农用车辆配套简易播种机设计

陈伟　冯伟　刘春晖　邹涵　耿森　张俊杰

摘 要：文章介绍的旋耕播种机主要由六个部分组成，即：悬挂装置、动力传输装置、旋耕装置、播种装置、镇压装置和链条传动装置。农用车辆拖拉机前进后镇压装置也向前运行带动链条传动装置，与之另一端连接的播种箱的播种轴也随之转动，使种子从排种孔中流出顺着播种管与播种开沟器流出最后流入垄沟，从而实现播种机的播种作业。播种机播种后的农作物生长均匀分布排列整齐，这样可以便于人们实现播种过后对田地的管理作业，也是人们实现农业机械现代化的重要技术手段之一。关键词：旋耕播种机;免耕播种机;联合作业中图分类号：S223.2  文献标识码：A  文章编号：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

播種机按播种方式可以分成条播机、撒播机、穴播机和精密播种机四种^[1-3]。还可以进一步分为普通穴播机、方形穴播机、精密条播机、中耕作物精密播种机等。为了适应我国环境及便于后期的人工管理，本项目最终采用条播型旋耕播种机。

1 设计计算

1.1 牵引功率估算

1.1.1 拖拉机可提供功率估算

旋耕播种机是联合作业式播种机械，对于要与其配套使用的拖拉机要求很高。为了提高播种机的工作效率和拖拉机的利用率，在拖拉机配套功率的选择上要十分慎重。

计算拖拉机可利用功率的经验公式^[4]：

A=发动机的最大功率                          （1）

B=最大动力输出轴功率=0.86A                  （2）

C=最大牵引功率（混凝土路面）=0.95B            （3）

D=最大牵引功率（坚实泥土）=0.95C              （4）

E=可用牵引功率（坚实泥土）=0.9D              （5）

F=可用牵引功率（耕作土壤）=0.86E            （6）

本项目选用的是18马力的东方红180式拖拉机，如图1所示。

所以，将各数据带入式6得到牵引功率为7.95KW。

1.1.2 功率消耗及影响因素

拖拉机的功率是衡量一个拖拉机性能好坏的重要标准，影响拖拉机消耗的功率就会影响到拖拉机的性能，但是能够影响到拖拉机消耗的功率的因素很多，其中就有：旋耕深度、前进速度、耕幅等。

本课题需要设计旋耕部分，选择的功率会小于拖拉机在进行旋耕播种作业时消耗的功率，为此我们可以节约30%的功率，即14.79×70%=10.353，占总功率的57.5%。

1.2 总传动比及各级传动比的分配

根据本课题配套使用拖拉机的基本参数查阅相关资料，拖拉机的动力输出转速为n₁=540r/min。由于拖拉机要给播种机提供旋耕作业的动力，选择的刀辊轴转速^[7]为n=200r/min，根据这两个数据我们可以计算出传动装置的传动比i为i=540/200=2.7。

传动装置并不会一次性完成传动，装置内部需要换向，所以要实行分布减速。分部减速就是各级传速比相乘变成新的传动比，即i=i₁×i₂×i₃。旋耕部分的中间齿轮箱中主要是锥齿轮和直齿轮，还有中间齿轮在其中起过度、传递作用。查阅资料后对各级传动比进行分析，各级传动比如下：锥齿轮的传动比为i₁=1.67;直齿轮Ⅰ与中间齿轮传动比i₂=3.2;直齿轮Ⅱ与中间齿轮传动比i₃=0.505。

图2为中间齿轮箱结构简图。

根据前面对整体方案的选择可知，本项目选用的是中置式的齿轮箱，这种形式的齿轮箱不仅布局紧凑、结构合理，而且传递的路径较短减少了传递过程中动力的损失。但是这种结构也存在一些缺点，比如说：耕幅较窄，中间的齿轮箱部分不能用旋耕刀，造成有的地方不能旋耕。而对于这种缺点一般会采用在中间齿轮箱部分安装犁，这样做可以避免发生漏耕现象。

2 旋耕部分设计

旋耕部分是旋耕播种机的重要组成部分，是联合作业式的旋耕播种机的突出的特点。由图3旋耕部分的结构简图可以得到，旋耕部分是由侧板、机架、悬挂装置、中间齿轮箱、罩壳、刀轴、刀座、旋耕刀组成的。

本课题选用的刀轴分布中间齿轮箱的两端且有两个，刀片在刀轴上的排列本课题采用的是一个刀轴上布置八组刀，每组刀有三把刀，一共是24把刀。旋耕部分的刀片主要是用来完成旋耕作业的，所以本课题选择的刀片结构是弯刀。本课题一组刀有三把刀且每把刀相差120?，根据耕幅125cm本课题设计的每组刀相差80cm，并且中间齿轮箱部分不算耕幅，所以实际的耕幅为128cm。

3 结束语

对于播种机的设计主要是解决国内播种机存在的价格高、功能单一、体型大等问题，并试图研制出一款价格低廉性能良好的播种机械，方便人们的播种作业避免产生过度的浪费。本课题采用拖拉机牵引，并且配套的动力装置容易获得、价格低廉。面对市场上播种机功能单一的特点本课题采用了联合作业式的播种机，这样不仅能实现播种机的联合作业，而且避免了反复作业对土壤的破坏。传统播种机相比本课题设计的旋耕播种机在旋耕深度有了创新，可以更加方面

控制旋耕深度避免旋耕过深或过浅带来的一系列问题。

参考文献

[1] 李昂.玉米原茬地免耕覆秸播種同步比例回收秸秆关键技术研究[D].东北农业大学， 2017.

[2] 郎朗，冯晓蓉.水稻直播机播种自动控制系统设计与应用[J].农机化研究， 2017（10）：153-155.

[3] 姚景良.浅析油菜播种机中的排种装置分类与比较[J].广西农业机械化， 2017（5）：75-79.

[4] 中国农业机械科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社， 2007.

[5] 朱龙英.机械原理[M].西安：西安电子科技大学出版社， 2009.

[6] 王正刚.机械制造装备及其设计[M].南京：南京大学出版社， 2012.

[7] 王凤良，李俊鹏，罗杰.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社， 2017.