農(nóng)用車輛配套簡易播種機(jī)設(shè)計

陳偉　馮偉　劉春暉　鄒涵　耿森　張俊杰

摘 要：文章介紹的旋耕播種機(jī)主要由六個部分組成，即：懸掛裝置、動力傳輸裝置、旋耕裝置、播種裝置、鎮(zhèn)壓裝置和鏈條傳動裝置。農(nóng)用車輛拖拉機(jī)前進(jìn)后鎮(zhèn)壓裝置也向前運行帶動鏈條傳動裝置，與之另一端連接的播種箱的播種軸也隨之轉(zhuǎn)動，使種子從排種孔中流出順著播種管與播種開溝器流出最后流入壟溝，從而實現(xiàn)播種機(jī)的播種作業(yè)。播種機(jī)播種后的農(nóng)作物生長均勻分布排列整齊，這樣可以便于人們實現(xiàn)播種過后對田地的管理作業(yè)，也是人們實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的重要技術(shù)手段之一。關(guān)鍵詞：旋耕播種機(jī);免耕播種機(jī);聯(lián)合作業(yè)中圖分類號：S223.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）02-137-03

Abstract： The rotary tillage seeder introduced in this paper is mainly composed of six parts： suspension device， power transmission device， rotary tillage device， seeding device， suppression device and chain transmission device. The working principle is that the forward and backward compression device of the tractor also runs forward to drive the chain transmission device， and the seeding axis of the seeding box connected with the other end rotates accordingly， so that the seeds flow out smoothly from the seeding hole. The seeding pipe and the seeding ditch opener flow out and into the ridge and furrow， thus realizing the seeding operation of the seeder. After sowing， the crops grow evenly and neatly， which can facilitate people to manage the fields after sowing. It is one of the important technical means for people to realize the modernization of agricultural machinery.Keywords： Rotary tillage seeder; No-tillage seeder; Joint operationCLC NO.： S223.2? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）02-137-03

前言

播種機(jī)按播種方式可以分成條播機(jī)、撒播機(jī)、穴播機(jī)和精密播種機(jī)四種^[1-3]。還可以進(jìn)一步分為普通穴播機(jī)、方形穴播機(jī)、精密條播機(jī)、中耕作物精密播種機(jī)等。為了適應(yīng)我國環(huán)境及便于后期的人工管理，本項目最終采用條播型旋耕播種機(jī)。

1 設(shè)計計算

1.1 牽引功率估算

1.1.1 拖拉機(jī)可提供功率估算

旋耕播種機(jī)是聯(lián)合作業(yè)式播種機(jī)械，對于要與其配套使用的拖拉機(jī)要求很高。為了提高播種機(jī)的工作效率和拖拉機(jī)的利用率，在拖拉機(jī)配套功率的選擇上要十分慎重。

計算拖拉機(jī)可利用功率的經(jīng)驗公式^[4]：

A=發(fā)動機(jī)的最大功率???????????????????????? ?（1）

B=最大動力輸出軸功率=0.86A????? ????????????（2）

C=最大牽引功率（混凝土路面）=0.95B ???????????（3）

D=最大牽引功率（堅實泥土）=0.95C???????????? ?（4）

E=可用牽引功率（堅實泥土）=0.9D???????????? ?（5）

F=可用牽引功率（耕作土壤）=0.86E?????????? ?（6）

本項目選用的是18馬力的東方紅180式拖拉機(jī)，如圖1所示。

所以，將各數(shù)據(jù)帶入式6得到牽引功率為7.95KW。

1.1.2 功率消耗及影響因素

拖拉機(jī)的功率是衡量一個拖拉機(jī)性能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，影響拖拉機(jī)消耗的功率就會影響到拖拉機(jī)的性能，但是能夠影響到拖拉機(jī)消耗的功率的因素很多，其中就有：旋耕深度、前進(jìn)速度、耕幅等。

本課題需要設(shè)計旋耕部分，選擇的功率會小于拖拉機(jī)在進(jìn)行旋耕播種作業(yè)時消耗的功率，為此我們可以節(jié)約30%的功率，即14.79×70%=10.353，占總功率的57.5%。

1.2 總傳動比及各級傳動比的分配

根據(jù)本課題配套使用拖拉機(jī)的基本參數(shù)查閱相關(guān)資料，拖拉機(jī)的動力輸出轉(zhuǎn)速為n₁=540r/min。由于拖拉機(jī)要給播種機(jī)提供旋耕作業(yè)的動力，選擇的刀輥軸轉(zhuǎn)速^[7]為n=200r/min，根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)我們可以計算出傳動裝置的傳動比i為i=540/200=2.7。

傳動裝置并不會一次性完成傳動，裝置內(nèi)部需要換向，所以要實行分布減速。分部減速就是各級傳速比相乘變成新的傳動比，即i=i₁×i₂×i₃。旋耕部分的中間齒輪箱中主要是錐齒輪和直齒輪，還有中間齒輪在其中起過度、傳遞作用。查閱資料后對各級傳動比進(jìn)行分析，各級傳動比如下：錐齒輪的傳動比為i₁=1.67;直齒輪Ⅰ與中間齒輪傳動比i₂=3.2;直齒輪Ⅱ與中間齒輪傳動比i₃=0.505。

圖2為中間齒輪箱結(jié)構(gòu)簡圖。

根據(jù)前面對整體方案的選擇可知，本項目選用的是中置式的齒輪箱，這種形式的齒輪箱不僅布局緊湊、結(jié)構(gòu)合理，而且傳遞的路徑較短減少了傳遞過程中動力的損失。但是這種結(jié)構(gòu)也存在一些缺點，比如說：耕幅較窄，中間的齒輪箱部分不能用旋耕刀，造成有的地方不能旋耕。而對于這種缺點一般會采用在中間齒輪箱部分安裝犁，這樣做可以避免發(fā)生漏耕現(xiàn)象。

2 旋耕部分設(shè)計

旋耕部分是旋耕播種機(jī)的重要組成部分，是聯(lián)合作業(yè)式的旋耕播種機(jī)的突出的特點。由圖3旋耕部分的結(jié)構(gòu)簡圖可以得到，旋耕部分是由側(cè)板、機(jī)架、懸掛裝置、中間齒輪箱、罩殼、刀軸、刀座、旋耕刀組成的。

本課題選用的刀軸分布中間齒輪箱的兩端且有兩個，刀片在刀軸上的排列本課題采用的是一個刀軸上布置八組刀，每組刀有三把刀，一共是24把刀。旋耕部分的刀片主要是用來完成旋耕作業(yè)的，所以本課題選擇的刀片結(jié)構(gòu)是彎刀。本課題一組刀有三把刀且每把刀相差120?，根據(jù)耕幅125cm本課題設(shè)計的每組刀相差80cm，并且中間齒輪箱部分不算耕幅，所以實際的耕幅為128cm。

3 結(jié)束語

對于播種機(jī)的設(shè)計主要是解決國內(nèi)播種機(jī)存在的價格高、功能單一、體型大等問題，并試圖研制出一款價格低廉性能良好的播種機(jī)械，方便人們的播種作業(yè)避免產(chǎn)生過度的浪費。本課題采用拖拉機(jī)牽引，并且配套的動力裝置容易獲得、價格低廉。面對市場上播種機(jī)功能單一的特點本課題采用了聯(lián)合作業(yè)式的播種機(jī)，這樣不僅能實現(xiàn)播種機(jī)的聯(lián)合作業(yè)，而且避免了反復(fù)作業(yè)對土壤的破壞。傳統(tǒng)播種機(jī)相比本課題設(shè)計的旋耕播種機(jī)在旋耕深度有了創(chuàng)新，可以更加方面

控制旋耕深度避免旋耕過深或過淺帶來的一系列問題。

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