhǎng)度往往影響推土的時(shí)間。綜上所述，采用方案二。（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。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。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）6設(shè)計(jì)方案二1）工作原理如圖 22，這種成穴方式對(duì)類似于手工煤球機(jī)，成穴筒在一定速度下沖擊土壤，將土壓入筒內(nèi)，使土壤獲得一定的緊實(shí)度和堅(jiān)實(shí)度，將土擠壓在成穴筒內(nèi)，然后在合適的時(shí)間將土推出完成一次工作行程。（2）鏟式成穴器本身的弊端是無法保證坑壁平整，容易導(dǎo)致小土塊的塌落，使得成穴深度受到影響。在和手扶拖拉機(jī)配套中容易受到空間的限制，計(jì)算可得，當(dāng)成穴株距為 50cm 時(shí)，轉(zhuǎn)輪的直徑就已經(jīng)達(dá)到了 80cm 以上。設(shè)計(jì)方案一圖 21 鏟式成穴器 1）工作原理如圖 21 所示，鏟形成穴器固定在輪子的四周，隨著輪子的前進(jìn)，鏟子靠重力入土并作余擺線運(yùn)動(dòng)，在土壤底部，滑道被擠壓完成開口挖土，然后，在回位彈簧和輪子的聯(lián)合作用下，鏟子隨著輪子轉(zhuǎn)離土壤底部完成拋土。 技術(shù)路線根據(jù)任務(wù)書和立題表研究分析所查資料→根據(jù)調(diào)查研究的結(jié)果，確定總體的方案→對(duì)蔬菜畦面挖穴機(jī)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、配套設(shè)計(jì)以及動(dòng)力計(jì)算→畫出裝置的草圖，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正完善→用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪圖(裝配圖、零件圖)→完善繪圖，并整理資料→編寫設(shè)計(jì)說明書→準(zhǔn)備答辯青島農(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）52 總體方案的選定 成穴方式的分析與確定本論文所設(shè)計(jì)的蔬菜畦面挖穴機(jī)的成穴裝置能夠連續(xù)在蔬菜畦面上完成打孔挖穴，推土（或拋土）作業(yè)，要求連續(xù)性好，工作穩(wěn)定性高。 蔬菜畦面挖穴機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容 研究?jī)?nèi)容該課題主要是設(shè)計(jì)蔬菜畦面挖穴機(jī)，該機(jī)應(yīng)能與手扶拖拉機(jī)配套，在已整好的畦青島農(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）4面上進(jìn)行作業(yè)，能夠一次性完成入土、挖穴，推土（拋土） 。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。 我國(guó)蔬菜畦面挖穴機(jī)的發(fā)展前景在國(guó)內(nèi)，我國(guó)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]。利用鏟斗式成穴機(jī)構(gòu)在土壤上形成穴孔在1978年被提出，其成穴部件類似于鏟斗并徑向安裝在滾輪上來形成穴孔。1973 年，有人發(fā)表了所研制的“氣力打穴播種機(jī)” ，這種播種機(jī)采用氣動(dòng)柱塞式成穴器，播種時(shí)，成穴器柱塞由氣力驅(qū)動(dòng)在土壤上打出穴孔，通過調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥的開閉頻率來改變成穴柱塞在土壤上形成穴孔的間距，該機(jī)具的優(yōu)點(diǎn)是播種時(shí)行內(nèi)種距可調(diào)，但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，播種時(shí)參數(shù)的調(diào)整較困難。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）3 國(guó)外蔬菜畦面挖穴機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1961年報(bào)道了一種能夠在已經(jīng)鋪膜的地面上進(jìn)行蔬菜精密播種的打穴播種機(jī)，可播種南瓜、西瓜和黃瓜等種子，為克服蔬菜種子出土能力較弱造成的出苗困難，在1967年改進(jìn)出了打穴播種工藝，利用銷釘在土壤上形成穴孔。社會(huì)效益方面，蔬菜畦面挖穴機(jī)的推廣能夠提高工作效率、降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，最大限度的利用有用資源來促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和增加農(nóng)民收入，對(duì)于推動(dòng)加快我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展步伐具有非常重要的意義。最后，本次研究的一個(gè)重要目的是強(qiáng)調(diào)解放人、依靠人和為了人，堅(jiān)持以人為本。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)的關(guān)鍵部件，如何得到成穴阻力較小，成穴穩(wěn)定性較高的成穴器將是本項(xiàng)研究工作的重點(diǎn)。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]。伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的發(fā)展，我國(guó)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