机械毕业设计（论文）新型小区播种机的传动设计【全套图纸】.doc

本科毕业设计（论文）题 目 _ 新型小区播种机的传动设计_ 姓 名 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 201033182 指导教师 二0一四年五月目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究意义11.2 国内外小区播种机的研制情况21.3 本课题研究内容51.3.1课题背景51.3.2 课题研究的内容52 小区播种机的排种器设计72.1 定量输送装置落种分析72.2 送种机构的尺寸、功能72.3排种孔尺寸与格盘转速的关系82.4 格槽数目对播种性能的影响102.5 种子在锥体分流阶段的理论分析112.6 排种器的设计与功能123 小区播种机的传动机构设计143.1排种器的结构确定143.2 排种装置的设计及参数确定144 传动比的确定254.1 地轮到排种器轴的传动比254.2 变速器的设计264.3 横轴1、2端部的齿轮设计274.4 链轮的尺寸设计284.5 锥齿轮的设计及功能314.6 传动比的分布33结论34致谢35参考文献36摘 要鉴于小区播种机械在中国的发展，本课题在研究分析国内外现有小区播种机型的基础上，对其传动机构的研究设计和改进工作做了详细的分析。小区播种机传动设计所解决的问题，主要是对小区播种机的排种器和定量输送装置上提高改进设计。为了实现种子的分流效果和播种的性能，设计时对排种器的主要部件，如漏斗、锥体以及格盘等进行了理论分析，在此基础上，设计出一个新型的排种器。该新型排种器在播种时可以保证种子一个合理的分配、精确的播量、间距均匀、播深一致的解决方案，解决了面对普通播种机械的播种方式、作物种类、品种和其他不同的变化较多的现象，播种机械具有适应性强，满足工作性能不同的作物的需求。播种机械化是最复杂的农业机械化过程，也是最困难的工作。因此，现代农业对小区播种机械有越来越多的需求。关键词 ：小区播种机;排种器;漏斗;锥体 全套图纸，加153893706AbstractGiven the development of cell seeding machinery in China, the subject of the research and analysis of existing residential planter type and abroad on the basis of a detailed analysis of its study design and improvement of the transmission mechanism. Plot planter transmission design problems, mainly on the cell's row seed planter and quantitative improvement of the delivery device to improve the design. In order to achieve the performance of triage and sowing seeds, the design of the main components of seed metering device, such as a funnel cone and trays, etc. are analyzed theoretically, on this basis, to design a new type of seeder. The new seed is sown when you can guarantee that a reasonable distribution of seeds, sowing the precise amount, spacing evenly, sowing depth consistent solution to solve the face of common mechanical sowing sowing methods, crop species, varieties and various other more varied phenomenon, sowing machinery has a strong adaptability to meet the performance needs of different crops. Planting mechanization of agricultural mechanization is the most complex process, but also the most difficult task. Therefore, there is a growing number of modern agricultural demand for cell seeding machinery.Key words: plot seeder; seeding apparatus; funnel; cone1 绪论1.1 课题研究意义小区播种机在新品种选育和繁育品种种子进行对比，现场试验专用播种机的使用时，播种机的播种对象需要是田间实验种子，国外小区播种机的使用发展比较早，技术相对比较成熟，而中国从20世纪70年代到80年代才开始引进外国的小区播种机，与相对较小的地块播种机使用进行初步的研究试验，其中许多因素制约其发展，伴随着国家对“种子工程”的重视，田间育种逐渐开始进入快速发展的领域滋生的阶段，为中国的小区播种机的发展提供了前提条件。在很大程度上，播种机械的应用反映了一个国家的农业机械化发展水平。其广泛应用，既可以减少大量的人工劳动量，又节约了种植的时间，在特别作物的种植时间上播种机的使用显得更为重要。而小区播种机的播种过程具有一定的特殊性。因此，技术要求也不同于一般通用的大田播种机，常用的种植场地也不同，具体有以下两个特点:一是种子播种在一个单元格，以保证定量播种。种子的检验过程可能是不同品种或同一物种的不同繁育阶段，这些种子在播种机播种过程中要求其“对号入座”，混杂混乱是不允许发生的；二是具有通用性，即播种过程中只需重新安装它，就可以播种不同形状的图案。播种机的主要目标是种子种植的作用，它也是排种器工作的环境，而排种器是播种机得以实现精密播种的核心，是决定播种机特性和工作性能的主要因素。排种器的工作原理和结构是否合理将直接影响到播种机的播种精度、速度、制造成本以及种子的适应性等各个方面，因此有必要对小区播种机进行研究与改进，以进一步提高小区播种机的播种质量。小区播种机播种的方式，特点和实验的目的可分为精密播种机、条播机及植物后代行播种机。在种子的运输过程中要把不同品种的种子放在不同的盒子里，以免混合错乱。该系统包括多个不同编号的种子盒，其中每一个种子盒装载着不同品种和数量的种子。操作员可以使用机械支撑，或手动推进这些种子盒，让种子落入漏斗或其他形式的种子罐。直到今天，我国从事播种机械研究的专家学者研究了世界各国各类型的排种器的形式，其中属于引进仿制的有：外槽轮式排种器、气吸式排种器、气压式排种器、吸盘式排种器、内侧囊中式排种器、垂直圆盘式排种器、离心式排种器、倾斜式排种器、水平圆盘式排种器等等，种类较多。属我国独创的且在农业生产中获得大量应用的排种器有：辽宁70-2型窝眼式排种器、鲁抗的摆杆式排种器，张波屏的纹盘式排种器，张波屏的锥盘式小麦精密排种器等。目前，只有少量的育种和播种机械化的机械可以在种类繁多的中国耕种及机械行业找到立足之地。对于小区播种机而言， 播种技术必须满足小区播种机的播种工艺要求， 而目前我国在小区播种机种子计量装置研究面积很少，因此有必要对此进行进一步地研究。必须解决的另外一个开发小区播种机研制过程的是如何实现种子的定量输送过程。 由于小区播种过程要求需要没有多余的种子剩下，它就是相关定量输送装置的必要的研究。因此，实现耕种机械化，是一项紧迫而又艰巨的任务，其能否成功依赖于政府的关注及是否有更多的研究人员从事该行业是至关重要的。1.2 国内外小区播种机的研制情况数据显示，世界上第一台小区播种机于1935年在加拿大研制成功。1964年，成立了国际田间试验化学会，以促进学术的交流，推动科研工作的开展。挪威开发的小区播种机采用了点阵式计量装置播种，首次反映了小区播种的特点，即是播种在一个单元格的种子。它使用了锥体分种器和由种子周围环绕的格盘排种，且以上所述的不足是由于不当的格盘端面与底座平面的间隙，从而使种子破损，行内种子分布均匀性较差。美国曾设计了一个单粒精密气动式播种机，它采用了一个相对比较新颖的排种装置，其圆筒内用格挡分成三个单元格，每格下面系着四个种子袋与各排种器相连。当盛种筒转动时，其下的排种袋便分别将种子供应给与之相连的排种器。我国引进的播种机大多数来自奥地利。如菲兆特锥体格盘式小区播种机，它采用锥体格盘式排种装置，格盘每旋转一周，格盘内的一份种子就全部排空，无残留的种子，且不需要清种。这就确保了播种在锥体内，均匀播种量的种子。播种机主要分布在中国农科院、黑龙江省农科院、北京市农科院、山西省农科院、北京农业大学、西北农业大学、东北农业大学、山东农业大学等16家单位。经过这些单位的使用情况来看，该公司的产品具有良好的性能，较高的生产效率，与传统的手工育种相比，节约了大量的珍贵种子，节省了大量的人工体力劳动。这些小型的播种机都有不同的特点，有些己经形成了系列化的产品，发展到自动化和半自动化的方向，为我国科研人员对小区播种机的研究与改进提供了很好的参考和借鉴。目前，小区播种机在中国取得了一些进展，但仍存在一些问题。首先，一些播种机，只停留在研究阶段，没有形成产品。虽然一些小批量的生产正在进行，但是在作物种植的实际过程中，出现了一些新的问题，还需要进一步的完善改进；其次，小区播种机的需求量不大，且由于小区播种机的特殊要求，使得研制投入比较多，开发时间较长，所以一些单位考虑到经济效益问题进而停止了小区播种机的研制工作和发展。由于种种原因，在中国的小区播种机的数量少，品种也不多，远远不能满足众多农业科学研究单位的需求，大部分农业试验区的播种问题仍未实现机械化，大部分研究单位仍采用人工方法完成试验小区的播种，直接影响到了农业试验的精确性，需要大量的劳动力。现有的小区播种机主要可分成小区条播机和小区精量点播机等类型，以满足种子在播种时不同特性的要求。如前所述，小区播种机中种子定量输送装置和排种器是设计两个中非常重要的部分。下面对这两部分进行重点讨论。针对种子定量输送装置的问题多采用种子盒编号集装供种的方法来解决。种子盒集装供种可以防止同一类型间的杂交种子。该装置由若干个校准箱，将不同种类和数量的种子装入这些种子盒内，然后尝试用机械方式或气动方式推动一个种盒，在种盒中的种子准确的落入排种器上方的漏斗或贮种筒中，完成一个供种过程。小区播种机使用的排种器主要有锥体格盘式、气吸组合式和型孔式等。对于小区条播机，多采用锥体格盘式排种器。该排种器的主要工作部件是一个直立的锥体，锥体下端周围围着一圈被分成若干个格子的排种格盘。贮种筒里的种子在排种器的正上方，从锥体正上方下落，沿锥体壁均匀下落到锥体下端的格盘中，由种子下落到种子管口后旋转一周，每旋转一周的格盘，完成一个小区的播种，无残留不需清洗。在用播种机的前进速度和小区长度来确定格盘转速的情况下，格盘每旋转一周，播种机完成一个小区的播种。据调查，锥体格盘式排种器用于条播机的效果比较好，用于精播机的点播时效果比较差。此外，同心度和垂直度对锥体顶端与漏斗或贮种筒及锥体对种子的均匀分布产生重要的影响，需在加工制造中和调试中说明。新疆农垦科学院农机所研制的2XBX-2.0型悬挂式小区条播机和黑龙江五九七农场研制的2XB-10型小区播种机都采用了锥体格盘式排种器。小区精量点播机使用更多的是气吸组合式排种器及型孔式排种器。 我国从奥地利引进的Plotspider 自走式小区播种机就采用了气吸组合式排种器。随着高速风扇使排种器壳体内种子产生负压，种子被吸附在径向槽盘上。径向槽盘转动，并具有特殊形状曲线槽的螺旋盘固定不动。当径向槽盘转动到一定位置时，气体通道被螺旋盘的螺旋板所阻断，种子便落入旋转的导种轮中，而后进入开沟器中。经验表明，气吸组合式排种器对于规则的大粒种子播种效果较好。黑龙江省农科院研制的ZXJB-4型小区精密播种机就使用了类似的排种器。然而，与机械播种机的排种器相比，气吸式组合排种器的排种效果受风机压力影响较大且结构复杂，价格也比较昂贵，这是其不足之处。型孔式排种器相对较少，主要有普通窝眼式和型孔气力结合式。前者针对不同的种子需要频繁更换播种盘，且不能及时清种。后者则通过与气力装置配合，使得型孔中只保留一粒种子，从而可保证精密播种的效果。缺点是设备复杂，价格昂贵。此外，一些单位还使用了其它类型的型孔式排种器，如河北省肃宁县农机所设计的2BJ-2型小区精播机采用了倾斜圆盘式排种器。根据牵引动力的不同，小区播种机可分成悬浮、牵引和自走。悬挂和牵引配套动力采用小型四轮拖拉机或手扶拖拉机， 自走则采用汽油机。小区播种机在全国范围内实现机械化，应根据我国的实际情况。昂贵的进口机器不是今后普及和推广的目标，而国产的机型虽然起步较晚，质量没有进口的机型好，且目前还处在发展阶段，但其成本低，大部分采用了最常用的零件，维修方便，因此研究和发展国产机型与我们国家的基本国情相比，国产机型比较适合中国的实际情况。国产机型的开发过程中需要注意以下几个问题:第一，要充分考虑到降低成本。在满足设计要求的情况下，应选择一些相对便宜的材料，如橡胶、工程塑料制品，同时其结构尽量简化；第二，注意在同一时间内促进研究和发展工作。我国近年来的研究成果，很多还停留在实验阶段，尚未进一步形成产品而投放市场，这是我国大多数农业试验区中机械播种问题得不到解决的一个重要原因；最后，按照技术发展迅速的国际趋势，大力发展自动化和半自动化，它符合小区播种机技术发展的国际趋势。在如今广泛使用的农业机械中，电子计算机和自动控制技术，具有发展机电一体化的小区播种机产品的重要意义。然而，我国在这方面所做的研究工作还不多，其中北京市农林科学院作物所研制了计算机控制作物育种播种机，经过两轮的原型试制，取得了较好的试验结果。由于电子计算机技术的应用，增强了小区播种机排种的可靠性，在一定的范围内设置滑驱动轮系数，使得播种小区的长度设置更精确。总之，为农耕作物新品种的培育，小区播种机的进一步研究，提高精度、实现育种研究机械化、选育具有重要的意义。对于播种机发展的基础，在我国还相对比较落后，实现试验的小区播种机械化是一个紧迫而又长期的任务，需要有关部门的重视及大力指出，广大农业科研工作者的不懈努力。1.3 本课题研究内容1.3.1课题背景鉴于发展小区播种机在国内外的育种试验，广大农业科学研究院单位的育种需要，设计了一个小区播种机的研究，主要用播种和定量输送装置的研究，以达到更好的性能指标和定量输送的效果，以确保小区育种试验的准确性，减少了工作量，节省了人工播种时的种子的浪费。1.3.2 课题研究的内容中小粒种子为研究对象，研究设计了一种小区播种机。主要内容有：1. 种子的动态分析；2. 排种器排种效果及影响因素的研究；3. 播种和定量输送装置的创新设计；4. 设计参数；5. 总结与建议。定量小区播种机的输送部分和播种试验拟采用机械式控制方式。首先做总体设计，随后研究播种和定量输送装置。主要对定量输送装置进行种子定量分流的研究；播种机的排种器研究主要是对锥体、格盘、送种漏斗和传动装置等进行设计；同时还研究了影响播种效果的因素。2 小区播种机的排种器设计以下是本课题设计的小区播种机采用的工作原理:在不同种类的种子盒内的每一份种子，在定量驱动输送装置的带动下落入锥体格盘排种器顶端的漏斗中，该排种器的特点是格盘每旋转一周，播完一份小区的种子，同一时间内，走完一个小区的长度。种子在漏斗底部的锥体分流过后，格盘与锥体共同旋转，种子落到格盘中，随格盘旋转依次准确的落入排种孔中，完成排种管的播种过程。排种器的工艺实质是：通过排种器对种子的作用，将种子由群体化为个体、化为均匀的种子流或连续的单粒种子。对排种器的技术要求：1 稳定的播种量；2 均匀的排种；3 种子不能损伤；4 通用性能好且适用范围大；5 方便调整、工作可靠。在设计中值得注意的几个问题的理论分析：2.1 定量输送装置落种分析播种的过程中，定量输送装置是一个种子箱的种子准确的落入到漏斗中，保证小区播种正常有序的播种。在降落的过程中，希望种子理论上恰好落在漏斗底部端口的中心处，但也应避免种子与漏斗壁接触，因为种子与漏斗壁接触，容易发生碰撞，从而影响种子的分流效果。2.2 送种机构的尺寸、功能如图2.1所示：图2.1 送种机构送种机构是每组由四个圆柱形的输种管组成，中间是有一个圆盘装的扁钢组成，钢厚度为5mm，扁钢中间焊接有一样实心的圆柱对送种机构起到轴向定位作用，播种时只要经过粗略的计算将种子平均分到每个输种管中就可以了，当机器运转时排种管就会由焊接在圆盘边缘的齿圈和齿轮的啮合带动，带动送种机构转动，将输种管中的种子顺利的排进下边的漏斗中。2.3排种孔尺寸与格盘转速的关系在种植的过程中，排种孔尺寸的大小与格盘旋转速度之间必须满足一定的关系：当速度是恒定时，排种孔的尺寸不能过小，否则可能造成种子在格盘内残留。这种情况不允许在播种时间内发生，因此有必要对这一问题进行加以讨论分析。如果种子为球形，如图2.2所示，设围绕在格盘中心轴的种子的旋转半径为r，排种时格盘的角速度为，种子落入排种孔跟随格盘运动的水平速度，即落入排种孔的最初速度为。因种子是由重力运动从排种孔落下的，当种子经过排种孔顶端时，其重心降低至档板上平面时，确保种子落入排种孔中，然后根据自由落体方程可求出直径为d的球形种子充种的极限速度为即 (2-1)式中：A排种孔直径，d种子直径图2.2 球形种子排种示意图对于平躺在格盘中的扁种子，设重心距离大端为a的1/3,如图2.3所示得： （2-2）即得： （2-3）式中：a-种子长度，b-种子宽度图2.3 扁形种子排种示意图如果种子的运动速度过快，种子在进入排种孔时会出现如图2.4所示的情况:图2.4 排种示意图在这种情况下，当种子与排种孔边缘接触时，种子能够准确落入排种孔的条件是： （2-4）即： （2-5）式中：e-种子与排种孔边缘接触时，种子重心到排种孔边缘的距离 h-种子与排种孔边缘接触时，种子重心到排种孔上边缘的距离2.4 格槽数目对播种性能的影响查阅有关资料信息显示，格槽数目在格盘对于均匀性较高的条播机有重要的影响。由锥体格盘排种器的特点可知，当播种机播完一个小区时，在同一时间内，格盘旋转一周，即旋转一周的格盘对应着一个播种小区。设格盘的格槽数目有n个，小区的长度为L,对应与每个小区的播种长度为L/n。理论上，种子在每个格槽内的分布数量是相等的，即种子分布均匀。如果格槽数目较少时，在随格盘旋转的过程中，种子势必会发生相对位移，种子分布的均匀性将变差；当格槽数目较多时，可以产生“定位”作用，紧密排列的种子之间的相对位移受到限制。在同一时间，分种的过程中，由于不规则的种子之间的冲击力、种子之间的作用力及其它误差的影响，种子在每个格槽的分布是不均匀的。如果格槽的数目n 取较大值时，因对应每个格槽的小区长度L/n相对较小，所以可以减少误差的影响。因此，在确保播种的均匀性时，应使用格槽数目多的格盘；另一方面，格槽数目也不宜过多。格槽数目过多，将增加加工和装配的难度及工作量。此外，格槽数目过多容易造成种子架空，即格槽的最大数目不是无限制的，它必须能够容纳小区内待播种子的最大尺寸。因此，格槽的数目不能太少，否则将造成条播均匀性变差。当然数目也不宜过多，应根据种子的尺寸大小和格盘直径的大小等因素来具体分析。此外，格槽的数目对种子的破损率的影响不明显，格槽数目的多少不是种子在格盘中运动时受损伤的主要因素。2.5 种子在锥体分流阶段的理论分析从现有的数据显示，小区播种机在采用锥体格盘式进行种子分流时，使锥体保持静止，这样种子的运动会比较简单，只是一个沿锥体母线下落的过程。排种器设计是锥体与格盘结合在一起，两者共同旋转。因此，分析在锥体上做分流运动的种子就相对复杂。下面是种子的分流运动分析如图2.5所示：图2.5 种子受力示意图2.6 排种器的设计与功能排种器上端与去它格盘式排种器结构相似，只是在漏斗下端做了进一部改良，在漏斗下段将盘状的开启机构改为下端管状圆筒与下端内圈的配合来实现对漏斗中的种子的均匀分流。这种机构与以往的开启机构相比，以往的下端加一个盘装扁钢对漏斗进行开启，这样在开启的时候就会出现种子偏流的现象，在播种的时候出现脉动现象对实验田的精确测量带来影响，而现采用的这种机构开启的时候很大程度上就能避免这种脉动现象的出现，它是采用下管竖直上下开启，就能避免脉动的出现。以往的都是圆盘与漏斗下端的一段边缘连接是单边开启，这样开启的时候中间就会出现时间差，就会出现种子分流不均的现象，采用现在的这种机构就避免了这种现象。图2.6 排种器漏斗机架基本都是采用角铁焊接而成的。在开始的时候没有做出它的具体设计，它是根据机器整体的结构而变化的，它只是从机器结构考虑的。3 小区播种机的传动机构设计3.1排种器的结构确定就目前小区播种机所采用的排种器的排种方式而言，主要分为气力式和机械式。机械式排种器是一种结构简单且价格低廉的排种装置，性价比较高，广泛应用在我国农业生产中。本课题采用机械式设计，主要以中小粒种子为对象进行设计。经过分析研究决定利用锥体均分的原理，采用旋转锥体和格盘式排种器。它的特点是利用旋转锥盘将种子均匀的分配到格盘中，格盘每旋转一周经过一个小区，一份种子全部排完，如此依次完成多个小区的播种过程，不同品种更换时不需要清种。3.2 排种装置的设计及参数确定课题设计的主要由漏斗、锥体、格盘等组成的排种器，是用来完成种子的分流和排种作业的。锥体与格盘粘结成为一个整体，两者同时旋转运动。种子落下时先经过漏斗落到锥体的顶端，然后沿锥体表面均匀地落到下边的格盘内。在播种时，种子随格盘一同旋转。当种子落到种口时，落入输种管连接下面，从输种管道中排出种子。下面具体分析主要部件的设计情况:1.漏斗设计小区播种机在种植的过程中，装在一个种子盒内的每一份小区的种子，由定量输送装置推动种子盒依次通过漏斗的顶端，每个种盒中的种子便先后落入漏斗中，然后通过漏斗的底部落入连接的锥体格盘排种器。漏斗处于定量输送装置和排种器的中间，它对于种子的分布具有重要的影响。理论上应该使种子落在漏斗底部正对着锥体顶点的圆心上，这是沿锥体表面均匀分布的种子所具备的必要条件。 图3.1 漏斗设计示意图如图3.1所示，设计的过程如下：设漏斗上端开口的直径为B, 下端开口的直径为b,漏斗的高为L，倾角为。首先确定倾角的大小，为防止在漏斗壁内残留种子，倾角应大于种子与漏斗壁的摩擦角(一般在之间)，于是选。为了保证播种时获得良好的分种效果，种盒中的种子应通过漏斗恰好落在下方开口的圆心，同时应避免种子在下落的过程中与漏斗壁接触，因为种子与漏斗壁接触而发生碰撞，将改变预先的运动路径，从而不能达到理想位置，影响分流效果。由理论分析，得 （31） （32）式中：定量输送装置经过漏斗上方时的水平速度种盒开始从漏斗上口落下时距离漏斗外缘的距离重力加速度式(3-1)是恰好落到下口中心的种子的充要条件，式(3-2)是避免接触漏斗壁的必要条件，同时当时，按照式(3-1)所得到的参数，必满足式(3-2)。因此可以根据式(3-1)确定未知的参数，并根据播种的数量和种子的类型来近似确定底端的开口直径b。在式（3-1)中，共有三个未知参数，在实际设计中可以先根据设计经验及是否易于加工等角度考虑先确定两个未知数，由式(3-1)来确定另外一个未知参数。2.锥体设计圆锥体是锥体格盘排种器的重要组成部分，它对种子的分流起着十分重要的作用。如图3.2所示：设锥体顶角为，锥体高度为h，底面直径为d。首先确定顶角。同样的漏斗型设计，图3.2所示的角应大于等于种子与锥体表面的摩擦角，因此取。又如图3.2可见。于是锥体顶角。图3.2 锥体示意图根据设计经验取锥体高度h=100mm，如图3.2可得：设计中锥体与格盘粘结在一起，锥体与格盘的运动是通过传动和锥体的中心轴线来完成的。为了实现锥体与轴的连结，采用的设计方案如下：在锥体的底部连接一个上端开口、下端封闭的铁环，其外径比锥体底面直径d小1mm，它的高度=7mm。在铁环下端的圆心上加上一个螺旋孔，螺旋孔与锥体中心轴同心，其孔的直径为18mm，孔深为7mm。同时，将该传动轴的端部进行螺纹加工。通过螺纹配合，传动轴带动锥体实现转动。而锥体则是壁厚为0.2mm的扇形钢板。3.格盘设计格盘示意图如图3.3所示：图3.3 格盘示意图格盘主要由外环和内环及均匀分布在它们之间的格板组成，介绍如下:(1)内环内环如图3.4所示：内环由两部分组成，一部分是钢板所卷成空心圆柱形状的上筒，厚为0.5mm，高为16mm，直径为115mm，其直径与锥体底面相同；另一部分则是钢板所卷成的圆台状的下筒，厚度与上筒相同都是0.5mm，圆台母线与圆台中轴线的夹角 =30°。此设计中设计下筒的目的是为减少每个格槽内的种子的分布面积，期望达到更好的播种效果。图3.4 内圈示意图(2)外环外环如图3.5所示：图3.5 外圈示意图外环也是由两部分组成：一部分是钢板卷成的护种筒，候为0.5mm，高为120mm， 165mm的直径。护种筒的作用是防止种子在分种过程中弹出，确保种子落到格盘中；另一部分，是与内环的下筒类似的下筒，也是由钢板卷成的圆台形状，圆台母线与圆台中轴线的夹角，这样可以确保下筒表面的倾角不小于种子与下筒表面的摩擦角，确保种子顺利落下。(3)栅格板栅格板将格盘分成若干个格槽，格槽的数目对排种的均匀性起着重要的作用。在制造加工的同时，栅格板也起着连接内环和外环的作用。在试验台的实际制造加工中，栅格板、内环和外环之间的连接采用锡焊焊接。设计中所采用的栅格板数目为16个，栅格板均匀地粘结在内圈和外圈中间，呈辐射形状。其应采用较薄的钢板或塑料材料，不能太厚，否则可能在上栅板壁上残留少量种子。因此，在设计中采用了厚度为0.2mm 的钢板材料。图3.6 格板示意图(4)挡板的设计如图3.7所示：图3.7 挡板示意图图3.7为挡板俯视图，挡板是锥体格盘排种器的一个重要组成部分，它与格盘共同组成一个容纳种子的空间。挡板应有一定的刚度，用来保持和锥体中心轴线的垂直，所以不能用过薄的钢板。挡板上设置有一排种孔，以下焊接一个由钢板围成的圆管，厚度为0.2mm，长度为50mm。圆管的底端的输种管在进行播种时，格盘中的种子在锥体格盘的带动下，经过挡板上端的排种孔时，每个格槽中的种子便依次落下，经送种管排出。在具体的设计中，挡板采用了一块厚为5mm的矩形钢板，在挡板中心加工一个传动轴能穿过的孔。挡板上的排种孔的形状，可根据不同的播种需要来确定，本设计中采用便于加工的圆形孔。排种孔的尺寸大小影响排种过程中种子的残留，由于小区播种机的播种过程不允许种子残留，因此选择孔的尺寸是很重要的。(5)挡板与格盘的间距播种机播种时，种子在挡板与格盘组成空间运动。挡板与格盘的空间距离必须适当。间距过大，将导致种子从间隙中流出；间距过小，格盘的旋转将受到挡板的阻碍，严重时格盘将停止旋转而不能进行排种。在本设计中，考虑到试验以中小粒种子为主，因此安装时根据中粒种子的尺寸，要求挡板与格盘的间距为1.5mm。具体的通过控制传动轴与锥体的螺旋配合来实现，简单易行，调整间距方便。4 传动比的确定4.1 地轮到排种器轴的传动比本小区播种机设计的小区长度是L=10m，初选地轮直径为d=366mm，滑移系数Ks=0.08，现在计算地轮到排种器轴的总传动比。小区播种机在田间播种时，传动部分由地轮带动实现操作。为了实现格盘每旋转一周，格盘在同一时间内也走完一个小区，设计时要求地轮与格盘之间满足一定的传动比。设定一个小区的长度为，播种机的地轮直径为d，地轮与格盘的传动比为i 。当驱动轮和格盘选装一周时，地轮恰好走完一个小区的长度，则 （41）由式上式得地轮与格盘的传动比 （42）在实际的播种作业中，应考虑播种机地轮的滑移。设轮子的滑移系数为Ks，轮子周长为L，实际行走的距离为，则由得 ， （43）令得 （44）即 （45）现在设计地轮到排种器的传动比。初步设计为三级传动，分配传动比为圆柱齿轮传动1：，链传动2：，锥齿轮传动3：。4.2 变速器的设计变速器设计的传动比是1：1，它只是为满足结构上的要求，在齿轮设计时采用的是圆柱直齿，模数为2，齿数都为60。下表4.1为变速箱直齿轮设计参数：表4.1 变速箱直齿轮设计参数名称公式及结果齿顶高齿根高齿全高顶隙分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿距齿厚齿槽宽基圆齿距这个减速器是为满足结构上的要求所设计的两个齿轮模数齿数都一样，结构也一样，中心距为120mm，采用的是渐开线式。减速器箱体采用开放式齿轮箱但是也要经常清理泥土，及时对齿轮进行润滑。4.3 横轴1、2端部的齿轮设计横轴1、2采用圆柱直齿轮，初选传动比为2取齿轮1的齿数为20，压力角，根据接触强度求最小直径，根据弯曲强度求最小模数。由于此播种机载荷较小，直接取模数，则直径 （4-6）于是得： （4-7） （4-8）则两齿轮中心距 （4-9）最终确定横轴1、2端部的齿轮传动比为2。下表4.2为横轴端部两齿轮的设计参数：表4.2 横轴1、2端部的齿轮设计参数名称公式及结果齿顶高齿根高齿全高顶隙分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径齿距齿厚齿槽宽基圆齿距标准中心距为60mm，传动比为2。4.4 链轮的尺寸设计由于转速较低，负载也很小，选用链号08A，采用的是三圆弧一直线的链齿，取小链轮的齿数为17，其中节距,滚子外径，内链板高。下表4.3, 4.4, 4.5为小链轮的尺寸设计参数：表4.3 小链轮的尺寸设计参数名称代号公式及结果分度圆直径d齿顶圆直径分度圆齿弦高齿根圆直径齿侧凸缘直径表4.4 滚子链链轮的最大和最小齿槽形状名称代号计算公式及结果最小齿槽形状最大齿槽形状齿面圆弧半径滚子定位圆弧半径滚子定位角表4.5 滚子链轮轴向齿廓尺寸名称代号计算公式及结果齿宽齿侧倒角倒角深齿侧半径r倒角半径以上为小链轮的设计尺寸，位置尺寸见装配图。大链轮的齿数为z=38下表4.6， 4.7， 4.8为大链轮的尺寸设计参数：表4.6 链轮的尺寸设计参数名称计算公式及结果分度圆半径齿顶圆半径分度圆弦齿高齿根圆半径齿侧凸缘直径表4.7 滚子链链轮的最大和最小齿槽形状名称代号计算公式及结果最小齿槽形状最大齿槽形状齿面圆弧半径滚子定位圆弧半径滚子定位角表4.8 滚子链轮轴向齿廓尺寸名称代号计算公式及结果齿宽齿侧倒角倒角深齿侧半径r倒角半径以上为两链轮的设计尺寸，两链轮均采用实心式链轮结构，它们的瞬时传动比为2.24，链条节数为：，取126mm4.5 锥齿轮的设计及功能在机器中锥齿轮有三组竖直方向的锥齿轮结构尺寸完全相同，水平方向的锥齿轮只有内孔直径不同，这样做可以在装配时简单很多，也对机器整体不会产生影响。地轮到排种器轴的总传动比为8，由于前面的传动初选传动比得到修正，所以锥齿轮传动的传动比：取传动的模数为2.5，小锥齿轮齿数23，mm根据传动比可得，mm 节锥距 （4-10）节圆锥角 （4-11） （4-12）大端齿顶直径小齿轮 （4-13）大齿轮 （4-14）齿宽 （4-15）取 b=18mm故：。下表4.9为锥齿轮的设计参数：表4.9 锥齿轮的设计参数名称公式及结果分度圆锥角分度圆直径齿顶高顶隙齿根高齿高齿顶圆直径齿根圆直径锥距齿