手提式玉米播种机的设计研究

型播 种机 进 行 了详 细的 设计 研 究 ， 用先 进 的设 计方 法 完成 实验样 机 的参 数化 设 计 ， 利 并通 过 试验 研 究 以及 有 限
元分 析 、 运动 学仿 真 对其 结构 进行 了进一 步优 化 。 关 键 词 ： 种机 播 有 限元 分析 运动 学仿 真
１ 引 言
陡 峭 端 时 动 鸭 嘴 不 再 受 张 开 力 的 作 用 ， 因 此 鸭 嘴 本 身 附
２ １ 手提 式播 种机 排种 方 案设 计 ．
带 的 弹簧 ９迫使 动 鸭 嘴 闭 合 。此 时 驱动 杆 １运 动到 复 位
位置 进行 下 一次 的播 种 工作 。 整个 施 种过 程 中弹 簧 ４起 到复 位作 用 ， ３起到 控制 杆 杆 ５运 动轨 迹 的作用 。 ２３ 手 提式 播种 机 籽数 的控 制 ．
１ ２
现 制 技 装备 代 造 术与
２ ０ ５ 第１ 期 ０ 第 期总 ９ １ ８
手 提式玉 米播 种机 的设计 研究
李 海连 罗春 阳 张 学 占
（ 华 大学 机械 工 程学 院 ， 林 １２Fra Baidu bibliotek２ ） 北 吉 ３ ０ １
摘 要 ： 手提 式玉 米播 种机 是 一种 小型 、 轻便 、 作 简单 、 种 准确 、 应性 很 强 的播 种 机 。 文就 手提 式 小 操 排 适 本
设 计 与 研 究
种 轮 ２型 孔 中 ， 轮 １中 的 拨 籽 棘 轮 顺 时 针 转 动 ， 动 排 棘 带 （ 分 析 结 果 ４）
种 轮 ２顺 时 针转 动 ，刮种 片 ３可 以把型 孔 附 近 多余 的种 子 挡住 ，型 孔 内 的种 子 被拨 人 鸭 嘴 中 ，从 而 实 现单 粒 排
当前 ，我 国农 业正 由传 统农 业 向现 代农 业 转变 ，农 业 机 械化 水 平 是衡 量 农业 现代 化 水 平 的重 要 标 志 。播 种 机
械 是农 业 机 械重 要 组 成部 分 ，发 展高 质 量 的播 种 机 械 是
现代 农业 的迫切 要求 。我 国北方 由于地 形 限制 ， 当地 农 民 急需 一 种结 构 简单 、 用 方便 、 使 工作 可靠 的 小 型手 持式 播
种。
由图 ７可 以看 出 ， 最大 应力 出现在 拉杆 受 到 冲右 图 的
拐 角 位 置 出 现 了 最 大 应 力 变 化 ， 而 左 图 中 的 拐 角 处 由 于
事先加入 了 Ｒ ３的 圆 角 ， 力 明 显 变 小 ， 且 应 力 过 渡 平 应 而
缓。
表 １ 不 同使 用 寿命 Ａ Ｓ 管 的许 用 应力 值 Ｂ 使 用 寿命 （ ｈ）
中 ， 现 单 籽 拨 种 ； 将 插 板 放 置 在 图 中 虚 线位 置 ， 下 实 若 落
的种子 会进 入 隔 板 右边 Ｂ区域 的两 个 型孔 中 ，实现 双 籽
拨种 ； 要实 现 三籽 拨种 ， 如 不使 用 插板 即可 。
２４ 拨 籽机 构 的工 作原 理 ． 如 图 ４所示 ， 种 机 工 作 时 ， 播 玉米 种 子 从 种箱 落 人 排
棘爪 啮合接 着进 行 下一 次 的工作 。 ２２ 手 提式 播种 机 施种 方案 ． 主 要 工作 过 程 ： 当拉 杆 １沿 图 ２中方 向运 动 时 ， 过 通 凸轮 机 构使 联 接杆 ５运动 ， 带动 联 杆 ６运 动 ， 杆 ６带 动 联
如 图 ３所 示 ：将插 板 放 置在 图 中所示 的实 线位 置 ， 玉 米 种 子 从 种箱 中落 下 进 人 隔 板 左 边 Ａ 区域 的一 个 型 孔
种机。
本 课 题重 新 设 计并 优 化 了播种 机 的排 种 机 构 以及 鸭
嘴 的启 闭控 制机 构 ， 决 市场 上 现 有播 种 机 存在 的卡 籽 、 解 漏籽、 夹土 等 问题 。播种 量 可调 ， 穴播 玉 米 １粒 ３粒 。 每
使用 Ｕ Ｇ软 件 完成 结 构设 计 ，利用 Ａ Ａ Ｓ仿真 软 件对 排 ＤＭ 种 机构 和 鸭嘴 机构 进行 运 动学仿 真 。
２ 手 提式 播 种机 结构 设计
１ ． 驱动杆 ；． 承；， 、、． 杆 ；、． ；． ２ 轴 ３５６７ 联接 ４９ 弹簧 ８ 定鸭嘴 ；０ １． 动鸭嘴
图 ２ 手 提 式 播 种 机 施 种 机 构 简 图
联 杆 ７运动 ，联 接 杆 ７控 制动 鸭嘴 １ 开 ，种 子 落人 穴 ０张
坑里， 实现 播 种 。拉 杆 １ 续 运 动 ， 轮机 构 运 动 到左 端 继 凸
１０ ０Ｏ
３ 播种 机 鸭嘴 控 制与 排种 机构 仿真 分 析 ３ １ 凸轮连 杆仿 真 结果 ． 分 析 曲线 可 以看 出 ， ２４ 在 ．ｓ左右 鸭 嘴 闭合 ， 闭合 曲线 不是 非 常 陡峭 ， 嘴 闭合 时 间在 一 定 范 围 内 ， 以避 免 夹 鸭 可
爪 ３通 过 与排 种 轮 ４端 面 的棘 齿 啮合 从 而 带 动排 种 轮 ４
转 动 ， 而 将玉 米种 子 ５排 掉 。在 排 种轮 ４的另 一端 面也 进 设 计 成具 有 同方 向 的棘 轮机 构 ，当 排种 轮 ４反 向运 动 时
１插 板 ； ． ． ２ 隔板 ； ． ３ 肥腿 ； ４排 种轮 ． 图 ３ 籽 数控 制 装置 示 意 图 １棘 轮 ； ． 种 轮 ； ． 种 片 ． ２排 ３刮 图 ４ 拨 籽 机构 的工 作原 理 示 意 图
３
１ ． 拉杆 ； ． 动销 ； ． 动棘爪 ； ． ２传 ３驱 ４排种轮 ； ． 种子 ； ． 位棘爪 ５玉米 ６ 定 图 １ 双棘轮 机构简 图
４
如 图 １ 作 原理 为 ：当拉 杆 １ 图 中方 向运 动 时 ， 工 沿 带 动 传 动销 ２运动 ， 动 销 ２带 动 驱 动棘 爪 ３运 动 ， 传 驱动 棘
定 位棘 爪 ６与棘 轮 啮 合 牢牢 地 进 行周 向定 位 ，阻止 了排 种 轮 ４的反 向运 动 。在排 种轮 ４沿轴 向运 动结 束 ， 驱动 杆 １复位 的 时候 ， 簧 由于 受 到轴 向力 的 作用 迫 使 排 种轮 ４ 弹 往 反方 轴 向移 动 ，这 时排 种 轮 ４端 面 的棘 齿 与 复位 后 的