小型自动播种机

小型自动播种机

摘要：本产品选用小型柴油机直接提供动力经减速器到驱动轮，在通过链条传递到下种机构，从而实现连续播种。

关键词：小型自动化后机架可动挡板

1.背景及意义

随着农用机械在我国的不断发展，现在大多数是面向一体化的大型农用机械，而对小型自动化，尤其是能够在像山地等恶劣环境下进行工作的小型机械却很少有人给予关注。本实用新型弥补此项空白而生产制造的,其小巧玲珑，操作简单，可用机动三轮车带动，使播种效率明显提高，且只需一人操作;适应性强，能够在拥有小块地的不同地域进行小麦、豌豆、胡麻和油菜籽的种植,造价低，农村家庭都能够承受。

2.原始数据和技术要求

株距10~20 cm

行距20~30 cm

种子大小0.5~1.5 cm

一般农用机械的速度为0.25~0.5m/s，综合考虑效率和本机械特点，故拟定前进速度为0.3 m/s。

驱动轮半径为15cm~25cm。

根据前进速度和驱动轮半径可以计算驱动轮转速为30~50r/min。

又根据株距和前进速度的关系可以确定凸轮的转速为60~90r/min。

故可知驱动轮与凸轮之间的传动比为i1=1.5~2

选择小型柴油机的转速为1000~2600r/min，故传动比i2=50~87，故可选用适当减速器。

播种机效率：450m2/时。

3.方案设计

由于一般农用播种机都用大型农用动力机械带动，自身无动力机构，本实用

型小型农用播种机打破传统利用柴油机带动，集行走、破土、播种、覆土功能于一体。故该机构可拟定以下几个机构：行走机构、料斗机构、下种机构。

（1）、机器工作过程分析

为了达到其工艺动作要求，采用的分解动作机构及其工作原理如下：

a.行走

确定如何实现行走，当在播种的同时，机器本身可以向前行走，由于所走的是已经耕过的土地，摩擦力较大，土地不平，这就需要对摩擦力分析，且需要较大的动力和前轮半径，这样我们选择了可提供大动力的柴油机，又因为本机体积小，我们采用了符合要求的小型柴油机。而怎样传递动力呢？是齿轮还是链条？通过我们讨论决定采用动力直接与传动轮相连来使小车前进。

b.料斗

对于装种子即料斗和与其一体的下种口要使其始终保持竖直向下，这样才能保证种子能够顺利下落，而能够实现这样的功能的机构便是双曲柄机构——平行四边形机构，将其连杆与料斗相连，这样就可以实现我们的要求了。其简图如下：

c.下种机构

人为的使种子下落，并且有间断，有一定的时间要求，这就要求我们确定这个机构，预定方案：凸轮机构、槽轮机构、圆轴。

方案分析及比较：

方案一：凸轮

用链条将转速传到一轴上来，带动凸轮转动，通过凸轮转动来实现推杆预定的运动规律，是下种口时开时闭，从而实现种子自由下落，但是凸轮的传动速度不能太大，以免冲击太大而是机器损坏。

方案二：槽轮

当拨盘波动槽轮轴时，下种口被堵住，而未拨动是下种口放开，实现播种，但其速度不能太快，刚性冲击较大，且只通过设计不能消除，必须变成组合机构才能消除。

方案三：圆轴

在圆轴上开出一个小槽，这样节省了凸轮与槽轮，既经济又使用，当槽轮与孔相对时种子进入，而当转到正下方时，种子被播下。

比较三个方案：

三个方案各有优点，又各有缺点，从经济的角度考虑，槽轮最高，而圆轴最低；从速度角度分析，由于农用机械一般较低，但在确定速度时发现圆轴速度太快，以至于种子不能被顺利播下。

最终综合考虑速度，经济两方面，选定凸轮机构。

3、摩擦力分析及凸轮设计分析

1）摩擦力分析

由于本机自重120~130kg，而主要重量集中于驱动轮，而每个驱动轮所承受的竖直向下载荷大约在60~63kg，而地球表面重力加速度为g=9.8kg/s2 ，则轮在与地面接触的压力为566~616N，故摩擦力可以确定取摩擦系数u=1.5，故摩擦力为800~1000N。

而小型柴油机提供动力为500~1000N,故应采用柴油机便可提供所需要的动力，达到使用要求。

2）运动分析（凸轮机构）

运动阶段角度运动规律

推程0~60O正弦加速度上升k=30mm

远休60O~180 O推杆休止

回程180O ~240O正弦加速度下降h=30mm

近休240 O ~360 O推杆休止

4、柴油机选型

由方案设计的行走摩擦力分析可知，该产品所需功率为800~1000W，而由《农用机械手册》一书查知，可选用水冷单缸柴油机I80，基本参数如下：

1、燃烧方式：涡流室室

2、汽缸直径：65mm

3、活塞行程：60mm

4、排量：0.199L

5、标定转速：2600r/min

6、最大功率：2.02（2.75）kw（ps）

7、标定功率：1.84（2.5）kw（ps）

8、润滑方式：离心飞溅式

9、启动方式：手摇

10、净重:28kg

11、外形尺寸：370*333*418（L*W*H）

5、传动机构设计

对于从柴油机到驱动轮这段内的转速传动系统，由于减速器已经很完备，故可直接在手册中根据传动比直接选择。

驱动轮的转速为30~50r/min。

柴油机的标定转速为2600r/min，从而i=标定转速/驱动轮转速=2600/30~50=50~87。

查《机械工程手册》可选用行星轮系减速器，此减速器的减速比范围为25~800，如下图：

6、料斗机构尺寸设计

根据柴油机尺寸为370*330*418mm，且轮半径为0.3m，且要有一定的放种空间和可动空间，综合考虑该机特点：小型化，且能够在山地，狭小小路进行与搬运等。我们初步对尺寸进行设计。由于播种行距为20~30mm，故设为三个下种孔，所以长度应大于90cm，考虑到其他因素长度为90~120cm。

对于宽度，我们考虑到前边划开土地，中间下种，后边有覆盖的装置，综合考虑对尺寸，初步定为70~80cm。

对于高度，实体部分我们定位70~90cm，由于有人要对其方向进行控制，我们将手柄设计为可伸缩式，所以整体高度大约在90~140cm。

8、结语

通过对以上机构的设计，以期达到是播种机结构简单,造价低，农村单个家庭完全能够承受;机身小巧玲珑，操作简单，可用机动三轮车带动。以适应山地等恶劣条件的耕种环境。

参考资料：《机械工程手册》

《农用机械手册》