毕业设计论文花生排种器设计.docx

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1、第一章绪论2第二章排种器的工作原理及结构的设计42.1 排种器的工作结构原理分析及其特点42.1.1 排种器的结构分析42.1.2 排种器的工作原理分析52.1.3 垂直式圆盘花生排种器的特点52.2 排种器的模型设计及结构设计72.2.1 花生排种器的模型建立92.2.2 排种轮的参数设计102.2.3 协助搅动板结构创新设计12第三章输入轴的设计133.1 输入轴的材料的选择133.2 输入轴的参数设计153.2.1 初步选择轴的材料153.2.2 求输入轴上的功率P2,转矩T2153.2.3 初步确定轴的最小直径163.3 输入轴的结构设计163.3.1 初步确认轴上各零件的装配方案16

2、3.3.2 确定轴上各段具体参数173.4 轴的受力分析与校核183.4.1 输入轴的受力分析183.4.2 输入轴及轴承的校核19总结与致谢22本次课题总结22致谢23参考文献24第一章绪论我们都知道中国是四大文明古国之一，自古以来就是作为农业大国而闻名于世界，其中花生属于我国的四大油料作物之一，对于我们来说花生既是一种十分重要的经济行作物，同样也是一种营养价值相对很高很高的蛋白类植物，它有着丰富的产量以及价值，使得这一农作物在世界范围内的农业生产中都一直有着一个及其重要的位置。在我国的范围内，花生这一个品种的种植面积大约占了世界范围内花生的种植总面积的2百分之二十以上，这个数量仅次于同为四

3、大文明古国之一的印度，其中印度的产量之高，目前而言居于世界的花生产量的首位,比例约占世界总产量的百分之三十五以上。国内而言，目前，除了西藏自治区以外，我们国家的其他数几十个省区都有一定量的花生面积的种植，其中的山东、广东、河南等几个省区数量较多，范围较广。目前随着当代的农业科技的飞速进步,现今的花生己经朝向优良化、机械化以及地域化的这些特色种植方向而发展。除此以外，我国花生的大部分产区基本上已经属于一个高产区，我国的产量已经是世界上花生的平均产量的约23倍，现在已经发展到了世界的前列。所以，就现在而言，目前我国的种植花生已经完全成为了一种我国在世界范围内的最具国与国之间竞争力的一种优质的油料农

4、作物，同时这也成为了农业结构化调整以及产业中国家重点支持与关注的重要方向与内容。但是，我国的实际情况是：花生的批量播种机械化目前依然处在一个相对较低的水平，特别是对于当今广东花生的大部分产区的机械化农作物的播种比例相对其他国家而言更低，许久以来,我国的花生等农作物的播种基本上都是靠人工播种来完成的，这一因素成为了制约我国广东省农业机械化设备飞速发展的一项很关键的方面。就整个过程而言，播种过程和收获过程是花生在其整个生产过程中最耗时以及最耗工的两个环节,而当今现一阶段的比较重要的问题是花生这一农作物播种的机械品种暂时还比较少，并且机器的性能和质量目前并不能完全满足我们生产者的要求。其中特别是播种

5、属于花生在整个生产中机器重要的环节，当今这一阶段特别是缺少一类对种植花生的产区的具有一种普遍通用性的、性能良好稳定的播种机械。另外，当今我国的花生播种这一方向的机械化水平不管是同其他同类别的主要粮食作物（如大麦，水稻）比，还是与世界上其他一些发达国家的水平相比，都处于一个较低的层次。所以无论从哪方面来说，我国的机械化设备都需要大力发展一种适用并且高水平的花生播种机械，这一个任务将会变得越来越急迫。播种质量在很大程度上决定花生的产量，而作为播种机核心部件的排种器是主导花生播种机播种质量的关键。目前花生的排种器大部分的地区都采用一种内充式垂直圆盘排种器，这类排种器他将会创造性地运用了目前这种内侧充

6、种的新型充种理论这一原理。并且这类内充式的垂直圆盘排种器，它具有一个非常良好的充种性能，这一设备在工作时投种比较均匀，并且清种的定量比较准确，并能适应一定量不同的速度范围：比如常速以及高速或者变速运作。目前而言相当一部分的国内外专家在不同的条件下对这类内充式圆盘类排种器进行了一定规模的的研究，同时也取得了一些很不错的成果。但是对于在实际的应用中，当我们所使用的花生的种子粒径大小尺寸或者形状差异较大的时候，这时候播种就会出现空穴、高漏播率等现象。另外还有比如花生待播的种子在整个排种的过程中，由于其中的护种板尺寸比较长和以及开出的型孔与结构不够合理，这样就会使得整个排种的过程中，播种的种子会受到一

7、定量的摩擦，这样就是使得种子的损伤，并且这样的破坏还会影响到种子出芽成功率，使得播种不能达到农民的要求，造成经济损失。本文综和各种不同的问题，研制出来这一种简易的圆盘排种器，并对这种排种器里面的关键部件进行了一定的研究。第二章排种器的工作原理及结构的设计2.1 排种器的工作结构原理分析及其特点下面介绍本文设计的这种花生排种器的结构及其工作的基本原理，此为一种内充式的带有一个垂直圆盘的花生排种器。2.1.1 排种器的结构分析这种排种器主要由以下一些零部件组成：排种轮、输入轴、排种器壳体（外壳）、协助搅动板、进料仓等零件组成，其中单个的排种盘具体结构的简图如图2-1所示。1排种轮；2.输入轴；3.

8、排种器外壳；4.协助搅动板；5.进料仓；6.滚动轴承图2-1排种器的结构简图这种简易花生排种器使用的是一种复式型孔的结构，并且采用了内侧充种的原理，这种简易花生排种器有着一个十分良好的、适应性较强的充种性能，并且清种的定量比较准确，实践中花生的投种也比较均匀，同时还能同时适应一定的速度范围，其中包括常速和变速及高速的作业工况。其中主要结构包括有：1.排种轮；2.输入轴；3.排种器外壳；4.协助搅动板；5.进料仓；6.滚动轴承。2.1.2 排种器的工作原理分析这种带有一个垂直圆盘的花生排种器中，各种结构的主要工作原理为：1排种器的构造中，其中排种盘分布在这个花生排种器的内腔，并且正常工况下排种轮

9、在地轮的同步带动下匀速转动，当排种轮按照预期设置的速度每转动一圈就等于是完成了一个完整的排种周期，其整个的工作周期及其转动过程如图2-2所示。这种带有一个垂直圆盘的花生排种器的排种过程大致可以分为以下几个阶段:充种、护种、清种以及投种四个主要阶段。其中预先准备好的的种子从进料仓中流入该花生排种器的内腔当中，然后伴随着这种排种轮的匀速地缓慢地转动，这样花生排种器中，其内腔中已经填满的种子均会在旋转产生的离心力以及花生自身的重力的同时双双作用下，首先进入到花生排种盘上的这种复式型孔外部的一层外孔当中去，并随着旋转的进行，花生种子便会逐渐的进入到旋转筒的复式型孔中的内孔当中。最终原本停留在复式型孔中

10、的内孔中的花生种子将会在协助搅动板的预期保护下依次逐步进入到投种区当中，从而在花生自身的重力和旋转产生的离心力的双重作用下完成整个花生种子的投种。2.1.3 图2-2圆盘式花生排种器的工作原理图2.1.4 垂直式圆盘花生排种器的特点这种垂直式圆盘花生排种器主要结构由排种轮、输入轴、排种器外壳、协助搅动板、进料仓、滚动轴承等组成。工作时种子靠重力与离心力进行充种，随着排种盘转动进入充种区，较大型孔内的种子靠自重滑下，进入内窝小孔的单粒种子在挡种环作用下被送至投种区，最后种子在离心力与重力作用下沿投种口方向投出。特点：这种圆盘式的花生排种器中的各项性能指标都会慢慢地随着施工者在播种的过程中播种的作

11、业速度的提高而发生变化，但是变化的程度比较小，比较利于实际的手工操作；另外，这种排种器比较适用于播种者进行不同速度范围的播种，其中包括高速和低速的播种情形。另外，因为我们这种花生排种器近似属于一种零速度的投种，所以最终滚出我的种子一般都能稳定地落到地表。该机器主要是让花生种子借助自身的重力来进行清种，这样还能够使得花生种子的破损率达到一个较低的值。另外，这种圆盘式的花生排种器在实际过程中是不需要专门的清种机构的，可以自我完成清种，这样就可以避免一些作业过程中出现的的坏种伤种等消极现象，而且最终播出的种子的破损率是比较低的，另外会因为凸棱的存在的影响，导致在排种的过程中有一定量的脉动现象。这种花

12、生排种器它主要是依靠电机的转速的改变来等比例地改变排种轴的转速从而来调节整个排种量，因而从整体上看来，它的传动是比较复杂的。排种过程比较被动，并且充种一般情况下受外力的影响比较大，而且当外力不够以用来排种或者作业时运行速度比较低时，这样就会导致花生种子非法工作运行而冲入型孔等现象的发生，这样的现象是不愿意看到的，这样会使充种的可靠性大大的降低，并且还有可能导致最后变成漏播。而当我们主动取种时，这种情况一般是依靠取种器按照我们意愿进行匀速的运动让取种器主动从种箱中取种，这种方法的可靠性一般比较高。我国的传统农业机械存在的一个极其重要的突破点就是播种机的设计与推广，其中，尤其是精密级别的播种机更为

13、重要，因为大部分农作物的发芽到它们的生产和产量等等着一些过程都是与事先播种的高度、深度、播种的间隔以及预先准备的种子在机械播种时的质量和速度等因素密切相关。我们通常所用的传统的设计过程一般是通过设计者或者生产者事先根据自己的经历或者意愿事先的想象画出构思图，然后以平面的cad二维图的形式初步地以一定的规模表示出来,然后图纸会送到工厂，工厂的技术员就会根据这样一幅构思的图样来初步加工处第一代的成样机。这样一个过程下来就会产生许多问题和矛盾，第一是这样的一整个过程在理论上要耗费很长的一段时间，首先设计者需要自己根据其在构思中想象的雏形画出二维图，然后工厂的生产者就需要将这一想法还原出零件或者机器的

14、立体图，这样一来需要二维与三维的图形经过一定的过程来回转化，存在一定的误差率。第二是这样的过程产生的成本相对比较高，因为从最初的设计者的想象当中，这些构思中有许多细节的因素或者实际的条件没有完全的考虑进去，这样子就会导致这样的一个初步的样机在生产出来以后，这些生产出未经二次加工零件之间的尺寸不是十分吻合，甚至相互之问会存在一定的严重的干涉，或者还有的情况是它们在装配时，无法进行很好的匹配等，由此，这样的一个过程就会突然增加了许多无法预算的制造高额成本在内。但是so1idworks等设计软件的使用则会很好的弥补了这些设计初期产生的缺陷，它们能为我们解决了很多想不到的小问题、小细节。SOIidWO

15、rkS软件作为一个三维设计软件，它的使用让这些设计者在根据自己的想象的同时作出相同的高仿真的三维立体模型图形出来，并还可以根据自己的实时想法的变化来进行实时的一个修改，这样子的功能就便于我们的设计者更加方便的容易地去了解自己所设计的产品中的遇到的细节，并且so1idworks这款软件还具有一定的参数化设计的能力，它可以根据自己的想法使得零件的设计尽可能地符合当时的实际情况，并且还可以进行一系列人无法察觉的干涉检查等等，这样子的功能就会有便于我们的生产者在生产之前了解到实际设计上的一些失误，大大的节约了整个设计以及生产的成本与一定的周期。另外so1idworks这款软件还具有一定的分析处理功能，

16、他不但可以使我们设计的机器完成一些机构的运动学以及动力学方面的仿真，还可以进行一定的有限元分析等问题的处理，同时它还具有多种仿真软件的参数接口，这样子我们就能够进行多种的仿真，因此我们可以利用它来增加我们设计的农机机械等设备的可靠性与通用性以及稳定性等。为此，本课题中利用SoIidWorkS这一款三维软件进行了对这一种精密播种机的外形的三维设计，力争取这样的结果能使得设计更加的贴近我们的生产实际。这种简易的花生排种器使用的是一种复式型孔的结构，并且采用了内侧充种的原理，这种简易花生排种器有着一个十分良好的、适应性较强的充种性能，并且清种的定量比较准确，实践中花生的投种也比较均匀，同时还能同时适应一定的速度范围，其中包括常速和变速及高速的作业工况。其中主要结构包括有：排种轮、输入轴、排种器外壳、协助搅动板、进料仓等。2.2.1 花生排种器的模型建