大豆玉米间作播种机设计与传动计算毕业设计论文(编辑修改稿)

大豆玉米间作播种机设计与传动计算毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

点播玉米，播大豆等其它作物时，需换用内槽轮排种器，通用性差；但此排种器结构复杂，零件多，制造精密要求高 5。 气吸式排种器排种盘吸孔直径根据作物种子尺寸确定；可以单粒点播、穴播和条播；气室吸力可通过风机转速和进、出口风门大小来调节；通过调节排种盘转速或改变孔数来适应不同的株距的要求；该排种器的 优点是能适应不同作物种子，对种子尺寸要求不严，损伤率小，能适应较高速的播种作业，但需配置风机，消耗功率多，而且制造和使用要求较高；主要用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播种机上；由于国内播种机械起步晚，发展慢，此技术在国内还未成熟。 转仓式排种器通过更换不同型号的勺匙（其形状为不同直径的圆形、椭圆形、橄榄 .6. 形）可以播种蔬菜、豆类、甜菜、玉米等；勺匙的容积与种子大小决定了每勺匙内中子数，可单粒点播、穴播和条播；该排种器在运转中不损伤种子，无清种装置；调节传动比可改变株距或每米粒数；作业速度较低，最大速度不 能超过 ／ h；此排种器由于结构相对简单，价格低，性价比高，现在已经开始在我国推广使用了 4。 通过以上对比分析，大豆玉米间作播种机选用转仓式排种器，排种器的形式如图 42 图 42 排种器 地轮的设计 （ 1）地轮的布局方案 地轮后置可以兼做播种机镇压器，这样可以减少播种机的工作部件，减少加工、制造、装配，从而可以达到减少加工成本的目的；地轮后置便于设计安装调节地轮高低的调节机构，地轮不仅有提供动力的功能，更有限深的作用，通过调 .7. 节地轮可以达到调节播种深度；地轮后置可以增大地轮的附着力，减少地轮的滑移率 6。 所以此播种机选择地轮放在整个机械的后面。 （ 2）地轮的结构设计 为了保证在播种机前进一定距离时播下的种子与拖拉机前进速度的大小无关，排种器的排种速度必须与播种机的前进速度严格同步，因此该转仓式精量播种机采用地轮驱动。 但是，由于地面凹凸起伏及地轮的不规则滑移，使排种速度与播种机前进速度不能完全同步，这就影响了播种的均匀性和株距的准确性。 特别是在土壤含水量较大和地面有残留作物秸秆、杂草时地轮的滑移率会更大。 所以，为了减小地轮的滑移，我们采用了较大直径（ 454mm ）的地轮，并且在地轮外圈焊接小圆柱凸起，以增强其附着力 5。 由于地轮的直径太大，此播种机的地轮设计成带有腹板的形式，为了减轻地轮的重量（如果地轮过重对种床会过于压实，不利于种子发芽和生长），在地轮腹板处开孔，经过计算后，在腹板处开五个直径为 140mm、圆周均匀分布的孔最合适；为了减轻地轮的重量，地轮腹板设计成厚度 10mm，为了加强强度在地轮腹板处加五筋；考虑到开沟器开沟宽度 40mm 到 80mm，地轮与地表的接触面宽度设计成 100mm；考虑到此地轮间作镇压器的作用和减少地轮对地表的压实力，地轮面设计成中间略微下凹形式。 这样设计后地轮 的重量大约为 150N，符合大豆玉米农艺要求。 地轮形状如图 43 (3)地轮的定位设计 地轮通过键固定在地轮轴上，实现地轮的周向定位，轴向用套筒定位，然后通过拉杆固定在机架上 10。 图 43 地轮 .8. 传动装置的布局设计 链传动与带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，传动效率高，有因链条不需要像带传动那样张的很紧，所以作用在轴上的径向力较小，链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑，同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作，所以此播种机传动选用链传动 7。 传动装置布局设计 ① 播种机机组的选择 拖拉机行进的速度选择 V=5Km/h 即 取地轮直径 D=454mm ② 计算传动比 播种机的总传动比可有公式（ 1）给出： 12 (1 )n ZAi nD  (1) 其中： Z— 排种器每转一周排种穴数 A— 大豆株距 D— 地轮直径 — 滑移率 故由公式（ 1）可得： 18 18 65 4 45 .4 (1 5 )i    假设采用单级传动的方式：取 1 17z ,则 21 2 .1 6 5 1 7 3 6 .8z i z     取2 37z 。 由于从动链轮的直径要受排种器直径的限制，所以从动链轮的直径不能过大，这里先验证当从动链轮齿数为 37时，是否能满足要求。 由链轮的转速和其传动的功率可知应取 p=。 当 Z2=37时链轮的分度圆直径 d 可由公式（ 2）给出： sin180 /pd z (2) .9. 其中： p— 链条节距 故由公式（ 2）可算得： 15 .87 5 18 sin 37d m m 齿顶圆直径可由公式（ 3）给出： 11025ad d p d   (3) 其中： d— 链轮分度圆直径 p— 节距 — 滚子直径 故由公式（ 3）可算得： 18 7. 9 1. 25 15 .8 75 10 19 7. 7ad m m     如果采用直接传动，从动链轮的直径比较大，这样将会加剧链传动的多边形效应 7 ，影响传动的稳定性，将导致播种不均匀，并且链轮尺寸过大，会造成安装的困难与不便。 所以播种机的传动采用二级传动方式。 为了尽量缩短播种机整体长度，一级链传动中心线与水平线成 45度，二级链传动中心线与水平线成 135度。 传动装置的布局方案 传动方式的布局为地轮上的主动链轮带动中间传动轴上的从动链轮，从动链轮带动中间传动轴运动，中间传动轴上主动链轮带动排种器上的链轮，从而带动排种 器转动。 链传动的分布形式如图 44 图 44 传动简图 1— 主动小链轮 2— 地轮轴 3— 链条 4— 中间传动大链轮 5— 中间传动小链轮 6— 中间传动轴 7— 排种器轴 8— 排种器链轮 .10. 地轮轴的设计 （ 1）地轮轴上的功率、转速及扭矩计算 地轮轴的输入功率可由公式（ 4）给出： P FV (4) 其中： F— 链轮的压轴力 V— 链的平均速度 故由公式（ 4）可算得： 320 448PW   地轮轴的转速可由公式（ 5）给出 ： 602Vn r (5) 其中： V— 地轮的转速 r — 地轮的半径 故由公式（ 5）可算得： 6 0 1 . 4 5 8 . 9 / m in2 3 . 1 4 0 . 2 2 7nr 地轮轴输入扭矩可由公式（ 6）： 950000 PT n (6) 其中： P— 地轮轴的输入功率 n— 地轮的转速 故由公式（ 6）可算得： 0 . 4 4 59 5 0 0 0 0 7 2 6 3 8 . 45 8 . 9T N m m   （ 2） 作用在链轮和地轮上的力 ① 作用在链轮上的力：有压轴力 Fp 和圆周力 Fe   ② 作用在地轮上的力：查《农业机械设计手册》一书可知地轮工作阻力 8 ：=500FN地 (3) 初步确定轴的最小直径 ① 选取轴的材料为 45钢 正火回火处理，经查《机械设计》一书可知其许用弯曲应力 1[] =55Mpa。 .11. ② 因地轮轴所受的弯矩较小，载荷较平稳、只有较小的轴向载荷；取 []T 较大值， A。 取较小值经查《机械设计》 5 一书可取 []T =40MPa； A。 =110。 ③ 由 《 机 械 设 计 》 一 书 可 知 轴 的 扭 转 强 度 条 件 为 ： 395500000 .2TTTPTnWd   由上式可得轴的直径计算公式：  33 TPPdAnn (7) 故由公式（ 7）可算得轴的直径 3 0 .4 4 81 1 0 2 1 .65 8 .9d m m   由于地轮轴上要开两个键且轴的直径小于 100mm 为了消弱键槽对轴强度的影响则需要把轴的直径增大 10%~15%。 0 ( 1 1 0 % ) 2 1 . 6 1 . 1 2 3 . 7 6d d m m      将轴的直径圆整为 24mm。 （ 4）轴的结构设计 ① 考虑轴上地轮、轴承、套筒、键的装配，经分析比较，我们选用如图 46所示的方案。 ② 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 与链轮配合处的轴径为 24mm，为了满足链轮的轴向定位，则其左边的轴径的直径取为 30mm，此举也方便轴承的选择，轴承的轴向定位由与地轮的仿形机构相连的拉板和套筒定位，为了方便地轮的安装则与地轮配合处的轴径应比其它轴段的直径大些，取为 36mm，且此轴段应略短于地轮轮毂的长度，地轮的轴向定位则由左右两个套筒保证。 .12. 图 46 地轮轴 1— 轴承 2— 套筒 3— 地轮 4— 地轮轴 5— 链轮 中间传动轴的设计 （ 1）轴的选用 为了减少地轮的滑移对排种器的影响，播种机中间传动轴选用同轴，即播种机的四个地轮共同驱动一个轴旋转；为了减少播种机整体机架的高度，此播种机采用中间传动轴装配在机架上面。 （ 2）地轮轴上的功率、转速及扭矩计算 中间传动轴的输入功率可由公式（ 4）给出： 4 0 .4 4 8 1 .7 9 2P kW   中间传动轴 转速可由公式（ 5）给出 ： 12 nn i (8) 其中： 1n — 地轮的转速 i — 级链传动比 故由公式（ 8）可算得： 2 5 8 .9 4 0 .1 / m in2 5 / 1 7nr 中间传动轴输入扭矩可由公式（ 6）给出： 1 . 7 9 29 5 0 0 0 0 4 2 6 1 7 3 . 14 0 . 1T N m m   （ 3） 作用在链轮和地轮上的力 ① 作用在链轮上的力：有压轴力 Fp 和圆周力 Fe Fp= Fe= .13. ② 作用在 中间传动轴 的力：中间传动轴上有八个链轮，所以该轴受八个压轴力。 (3) 初步确定轴的最小直径 ① 选取轴的材料为 45 钢 调质处理 9 ， 经查《机械设计》一书可知其许用弯曲应力 1[] =60MPa ② 因地轮轴所受的弯矩较小，载荷较平稳、只有较小的轴向载荷；取 []T 较大值， A。 取较小值，经查《机械设计》一书可取 []T =40MPa； A。 =103 ③ 由《机械设计》一书可知轴的扭转强度条件为：  395500000 .2TTTPTnWd   由上式可得轴的直径计算公式：   33 T PPdAnn 故由公式（ 7）可算得轴的直径 3 1 .7 9 21 0 3 3 6 .64 0 .1d m m   由于中间传动轴上开有定位螺纹孔，将轴径。