草坪播种机的设计

草坪播种机的设计

摘要本设计是根据国内外播种机的发展趋势，通用性和适应性不断提高以及本着结构简单操作灵活的原则，而设计的一种由地轮驱动的离心式草坪播种机。该机结构上优点，使之能适应各种草地的播种。小到1-2分大的草地，大到十几亩的草地都能适应。还可以根据草地的不同情况，调节合适的播种量。该播种机无引擎驱动，无噪音污染，播种效率高，轻便简洁，操作方便，美观实用，适用于一般草坪的播种。本文着重对播种机增速器、撒种部分以及叶轮等结构进行设计选择。

关键词草坪播种播种机播种叶轮

Abstract

The design is based on the development trend of the machine, and constantly improve the universality and adaptability with simple structure, flexible operation, and design principle of a kind of ground wheel drive centrifugal lawn seeder. This machine structure, the advantages of the seeding can adapt to the grass. Small to 1-2 points in the big big to ten acres of grass, grass can adapt. According to the different grass can adjust suitable sowing rates.This machine is driven suif, engine, high efficiency, the pollution of portable concise, easy operation, beautiful and practical. Applicable to general lawn sowing. This paper machine, plate and seed growth structure design selection of impeller.

Keywords Grass seeds Seeder Sow Impeller

目录

1 引言 (1)

2 技术任务书（JR） (2)

2.1 设计的依据 (2)

2.2 产品的用途及使用范围 (2)

2.3 主要技术指标和重要技术参数 (2)

2.4 主要工作原理 (3)

2.5 已经考虑过的若干方案的比较 (3)

2.6 关键问题及其解决办法 (4)

2.7 机构的功能及特点 (5)

3 设计计算说明书（SS） (5)

3.1 草坪播种机结构的方案设计 (5)

3.1.1 传动比的确定 (5)

3.1.2 动力参数计算 (6)

3.2 圆锥齿轮的设计计算 (6)

3.2.1 选择材料，热处理方式及精度等级 (6)

3.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 (7)

3.2.3计算齿轮的主要尺寸 (8)

3.2.4验算轮齿弯曲疲劳强度 (9)

3.3 轴的设计计算 (10)

3.3.1轴Ⅰ的设计 (10)

3.3.2 轴Ⅱ的设计 (13)

3.4 叶轮的设计 (16)

3.4.1 结构尺寸设计 (16)

3.4.2 驱动叶轮所需功率L (17)

3.5 地轮的构造 (18)

3.6 零件的设计计算 (18)

3.6.1 丝杆的设计 (18)

3.6.2 键连接的选择及计算 (19)

4 使用说明书（SM） (19)

4.1 使用前注意事项 (19)

4.2 播种时应注意的事项 (19)

5 标准化审核报告（BS） (20)

5.1 产品图样的审查 (20)

5.2产品技术文件的审查 (20)

5.3 标注件的使用情况 (20)

5.4 审查结论 (21)

6 结论 (21)

6.1 机构的创新点 (21)

6.2 制造价格及应用范围 (21)

参考文献 (22)

致谢 (23)

1 引言

时间转瞬即逝，转眼之间四年的大学生涯就要结束了，回首四年的学习生活，我感到自己的收获无比丰富。四年来，我不仅认真学习了各门基础课，而且更加系统地掌握了多门专业技术课，在每次的课程设计中，我都认真对待，努力钻研。这样，通过四年的锻炼不断地提高了我的设计、绘图、识图能力。可以说，大学里的理论基础，不但使我学会了分析问题、解决问题的能力，而且更强化了我的知识结构。尤其幸运的是，我不只一次地深入工厂实习，把学到的知识应用于实习现场的具体工作中，提高了自己的动手能力，为我今后步入工作岗位打下了更好的实践基础。

本次设计的目的是培养自己初步掌握独立从事专业技术工作的能力，提高自己从事工艺和工艺装备设计的水平，使我初步掌握从事本专业科学研究工作的能力。通过毕业设计不但培养了我运用各种工具书的方法和技巧，同时也培养了我独立思考问题、解决问题的能力。通过翻阅查找各种工具书，扩大了视眼，丰富了自己的知识范围。

本次设计我是有充分准备的。我不仅准备了四年的时间来掌握各门专业课学习，而且我多次深入工厂实习，更主要的是设计期间不断地从网上、图书馆收集大量的资料，寻找各种解决问题的方法。所以说本设计我是有充分准备的，它是与生产实际相结合。它也将成为我走上工作岗位的一次重要演习，为我今后的工作打下坚实的基础。

草坪播种机设计是一个典型的机械系统设计。提高农业的机械化和自动化程度，是实现农业现代化的重要一环。用现代化设备装备我国农业工厂，已成为一项迫切的重要任务。

实现草坪播种作业机械化的好处：节约劳动力，提高生产率和草坪质量，节约原材料和降低成本，降低劳动强度和改善环境卫生，保证操作的安全，减少草籽的浪费等。草坪播种作业机械化、自动化目前正向着高速化、通用性、可靠性、费用低、流水线自动化控制、采用新的机械工具等六个方向发展。

2 技术任务书（JR）

2.1 设计的依据

目前在我国已有专用草坪播种机械, 但是价格很高。通常对于播种面积不算太大, 又不是专业经营草坪种植业的单位或个人, 就没有必要专门买一台草坪播种机, 这样就给草坪播种带来很大的困难。为了解决这一问题, 经过多次对市场调查和研究, 决定设计一种简易草坪播种机。

2.2 产品的用途及使用范围

草坪是高度培育的特殊草地, 随着草坪面积的扩大, 品质的提高, 草坪业逐渐由单一的人工作业向半机械化、机械化、自动化过渡, 草坪作业的机械化已成为十分重要的课题。专用的草坪播种机还处于起步阶段, 草坪草种子细小,用手撒的方法不仅不易将种子撒匀, 且工作效率低, 不能满足建坪建设的要求。

通过市场调研，决定设计一种由地轮驱动的离心式草坪播种机，该机由种子箱、机架、传动装置、叶轮等部分组成, 一人即可操作, 播种者双手推动播种机，种子箱下的旋转叶轮便会把种子吹出去, 下种口的大小可调, 播种量的多少调节下种速度。此播种机体积小、质量轻、结构简单、灵活耐用, 不受地形、环境和气候的影响, 不仅适用于大面积建坪, 更适用于在复杂的场地下建坪使用。

2.3 主要技术指标和重要技术参数

计划设计播种机的主要设计参数：

1）外形尺寸：519mm?380mm?800mm

2）功率：417W

3）轮子转速：64r/min

4）力矩：T

=62224N·mm

轮

5）净质量：≤40kg

6）变速要求：单级

7）叶轮半径：0.1m

2.4 主要工作原理

本次设计的手推式播种机主要利用轮子运动传动变速箱中的锥齿轮实现飞轮的高速运动的功能。播种机工作时由人推动机器行走，驱动地轮带动安装在齿轮箱内的一对锥齿轮转动，固定在被动锥齿轮轴上的叶轮在锥齿轮的驱动下高速旋转。种子箱内的种子靠重力通过种子箱底部的落种口经过丝杆和圆锥下料筒下落到转动的叶轮边缘，在叶轮风力的作用下撒布于地表。在被动锥齿轮轴伸入种子箱底部的端头，安装有搅种装置，可将种子顺利落入撒种盘。撒种量可通过改变落种口开度来调节。

2.5 已经考虑过的若干方案的比较

我所设计的手推式草坪播种机首先要通过一个传力构件将人力传递出去。为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。因执行播种动作的叶轮的相对运动方向与人行进的方向垂直，经前面增速机构传递过来的运动都需要再经过一级转换机构传递到执行构件。通过分析得到手推式草坪剪草机的组成框图，如图2—1所示。

图2—1手推式草坪剪草机的组成框图

能实现草坪播种的方法较多，但各有利弊，具体分析如下：

（1）用手撒草坪草种子细小，用手撒的方法不仅不易将种子撒匀, 且工作效率低, 不能满足建坪建设的要求。

（2）用铁筛撒用铁筛虽然避免了用手撒的弊端，但浪费时间，且人力消耗量大，不能满足一般草坪的建设要求。

（3）用播种机用播种机，可避免以上两种方法存在的问题，使所设计的机器小巧，

且可灵活操作。因此，我们选择设计手动式播种机。

手动的形式又有手摇动和用手推动两种。机械容易实现的是简单的转动和往复直线运动，如果用手摇动手柄实现执行构件的往复移动，由于播种机还要靠人力推着向前行进，操作者要完成的动作过多，操作不方便。要使操作者只通过简单的操作即可完成播种动作，可以用手推播种机向前行驶，靠播种机轮子的转动将转动运动转变成叶轮的往复旋转而输出到执行构件。显然设计成手动式草坪剪草机是合理而可行的。

2.6 关键问题及其解决办法

增速机构的设计：用组合法实现增速

为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。由于转换机构的运动输入构件作定轴转动，这样在播种机动力输入构件轮子和转换机构的运动输入构件之间，可以采用链传动，带传动和齿轮传动。为了使所设计的剪草机结构紧凑，可以采用齿轮传动。而齿轮传动有直齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，直齿锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。但是蜗轮蜗杆传动的效率低，一般是蜗杆主动，且轴线空间交错，应用到播种机械中，会使支撑结构复杂。直齿圆柱齿轮传动和斜齿圆柱齿轮传动的轴线相互平行，不能起到两轴垂直的作用，因此，可选择直齿锥齿轮传动作为增速机构。机构组成方案如图2—2所示。

图2-2 机构简图

2.7 机构的功能及特点

（1） 该机采用地轮—齿轮传动结构，结构紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，

使用方便、灵活，适合一般草坪的播种；

（2） 无需引擎驱动，使用安全、可靠，便于维护；

（3） 播种幅宽为1m ，外形尺寸（长?宽?高：586?369?200mm ）,质量40kg （材料由

45钢制作）；

（4） 采用耐用的铸铝底盘和结构件，具有永不生绣、永不卷曲变形的特点；

（5） 地轮半径为0.25m ，且一个轮子装上寿命长的球轴承，使播种机转弯时易于推动；

（6） 金属手柄易于折叠，以减少包装尺寸，手柄长度可伸缩，对于不同身高的操作者

同样适用；

（7） 撒种部分独特的设计可防止种子堵塞出口通道；

（8） 外观造型美观，更适合家庭用户的审美要求；

（9） 播种的效果较理想，且成本低，是一般草坪播种的首选产品。

3 设计计算说明书 （SS ）

3.1 草坪播种机结构的方案设计

3.1.1 传动比的确定

根据运动学基本原理，在忽略种子与撒种盘之间摩擦的情况下，传动比为： ()[]()

21122224H vr g r D R i d -= （1）

式中 R d -------地轮半径

D--------撒种幅宽 r---------撒种盘半径

v--------行走速度

H--------撒种盘离地高度

g---------重力加速度

在确定行走速度v 时，既要保证播种机在种子箱装满种子后，播种机能够正常作业，