职业技术学院毕业设计 学号：
排种器研究设计
学生姓名：
指导教师：
院系：职业技术学院
学专业：机电体化
研究方：
2013年X 月
摘 ：播种农业生产程中基环节播种质量优劣农业增产前提着农业生产技术发展播种方式更新30年国播种技术播种机械发展[1]排种器播种机核心工作部件特性工作性播种质量着直接影响电动机仅排种器轴转动达均匀排种目通调节电动机转速调整适合种子生长间距适应作物生长条件够极改善播种质量达增产目文较全面阐述排种器概况国外研究现状探讨排种器研究发展方分析排种器工作性结构特点进行试验分析通现排种器研究成果文设计电动排种器制定设计方案部分进行设计计算通零件设计电脑利AutoCAD软件进行零件图绘制建立二维模型利Solidworks软件排种器进行三维实体装配设计进行干涉检验运动仿真
关键词：播种播种机电动排种器Abstract Sowing in the process of agricultural production is the basic link Sowing the stand or fall of quality is the premise of the agricultural production Along with the development of agricultural production technology and the renewal of the sowing styles planting technology planting machines has developed so fast in our country nearly 30 years[1] The device is the core of the seeder working parts Its characteristic and working performance quality to sow has a direct impact Motor can not only make the device to shaft rotation to reach even the purpose also can adjust the speed motor to adjust the most suitable for the growth of the seed spacing used to adapt to different crop growth condition can greatly improve the quality of sow so as to achieve the purpose of increasing This paper comprehensively expounded the device of the general situation and research status from domestic and abroad discusses the device to the developing direction of the research This paper analyzes the performance of the device to work and structural features and was tested and analyzed Through the existing the device of research results this paper designed the power the device and formulated a design project and each part of calculation in design Through the design of the main parts using AutoCAD software on the computer in the component drawing a 2 D model Use Solidworks software for the device for 3 d entity assembly and design and interference in inspection and movement simulation
Key words Sow Seeder Electric The device
目 录
1 前言 1
11 研究目意义 1
12 国外研究现状 1
13 国外常排种器分类 2
14 种排种器介绍 2
15 排种器发展趋势求 7
2 排种器工作性实验分析 8
21 排种器工作性分析 8
22 排种器实验分析 14
23 结 19
3 排种器设计 19
31排种器总体结构工作原理 19
32 排种盘设计 20
33 排种器装配程仿真 21
34 排种器运动仿真 24
35 结 26
4 电动机选择连接 26
41 电动机型号选择 26
42 电动机排种器连接 27
43 结 27
5 结语 27
参考文献 28
致 谢 30
1 前言
11 研究目意义
玉米精密播种具省种省工省时高产济等诸优点保苗壮苗重技术措施增产前提精密播种机影响国玉米精密播种关键播种机构成部分——排种部件排种装置排种器远古瓠发展现先进振动气吸式排种器液力排种器集中式排种器等
12 国外研究现状
121 排种器国外发展
20世纪40年代国外开始研制种精密播种机已达相完善程度仅保证单粒精密播种播种机设完善整覆土镇压施肥喷药装置[2]国外玉米精播气力式机械式精密播种50年代研制出气力式精密排种器现已应播种机种成熟机型气力式排种器分负压式正压式负压式气吸式法国纽玛西姆精密排种器工作部件竖直带吸孔排种盘正压式分气压式气吹式两种气压式种子重力刮种器完成刮种赛罗排种器该排种器种气压集中排种式排种滚筒毛刷刮种器橡胶卸种轮等部件组成排种滚筒圆周8排窝眼孔气吹式排种器高速气流吹走余种子纽玛西姆精密排种器该排种器型孔轮气流喷嘴推种板等组成型孔轮轮周均匀分布着锥形通孔
122 排种器国发展
国排种器机械式吉林工业学研制2BS 2型玉米精密播种机种子单粒分开基实现单粒排种会产生干空穴双株仅适合半株距播种黑龙江八农垦学根膜覆盖精播玉米求研制棱锥形孔排种部件台架试验效果较没形成播种机成批量生产西北农林科技学研制2FBJD 2型玉米半精密播种施水覆膜机次完成深松施水定距起垄宽幅覆膜等新疆区2BCM 6型茬免耕半精量播种机麦收获直接麦茬进行玉米等中耕作物半精量播种黑龙江省农业科学院成功仿制2XJB 4型区精密播种机范围进行示范应没普推广提高该机利率进行针田播种改进研究该机够连续均匀供种存作业速度低问题气力式播种机年国研究国先研制种气力式精密播种机例2BQM 3型免耕施肥气吸精密播种机(沈阳市通长青机械厂)通更换排种盘链轮进行玉米等作物单粒全株距单粒半株距穴播条播作业农哈哈集团研制2BYQF 4玉米气吸播种机实现单粒精播2BQYF 6硬茬播种机气压式精密播种机该机适麦高茬夏播作物施肥精密播种区推广总体气力式播种机国发展较晚部分国外引进改造适区作业
13 国外常排种器分类
目前国外常排种器播种方式分条播穴播两类条播排种器外槽轮式槽轮式拨轮式勺式磨盘式花盘式离心式气力式等穴播排种器种型孔盘式（水竖直倾斜）型孔轮式型孔带式指夹式种气力式（气吸式气吹式气送式等）排种器否形成等时距均匀种子流精确控制排种量分精密排种器非精密排种器精密排种器机械式气力式2种中气力式排种器包括气吸式气吹式气压式3种形式
14 种排种器介绍
141 外槽轮式排种器
国部分谷物条播机均采外槽轮式排种器基结构图1（见附录）示排种盒排种轮阻塞轮排种轴毛刷刮种器等组成工作原理种子箱中种子重力场作箱底孔进入排种杯充满排种杯种子部分充入排种槽轮凹槽排种轴带动槽轮转动充槽轮凹槽种子槽轮转动强制排出排种杯排出排种杯种子输种达种床未充槽轮凹槽种子毛刷刮种器留排种杯排种量调整通改变槽轮工作长度实现槽轮工作长度两作物种子长度时时凹槽基容纳粒种子排种凹槽相型孔时实现点播增槽轮工作长度时增排种量提高机具适应性凹槽排种器带动层排种均强制排种外槽轮排种器排种量较稳定凹槽排种具脉动性导致种子行分布均匀性较差槽轮排种盒伸出长度称槽轮工作长度轴移动排种轴改变槽轮工作长度调节播量
外槽轮式排种器特点：1） 通性播种粒型光滑种子麦类高粱豆类玉米谷子油菜等2） 播种量稳定受面度种子箱种子存量机器前进速度影响较3） 播量调整机构结构较简单调整方便4） 结构简单制造容易5） 行播量致性较种子行分布脉动现象均匀性较差排种均匀性受机器震动影响非常
142 圆盘式排种器
圆盘式排种器中耕作物穴播单粒精密播种圆盘回转面位置分水倾斜竖直3 种形式水圆盘排种器构造较简单工作机器前进速度较低时工作质量良应广泛
水圆盘式排种器种子箱推种箱水圆盘种口底座排钟立轴水排种轴锥齿轮锥齿轮支架万节轴组成核心部件位种子箱底部水排种圆盘盘周边根种子粒型制成特型孔圆盘轮驱动旋转入型孔种子带排种口排出通导种播入水中排种盘方装刮种器推种器前者型孔种子刮者型孔种子推入排种口防型孔堵塞完成排种程
1推种器 2刮种器 3排种盘
排种盘特点：周边型孔式（称槽盘）型孔式（称孔盘圆孔椭圆孔型孔）两类周边型孔式种子粒型适应性较应较型孔盘分穴播型单粒型穴播型孔容纳粒种子穴播单粒型孔容纳粒种子适单粒精密播种果开沟器装成穴装置单粒型型孔盘穴播水圆盘式排种器排种口种沟沟底距离（投种高度）较种子投种程中受导种壁阻碍沟底弹跳较会影响株距降低株距合格率采倾斜圆盘降低出种口高度传动较复杂竖直圆盘排种器投种高度圆盘分速部分抵消机器前进速度 降低种子达沟底时绝速度水分速减少种子沟底弹跳传动较简单竖直圆盘型孔充种性稍差高速作业时圆盘式排种器充种较困难播种质量易保证
143 气吸式排种器
气吸式排种装置利空气真空度产生吸力工作工作部件带吸孔竖直排种圆盘排种盘背面真空室真空室风机吸风口相连接真空室存负压排种盘面种子室排种盘回转时真空室负压作种子吸附吸孔排种盘起转动种子转出真空室承受负压身质量推种器作落种沟刮种片（播量校正片）作吸孔余种子位置调整排种盘更换改变吸孔盘吸孔数适应种子尺寸形状 通播种传动盘吸孔数改变实现求株距
1气吸室 2排种盘 3存种室 4刮种器 5排种器体
图 15 气吸式精密排种器
气吸式排种器特点：种子尺寸形状求严格通性吸孔吸种提高播种机作业速度气吸式排种器充种室种子群状态合理会影响排种性回转排种盘动真空室配合气密性求高结构较复杂容易磨损刮种片调整较麻烦外般气压（真空度） 300～800 mm H2O 时风机动力传递结构求较高
144 气吹式排种器
气吹式排种器德国贝克公司首先研制成功[5]排种装置轮周制成锥形通孔行孔轮气流喷嘴代刮种器型孔充入粒种子实现精密播种气流清种原理充满种子型孔通气流喷嘴时气流通锥形型孔型孔底部孔进入型孔轮腔排入气气流通种子孔缝隙时速度较高形成压差粒种子贴紧锥形型孔底部余种子喷嘴喷出高速气流吹出型孔充粒种子型孔进入护种器卸压重力排种板种子推出型孔排入种沟[6]文献[7]合理量纲分析基础充填压充填层种子均作力模型回实验数出型孔极限速度公式初步揭示气吹式排种器充种原理目前美国约翰迪尔公司生产播种机应气吹式排种器技术水居世界领先位
1排种器壳体 2清种器 3吹嘴 4进种 5型孔轮 6推种轮
图 16 气吹式排种器
气吹式排种器特点：1） 型孔圆锥形容积较充种性2） 种子形状尺寸求严格分级种子3） 播种作物种类更换型孔轮相应改变气压调整株距需改变传动4） 充种性提高机具工作速度
15 排种器发展趋势求
国针排种器研究已达定水排种器着高效高性高精度高适应性方发展
1) 研究适合高速作业排种器水稻种植着国家规模化种植政策推行田块规模营势必行面积播种求作业机器作业速度低8kmh排种器身排种速度直接制约直播机播种速度水圆盘式排种器排种盘线速度许值较低高速播种适性较差发展适合高速作业水稻排种器迫眉睫
2) 提高排种器作业性精度目前出现排种器作业性高实现连续正常作业求机具具良工作性漏播播特现排种器少检查漏播检测系统实现排种器连续正常作业必须加强作业性时着超级稻出现发展农艺求穴种子超两粒少保证粒少粒造成漏播两粒抑制植株分蘖力影响产量时造成优良种子浪费排种器播种精度提出高求
3) 发展新排种理排种器发展历机械式气力式程气力式排种器种子性状求低适应性强等优点发展现排种器新发展电磁振荡式排种器液力排种器集排式排种器着科技进步发展电气液压控制日臻完善排种器研究应跳出传统领域采光电控制等辅助手段实现排种器排种精密控制
4) 排种器发展农艺相结合农艺求水稻达高产稳产必需满足定时间生长期适宜生长温度直播时缩短田间生长时间播种前先浸种破胸露白样种子播种时极易受机械力伤害影响出苗率农艺农机应该相互结合研究培育适合机械化直播品种缩短水稻生长期减少播种前浸种出芽环节会水稻排种器研究带新发展
2 排种器工作性实验分析
排种器播种机核心部件决定播种机特性播种质量素排种器工作性优劣直接影响播种机工作效率作物出苗质量解影响排种器工作性素十分必
21 排种器工作性分析
211 排种器排种均匀性
精密播种提高种植业效益重手段排种均匀性精密播种重性指标提高精密播种机排种均匀性成研究精密播种机关键目前提高排种均匀性研究排种器结构参数运动参数分析[910]种子尺寸均齐性排种器加工误差排种均匀性影响缺乏分析研究文粒距变异系数衡量排种器排种均匀性播种机工作程入手数学方法分析种子尺寸误差排种器加工精度误差排种器结构参数排种均匀性影响旨种子精选分级排种器加工方面提高排种器排种均匀性
2111 种子尺寸影响
排种器投种示意图图21示投种口圆心角θ 40°A点投种点种子重心达A点时投种时孔前壁达B点（查资料知投种时种子稳定孔前壁[11]）：
(21)
式中 x 种子长R 排种轮外径c 种子厚度α投种时种子质心投种口起始位置应圆心角
图 21 排种器投种示意
式(1)知α种子尺寸x函数种子尺寸x机变量服正态分布X～N(σ2)X 概率密度
(22)
中σ试验测量种子尺寸结果统计获种子长度均值代表种子尺寸均齐性σ越种子均齐性越差
α机变量 概率密度函数
(23)
方差：
(24)
假设种子尺寸均齐致次投种α值变Δα 0投种时间间隔致时间间隔
(25)
式中 ω排种轮转速Z 排种轮圆周型孔数粒距
(26)
式中 Vm 机组前进速度
实际种子尺寸服某正态分布排种时间间隔致令相两种子尺寸xixi1投种时间间隔
(27)
考虑种子厚度尺寸影响种子投出抛物运动[12]种子运动初始状态投种高度致粒距仅投种时间间隔相关
粒距
(28)
粒距均值
（29）
粒距方差
(210)
粒距均匀性变异系数
(211)
粒距均匀性变异系数种子尺寸方差D(X)增增时粒距均匀性变异系数型孔数Z增增排种轮半径R增减果减型孔数Z增排种轮半径R减种子尺寸均性粒距均匀性影响
排种轮参数Z12R011m时 果种子尺寸方差D(X)σ201296mm式(211)：C625见种子尺寸均性粒距均匀性影响提高排种均匀性种子进行精选分级非常重
2112 型孔加工误差影响
1） 型孔位置精度影响
型孔位置误差服正态分布机变量方差D(θ)令种子尺寸型孔尺寸均齐致相邻两型孔位置误差分θiθi1
投种时间间隔
(212)
粒距
(213)
粒距均值
(214)
粒距方差
(215)
粒距均匀性变异系数
(216)
粒距均匀性变异系数型孔位置精度误差增增型孔数增加增
2） 型孔尺寸精度影响
种子尺寸精度误差服正态分布机变量方差D(φ)令种子型孔位置均齐致相邻两型孔孔尺寸加工误差分φiφi1
相邻两种子投种间隔
(217)
粒距
(218)
粒距均值
(219)
粒距方差
(220)
粒距均匀性变异系数
(221)
粒距均匀性变异系数型孔孔尺寸加工误差增增型孔数增加增排种轮半径增减
2113 结构参数影响
种子尺寸排种器型孔精度误差位置误差3相互独立变量三变量影响时粒距均值
(222)
三变量影响时粒距方差
(223)
粒距均匀性变异系数
(224)
1） 排种轮半径R影响
式(224)知粒距均匀性变异系数R增减R增改善粒距均匀性时R增降低种子尺寸均性型孔加工位置误差尺寸误差粒距均匀性影响结构尺寸允许范围R应取值现型孔式排种器排种轮侧充种垂直圆盘式排种器半径R 110 mm水圆盘排种器半径100 mm 左右气吸式排种器排种盘半径70～130 mm气吹式排种器排种盘半径1245 mm[12]排种轮半径般70～130 mm
2） 圆周型孔数影响
式(224)知粒距均匀性变异系数Z增加增加排种均匀性Z增加变坏时Z降低加种子尺寸均性型孔加工位置误差尺寸误差粒距均匀性影响提高排种均匀性圆周型孔数应选择太
然排种轮尺寸型孔尺寸型孔数目限制
排种频率型孔数目减少n 必然降低播种机工作速度降低果保证工作速度提高ω充种率必然降漏播率增加漏播率l 排种轮转速ω递增函数
令l l(ω)
(225)
l Z 递减函数Z 减l 升漏播角度型孔数增加粒距均匀性变
试验研究Z 8～36 范围宜
2114 结
通分析出结：
1） 着种子尺寸均齐性提高型孔加工误差降低排种器排种均匀性提高
2） 排种器圆周型孔数降低半径增降低种子尺寸差异型孔加工误差排种均匀性影响
3） 排种器排种轮半径R 70～130 mm 圆周型孔数Z 8～36排种器性较
排种均匀性受种子尺寸均齐性排种器加工误差排种器结构参数影响 提高排种器排种均匀必须种子精选分级提高排种器型孔加工精度适降低排种器型孔数增排种轮半径型孔式排种器言
条播排种程般整箱种子形成连续断种子流精确排种量求应该精确控定量种子箱中分离出种子形成等时距均匀种子流实际受种素影响达理想求原受分离元件定量元件工作质量环境条件限制
外槽轮排种器槽轮转动时齿脊拨动种子强制排种槽轮转凹槽处排出种子较齿脊处较少种子流呈脉动现象影响排种均匀度加工槽轮时槽轮轮槽交错排列正槽做成螺旋斜槽助提高均匀性根消排种脉动现象外槽轮排种器基缺陷
根种子粒型调节外槽轮排种器清种舌开口改变排种间隙间隙部分种子流排出影响排种均匀性播量稳定性播种机清种舌方安装毛刷弹性刮种器效提高排种均匀性播量稳定性间隙种子损伤率增影响出苗率
纹盘式排种器分离元件圆弧状条纹纹盘端面形成头尾搭接槽沟拨动形成种子流外槽轮式细均匀脉动性排种均匀性优外槽轮式控量调整机械制造方面足处
锥面型孔盘式排种器设计便种子囊入圆周切线方排列麦种子形状相似长圆形型孔型孔前壁设引种倒角利种子利囊入壁设退种倒角利余种子利退出型孔呈喇叭状利种子投种时利投落型孔间导种槽连接辅助种子囊入型孔利锥盘转动时旋转离心力斜面分力箱种子压力集中窄面环带增加种子动填充力改善囊种条件提高囊种性
212 点(穴)播型孔式排种器充种力
型孔盘窝眼轮排种质量取决型孔窝眼充种效果获高充种率种子必须精选尺寸分级形状规种子进行丸粒化加工保证籽粒均匀
型孔形状尺寸充种性影响确定型孔尺寸时种子填充率较情况定排列方式设计试验表明扁粒玉米种子常侧立竖立状态种箱侧壁运动进入型孔摩擦力离心力关系侧立式型孔充种方式较
排种盘线速度种子充填性投种准确性直接影响线速度高型孔通充种区时间短种子进入型孔会造成漏播采较排种盘直径增加充种路程充种时间利提高充种系数
气吸式排种器吸附力气吸式排种器吸附力取决气吸室真空度真空度越吸孔吸附种子力越强易产生漏吸真空度吸孔吸附粒种子性加会产生重播外吸孔直径越吸孔处种子吸力越减少漏吸会增加重吸目前采加真空度减少漏吸时采清种器清吸种子
水圆盘排种器基础增设倒种台利侧面压力充种具中国特色磨盘式精密排种器利特殊结构利锥体转动时产生离心力加速种子动充种程提高排种器充种性般外侧充种垂直圆盘排种器中离心力重力相反利充种Cyclo气压式播种机采侧充种垂直圆盘排种器利种子重力离心力气流压力时作充种[13]Snyder K A 研究表明[14]种子质量种子离心力重素理仅排种轮气流压力作种子里3
年研究注意种子群间影响Pycer B M[15]研究表明Cyclo500型气压式排种器滚筒种子层厚度充填性影响种子皮太厚增加种子间摩擦碰撞种子间易堵塞易填充已压附种子碰掉出现空穴KABAKOB B M[16]气吸式排种器充种问题进行研究研究气吸式排种器空气动力学形状孔径排种盘种结构搅动器发现充种频率高种子室结构合理改进结构种子箱底部种子室渡区加块挡板样种子着搅动器转流搅动器表面立带动形成环流试验改进排种器充种频率提高
213 清种方式
点(穴)播排种器种子充入型孔时附带余种子必须加清保证精量播种
刮板式刷轮式清种法适水型孔盘窝眼轮等形式排种器刮板刷轮需弹簧保持定弹性免伤种清余种子刷轮身旋转作轮缘余种子刷走刷轮线速度应等型孔线速度3～4倍气吸式排种器常齿片式清种器气吹式排种器常气流清种原理新颖效果较
214 排种器步传动
已排种器保证播种机前进时播种排量动力机转速快慢关排种器排种速度必须播种机前进速度严格步播种机排种器均轮驱动试验设计排种器排种速度必须电动机转速严格步排种器电动机驱动
22 排种器实验分析
面种播种机分空载充种时拉力功率转速等进行试验测定
221 2BM2免耕播种机(麦)
表 21 2BM2免耕播种机(麦)试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
166
152
147
177
156
160
充种（F2）
245
239
232
263
256
247
距离 S 330 mm 033 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 160 * 033 N·m 528 N·m (226)
充种时 T2 F2 * S 247 * 033 N·m 8151 N·m (227)
处实验室图片
图 22 2BM2免耕播种机(麦)空载状态试验测定
处实验室图片
图 23 2BM2免耕播种机(麦)充种状态试验测定
222 豆垄间套种冬麦免耕播种机
表 22 豆垄间套种冬麦免耕播种机试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
164
178
180
198
204
185
充种（F2）
241
225
256
237
245
241
距离 S 330 mm 033 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 185 * 033 N·m 6105 N·m (228)
充种时 T2 F2 * S 241 * 033 N·m 7953 N·m (229)
处实验室图片
图 24 豆垄间套种冬麦免耕播种机空载状态试验测定
处实验室图片
图 25 豆垄间套种冬麦免耕播种机充种状态试验测定
223 豆窄行密植作高速精密播种机
表 23 豆窄行密植作高速精密播种机试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
64
60
74
81
91
74
充种（F2）
105
116
128
132
130
122
距离：拉力圆心间距离 S 265 mm 0265 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 74 * 0265 N·m 1961 N·m (230)
充种时 T2 F2 * S 122 * 0265 N·m 3233 N·m (231)
转速：作业速率 V 10 kmh 10 * 100060 mmin 1667 mmin (232)
轮直径 D 490 mm 049 m
周长 L Πd 314 * 049 m 15386 m (233)
分钟行进 1667 m 转 15386 m
转速 n 166715386 rmin 10854 rmin (234)
功率： T 9550 Pn
P T·n9550
空载时 P1 T1·n9550 1961 * 108549550 kW 223 W (235)
充种时 P2 T2·n9550 3233 * 108549550 kW 367 W (236)
处实验室图片
图 26 豆窄行密植作高速精密播种机试验测定
23 结
节排种器工作性进行较全面分析阐述出影响排种器工作性素排种器排种均匀性充种力清种方式步传动等
外节现2BM2免耕播种机(麦)豆垄间套种冬麦免耕播种机豆窄行密植作高速精密播种机三种播种机排种器进行试验测定分析解三种播种机排种器转速功率试验设计续做铺垫
3 排种器设计
31排种器总体结构工作原理
试验中排种器选择气吸式排种器
气吸式排种器排种器壳体剔种装置排种盘搅种轮排种器盖播量调节机构等零部件组成结构图图31示
图 31 气吸式排种器三维结构图
排种器工作时种箱种子流排种器储种室排种盘吸种室充种室隔开储种室充种室相接吸种室通软风机相连风机工作时吸种室形成定真空度排种盘两侧产生压力差压力差作排种盘窝眼孔处产生吸附力充种室中种子吸住吸粒种子时种子会窝眼吸种孔堵死保证粒种子进入窝孔种子排种盘转动刮种装置部位时刮种装置会窝孔处余种子清掉保留粒种子保证出现重播种子继续排种盘旋转导种方播种吸力区域种子失风压吸附力便身重力离心力作落入导种进入种沟完成播种程
32 排种盘设计
排种盘排种器关键零件结构设计优劣直接影响排种器性排种盘采双排窝孔形式布置结构图32示
图 32 吸种盘结构图
窝孔形式孔径需吸种室真空度影响真空度漏播率偏真空度较重播率增窝孔形式孔径直接影响着排种器种子吸附力适形状型孔助提高排种器囊种该排种器采窝孔式型孔够程度提高种子囊种率窝孔直径5 mm
窝孔数量播种速度频率粒距关窝孔数量应影响排种器吸种清种排种情况量便提高播种速度播种机速度定情况着窝孔数增排种盘转速应相应降低保证足够充种时间提高排种性然着窝孔数量增相邻两窝孔间距离会变窝孔数量逐渐增加定数值时两窝孔间会出现吸种相互干扰现象种子排种器排列出现混乱导致排种性逐渐降低考虑素文设计采90孔外圈45孔
33 排种器装配程仿真
331 零件建模
零件建模三维设计基础SolidWorks软件快捷准确建立零件模型排种器组成零件通拉伸旋转扫掠抽壳等方法生成零件实体建立合适约束条件特征间父子关系通模型树解零件设计程灵活进行修改
332 零件装配
装配体采设计先确定排种器外壳作固定件零件固定件基础装配关系次导入进行装配零件间加需轴两面行两面重合等约束关系终排种器装配图模拟装配程图33示
图 33 SolidWorks模拟装配程
333 干涉检验
通装配体进行干涉检查碰撞检查动态间隙检测发现干涉知道干涉区域结果图34示图34中圆圈区域干涉区域时应模型进行修改直获满意结果
图 34 干涉检测
Solidworks环境排种器进行动态模拟装配程优化设计出三维装配图图35示
图 35 排种器三维装配图
34 排种器运动仿真
影响气吸式排种器排种性素较窝孔孔径窝孔数量排种盘转速作业速度真空室压力值等中排种盘转速作业速度关系气吸式排种器排种性提高具重意义作业速度评价排种器重指标
排种盘转速确定应保证国标株距合格指数前提机车具高工作速度排种盘转速越高种子转动程中产生离心力越吸种室需真空度越防止出现漏吸需适提高风机转速风机转速受生产条件限制着排种盘转速提高吸种孔种子接触时间会缩短会产生吸种吸种充分等问题导致种子脱落造成空穴漏播率提高株距合格率降需适提高真空度保证气吸式排种器充种时间排种质量排种盘转速合理
实际生产中排种动力轮传动机构达排种器轮排种器间着固定传动轮转速作业速度(面播种机相速度)相关仿真模型中定义面轮间齿轮齿条传动简化模型提高实验数准确性
试验测吸种室真空压力0004MPa条件转速接582rmin时排种性稳定性图36示时较充分充种时间重播率漏播率均较播种豆种子例排种器转速定582rmin进行排种状态运动仿真图36示
图 36 排种盘转速582rmin时排种器运动仿真
模拟仿真中播种豆理株距定55cm保证株距播种均匀性等前提出仿真模型机车作业速度8529kmh图37示
图 37 仿真模型中豆株距55cm
35 结
1) 利SolidWorks排种器进行三维实体装配设计进行干涉检验设计阶段发现问题提高设计质量效率缩短研制周期
2) 定排种性指标条件排种器转速作业速度佳匹配值排种器转速机车作业速度分582rmin8529kmh
3) 气吸式排种器进行运动仿真出相关技术参数气吸式排种器理研究生产实践提供参考
4 电动机选择连接
41 电动机型号选择
411 机组动力计算
机组功率：
PFzv (41)
式中：
P—机组消耗功率W
Fz—机组作业阻力N
v—机组作业速度ms
4111 作业阻力Fz确定
机组作业阻力包括开沟器排种器排肥器覆土器工作阻力行走轮滚动阻力等中排种器排肥器传动件摩擦阻力[1719]般忽略：
FzFk+Ff+Fx (42)
式中：
Fk———开沟器工作阻力N
Ff———覆土器工作阻力N
Fx———行走轮滚动阻力N
查资料[20]
FzFk+Ff+Fx520N
4112 作业速度v确定
查资料[2124]正常情况步行速度5 kmh田间作业时步行速度会适减慢取36 kmh
v 1 ms (43)
4113 机组消耗功率P计算
式(41)
PFzv520×1520W (44)
考虑功率储备等素[25]取P750W
412 电瓶电动机选择
采电瓶选48 V950 Ah电瓶2块功率750WZD72 型电动机1
42 电动机排种器连接
设计选择电动机排种器通轴直接连接方式中间通轴联轴器连接
43 结
试验设计电动排种器排种器转速电动机驱动避免排种器需控制协调排种器转速机车作业速度农业生产提供方便节约时间
5 结语
通学期努力终圆满完成次毕业设计毕业设计课题涉电机排种器设计容丰满专业性强学锻炼题材
首先根排种器种类特点工作性实验分析然设计排种器进行装配运动仿真AutoCAD二维设计软件SolidWorks开发工具绘制排种器二维三维图然选择电动机型号设计排种器连接方式相关计算进设计出整电动排种器结果：
（1）文较全面阐述排种器概况发展现状现排种器结构工作原理进行全面分析制定设计方案部分进行设计计算
（2）通部件设计部件基参数电脑利AutoCAD建立二维模型实现零部件数字化设计
（3）根机械设计力学原理设计关键零部件进行相关分析验证设计合理性性通实验进行验证
（4）运SolidWorks三维设计软件电动排种器进行造型运动仿真设计
通设计程中资料收集分析排种器设计电机选等专业农业生产中应更深认识播种机中排种器进步解认电动排种器带巨契机节省时间播种更准确驱动更方便项技术中国推广应未开始独特优势必引起广户科技员农业生产部门高度关注相信通科研机构工程技术员努力鉴前研究成果国电动排种器应较快推广发展
设计包括设计说明书全套图纸实际工作验足水限设计中难免出现错误漏洞位老师谅解指正
参考文献
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[24] 张波屏现代种植机械工程[M]北京：机械工业出版社1997
[25] 朱喜林张代治机电体化设计基础[M]北京：科学出版社2004
致 谢
非常感谢老师次设计程中针疑难问题予耐心细致讲解精心指导细心帮助利完成次毕业设计非常感谢学帮助
感谢专业课老师授课中认真负责倦教导终身受益
感谢教老师帮助
四月忙碌终成果份电动排种器试验设计涉机械设计机械制造技术基础机械制图力学电工电子技术等专业学科知识知识覆盖面广综合性强丰富专业知识通社会架桥梁通次设计全面回顾应前课知识相应学掌握工程基知识培养提出问题解决问题力查文献开始绘图获许工作中需力特获专业方面应软件运力
够利完成毕业设计离开老师精心指导感谢位专业课学帮助老师学四年教导关心老师致深深敬意教导永远财富
感谢学生涯中知识帮助
谢谢
学生：XX
XX年XX月
XXX学
毕业文务书
文题目
电动排种器试验设计
学院
XX学院
专业
XXX
班级
XX
毕业文（设计）求
解前排种器播种机类型特点工作原理直流电机定解利机械设计力学电工电子技术CAD知识设计电动排种器装置完成装置设计图纸提交毕业设计文参加毕业文答辩
毕业文（设计）容技术参数
查阅资料解毕业设计题目涉领域基理发展动态
根务求利学知识完成装置相关计算设计绘图
撰写毕业文格式容字数达毕业设计求
毕业文（设计）工作计划
201112～201202 查阅资料学电动排种器工作原理构思电动排种器装置结构
201203～201204 完成电动排种器设计计算绘出装置图纸
201204～201205 撰写毕业文准备答辩
接受务日期 2011 年 12 月 5 日 求完成日期2012年 5 月 21 日
学 生 （签名）
指 导 教 师 （签名）
院 长 （签名） 2011年12月5日
XX学科毕业设计（文）指导教师评语
学生姓名
班级
文题目
指导教师评语：
成绩（满分20分）：
指导教师签字
年 月 日
XX学科毕业设计（文）评阅意见
学生姓名
班级
文题目
评阅评语：
成绩（满分20分）：
评阅签字：
年 月 日
XX科毕业设计（文）答辩委员会意见
答辩委员会评语：
成绩（满分60分）：
答辩委员会席签字：
终等级
学院意见：
院长（签字盖章）：
年 月 日
XX学院科生毕业设计（文）质量评价体系
指标
评价素
评价指标涵
选题
质量
1
目明确
符合求
符合培养目标体现学科专业特点教学计划中力知识结构基求达毕业综合训练目
2
理意义实际价值
符合学科理发展解决学科建设科学发展理方法问题定科学意义符合国济建设社会发展需解决应性研究中某理方法问题具定实际价值
3
选题适
题目贴切较强科学性难易度适中题目规模适
力
水
4
查阅文献
资料力
独立查阅相关文献资料纳总结领域关科学成果
5
综合运
知识力
运学专业知识分析述关问题占资料进行分析整理适运概念清楚恰科学点进行说服力证
6
研究方案设计力
设计（文）整体思路清晰结构完整研究方案完整序
7
研究方法手段运力
较熟练运学科常规科学研究方法适运相关研究手段（计算机实验仪器设备等）进行资料搜集加工处理辅助文写作
8
外文应
力
学校规定结合文阅读翻译定量专业外文资料外文摘外文书目
成果质量理
9
文题相符
文较完整回答题目设定关问题
10
写作水
点鲜明观点正确充分证力条理分明语言流畅
11
写作规范
符合科学文基求设计（文）中语格式图表数种资料运引规范化
12
篇幅
工程设计类篇幅少8000字研究文篇幅少10000字
13
成果理实际价值
理具新意应性研究实际工作具定意义
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排种器研究设计
学生姓名：
指导教师：
院系：职业技术学院
学专业：机电体化
研究方：
2013年X 月
摘 ：播种农业生产程中基环节播种质量优劣农业增产前提着农业生产技术发展播种方式更新30年国播种技术播种机械发展[1]排种器播种机核心工作部件特性工作性播种质量着直接影响电动机仅排种器轴转动达均匀排种目通调节电动机转速调整适合种子生长间距适应作物生长条件够极改善播种质量达增产目文较全面阐述排种器概况国外研究现状探讨排种器研究发展方分析排种器工作性结构特点进行试验分析通现排种器研究成果文设计电动排种器制定设计方案部分进行设计计算通零件设计电脑利AutoCAD软件进行零件图绘制建立二维模型利Solidworks软件排种器进行三维实体装配设计进行干涉检验运动仿真
关键词：播种播种机电动排种器Abstract Sowing in the process of agricultural production is the basic link Sowing the stand or fall of quality is the premise of the agricultural production Along with the development of agricultural production technology and the renewal of the sowing styles planting technology planting machines has developed so fast in our country nearly 30 years[1] The device is the core of the seeder working parts Its characteristic and working performance quality to sow has a direct impact Motor can not only make the device to shaft rotation to reach even the purpose also can adjust the speed motor to adjust the most suitable for the growth of the seed spacing used to adapt to different crop growth condition can greatly improve the quality of sow so as to achieve the purpose of increasing This paper comprehensively expounded the device of the general situation and research status from domestic and abroad discusses the device to the developing direction of the research This paper analyzes the performance of the device to work and structural features and was tested and analyzed Through the existing the device of research results this paper designed the power the device and formulated a design project and each part of calculation in design Through the design of the main parts using AutoCAD software on the computer in the component drawing a 2 D model Use Solidworks software for the device for 3 d entity assembly and design and interference in inspection and movement simulation
Key words Sow Seeder Electric The device
目 录
1 前言 1
11 研究目意义 1
12 国外研究现状 1
13 国外常排种器分类 2
14 种排种器介绍 2
15 排种器发展趋势求 7
2 排种器工作性实验分析 8
21 排种器工作性分析 8
22 排种器实验分析 14
23 结 19
3 排种器设计 19
31排种器总体结构工作原理 19
32 排种盘设计 20
33 排种器装配程仿真 21
34 排种器运动仿真 24
35 结 26
4 电动机选择连接 26
41 电动机型号选择 26
42 电动机排种器连接 27
43 结 27
5 结语 27
参考文献 28
致 谢 30
1 前言
11 研究目意义
玉米精密播种具省种省工省时高产济等诸优点保苗壮苗重技术措施增产前提精密播种机影响国玉米精密播种关键播种机构成部分——排种部件排种装置排种器远古瓠发展现先进振动气吸式排种器液力排种器集中式排种器等
12 国外研究现状
121 排种器国外发展
20世纪40年代国外开始研制种精密播种机已达相完善程度仅保证单粒精密播种播种机设完善整覆土镇压施肥喷药装置[2]国外玉米精播气力式机械式精密播种50年代研制出气力式精密排种器现已应播种机种成熟机型气力式排种器分负压式正压式负压式气吸式法国纽玛西姆精密排种器工作部件竖直带吸孔排种盘正压式分气压式气吹式两种气压式种子重力刮种器完成刮种赛罗排种器该排种器种气压集中排种式排种滚筒毛刷刮种器橡胶卸种轮等部件组成排种滚筒圆周8排窝眼孔气吹式排种器高速气流吹走余种子纽玛西姆精密排种器该排种器型孔轮气流喷嘴推种板等组成型孔轮轮周均匀分布着锥形通孔
122 排种器国发展
国排种器机械式吉林工业学研制2BS 2型玉米精密播种机种子单粒分开基实现单粒排种会产生干空穴双株仅适合半株距播种黑龙江八农垦学根膜覆盖精播玉米求研制棱锥形孔排种部件台架试验效果较没形成播种机成批量生产西北农林科技学研制2FBJD 2型玉米半精密播种施水覆膜机次完成深松施水定距起垄宽幅覆膜等新疆区2BCM 6型茬免耕半精量播种机麦收获直接麦茬进行玉米等中耕作物半精量播种黑龙江省农业科学院成功仿制2XJB 4型区精密播种机范围进行示范应没普推广提高该机利率进行针田播种改进研究该机够连续均匀供种存作业速度低问题气力式播种机年国研究国先研制种气力式精密播种机例2BQM 3型免耕施肥气吸精密播种机(沈阳市通长青机械厂)通更换排种盘链轮进行玉米等作物单粒全株距单粒半株距穴播条播作业农哈哈集团研制2BYQF 4玉米气吸播种机实现单粒精播2BQYF 6硬茬播种机气压式精密播种机该机适麦高茬夏播作物施肥精密播种区推广总体气力式播种机国发展较晚部分国外引进改造适区作业
13 国外常排种器分类
目前国外常排种器播种方式分条播穴播两类条播排种器外槽轮式槽轮式拨轮式勺式磨盘式花盘式离心式气力式等穴播排种器种型孔盘式（水竖直倾斜）型孔轮式型孔带式指夹式种气力式（气吸式气吹式气送式等）排种器否形成等时距均匀种子流精确控制排种量分精密排种器非精密排种器精密排种器机械式气力式2种中气力式排种器包括气吸式气吹式气压式3种形式
14 种排种器介绍
141 外槽轮式排种器
国部分谷物条播机均采外槽轮式排种器基结构图1（见附录）示排种盒排种轮阻塞轮排种轴毛刷刮种器等组成工作原理种子箱中种子重力场作箱底孔进入排种杯充满排种杯种子部分充入排种槽轮凹槽排种轴带动槽轮转动充槽轮凹槽种子槽轮转动强制排出排种杯排出排种杯种子输种达种床未充槽轮凹槽种子毛刷刮种器留排种杯排种量调整通改变槽轮工作长度实现槽轮工作长度两作物种子长度时时凹槽基容纳粒种子排种凹槽相型孔时实现点播增槽轮工作长度时增排种量提高机具适应性凹槽排种器带动层排种均强制排种外槽轮排种器排种量较稳定凹槽排种具脉动性导致种子行分布均匀性较差槽轮排种盒伸出长度称槽轮工作长度轴移动排种轴改变槽轮工作长度调节播量
外槽轮式排种器特点：1） 通性播种粒型光滑种子麦类高粱豆类玉米谷子油菜等2） 播种量稳定受面度种子箱种子存量机器前进速度影响较3） 播量调整机构结构较简单调整方便4） 结构简单制造容易5） 行播量致性较种子行分布脉动现象均匀性较差排种均匀性受机器震动影响非常
142 圆盘式排种器
圆盘式排种器中耕作物穴播单粒精密播种圆盘回转面位置分水倾斜竖直3 种形式水圆盘排种器构造较简单工作机器前进速度较低时工作质量良应广泛
水圆盘式排种器种子箱推种箱水圆盘种口底座排钟立轴水排种轴锥齿轮锥齿轮支架万节轴组成核心部件位种子箱底部水排种圆盘盘周边根种子粒型制成特型孔圆盘轮驱动旋转入型孔种子带排种口排出通导种播入水中排种盘方装刮种器推种器前者型孔种子刮者型孔种子推入排种口防型孔堵塞完成排种程
1推种器 2刮种器 3排种盘
排种盘特点：周边型孔式（称槽盘）型孔式（称孔盘圆孔椭圆孔型孔）两类周边型孔式种子粒型适应性较应较型孔盘分穴播型单粒型穴播型孔容纳粒种子穴播单粒型孔容纳粒种子适单粒精密播种果开沟器装成穴装置单粒型型孔盘穴播水圆盘式排种器排种口种沟沟底距离（投种高度）较种子投种程中受导种壁阻碍沟底弹跳较会影响株距降低株距合格率采倾斜圆盘降低出种口高度传动较复杂竖直圆盘排种器投种高度圆盘分速部分抵消机器前进速度 降低种子达沟底时绝速度水分速减少种子沟底弹跳传动较简单竖直圆盘型孔充种性稍差高速作业时圆盘式排种器充种较困难播种质量易保证
143 气吸式排种器
气吸式排种装置利空气真空度产生吸力工作工作部件带吸孔竖直排种圆盘排种盘背面真空室真空室风机吸风口相连接真空室存负压排种盘面种子室排种盘回转时真空室负压作种子吸附吸孔排种盘起转动种子转出真空室承受负压身质量推种器作落种沟刮种片（播量校正片）作吸孔余种子位置调整排种盘更换改变吸孔盘吸孔数适应种子尺寸形状 通播种传动盘吸孔数改变实现求株距
1气吸室 2排种盘 3存种室 4刮种器 5排种器体
图 15 气吸式精密排种器
气吸式排种器特点：种子尺寸形状求严格通性吸孔吸种提高播种机作业速度气吸式排种器充种室种子群状态合理会影响排种性回转排种盘动真空室配合气密性求高结构较复杂容易磨损刮种片调整较麻烦外般气压（真空度） 300～800 mm H2O 时风机动力传递结构求较高
144 气吹式排种器
气吹式排种器德国贝克公司首先研制成功[5]排种装置轮周制成锥形通孔行孔轮气流喷嘴代刮种器型孔充入粒种子实现精密播种气流清种原理充满种子型孔通气流喷嘴时气流通锥形型孔型孔底部孔进入型孔轮腔排入气气流通种子孔缝隙时速度较高形成压差粒种子贴紧锥形型孔底部余种子喷嘴喷出高速气流吹出型孔充粒种子型孔进入护种器卸压重力排种板种子推出型孔排入种沟[6]文献[7]合理量纲分析基础充填压充填层种子均作力模型回实验数出型孔极限速度公式初步揭示气吹式排种器充种原理目前美国约翰迪尔公司生产播种机应气吹式排种器技术水居世界领先位
1排种器壳体 2清种器 3吹嘴 4进种 5型孔轮 6推种轮
图 16 气吹式排种器
气吹式排种器特点：1） 型孔圆锥形容积较充种性2） 种子形状尺寸求严格分级种子3） 播种作物种类更换型孔轮相应改变气压调整株距需改变传动4） 充种性提高机具工作速度
15 排种器发展趋势求
国针排种器研究已达定水排种器着高效高性高精度高适应性方发展
1) 研究适合高速作业排种器水稻种植着国家规模化种植政策推行田块规模营势必行面积播种求作业机器作业速度低8kmh排种器身排种速度直接制约直播机播种速度水圆盘式排种器排种盘线速度许值较低高速播种适性较差发展适合高速作业水稻排种器迫眉睫
2) 提高排种器作业性精度目前出现排种器作业性高实现连续正常作业求机具具良工作性漏播播特现排种器少检查漏播检测系统实现排种器连续正常作业必须加强作业性时着超级稻出现发展农艺求穴种子超两粒少保证粒少粒造成漏播两粒抑制植株分蘖力影响产量时造成优良种子浪费排种器播种精度提出高求
3) 发展新排种理排种器发展历机械式气力式程气力式排种器种子性状求低适应性强等优点发展现排种器新发展电磁振荡式排种器液力排种器集排式排种器着科技进步发展电气液压控制日臻完善排种器研究应跳出传统领域采光电控制等辅助手段实现排种器排种精密控制
4) 排种器发展农艺相结合农艺求水稻达高产稳产必需满足定时间生长期适宜生长温度直播时缩短田间生长时间播种前先浸种破胸露白样种子播种时极易受机械力伤害影响出苗率农艺农机应该相互结合研究培育适合机械化直播品种缩短水稻生长期减少播种前浸种出芽环节会水稻排种器研究带新发展
2 排种器工作性实验分析
排种器播种机核心部件决定播种机特性播种质量素排种器工作性优劣直接影响播种机工作效率作物出苗质量解影响排种器工作性素十分必
21 排种器工作性分析
211 排种器排种均匀性
精密播种提高种植业效益重手段排种均匀性精密播种重性指标提高精密播种机排种均匀性成研究精密播种机关键目前提高排种均匀性研究排种器结构参数运动参数分析[910]种子尺寸均齐性排种器加工误差排种均匀性影响缺乏分析研究文粒距变异系数衡量排种器排种均匀性播种机工作程入手数学方法分析种子尺寸误差排种器加工精度误差排种器结构参数排种均匀性影响旨种子精选分级排种器加工方面提高排种器排种均匀性
2111 种子尺寸影响
排种器投种示意图图21示投种口圆心角θ 40°A点投种点种子重心达A点时投种时孔前壁达B点（查资料知投种时种子稳定孔前壁[11]）：
(21)
式中 x 种子长R 排种轮外径c 种子厚度α投种时种子质心投种口起始位置应圆心角
图 21 排种器投种示意
式(1)知α种子尺寸x函数种子尺寸x机变量服正态分布X～N(σ2)X 概率密度
(22)
中σ试验测量种子尺寸结果统计获种子长度均值代表种子尺寸均齐性σ越种子均齐性越差
α机变量 概率密度函数
(23)
方差：
(24)
假设种子尺寸均齐致次投种α值变Δα 0投种时间间隔致时间间隔
(25)
式中 ω排种轮转速Z 排种轮圆周型孔数粒距
(26)
式中 Vm 机组前进速度
实际种子尺寸服某正态分布排种时间间隔致令相两种子尺寸xixi1投种时间间隔
(27)
考虑种子厚度尺寸影响种子投出抛物运动[12]种子运动初始状态投种高度致粒距仅投种时间间隔相关
粒距
(28)
粒距均值
（29）
粒距方差
(210)
粒距均匀性变异系数
(211)
粒距均匀性变异系数种子尺寸方差D(X)增增时粒距均匀性变异系数型孔数Z增增排种轮半径R增减果减型孔数Z增排种轮半径R减种子尺寸均性粒距均匀性影响
排种轮参数Z12R011m时 果种子尺寸方差D(X)σ201296mm式(211)：C625见种子尺寸均性粒距均匀性影响提高排种均匀性种子进行精选分级非常重
2112 型孔加工误差影响
1） 型孔位置精度影响
型孔位置误差服正态分布机变量方差D(θ)令种子尺寸型孔尺寸均齐致相邻两型孔位置误差分θiθi1
投种时间间隔
(212)
粒距
(213)
粒距均值
(214)
粒距方差
(215)
粒距均匀性变异系数
(216)
粒距均匀性变异系数型孔位置精度误差增增型孔数增加增
2） 型孔尺寸精度影响
种子尺寸精度误差服正态分布机变量方差D(φ)令种子型孔位置均齐致相邻两型孔孔尺寸加工误差分φiφi1
相邻两种子投种间隔
(217)
粒距
(218)
粒距均值
(219)
粒距方差
(220)
粒距均匀性变异系数
(221)
粒距均匀性变异系数型孔孔尺寸加工误差增增型孔数增加增排种轮半径增减
2113 结构参数影响
种子尺寸排种器型孔精度误差位置误差3相互独立变量三变量影响时粒距均值
(222)
三变量影响时粒距方差
(223)
粒距均匀性变异系数
(224)
1） 排种轮半径R影响
式(224)知粒距均匀性变异系数R增减R增改善粒距均匀性时R增降低种子尺寸均性型孔加工位置误差尺寸误差粒距均匀性影响结构尺寸允许范围R应取值现型孔式排种器排种轮侧充种垂直圆盘式排种器半径R 110 mm水圆盘排种器半径100 mm 左右气吸式排种器排种盘半径70～130 mm气吹式排种器排种盘半径1245 mm[12]排种轮半径般70～130 mm
2） 圆周型孔数影响
式(224)知粒距均匀性变异系数Z增加增加排种均匀性Z增加变坏时Z降低加种子尺寸均性型孔加工位置误差尺寸误差粒距均匀性影响提高排种均匀性圆周型孔数应选择太
然排种轮尺寸型孔尺寸型孔数目限制
排种频率型孔数目减少n 必然降低播种机工作速度降低果保证工作速度提高ω充种率必然降漏播率增加漏播率l 排种轮转速ω递增函数
令l l(ω)
(225)
l Z 递减函数Z 减l 升漏播角度型孔数增加粒距均匀性变
试验研究Z 8～36 范围宜
2114 结
通分析出结：
1） 着种子尺寸均齐性提高型孔加工误差降低排种器排种均匀性提高
2） 排种器圆周型孔数降低半径增降低种子尺寸差异型孔加工误差排种均匀性影响
3） 排种器排种轮半径R 70～130 mm 圆周型孔数Z 8～36排种器性较
排种均匀性受种子尺寸均齐性排种器加工误差排种器结构参数影响 提高排种器排种均匀必须种子精选分级提高排种器型孔加工精度适降低排种器型孔数增排种轮半径型孔式排种器言
条播排种程般整箱种子形成连续断种子流精确排种量求应该精确控定量种子箱中分离出种子形成等时距均匀种子流实际受种素影响达理想求原受分离元件定量元件工作质量环境条件限制
外槽轮排种器槽轮转动时齿脊拨动种子强制排种槽轮转凹槽处排出种子较齿脊处较少种子流呈脉动现象影响排种均匀度加工槽轮时槽轮轮槽交错排列正槽做成螺旋斜槽助提高均匀性根消排种脉动现象外槽轮排种器基缺陷
根种子粒型调节外槽轮排种器清种舌开口改变排种间隙间隙部分种子流排出影响排种均匀性播量稳定性播种机清种舌方安装毛刷弹性刮种器效提高排种均匀性播量稳定性间隙种子损伤率增影响出苗率
纹盘式排种器分离元件圆弧状条纹纹盘端面形成头尾搭接槽沟拨动形成种子流外槽轮式细均匀脉动性排种均匀性优外槽轮式控量调整机械制造方面足处
锥面型孔盘式排种器设计便种子囊入圆周切线方排列麦种子形状相似长圆形型孔型孔前壁设引种倒角利种子利囊入壁设退种倒角利余种子利退出型孔呈喇叭状利种子投种时利投落型孔间导种槽连接辅助种子囊入型孔利锥盘转动时旋转离心力斜面分力箱种子压力集中窄面环带增加种子动填充力改善囊种条件提高囊种性
212 点(穴)播型孔式排种器充种力
型孔盘窝眼轮排种质量取决型孔窝眼充种效果获高充种率种子必须精选尺寸分级形状规种子进行丸粒化加工保证籽粒均匀
型孔形状尺寸充种性影响确定型孔尺寸时种子填充率较情况定排列方式设计试验表明扁粒玉米种子常侧立竖立状态种箱侧壁运动进入型孔摩擦力离心力关系侧立式型孔充种方式较
排种盘线速度种子充填性投种准确性直接影响线速度高型孔通充种区时间短种子进入型孔会造成漏播采较排种盘直径增加充种路程充种时间利提高充种系数
气吸式排种器吸附力气吸式排种器吸附力取决气吸室真空度真空度越吸孔吸附种子力越强易产生漏吸真空度吸孔吸附粒种子性加会产生重播外吸孔直径越吸孔处种子吸力越减少漏吸会增加重吸目前采加真空度减少漏吸时采清种器清吸种子
水圆盘排种器基础增设倒种台利侧面压力充种具中国特色磨盘式精密排种器利特殊结构利锥体转动时产生离心力加速种子动充种程提高排种器充种性般外侧充种垂直圆盘排种器中离心力重力相反利充种Cyclo气压式播种机采侧充种垂直圆盘排种器利种子重力离心力气流压力时作充种[13]Snyder K A 研究表明[14]种子质量种子离心力重素理仅排种轮气流压力作种子里3
年研究注意种子群间影响Pycer B M[15]研究表明Cyclo500型气压式排种器滚筒种子层厚度充填性影响种子皮太厚增加种子间摩擦碰撞种子间易堵塞易填充已压附种子碰掉出现空穴KABAKOB B M[16]气吸式排种器充种问题进行研究研究气吸式排种器空气动力学形状孔径排种盘种结构搅动器发现充种频率高种子室结构合理改进结构种子箱底部种子室渡区加块挡板样种子着搅动器转流搅动器表面立带动形成环流试验改进排种器充种频率提高
213 清种方式
点(穴)播排种器种子充入型孔时附带余种子必须加清保证精量播种
刮板式刷轮式清种法适水型孔盘窝眼轮等形式排种器刮板刷轮需弹簧保持定弹性免伤种清余种子刷轮身旋转作轮缘余种子刷走刷轮线速度应等型孔线速度3～4倍气吸式排种器常齿片式清种器气吹式排种器常气流清种原理新颖效果较
214 排种器步传动
已排种器保证播种机前进时播种排量动力机转速快慢关排种器排种速度必须播种机前进速度严格步播种机排种器均轮驱动试验设计排种器排种速度必须电动机转速严格步排种器电动机驱动
22 排种器实验分析
面种播种机分空载充种时拉力功率转速等进行试验测定
221 2BM2免耕播种机(麦)
表 21 2BM2免耕播种机(麦)试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
166
152
147
177
156
160
充种（F2）
245
239
232
263
256
247
距离 S 330 mm 033 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 160 * 033 N·m 528 N·m (226)
充种时 T2 F2 * S 247 * 033 N·m 8151 N·m (227)
处实验室图片
图 22 2BM2免耕播种机(麦)空载状态试验测定
处实验室图片
图 23 2BM2免耕播种机(麦)充种状态试验测定
222 豆垄间套种冬麦免耕播种机
表 22 豆垄间套种冬麦免耕播种机试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
164
178
180
198
204
185
充种（F2）
241
225
256
237
245
241
距离 S 330 mm 033 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 185 * 033 N·m 6105 N·m (228)
充种时 T2 F2 * S 241 * 033 N·m 7953 N·m (229)
处实验室图片
图 24 豆垄间套种冬麦免耕播种机空载状态试验测定
处实验室图片
图 25 豆垄间套种冬麦免耕播种机充种状态试验测定
223 豆窄行密植作高速精密播种机
表 23 豆窄行密植作高速精密播种机试验测定
单位：力F（N）
拉力
状态
第组
第二组
第三组
第四组
第五组
均值
空载（F1）
64
60
74
81
91
74
充种（F2）
105
116
128
132
130
122
距离：拉力圆心间距离 S 265 mm 0265 m
扭矩：空载时 T1 F1 * S 74 * 0265 N·m 1961 N·m (230)
充种时 T2 F2 * S 122 * 0265 N·m 3233 N·m (231)
转速：作业速率 V 10 kmh 10 * 100060 mmin 1667 mmin (232)
轮直径 D 490 mm 049 m
周长 L Πd 314 * 049 m 15386 m (233)
分钟行进 1667 m 转 15386 m
转速 n 166715386 rmin 10854 rmin (234)
功率： T 9550 Pn
P T·n9550
空载时 P1 T1·n9550 1961 * 108549550 kW 223 W (235)
充种时 P2 T2·n9550 3233 * 108549550 kW 367 W (236)
处实验室图片
图 26 豆窄行密植作高速精密播种机试验测定
23 结
节排种器工作性进行较全面分析阐述出影响排种器工作性素排种器排种均匀性充种力清种方式步传动等
外节现2BM2免耕播种机(麦)豆垄间套种冬麦免耕播种机豆窄行密植作高速精密播种机三种播种机排种器进行试验测定分析解三种播种机排种器转速功率试验设计续做铺垫
3 排种器设计
31排种器总体结构工作原理
试验中排种器选择气吸式排种器
气吸式排种器排种器壳体剔种装置排种盘搅种轮排种器盖播量调节机构等零部件组成结构图图31示
图 31 气吸式排种器三维结构图
排种器工作时种箱种子流排种器储种室排种盘吸种室充种室隔开储种室充种室相接吸种室通软风机相连风机工作时吸种室形成定真空度排种盘两侧产生压力差压力差作排种盘窝眼孔处产生吸附力充种室中种子吸住吸粒种子时种子会窝眼吸种孔堵死保证粒种子进入窝孔种子排种盘转动刮种装置部位时刮种装置会窝孔处余种子清掉保留粒种子保证出现重播种子继续排种盘旋转导种方播种吸力区域种子失风压吸附力便身重力离心力作落入导种进入种沟完成播种程
32 排种盘设计
排种盘排种器关键零件结构设计优劣直接影响排种器性排种盘采双排窝孔形式布置结构图32示
图 32 吸种盘结构图
窝孔形式孔径需吸种室真空度影响真空度漏播率偏真空度较重播率增窝孔形式孔径直接影响着排种器种子吸附力适形状型孔助提高排种器囊种该排种器采窝孔式型孔够程度提高种子囊种率窝孔直径5 mm
窝孔数量播种速度频率粒距关窝孔数量应影响排种器吸种清种排种情况量便提高播种速度播种机速度定情况着窝孔数增排种盘转速应相应降低保证足够充种时间提高排种性然着窝孔数量增相邻两窝孔间距离会变窝孔数量逐渐增加定数值时两窝孔间会出现吸种相互干扰现象种子排种器排列出现混乱导致排种性逐渐降低考虑素文设计采90孔外圈45孔
33 排种器装配程仿真
331 零件建模
零件建模三维设计基础SolidWorks软件快捷准确建立零件模型排种器组成零件通拉伸旋转扫掠抽壳等方法生成零件实体建立合适约束条件特征间父子关系通模型树解零件设计程灵活进行修改
332 零件装配
装配体采设计先确定排种器外壳作固定件零件固定件基础装配关系次导入进行装配零件间加需轴两面行两面重合等约束关系终排种器装配图模拟装配程图33示
图 33 SolidWorks模拟装配程
333 干涉检验
通装配体进行干涉检查碰撞检查动态间隙检测发现干涉知道干涉区域结果图34示图34中圆圈区域干涉区域时应模型进行修改直获满意结果
图 34 干涉检测
Solidworks环境排种器进行动态模拟装配程优化设计出三维装配图图35示
图 35 排种器三维装配图
34 排种器运动仿真
影响气吸式排种器排种性素较窝孔孔径窝孔数量排种盘转速作业速度真空室压力值等中排种盘转速作业速度关系气吸式排种器排种性提高具重意义作业速度评价排种器重指标
排种盘转速确定应保证国标株距合格指数前提机车具高工作速度排种盘转速越高种子转动程中产生离心力越吸种室需真空度越防止出现漏吸需适提高风机转速风机转速受生产条件限制着排种盘转速提高吸种孔种子接触时间会缩短会产生吸种吸种充分等问题导致种子脱落造成空穴漏播率提高株距合格率降需适提高真空度保证气吸式排种器充种时间排种质量排种盘转速合理
实际生产中排种动力轮传动机构达排种器轮排种器间着固定传动轮转速作业速度(面播种机相速度)相关仿真模型中定义面轮间齿轮齿条传动简化模型提高实验数准确性
试验测吸种室真空压力0004MPa条件转速接582rmin时排种性稳定性图36示时较充分充种时间重播率漏播率均较播种豆种子例排种器转速定582rmin进行排种状态运动仿真图36示
图 36 排种盘转速582rmin时排种器运动仿真
模拟仿真中播种豆理株距定55cm保证株距播种均匀性等前提出仿真模型机车作业速度8529kmh图37示
图 37 仿真模型中豆株距55cm
35 结
1) 利SolidWorks排种器进行三维实体装配设计进行干涉检验设计阶段发现问题提高设计质量效率缩短研制周期
2) 定排种性指标条件排种器转速作业速度佳匹配值排种器转速机车作业速度分582rmin8529kmh
3) 气吸式排种器进行运动仿真出相关技术参数气吸式排种器理研究生产实践提供参考
4 电动机选择连接
41 电动机型号选择
411 机组动力计算
机组功率：
PFzv (41)
式中：
P—机组消耗功率W
Fz—机组作业阻力N
v—机组作业速度ms
4111 作业阻力Fz确定
机组作业阻力包括开沟器排种器排肥器覆土器工作阻力行走轮滚动阻力等中排种器排肥器传动件摩擦阻力[1719]般忽略：
FzFk+Ff+Fx (42)
式中：
Fk———开沟器工作阻力N
Ff———覆土器工作阻力N
Fx———行走轮滚动阻力N
查资料[20]
FzFk+Ff+Fx520N
4112 作业速度v确定
查资料[2124]正常情况步行速度5 kmh田间作业时步行速度会适减慢取36 kmh
v 1 ms (43)
4113 机组消耗功率P计算
式(41)
PFzv520×1520W (44)
考虑功率储备等素[25]取P750W
412 电瓶电动机选择
采电瓶选48 V950 Ah电瓶2块功率750WZD72 型电动机1
42 电动机排种器连接
设计选择电动机排种器通轴直接连接方式中间通轴联轴器连接
43 结
试验设计电动排种器排种器转速电动机驱动避免排种器需控制协调排种器转速机车作业速度农业生产提供方便节约时间
5 结语
通学期努力终圆满完成次毕业设计毕业设计课题涉电机排种器设计容丰满专业性强学锻炼题材
首先根排种器种类特点工作性实验分析然设计排种器进行装配运动仿真AutoCAD二维设计软件SolidWorks开发工具绘制排种器二维三维图然选择电动机型号设计排种器连接方式相关计算进设计出整电动排种器结果：
（1）文较全面阐述排种器概况发展现状现排种器结构工作原理进行全面分析制定设计方案部分进行设计计算
（2）通部件设计部件基参数电脑利AutoCAD建立二维模型实现零部件数字化设计
（3）根机械设计力学原理设计关键零部件进行相关分析验证设计合理性性通实验进行验证
（4）运SolidWorks三维设计软件电动排种器进行造型运动仿真设计
通设计程中资料收集分析排种器设计电机选等专业农业生产中应更深认识播种机中排种器进步解认电动排种器带巨契机节省时间播种更准确驱动更方便项技术中国推广应未开始独特优势必引起广户科技员农业生产部门高度关注相信通科研机构工程技术员努力鉴前研究成果国电动排种器应较快推广发展
设计包括设计说明书全套图纸实际工作验足水限设计中难免出现错误漏洞位老师谅解指正
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致 谢
非常感谢老师次设计程中针疑难问题予耐心细致讲解精心指导细心帮助利完成次毕业设计非常感谢学帮助
感谢专业课老师授课中认真负责倦教导终身受益
感谢教老师帮助
四月忙碌终成果份电动排种器试验设计涉机械设计机械制造技术基础机械制图力学电工电子技术等专业学科知识知识覆盖面广综合性强丰富专业知识通社会架桥梁通次设计全面回顾应前课知识相应学掌握工程基知识培养提出问题解决问题力查文献开始绘图获许工作中需力特获专业方面应软件运力
够利完成毕业设计离开老师精心指导感谢位专业课学帮助老师学四年教导关心老师致深深敬意教导永远财富
感谢学生涯中知识帮助
谢谢
学生：XX
XX年XX月
XXX学
毕业文务书
文题目
电动排种器试验设计
学院
XX学院
专业
XXX
班级
XX
毕业文（设计）求
解前排种器播种机类型特点工作原理直流电机定解利机械设计力学电工电子技术CAD知识设计电动排种器装置完成装置设计图纸提交毕业设计文参加毕业文答辩
毕业文（设计）容技术参数
查阅资料解毕业设计题目涉领域基理发展动态
根务求利学知识完成装置相关计算设计绘图
撰写毕业文格式容字数达毕业设计求
毕业文（设计）工作计划
201112～201202 查阅资料学电动排种器工作原理构思电动排种器装置结构
201203～201204 完成电动排种器设计计算绘出装置图纸
201204～201205 撰写毕业文准备答辩
接受务日期 2011 年 12 月 5 日 求完成日期2012年 5 月 21 日
学 生 （签名）
指 导 教 师 （签名）
院 长 （签名） 2011年12月5日
XX学科毕业设计（文）指导教师评语
学生姓名
班级
文题目
指导教师评语：
成绩（满分20分）：
指导教师签字
年 月 日
XX学科毕业设计（文）评阅意见
学生姓名
班级
文题目
评阅评语：
成绩（满分20分）：
评阅签字：
年 月 日
XX科毕业设计（文）答辩委员会意见
答辩委员会评语：
成绩（满分60分）：
答辩委员会席签字：
终等级
学院意见：
院长（签字盖章）：
年 月 日
XX学院科生毕业设计（文）质量评价体系
指标
评价素
评价指标涵
选题
质量
1
目明确
符合求
符合培养目标体现学科专业特点教学计划中力知识结构基求达毕业综合训练目
2
理意义实际价值
符合学科理发展解决学科建设科学发展理方法问题定科学意义符合国济建设社会发展需解决应性研究中某理方法问题具定实际价值
3
选题适
题目贴切较强科学性难易度适中题目规模适
力
水
4
查阅文献
资料力
独立查阅相关文献资料纳总结领域关科学成果
5
综合运
知识力
运学专业知识分析述关问题占资料进行分析整理适运概念清楚恰科学点进行说服力证
6
研究方案设计力
设计（文）整体思路清晰结构完整研究方案完整序
7
研究方法手段运力
较熟练运学科常规科学研究方法适运相关研究手段（计算机实验仪器设备等）进行资料搜集加工处理辅助文写作
8
外文应
力
学校规定结合文阅读翻译定量专业外文资料外文摘外文书目
成果质量理
9
文题相符
文较完整回答题目设定关问题
10
写作水
点鲜明观点正确充分证力条理分明语言流畅
11
写作规范
符合科学文基求设计（文）中语格式图表数种资料运引规范化
12
篇幅
工程设计类篇幅少8000字研究文篇幅少10000字
13
成果理实际价值
理具新意应性研究实际工作具定意义
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