行间播种机多功能行走轮设计与试验

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东北农田受沙漠化危害越来越严重,严重影响了东北黑土区粮食产量及农业的可持续发展。为了解决东北黑土地退化的问题,实施保护性耕作势在必行。留茬沟台交替保护性耕作模式,是近年提出的一种适于吉林省保护性耕作模式。改连年垄上种植为行间交替种植。秋收后玉米根茬留在地表,第二年春天,在两留茬行之间,进行播种,播种行与留茬行,每年交换一次,实现交替轮作。东北地区现有的农机具只适合于均匀垄种植,不能满足此种保护性耕作模式,所以研究设计该耕作模式的配套机具是十分必要。本文设计了一种行间播种机,留茬行间种植三行玉米。它一次作业,可完成行间施肥、播种、覆土、镇压等多道工序。减少了作业次数,提高了作业效率。本文对行间播种机的整机设计进行说明,重点是对行间播种机上的多功能行走轮的研制,进行设计计算与分析;对行间播种机的其他部件,机架、种肥箱、排种器、排肥器、输种管和开沟器,进行设计和选择。本文设计的多功能行走轮,同时具有仿形、限深、传动、覆土、碎土和镇压的功能。通过开沟器沟形的分析和沟形曲线的拟合,确定了行走轮的主要参数,其结果是:行走轮的外直径550mm,内直径500mm,内倾面的倾斜角为13o,宽度为230mm;确定了播种机仿形机构和传动机构的结构形式及结构参数;建立了行走轮接地压力与播种单体工作参数及行走轮结构参数之间的数学模型。本文对行走轮与土壤作用,进行了离散元仿真。从土壤的接触力场、位移场和孔隙率的角度出发,验证了本文设计的行走轮满足作业要求。本文应用ADAMS软件,对平行四连杆仿形机构进行了运动仿真,运行结果满足播种机的设计要求。将设计好的2BH-3行间播种机,根据国家相关标准要求,进行田间作业性能试验与测定。试验结果表明:播种机的各项指标,均达到了国家相关标准的要求。行间播种机的粒距合格率为89.8%;重播率7.9%;漏播率2.3%;各行排量不稳定性变异系数2.35%;各行不一致性变异系数1.62%;平均种肥距离为3.99cm。本论文的研究工作,对留茬沟台交替保护性耕作模式配套机具的进一步研究,具有十分重要的意义。
摘要第4-6页
Abstract第6-7页
第1章 绪论第12-22页
    1.1 立题意义第12-13页
    1.2 保护性耕作概述第13-19页
        1.2.1 国外保护性耕作发展第13-16页
        1.2.2 国内保护性耕作发展第16-19页
    1.3 国内外保护性耕作配套机具第19-21页
    1.4 课题来源和主要研究内容第21-22页
第2章 行间播种机整体结构设计第22-28页
    2.1 播种作业的技术要求第22-23页
    2.2 行间播种机的整体设计第23-25页
        2.2.1 行间播种机的技术要求第23页
        2.2.2 行间播种机的整体结构第23-25页
    2.3 行间播种机工作原理第25页
    2.4 2BH-3 行间播种机的主要技术参数第25-26页
    2.5 本章小结第26-28页
第3章 行间播种机多功能行走轮设计第28-52页
    3.1 多功能行走轮的作用及总体设计第28-29页
        3.1.1 多功能行走轮的作用第28页
        3.1.2 多功能行走轮的总体设计第28-29页
    3.2 行走轮的镇压及覆土功能结构设计特点第29-37页
        3.2.1 行走轮结构类型的确定第29-30页
        3.2.2 行走轮直径的确定第30-31页
        3.2.3 行走轮内倾角及宽度的确定第31-32页
        3.2.4 开沟器土槽试验研究第32-37页
    3.3 仿形机构设计第37-44页
        3.3.1 播种机仿形形式与结构类型第37-41页
        3.3.2 行间播种机单元体四连杆机构的设计及参数确定第41-44页
    3.4 传动机构设计第44-47页
    3.5 行走轮碎土功能及外形设计第47页
    3.6 行走轮接地压力计算第47-50页
    3.7 本章小结第50-52页
第4章 行间播种机其他部件的设计第52-60页
    4.1 机架的设计第52页
    4.2 种肥箱的设计第52-54页
        4.2.1 种肥箱的设计要求第52-53页
        4.2.2 种肥箱容量计算第53-54页
        4.2.3 种肥箱参数的确定第54页
    4.3 排种器方案的确定与选择第54-58页
        4.3.1 排种器方案的确定第54-55页
        4.3.2 排种器的选择第55-58页
    4.4 排肥器的选择第58页
    4.5 输种管的选择第58页
    4.6 开沟器的选择第58-59页
    4.7 本章小结第59-60页
第5章 关键部件的模拟仿真第60-70页
    5.1 行走轮镇压效果的离散元模拟仿真第60-65页
        5.1.1 离散元简介第60-61页
        5.1.2 参数选择第61-62页
        5.1.3 模型简述第62页
        5.1.4 仿真结果分析第62-65页
        5.1.5 结论第65页
    5.2 基于 ADAMS 的行间播种机仿形机构运动仿真第65-68页
        5.2.1 ADAMS 简介第65-66页
        5.2.2 模型的构成第66页
        5.2.3 建立模型及施加约束第66-67页
        5.2.4 仿真结果分析第67-68页
    5.3 本章小结第68-70页
第6章 行间播种机整机试验研究第70-80页
    6.1 田间试验目的第70页
    6.2 试验准备第70-72页
    6.3 播种机性能测定方法第72-74页
    6.4 试验地作业前地表情况第74-75页
    6.5 试验结果及分析第75-77页
    6.6 本章小结第77-80页
第7章 结论与展望第80-82页
    7.1 结论第80-81页
    7.2 展望第81-82页
参考文献第82-90页
导师及作者简介第90-98页
致谢第98页
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