小麦穴播机设计说明书_毕业设计(编辑修改稿)

小麦穴播机设计说明书_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

遍结构复杂、尺寸大、不紧凑。 从成穴器实现垂直插入的原理来看，在设计时使得凸轮轮廓曲线或导板轨迹所控制的成穴器的速度，与播种机的前进速度相等，这就要求播种机组工作时前进的速度控制在某一确定值，相应的也就增加了驾驶难度。 滚轮式穴播器工作时，成穴器随滚轮依次插入土中，并轧挤出一定深度的穴坑。 结构简单，容易实现，但成穴器入土、活动门开启是这 类穴播器突出存在的问题。 .4 推杆 .2 推杆 .4连杆 图 凸轮导板式成穴器示意图 图 凸轮一曲柄连杆式成穴器示意图 .2 垂直方向凸轮 3 水 平方向推杆 图 双凸轮式成穴器示意图 图 分置双凸轮式成穴器示意图 小麦穴播机设计 10 只要改进滚轮式穴播器的结构，克服缺点，容易满足免耕覆盖地的特殊要求。 但就在免耕地上入土成穴而言，鸭嘴、柱塞式穴播器要优于铲式。 铲式成穴器的打穴铲为中空的四棱锥体 (如图 所示 )，成穴器轮盘与打穴铲所构成的铲轮，在播种机机架上安装的位置与垂直平面 (与播种方向夹角为 Y)的夹角为 p，在水平面内与播种机播种前进方向的夹角为 Y。 成穴器铲轮沿播种方向滚动前进时，打穴 铲可以穿过地面覆盖的秸秆、杂草进入土壤，并在土壤上形成空穴。 而鸭嘴、柱塞式穴播器的成穴部件径向分布在滚轮上 (如图 所示 )，并在滚轮的带动下，在播种方向的平面内做摆线运动。 在成穴器运动到最低点时，柱塞内腔顶杆或鸭嘴上配置的压板将活门打开，完成投种。 图 铲式成穴器 图 柱塞式成穴器 较柱 塞式穴播器，不论从结构还是从原理上来说，鸭嘴式 (如图 )要好一些。 但它只要陷入松软或潮湿的土壤内，开启机构就失灵。 在较硬的土壤上工作，成穴器入土、开启困难。 所以要适应免耕地，须对传统的鸭嘴式穴播轮结构加以改进和优化。 位弹簧 图 鸭嘴式成穴器 小麦穴播机设计 11 鸭嘴形状的选择 如图 和 所示，常见的鸭嘴形状有楔形和锥形两种，它们都有活动嘴和固定嘴构成。 由于锥形鸭嘴结构简单，制作方便，适合此次小麦穴播机的计 要求。 所以，此穴播机的鸭嘴设计采用锥形鸭嘴。 图 图 楔形鸭嘴 图 锥形鸭嘴 活动门开启机构的分析选择 活动门开启机构的选择 活动门开启机构中最常见的 是压板式 (如图 所示 )，固定嘴焊接在穴播轮上，活动嘴经过销与固定嘴铰接，回位弹簧固定在轮缘与活动嘴间，使活动嘴处于常闭状态。 工作时，穴播轮在地面上向前滚动，成穴器随之而入土 .，当压板接触地面时，克服土壤和弹簧的阻力将活动嘴打开，完成投种。 穴播轮继续滚动，鸭嘴出土，回位弹簧将活动嘴关闭，这样周而复始，实现穴播。 这种开启机构结构简单，极易实现，但通用性不好，如前所述，一旦陷入松软或潮湿的土壤内，开启机构就失灵。 如图 所示，是一种冲孔式免耕穴播机所用开启机构，挡板 — 固定滑道式开启机构。 启闭控制轮 12 在挡板关闭滑道 15 下面和挡板开启滑道 13 上面滑动，从而带动滑动挡板上下运动，实现活动门开启 [5]。 这种开启机构结构新颖、简单，但开穴器带动种子而应起小麦穴播机设计 12 的错位等问题明显，且不易解决。 还有其它一些开启机构，或是结构复杂，或是通用性不好，因此没被广泛采用。 结合免耕地的特点，汲取其它开启机构的优点，研制一种开启机构凸轮一平面四杆式开启机构。 图 压板式开启机构 .7 排种器 .9 接种斗 14，定盘 图 固定滑道开启机构 通常在免耕地覆有一定量的秸秆、杂草，避免杂草缠绕应是设计注意的一方面。 再者，小麦穴播机设计 13 从实地工作中发现，在潮湿土壤工作时，成穴器固定嘴和活动嘴之间的空隙中夹土不 能及时排除是影响开启机构失灵的重要因素。 所以，设计中要注意 :开启机构外部结构要简单，避免固定嘴和活动嘴间的空隙。 如图 ，成穴器开启机构由凸轮和平面四杆机构构成。 穴播轮作业时，凸轮固定在轮轴上，平面四杆机构随轮盘绕轮轴逆时针转动，转过合适角度后，凸轮 2 顶起摇杆 3，摇杆带动连杆 4，活动嘴 5 随连杆打开。 凸轮与平面四杆机构的配合设计至关重要。 容易看出，平面四杆机构用 4 个低副把 3个活动构件连接起来，所以，四杆机构的自由度 F[6] 为 : 此机构的自由度等于 1，应当有一个原动件，很明显，构建 3 为原动件。 由图 可见，构件 3 每转过一定角度，从动件 5 便有一个确定的相应位置，因此机构运动是确定的。 设计的目的就是构件 3转一定角度后，使鸭嘴 5 打开，故此机构满足设计要求。 图 凸轮一平面四杆式开启机构示意图 从图中可以看出，平面四杆机构的结构尺寸和活动嘴的预定开 轮廓的设计。 平面四杆机构又有曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆几种类型，几种类型的运动方式，都能满足设计要求。 但从整个穴播轮结构、尺寸以及配合上分析，曲柄摇杆和双摇杆要优于双曲柄，因为受整个穴播轮尺寸的限制，连杆在这儿不能做得很长，所以由整转副的充要条件 (即组成该转动副的两个构件中必有一个构建为最短构件，且四个构件的长度满足杆长之和：最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件之和 )判断，双摇杆机构更适合于设计要求。 至于构件 AB， AO 与 OB比例应调节适中， AO 较大，有利于活动门的开启，但过大不利于回位弹簧的作用，一 般 AO 取为 l/3 的 AB。 小麦穴播机设计 14 四杆机构位置的分析 现对铰链四杆机构的位置做以分析，将铰链四杆机构 39。 OCBO 看作一个封闭矢量多边四边形，如图 所示。 若以 1l 、 2l 、 3l 、 4l 分别表示各构件的矢量，该机构的封闭矢量方程 式为 1 2 3 4l l l l   以复数形式表示为 )(3421 321   iii ellelel 规定角中应以 x 轴的正项逆时针度量，设 39。 33  。 按欧拉公式展开得 )s in( c os )s in( c os)s in( c os 39。 339。 334 222111   ill ilil   该方程的实部和虚部应分别相等，即 39。 33221139。 3342211s i ns i ns i n c o sc o sc o s   lll llll   （ 43） 消去 2 后得 0s i nc o s 39。 339。 3  CBA  （ 44） 图 四杆机构位置分析 小麦穴播机设计 15 式中系数 114 cosllA  11 sinlB  32223222l llBAC  又因 )2/(ta n1 )2/ta n(2s in 39。 3239。 339。 3   )2/(ta n1 )2/(ta n1c os 39。 3239。 3239。 3   代入式 (44)的关于 39。 3tan( 2) )的一元二次方程式，由此解出 CA CBAB   22239。 3 a r c t a n2 （ 45） 式 (44)中 39。 3 有两个值，它说明在满足相同的杆长条件下，该机构有两种装配方案，一根号前为“ +”号的 39。 3 值适用于图示机构口 39。 39。 OCBO 位置的装配，根号前为“一”号的 39。 3 值适用于图示机构 39。 OCBO 位置的装配。 所以， 39。 3 得知应该取后一种情况。 则 CA CBAB  22239。 33 a r c t a n2 构件 2的角位移 2 可按式 (43)求得 39。 3339。 332 c o ss ina r c ta n  lA lB  压力角和传动角 再如图 所示的平面四杆机构中，若不考虑构件的重力、惯性力以及运动副中摩擦力等的影响，很明显，摇杆 3 为原动件，通过连杆 2 作用于从件 1 上的力 F 沿 CB方向，此力的方向与力的作用点 B 的速度 cV 方向之间的夹角用  表示。 将 F分解为沿 cV 方向的切小麦穴播机设计 16 向力 tF 和垂直于 cV 的法向力 Fn，其中 costFF 为驱使从动件运动并作功的有效分力，而 sinnFF 不作功，仅增加转动副 O 中的径向压力。 因此在 F大小一定的情况下，分力Ft愈大也即  愈小对机构工作愈有利，称  为压力角，它反映力的有效利用程度。 压力角  的余角  称为传动角，  愈大对机构工作愈有利。 由于传动角  有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小，故平面连杆机构的设计中常采用  来衡量机构。 当机构转动时，其传动角的大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使min 40 。