滾筒穴播式免耕播種機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與部件研究.pdf

1、隨著保護(hù)性耕作的廣泛應(yīng)用，免耕播種機(jī)的種類也隨之增加。目前具有的免耕播種機(jī)主要有兩種工作方式，一種是將地里的秸稈殘茬進(jìn)行“剪切”，即利用圓盤切刀切斷地表的秸稈殘茬和雜草，從而進(jìn)行入土開溝。另一種是將地里的秸稈殘茬進(jìn)行“移除”，即利用清秸覆秸裝置將播種帶內(nèi)的根茬切斷、清除，連同秸稈等一起拋擲機(jī)具前進(jìn)方向的左側(cè)，清理出干凈的播種帶后，進(jìn)行開溝和播種作業(yè)。以上這兩種工作方式存在對秸稈擾動大、工作能耗高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。
　　針對這一情況

2、，結(jié)合國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)(201303011)，遵循理論分析與軟件虛擬技術(shù)相接合的原則，研究從確定合理的滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)入手，通過理論分析確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。并對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，運(yùn)用Matlab軟件分析鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度ω、夾角ψ、鴨嘴助力角α對滾筒角速度ω1的影響，分析得出當(dāng)鴨嘴助力角α=28°時(shí)，滾筒角速度ω1變化平緩。根據(jù)求得的鴨嘴助力角α=28°，計(jì)算得出滾筒上設(shè)置的矩形長孔的角間距18°，長孔

3、個(gè)數(shù)為20個(gè)。利用以上得出的數(shù)據(jù)，運(yùn)用CATIA對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真，得出當(dāng)機(jī)具行進(jìn)速度為1m/s即鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度為1.67π rad/s時(shí)，機(jī)具工作平穩(wěn)。最后繪制工程圖紙，進(jìn)行樣機(jī)加工，通過試驗(yàn)再次驗(yàn)證成穴機(jī)構(gòu)的工作性能和設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　課題主要工作如下:
　　(1)成穴機(jī)構(gòu)的方案選擇:通過研究對比三種免耕播種成穴機(jī)構(gòu)方案，最終確定一種新型滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu)，主要是以成穴入土播種的工作方式穿透秸稈完成播

4、種過程，該方案不僅對秸稈殘茬擾動較小，并且能耗較低。
　　(2)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì):通過理論分析與幾何圖形求解對鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)、滾筒等關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù):穴播器半徑為200mm、鴨嘴為12個(gè)、鴨嘴長度為70mm、鴨嘴助力角α=28°;滾筒半徑為400mm、圓周徑向均勻分布20個(gè)70×40mm矩形孔等。
　　(3)成穴機(jī)構(gòu)運(yùn)動機(jī)理分析:對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，得到滾筒角速度ω1與鴨嘴與滾筒接觸位置和豎直方向夾角ψ

5、的方程。運(yùn)用Matlab軟件對滾筒角速度∞1與鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度∞、夾角ψ、鴨嘴助力角α之間的關(guān)系。
　　(4)仿真分析:運(yùn)用CATIA運(yùn)動仿真對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，求得鴨嘴在撥動滾筒轉(zhuǎn)動的過程中，鴨嘴撥動滾筒轉(zhuǎn)動的規(guī)律和滾筒角速度的變化規(guī)律。
　　(5)樣機(jī)試制與試驗(yàn):應(yīng)用CATIA工程制圖工作臺，進(jìn)行樣機(jī)工程圖紙的繪制。加工裝配試驗(yàn)樣機(jī)，從而進(jìn)行田間作業(yè)，驗(yàn)證樣機(jī)的通過性和成穴效果。
　　研究結(jié)果表明通過使