马铃薯播种机的设计论文

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1、. . . . 毕 业 论 文（设计） 题 目：马铃薯播种机设计 28 / 33 目 录 摘要I AbstractII 1 绪论1 1.1 设计的目的和意义1 1.2 马铃薯播种机的发展现状1 1.2.1国外发展现状2 1.2.2 国发展现状2 1.3 设计任务3 2总体结构设计4 2.1 结构方案论证4 2.2 总体方案的确定6 3主要零部件参数理论分析与计算8 3.1 传动装置参

2、数确定8 3.1.1 地轮8 3.1.3 链轮设计10 3.1.4 地轮轴13 3.1.5 轴向定位紧固零部件13 3.2 土壤工作零部件参数确定14 3.2.1 起垄单向犁14 3.2.2 施肥开沟器15 3.2.3 播种开沟器15 3.2.4 刮平器15 3.2.5 镇压轮16 3.3 除草剂喷洒装置16 3.4 肥箱总成16 3.4.1 肥箱容积16 3.4.2 排肥装置17 3.4.3 肥箱尺寸17 3.4.4 固定安装零部件17 3.5 种箱总成17 3.5.1 种箱容积17 3.5.2 种箱外形尺寸18

3、3.5.3 安装紧固零件18 3.6 铺膜装置18 3.7 膜上覆土装置18 3.8 机架19 4机器工作参数理论分析与计算20 4.1 配套动力20 4.2 播种机行进速度21 4.3 生产率21 5 整机装配与调整22 6 结论与建议24 致25 参考文献26 附录28 马铃薯播种机设计 摘要 我国马铃薯传统的种植方法是切块种植,这给机械化带来一定困难。近年来,虽然有了初步定型的种植机,但性能指标并不理想,主要存在重播和漏播严重、株距不均等问题。根据我国马铃薯的种植农艺要求，设计了一种马铃薯播种。该机是集起垄、施肥、播种、镇

4、压、喷药、覆膜以与膜上覆土为一体的联合作业马铃薯播种机，大大减轻马铃薯播种的劳动强度，提高了作业效率。通过结构方案的详细论证，使得整机结构紧凑，实现多功能作业一体化。通过对整机的结构参数和机器工作参数理论分析与计算、使得结构进一步合理。对主要工作部件进行了详细的设计计算，进一步优化结构参数。 关键词：马铃薯播种机；多功能；覆膜 Design of Potato PlantingMachine Abstract Potato plant’s traditional way is to cut tuber; it will be diff

5、icult to bring to mechanization in China. In recentyears, although the initial stereotypes of plantmachines, performance is not satisfactory, mainly the existence of leakagewebcast rep lay and the serious problem of unequal spacing in the rows.According to the requirements of the potato planting agr

6、onomic traits, a new kind of potato planting has been designed. The machine can do a lot of jobs such as ridging, fertilization, planting, suppression, coating and film casing. It greatly reduces the labor intensity of potato planting and improves the efficiency. Through the detailed structure schem

7、e, it makes the structure more compact and realize multi-function operations integration. Based on the structural parameters and the machine working parameter calculation and theoretical analysis, it makesthe structure further reasonable. We calculate the main components of work detailed design, mak

8、ing the structure parameters more optimize. Keywords：The potatoplanting machine ； multi-function; coating 1 绪论 1.1 设计的目的和意义 马铃薯是粮食、蔬菜、饲料与工业原料兼用的重要农作物，是我国包括大豆在的第五大粮食作物。2008 年种植面积6 995.1 万亩，总产量达1 415.6 万吨，均位列世界第一，占世界的近1/4[1]。马铃薯用途已渗透到我国工农业的多方面，市场需求旺，增值潜力大，是最具多功能的作物。提高马铃薯综合生产能力，促进马铃薯产业发展，对保障我国食物安

9、全，促进农产品加工业发展，优化农业结构，实现农业增效和农民增收，满足市场需求，意义十分重大[2]。机械化播种可以省种10公斤/亩，采用机械化规化栽培，可增产250公斤/亩。与人工作业相比，马铃薯机播可提高工效3倍。发展马铃薯生产机械化，对提高马铃薯综合生产能力，保障食物安全，增加农民收入，建设现代农业有十分重要的意义。但是我国马铃薯种植工艺机械化水平低，生产效率低，作业质量差，生产成本高，农民劳动强度大。目前的播种形式还是步犁(或小四轮配用的两铧犁)加人工点种，其作业效率很低，不易于大面积播种，制约了马铃薯种植的发展速度[3]。据调查研究，现在还没有适宜的马铃薯种植机械。研制出能够满足马铃薯种

10、植农艺要求的马铃薯播种机，能够大幅度的提高我国马铃薯种植的劳动生产率，减轻农民的负担。随着《农业机械化促进法》的公布施行和国家农机购置补贴政策的实施，广大农民购置、使用马铃薯生产机械的积极性不断提高，马铃薯生产机械化得到了长足发展。本设计在现有机型的研究总结上，发现问题、研究问题、解决问题。着力提高劳动生产率，解放劳动力，设计出一种新型的马铃薯播种机对于改善现在的问题具有重要的意义[4]。 1.2 马铃薯播种机的发展现状 新世纪刚刚开始，回顾过去的百年，世界和中国的农业机械都发生了巨大的变化。特别是新中国成立以来，新中国的农机事业从一穷二白到现在基本实现现代化，发展确实令人惊叹。同时也不

11、可否认西方发达国家的农业机械化程度要比我们高很多。马铃薯播种机作为农业机械的一种，它的发展是世界农机发展的一个缩影。 1.2.1 国外发展现状 国外马铃薯播种机发展较早，成型较快，现已初具规模。发达国家马铃薯播种效率的提高其根本原因实现了播种机械化、集约化生产。进入20世纪90年代，发达国家的马铃薯播种机械产品更加多样化、性能更可靠。计算机、机电一体化、自动化等高科技领域技术的应用，使马铃薯播种作业更加精确化，更能满足人们使用的方便性、安全性与舒适性的要求[5]。 马铃薯播种机在美、、日、意、德等国家得到了充分的发展。其主要部件即排种装置主要发展了穿札针式、舀上杯链式、舀上倾斜板铲斗式

12、、输送带斗式等[6]。经过多年的发展它们的结构功能已比较完善，有很多值得我们学习的地方。图1-1、1-2为国外一些马铃薯播种机： 图1-1德国 VL- 20L 型四行马铃薯播种机[7]图1-2意大利自动式马铃薯播种机[8] 1.2.2 国发展现状 我国马铃薯播种机的发展突破了主要依靠国家、集体投资兴办农机的模式，形成了多种所有制共同发展的新格局。 随着《农业机械化促进法》的公布施行和国家农机购置补贴政策的实施，广大农民购置、使用马铃薯生产机械的积极性不断提高，马铃薯生产机械化得到了长足发展，综合机械化水平超过20%，机耕水平达到36.7%，机播、机收水平超过10%，马铃薯生产机械

13、化播种扎实起步[5]。 但是我国的基本国情严重限制了马铃薯播种机的发展。我国农村家庭承包联产责任制制约了大型农机的发展。目前我国的马铃薯播种机以小型机械为主，主要配套手扶拖拉机和小四轮拖拉机。大部分与其虽然作业效率很高，但是占用很多不必要的劳动力。图1-3、1-4为我国主要的马铃薯播种机械。 图1-3 2MB-2/1型双垄单行播种机 图1-4 2BXSM—2B型马铃薯施肥播种机[9] 图1-5 2MB-1/2型大垄双行覆膜播种机 图1-6 2MB-1/2型大垄双行覆膜播种机 1.3 设计任务 现在有的机械已经能够在耕整过的地上一次完成开沟、施肥、播种、覆土起垄与镇压等联合作业

14、，但是通过对各家公司产品的对比，发现其主要部件小异，且都存在一定的问题。首先播种机不能满足各种地区不同的需求，有的不能变换行距，有的对整地要求过高，有的不是很成熟，需要太多人力配合。其中明显的缺陷有以下几点：1、种箱排种器需要人力监视种子充种情况。2、覆膜压实后膜上需要人力覆土以促进种子破膜而出。结合马铃薯薯种的结构特点和种植要求，借鉴国外研究成果，设计出一种集开沟、施肥、播种、镇压，覆土和膜上覆土等作业为一体的马铃薯种植机械。并重点解决排种器的充种能力，解放劳动力。 2 总体结构设计 2.1 结构方案论证 播种作业是农业生产的关键环节，必须根据农业技术要求做到适时、适量

15、、满足农艺环境条件，使马铃薯获得良好的生长发育基础。播种作业严格按照相关质量标准执行，即适时播种；播量、播深、垄高、垄宽、行距符合要求，不损伤种薯[10]。为使作物苗全、苗齐、苗壮，要求种床深度一致，表土平整细碎无土块。施肥也有严格的农艺要求，不宜太多，距离种子垂直距离应大于3cm。施肥机构应考虑肥料的流动性、吸湿性、架空性、粘结性，做到合理施肥。[11]通过查阅相关资料，总结现有机械缺点，并结合以上设计要求提出以下两种设计方案： 第一种方案见图2-1 图2-1 马铃薯播种机 1、肥箱2、种箱3、压膜轮4、覆土圆盘犁5、压膜辊6、地轮7、排种链轮8、播种开沟器9、施肥开沟器10、镇

16、压轮11、起垄开沟器 1）方案原理：拖拉机通过三点悬挂拖动播种机在田间移动。播种机排种施肥的主要动力来自地轮。起垄单向犁11将耕整好的地表形成垄沟，镇压轮随即将垄表压实并达到一定的垄高。然后开沟施肥播种。最后喷除草剂，铺膜覆土，膜上覆土。 2）方案分析 （1）本方案将前刮平器换成镇压轮，增加了前部安装尺寸，但是镇压效果好。 （2）本方案将开沟器换成可以自动回土的开沟器，减少了后部安装部件。 （3）本方案无法保证漏播率。 第二种方案见图2-2 图2-2 马铃薯播种机 1、地轮2、施肥管3、下种管4、驱动链轮5、中间链轮6、排种升运链轮7、施肥传动链轮8、薯种链轮9、种箱10、

17、肥箱11、排肥链轮12、搅肥器链轮 1）方案原理：工作时，地轮随主机前进转动，其轴上的链轮4，将动力传到中间轴上的链轮5，带动同轴上的排种、排肥机构主动链轮6和7，依照设定的传动比，分别带动勺式排种器链轮8和轮齿式排肥机械链轮11，摄取种块、化肥经下种管3和施肥管2落入第一犁犁沟底，第二犁随后覆土。与此同时，利用链轮12带动其轴上（肥箱10中）的L型搅肥器转动，起到打碎肥料结块、搅拌、输送的作用，可避免肥箱中化肥出现架空或堵塞现象[12]。 2）方案总结： （1）加入L型搅肥器，起到打碎肥料结块、搅拌、输送的作用，可避免肥箱中化肥出现架空或堵塞现象。 （2）需要中间链轮完成传动，传动复

18、杂。 2.2 总体方案的确定 通过对以上两种方案的研究对比，得出以下方案，见图2-3。 图2-3马铃薯施肥播种机 1、药筒2、肥箱3、种箱4、覆土犁5、压膜轮6、压膜辊7、地轮8、链条9、播种开沟器10、刮平器11、链条12、起垄单向犁 1）方案原理：拖拉机通过三点悬挂连接播种机在田间行走；起垄单向犁开出宽为90cm的垄；施肥开沟器开出肥料沟，化肥落入沟；播种开沟器开出种购，种块落入种沟。施肥播种的主要动力来自于地轮，地轮上安装有3个链轮，分别连接排肥轮、排种轮。施肥播种后刮平板将垄面处理平整，然后由镇压轮镇压密实。薄膜挂在挂膜辊上，随着机器的前进滚动。拉出的薄膜首先经过压膜

19、辊的铺平，然后被压膜轮压在垄壁上，再由覆土圆盘犁覆土。覆土圆盘犁翻起的一部分土经膜上覆土器盖在薄膜上。 在配置中要满足以下几点：一是联接和安装工作部件的机架要具有足够的强度与刚度；二是保证垄距和株距调整方便；三是覆土部件采用新型流线型结构设计,垄型好，适应于马铃薯生长[13]；四是起垄高度宽度能够可调；五是；施肥开沟、播种开沟的深度都可调，播种开沟的宽度也可调；六是地轮的间距宽度可调；七是有链的地方必须要有紧机构。八是要是运动的地方运动良好。 根据以上要求确定所需主要零部件见附录表2-1。 2）方案分析： （1）本方案能完成工艺要求的所有工序。 （2）传动方案简单，距离短，由此产生的

20、误差小。 （3）种箱下部安装部件太多，结构复杂。 （4）开沟前刮平不利于保证播深。 此方案有众多优点。首先保证了所有的工作能够完成，其次在其结构上进行优化设计。采用上下两层机架设计，留出足够的空间方便人在机架上随时检查种勺充种情况。再者加入膜上覆土装置，省掉一个劳动力，并提高出芽率。 此机器功能比较完善，几乎能够完成所有农艺要求的工序。对地块的适应性也比较好，只是要求播种前地已耕整好即可。播种机的垄距、垄高、行距、行宽、株距、播深、施肥深度的参数都可调，且调节方便。另外，本机尽量减少重要加工面，从而减少成本，真正做到低成本高效率。 3 主要零部件参数理论分析与计算 3

21、.1 传动装置参数确定 考虑到机器实际情况，选用链传动。链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成，通过链条和链轮的啮合来传动。与摩擦型的带传动比较，链传动无弹性打滑和整体打滑现象，因而能保证准确的传动比，传动效率高节能保证农艺要求的播种距离。同时它比带传动的轴向压力小。与齿轮传动相比较链传动的制造成本和安装成本要比齿轮传动低很多，因此综合考虑选用链传动[14]。 总体传动路线：本播种机主要有两条传动路线。一条是排种需要的动力路线，一条是排肥需要的动力路线。排种链轮布置于机架一侧，排肥链轮布置于机架下方中心左右。具体见下图 图 3-1 传动系统 传动装置主要由地轮、地轮轴、链轮、链

22、条与其轴向定位紧固零件组成。现确定其主要工作参数。 3.1.1 地轮 首先，地轮在播种时起到支撑整个机架的作用，它是播种机的行走装置。其次地轮上的链轮为种箱和肥箱提供动力，保证合理的施肥量和准确的种距。 地轮主要参数如下： 1）地轮直径：根据设计的使用条件和相应的农艺要求而定，根据经验值确定为D=80cm。 2）地轮轴径：参考其他播种机考虑到机器载荷不大，选用安装地轮处轴径为25mm。 3）地轮宽度：5cm 4）轮辐参数：钢筋直径8mm；长度为402mm；伸出长度21mm。 为增加地轮的附着力同时降低成本，地轮采用5cm宽的矩形钢板焊接而成，，轮辐采用直径8mm的钢筋焊接而成

23、。 为了保证60cm到90cm的垄宽，地轮间距应能够在地轮轴上的调节围为60cm～90cm。即每侧地轮在轴上的轴向移动距离应保证达到15cm。 详细尺寸见附录 地轮的转速 N1==0.66 公式（3-1） 式中：N1——地轮轴、地轮转速 D——地轮轴直径 Vm——机器行进速度 地轮轴承设计过程如下 1）查《机械基础综合课程设计》[15]表13—1选择深沟球轴承。深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用最广泛的一种轴承。选用此种轴承，价格低廉，生产成本第，维修简单。 2）查《机械设计》

24、[14]表13—3得轴承预期计算寿命12000h—20000h.预期机器重量为M=500kg，则轴承所受径向力为250kg，即Fr=G=2450N。轴承几乎不受轴向力，由经验取轴向载荷Fa=600N。 （1）求比值 0.244公式（3—2） 查《机械设计》[14]表13—5深沟球轴承0.22

25、 （3）根据《机械设计》[14]知，球轴承应有的基本额定动载荷值 =2940公式（3—5） （4）查《机械设计课程设计手册》[16]表6—1选择6305轴承。其基本参数：大径D=62mm，宽度B=17mm，安装尺寸定位轴肩da=32mm。 3.1.3 链轮设计 1）排肥链轮设计 （1）链轮齿数Z1和Z2 由《机械设计》[14]知，链节数通常为偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮数为奇数，并尽可能与链节数互质，取Z1=19，Z231。 （2）传动比 （3）选择链条型号和节距 参照其他播种机选择型号12A节距为19.05的滚子链。 （4）计

26、算链节数和中心距 查《机械设计》[14]知，初选中心距30P 公式（3—6） 计算链节数 LP00.1279 为了避免使用过度链节，应将计算出的链节数圆整为偶数Lp=80。 （5）确定链轮主要参数 滚子链轮主要尺寸与齿廓尺寸示意图如下 图3-2 链轮 查《机械设计》[14]表9—1和表9—3，表9—4得 齿宽bf1=0.95b10.9512.57=11.94mm 齿侧倒角ba公称=0.13P=0.1319.05=2.48 齿侧半径rx公称=P=19.05mm 齿全宽bfn=（n-1）pt+bf111.94mm 分度圆直径d Z1=19

27、代入上式得d1115.7mm Z2=31代入上式得d2=188.3mm 齿顶圆直径dad+1.25P-d1 d1115.7mm代入上式得 da1127.6mm d2=188.3mm代入上式得 da2200.2mm 齿根圆直径 dfdd1 d1115.7mm代入上式得 df1103.8mm d2=188.3mm代入上式得 df2176.4mm 径dk1为地轮轴处相应安装直径32mm，其余相关参数见附录。 2）排种链轮设计 （1）链轮齿数Z3和Z4 由《机械设计》[14]知，链节数通常为偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取

28、链轮数为奇数，并尽可能与链节数互质，取Z1=19，Z231。 （2）传动比 （3）选择链条型号和节距 参照其他播种机选择型号12A节距为19.05mm的滚子链。 （4）计算链节数和中心距 查《机械设计》[14]知，初选中心距30P 由《机械设计》[14]式（9—16）计算链节数 LP00.07125 为了避免使用过度链节，应将计算出的链节数圆整为偶数Lp=126。 （5）确定链轮主要参数 查《机械设计》[14]表9—1和表9—3，表9—4得 齿宽bf1=0.95b10.9512.57=11.94mm 齿侧倒角ba公称=0.13P=0.1319.05=2.48

29、齿侧半径rx公称=P=19.05mm 齿全宽bfn=（n-1）pt+bf111.94mm 分度圆直径d Z1=19代入上式得d1115.7mm Z2=31代入上式得d2=188.3mm 齿顶圆直径dad+1.25P-d1 d1115.7mm代入上式得 da1127.6mm d2=188.3mm代入上式得 da2200.2mm 齿根圆直径 dfdd1 d1115.7mm代入上式得 df1103.8mm d2=188.3mm代入上式得 df2176.4mm 径dk1为地轮轴处相应安装直径32mm，其余

30、相关参数见附录。 3.1.4 地轮轴 地轮轴上安装有链轮，地轮。地轮产生的转动由它通过链轮传递给排肥器排种器。同时地轮通过轴承与机架相连，承担机架和地轮的压力，并承担一部分转矩。地轮的设计也要考虑到零件的可调整性。首先保证地轮在轴上60cm到90cm的移动间距。其次考虑轴承在轴上的安装定位，还有链轮的安装定位。具体设计如下： 1）查《机械设计》[14] 表15—1得轴的材料选用45钢正火、回火处理。 2）轴上零件的装配方案为：排肥链轮、轴承座、轴承、轴承座盖、排种链轮、地轮依次从轴的左侧装入。两个链轮、地轮通过螺母紧固；轴承通过轴承座紧固定位。 3）考虑轴承径数据，由经验值取Ⅰ处轴

31、径为23mm，长度为160cm。Ⅰ和Ⅱ处为非定位轴肩，其高度没有严格的规定，取1mm。Ⅱ处为轴承安装处，此处与轴承的配合为基孔制，查《机械基础综合课程设计》[15]第312页表13—4得轴公差带为j6；查《机械基础综合课程设计》[15]第276页表12—14得Ⅱ处表面粗糙度Ra为1.25～2.5；Ⅱ处长度为18mm，Ⅲ处直径为da=32mm。具体参数见附录。 3.1.5 轴向定位紧固零部件 1）地轮采用M825的螺栓紧固，需要在地轮轮毂上钻直径>8mm的孔，然后焊上M8的螺母。此处安装无需进行精加工。查《机械基础综合课程设计》[15]第265页表12—2得此处配合选用基孔制 。 2）链

32、轮都采用M815左右的螺栓紧固，在链轮轮毂上钻直径>8mm的孔，然后焊上螺母。此处安装无需进行精加工。查《机械基础综合课程设计》[15]第265页表12—2得此处配合选用基孔制 。 3）地轮、轴承的定位紧固通过轴承座解决。同时轴承座还起到隔绝外部恶劣环境的作用，防止沙尘的进入，为轴承的润滑建立空间。轴承座的与轴承外圈结合的圆表面用镗刀镗出，它与轴承的配合为基轴制。查《机械基础综合课程设计》[15]第313页表13—5得轴承座孔公差带为G7；查《机械基础综合课程设计》[15]第276页表12—14得Ⅱ处表面粗糙度Ra为1.25～2.5。 3.2 土壤工作零部件参数确定 土壤工作零部件件主

33、要包括起垄单向犁、施肥开沟器、播种开沟器、刮平器、镇压轮。其设计如下： 3.2.1 起垄单向犁 市场上铧式犁品种已比较完善，为了节约设计成本和便于以后的维修，此处起垄犁选用即可。其参数计算如下： 按最大设计垄宽，最大设计垄高计算，起垄后垄横截面近似于等腰梯形，其面积为 =2875cm2 取犁的宽深比k=2，即 假设横截面积地表以上占即958cm2，从而 23a2958 解得 a=12cm ，b=24cm 因此犁的外形大体确定为高度大于12cm，宽度大于24cm。 3.2.2 施肥开沟器 开沟器的作用是在播种机作业时开出肥沟种沟，将种子肥料导入沟并用湿土覆盖完好。对开

34、沟器的要：开沟直、深度一直、符合要求，种子在沟分布均匀，不乱土层，不让土中杂物造成拥塞，对土壤适应性好，结构简单，阻力小[5]。 施肥开沟器：采用芯铧式开沟器，它结构简单，造价低。可自己制造，用三块钢板焊接而成，开沟效果较好。 施肥深度为10cm～15cm，开沟宽度设计为4cm，参考芯铧式开沟器，施肥开沟器用三块钢板焊接而成。如图3-3 图3-3 施肥开沟器 钢板的厚度为3mm，参考其他播种机选择其它参数。开沟器上方用4mm方钢管焊接，方钢具体尺寸有安装条件决定。其具体尺寸见附录 3.2.3 播种开沟器 播种开沟器：由《农业机械学》[5]第68页知，播种开沟器选用船式开沟器

35、。前沿部分呈楔形，揳角较大，开出的沟宽而平。常用于播种马铃薯和苗木[5] 。 播种开沟器为船式开沟器，其开沟宽度应大于马铃薯种块的平均直径取7mm。其尺寸为17cm1310cm。它与施肥开沟器安装与同一安装架上。具体尺寸见附录。 3.2.4 刮平器 刮平器的作用是将开沟播种之后的垄表面刮平并有一定的压实作用，同时为后续的铺膜工序做好准备。其尺寸为700mm3mm10mm。弯折处角度为158，上侧用钢材焊接并钻有孔以便安装在机架上。 刮平器用弹簧和铰链安装在机架上。弹簧选用圆柱螺旋拉伸弹簧，自由高度为90mm，中径为25mm，截面直径为4mm，选用半圆钩环形便于安装。 3.2.5

36、 镇压轮 由《农业机械设计手册》[17]第388页知，播种同时镇压有利于种子与土壤紧密接触，有利于种子发芽与生长；可减少土壤中的大孔隙，减少水分的蒸发，以使土壤保墒，可加强土壤毛细管作用；使水分沿毛细管上升，起到“调水”和“保墒”作用。 镇压轮对土壤的压强主要根据土壤性质、水、密度和马铃薯的播种要求决定，一般为3050KPa。镇压轮的压力大小取决于镇压轮自身的重力和作用在它身上的机器重力。 对镇压轮的要求为转钟灵活、不粘土、不壅土，镇压力可以灵活调整，镇压后地表不产生鳞状裂纹。 此处采用圆柱镇压轮，采用3mm厚钢板焊接而成，半径7cm，安装处长50mm，直径为10mm。 3.3 除

37、草剂喷洒装置 药筒挂接于拖拉机后侧，同过塑料软管将药液送到喷头。喷头安装于一个硬塑料管上并安装于机架相应位置。 3.4 肥箱总成 肥箱总成由肥箱、排肥装置、固定零件组成。 3.4.1 肥箱容积 由《农业机械设计手册》[17]第393页知，种肥箱的容量根据波总工作幅宽、播种量或施肥量、播种行程和种子或化肥密度而定。工作时，不宜将箱种子肥料全部用完，否则会因箱种子肥料太少而影响排肥排种性能，至少应留有10 。 查《农业机械设计手册》[17]393页，肥箱尺寸由下式确定 式中 L——装满一箱种子或肥料所能播种的距离。至少应等于一个往返行程，即地块长度的两倍。此处取200m

38、 B——工作幅宽（m）：0.9m Qmax——单位面积最大播种量或施肥量（kg∕hm2）此处为1500 kg∕hm2 ——肥料的密度（kgL），此处取1.8 kgL 16.5L 3.4.2 排肥装置 查《农业机械设计手册》[17]第370页表6—4—2得，此处选用外槽轮式排肥器。无需设计选用即可，外形尺寸100110mm120mm 。排肥量可以调整。 3.4.3 肥箱尺寸 由设计综合优化种箱外形大体为650300mm600mm 部成倾斜状便于化肥下降，防止漏空。 3.4.4 固定安装零部件 通过安装架，用4个M810螺栓固定。 3.5

39、种箱总成 种箱总成包括排种器、种箱与安装紧固零部件。 3.5.1 种箱容积 由经验值得种子的平均直径为4cm，则单个种子体积为 13 一个往返行程所需种子 N2666个 总体积为 26663592L 3.5.2 种箱外形尺寸 由设计确定。首先应满足播种机工作需求。其次要考虑其它部件的安装。 3.5.3 安装紧固零件 考虑到种箱重量较大，下方设计托架并用M20螺栓紧固。种箱前部与机架用M20螺栓紧固。 3.6 铺膜装置 铺膜装置包括挂膜辊、铺膜辊、压膜轮与覆土圆盘犁组成。 其尺寸见下表 名称 尺寸 备注 挂膜辊 长6

40、00mm直径30mm 可调 转动灵活 铺膜辊 长600mm 直径50mm 转动灵活 对薄膜无伤害 压膜轮 半径110mm 宽30mm 上下可调 压力适中 覆土圆盘犁 半径200mm 上下左右皆可调 表3-1 3.7 膜上覆土装置 此装置是比其它机型所没有的。主要包括两个滚动圆筒，它能够将由圆盘犁翻入的土壤经过圆筒的转动覆盖在地膜上，防止种子无法顶破薄膜而被晒死[18]。同时要求圆筒不能将薄膜刮破，这就要将圆筒边缘处理卷边。 形状见下图3-4。 图 3-4 膜上覆土机构 设计时应注意圆柱断开处应稍微大于播种开沟器的调整幅度。 主要尺寸见附录图纸。 3.8

41、 机架 机架起到安装所有零部件的作用，是整个机器的骨骼。同时机架要有足够的强度支撑起整个机器。设计机架是要考虑到所有零部件的安装调整，考虑到农艺要求。要使各部件在机架上不发生干涉，便于调节。 （1）成型方式：考虑到成本与参照目前市场上大部分农业机械的机架结构，采用型钢焊接而成。 （2）大体结构：机架前方与拖拉机采用三点悬挂方式挂接，因此需设计悬挂点。要安装起垄单向犁，为了便于上下左右调节，犁安装架与机架采用U型螺栓紧固。安装开沟器处要能上下调整。要设计上种肥箱的安装点，镇压轮、挂膜辊、压膜辊、压膜铺膜轮、喷药头、座位、覆土圆盘犁和膜上覆土机构的安装点。其结构见图3-5。

42、 4 机器工作参数理论分析与计算 4.1 配套动力 1）由《农业机械学》[5]第339页知犁的牵引阻力为 P=kab 由《农业机械学》[5]第339页表14—2查的土壤的犁耕阻比为k=4N∕cm，因此 P=412241152N 2P=2304N 1） 由《农业机械学》[5]第77页知开沟器每米平均阻力位9801370N，取1000N。施肥开沟器长度为20cm，其阻力为 P=1000=200 N 2） 由《农业机械学》[5]第71页表3—4知，播种开沟器平均阻力为200400N，取300N。 P=2300=600N 3） 查《农业机械设计手册》[17]第1

43、856页，表Ⅳ—8得，土壤对钢的摩擦系数为0.577—0.721，查《农业机械设计手册》[17]第1859页，表Ⅳ—11得土壤比阻为30000700000N∕m2，假设刮土厚度为3cm，宽为60cm。则 P=70000=1260N 4） 查《农业机械学》[5]第71页表3—4知单个圆盘犁阻力大约为70120N，P=1202=240N 由《农业机械学》[5]第78页公式（3—9）得，播种机所需功率 P==7.18kw 所选拖拉机功率应大于7.18kw。 4.2 播种机行进速度 马铃薯播种机的行进速度受排种链轮的限制。防止因链速过快而使种子甩出种勺，同时要保证播速不能太慢。 已知

44、链勺距离为20cm，株距为20cm，则 株距Vm Vm 由经验值知最佳播种速度为6km∕h[19]，即Vm167cm∕s 。 得N1=0.66 r 链轮传动比i= 得N3=0.418 r 4.3 生产率 生产效率为播种机的播幅与速度的成绩。本播种机最大可以以6km∕h的速度作业。其最大作业生产率为： 6km∕h×0.9m﹦5400m2﹦8 亩∕h 5 整机装配与调整 经设计确定机器总体参数：2128mm×1180mm×1366mm 1）所有的零部件都要装配到机架上，为了节约成本尽量采用焊接工艺连接。为了便于调节和节约

45、成本链轮处采用螺栓紧固定位，防止出现要求过高的加工表面。装配应做到转动处转动灵活，紧固处不能有松动。其装配关系见附录机架图纸。 2）起垄单向铧式犁安装方式如图5-1。 图5-1 为了便于安装，犁在机架上采用方钢管安装，U型M18螺栓紧固[20]。犁的最低点与地面在同一平面，犁的高度选用为15cm。又因为机架高50cm，安装犁的方管距地面5cm，为了犁的调节方便机架上方方管伸出10cm。为保证垄宽，方管应固定在机架前方中心线两侧45cm处。如上图螺栓紧固方钢座边长为9cm。调节时只需松开八个螺母即可上下左右调节。 3）开沟器安装 图 5-2 为了给排种器排种勺腾出足够空间，没

46、有将播种开沟器直接安装在机架上，而是在施肥开沟器安装架后方再焊接安装架，使三个开沟器共用一个安装架。安装时需注意，施肥深度要比播种深度低3cm左右[21]。此处要考虑机器的合理布局，防止出现相互妨碍现象。同时安装架上要有排肥链轮的紧装置，也要做到合理布局。考虑到种块的落入，船式开沟器上方尽量减少零部件的安装。具体尺寸形状见附录。 4）刮平板安装采用顶端铰链，中部用弹簧拉紧，为防止板过度前倾，焊接一个挡块。 5）镇压轮安装在机架下层，安装架一侧焊接，；另一侧M10螺栓紧固。 6）挂膜辊安装见装配图。压膜轮安装在机架最后一梁两侧处。 7）覆土圆盘犁、压膜辊安装架如图5-3。 图5-3

47、 覆土圆盘犁和压膜辊安装在支架上，前端焊接一个短钢管，然后用一个直径小一点的螺栓铰接在机架安装座上。为防止提升时机架下降角度过大，在支架下焊一挡片。 8）膜上覆土器也通过一圆管与机架相接，圆管总长430mm，在中心处弯折下，角度为135° 6结论与建议 根据马铃薯播种的农艺要求，设计出集起垄、开沟、施肥、播种、喷药、覆膜、膜上覆膜等工艺的播种机。整机结构合理，使用可靠，维护保养方便，其性能达到了设计和农艺要求，可以获得以下结论。 1）所设计的马铃薯播种集起垄、施肥、播种、镇压、喷药、覆膜以与膜上覆土为一体的联合作业马铃薯播种机，大大减轻马铃薯播种的劳动强度，提

48、高了作业效率。 2）将机架设计为双层形式，减小机架的成型难度，同时便于人在机架上工作，设计更加人性化。 3）将三个开沟器安装到一个，在一定程度上增加了加工难度，但是这样为种箱的尺寸与安装提供了不少方便。 4）加入膜上覆土机构，在减少一个劳力的前提下提高了成活率，减少了后续人工扣膜的工作。 本设计机型还是存在很多问题，主要是对播种前的地况有些特殊要求，需要提前耕整地表，现有排薯装置仍存在空穴重播等技术问题，需进一步解决。 致 经过半年的努力，毕业设计终于完成了。这也意味着我在农业大学的四年的学习生活既将结束。在这四年的时间里，我

49、在学习上和思想上都受益非浅。特别是这半年的毕业设计时间，使我的专业课知识得到了很大的提高。 论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。马铃薯播种机是农机界一直探讨的热门话题，老师的谆谆诱导、同学的出谋划策与家长的支持鼓励，是我坚持完成论文的动力源泉。在此，我特别要感我的导师金琳教授。从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从容到格式，从标题到标点，他都费尽心血。没有金琳老师的辛勤栽培、孜孜教诲，就没有我论文的顺利完成。 感农机化的各位同学，与他们的交流使我受益颇多。最后要感我的家人以与我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助，正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正

50、是因为有了他们，我才有了追求进步的勇气和信心。 时间的仓促与自身专业水平的不足，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感激！ 感各位专家的批评指导。 参考文献 [1] 汉夫.农业部提出加快推进马铃薯生产机械化.农机,2009,( 05):6-7 [2] 广宇,继哲.2Z-2 马铃薯施肥栽植机的设计研究.森林工程,2005,11(21):17-18 [3] 冉振龙.马铃薯施肥播种机.新产品新技术,17 [4] 曾山.马铃薯生产机械化发展模式探讨.农业科学,2008(3):42-44. [5] 宝筏.农业机械学.：中国农业,2005

51、,08 [6] 日本农业机械学会.农业机械手册.:机械工业,1991,571-574 [7] 继平.德国VL19E型双行马铃薯播种机试验研究.实验研究,2006,(06):19,21 [8] 德昌,建明.意大利F_LLISPEDO公司的马铃薯种植机械和收获机械.农业机械.2001,(08):48-49 [9] 闫建英.2BXSM-1B型马铃薯施肥播种机的试验研究[J]. 农机具之友,2005,(01):50-51 [10] 剑.马铃薯全程机械化生产技术.现代农技,2000,(11):18 [11] 闫贤邦.马铃薯机械化种植技术要点现代农技,2007,(1):21-39 [12

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55、cm 垄宽 60cm～90cm 可调 覆土厚度 1.5cm 垄高 20cm～25cm 可调 表2-1马铃薯施肥播种机主要工作参数 名称 数量 备注 机架 1 型钢 焊接 地轮 2 焊接 间距可调 地轮轴 1 地轮轴轴承 2 密封 润滑 选用 地轮轴链轮 2 排肥 排种 地轮轴承座 2 链条 2 排肥 排种 紧装置 种箱总成 1 肥箱总成 1 施肥开沟器 1 芯铧式 高度可调 播种开沟器 2 船式 高度可调 起垄单向犁 2 铧式犁 选用 高度可调 覆膜开沟圆盘犁 2 选用 刮土片 高度可调 镇压辊 1 钢材焊接 高度可调 刮平器 1 钢材焊接 高度可调 挂膜辊 1 可调长度 铺膜辊 1 压膜轮 2 选用 高度可调 膜上覆土 1 喷头 1 药筒 1 药液管 1 若干米 座位 1 排种管 2 选用 排肥管 1 选用 总数 36 表2-2 马铃薯播种机主要零部件