农业机械的设计要求和设计程序

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1、农业机械的设计要求和设计程序一）设计要求1。满足农业技术要求 衡量某种农具的好坏，除技术指标（生产率、功耗、操纵性能）外，最主要看能否满足农业技术要求。2。使用维修方面的要求 在满足作业要求的前提下，机器结构简单、操作方便、工作可靠、使用维修方便。便于维修保养，尽量减小润滑点，零部件的调整、装卸方便，易损件应具有通用性。3。制造方面的要求 在保证机器性能和寿命的前提下，优先采用廉价材料，降低制造成本。合理确定加工精度和技术条件，降低加工费用。 应按照“三化”要求的原则，设计产品。二）设计程序对于一种新农业机械的开发，通常要经历一下程序。1。产品的可行性分析在项目开发以前，对本产品的有关资料全面

2、调查了解，收据资料，进行需求分析和市场预测。对实施条件、技术难度、经济效益以及推广本产品后，农业生产的影响作出全面估计，得出可行的结论。如果看不出明显的好处，则不宜实施。若有明显的好处，则， 提出可行性报告，交到有关部门鉴定。可行性报告里还包含着设计计划任务书。设计计划任务书里应明确规定任务的来源、机器的使用范围、设计依据以及有关技术经济指标等内容。然后任务的要求制定执行计划和完成进程。 2。确定具体目标是设计的机器满足农业技术要求和生产率的前提下，在机器性能上达到的目标。3。性能设计与试验段是机器总体方案的设计（确定）设计方法有三种创新设计：就是产品的新开发改进设计：在原有的产品里，结构性能

3、上，进一步优化、进一步完善。仿造设计：原有的产品上，模仿它的结构、工作原理，设计出另一种新产品。 性能设计阶段：主要解决机器性能问题。设计重点放在整机的工艺流程和主要部件的性能问题。只要机器的工作原理及主要部件的性能可以满足农业技术要求，并能达到规定的技术指标就行。根据已确定的方案， 设计绘制图样，并制造出样机。性能试验：主要考察设计的样机是否达到设计所要求的各项指标。若技术指标达不到设计要求，重新设计，直到满足设计要求为止。试验结束后，应提出技术试验报告，对这种样机是否作为产品生产作出结论。 新产品的试制和试验段：设计的样机如果在性能上、技术上、经济上可行就可以进行产品设计。产品设计中，主要

4、解决结构设计，进一步完善各部件的结构，主要考虑：零部件的强度和刚度。零部件尽量采用标准化、系列化、通用化。产品设计结束后， 进行试制和试验。试验结果达到预期目标，进行批量生产。 产品的设计结束后，根据用户的要求，或市场预测，进行批量生产。有大批量生产和小批量生产总之，设计制造出的机器结构简单、完善，加固耐用，机器又较高的生产率，较低的功率消耗，操作方便。 已知一台5行小麦条播机，外槽轮排种器，地轮直径为1米，行距20厘米，农艺要求播量Q=10斤/亩，播前调整结果是：在外槽轮有效工作长度为20毫米、均匀转动地轮30圈后，播种机总排量为1斤，问该调整结果能否满足农业技术的要求？若不能满足，调整到多

5、大排量时才能满足农业技术的要求？此时的外槽轮有效工作长度是多少？已知：Q=10斤/亩，b=20cm，n=5，D=1m，Ls=20mm，N=30，Gs=1斤。求：Gl，Ll解：Gl=DBQN（1+）/ 666.7 =3.1410.2510 30 666.7=1.41 （斤）100%GsGlGl = 100% 1 1.41 1.41 =29%2% Gs/Ls=Gl/Ll=1/20= 1.41 /Ll，Ll=28.2 （ mm一、水平直元线法形成犁面的原理 形成条件1、元线是水平直线，运动时紧贴导曲线，而且始终保持水平。2、导曲线是包络抛物线，一般在于垂直于铧刃线的铅垂面上。3、元线角（推土角）按一

6、定规律变化，变化规律规律不同，犁体曲面形状不同，性能不同。 变化规律是元线高度不同时，元线推土角不同。 元线角(推土角)是沟墙与元线之间的夹角。4、影响曲面的因素：导曲线的参数、位置和元线角变化规律。直柱形犁体曲面：特点是犁体曲面是圆柱体的一部分，元线角是不变的、始终保持规定值。扭曲形犁体曲面：元线角变化规律不同，有翻土型、碎土型、推土型、 升土型、通用型等。二、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理1、元线是斜直线，运动时紧贴导曲线。2、导曲线在于某一水平面，常用的导曲线是折直线， 或曲线。3、斜元线的运动规律不同，犁体曲面形状不同性能不同。 即，元线运动时，元线的方位角按（推土角和翻土角）一定规律

7、变化。元线的方位角按（推土角和翻土角）不同规律变化，犁体曲面形状不同。有螺旋性，单叶双曲面型等。影响犁体曲面的因素：导曲线的形状、位置、参数和元线的方位角的变化规律。 有一台玉米播种机进行单粒播种作业时，水平圆盘的型孔长度L为12mm，种子平均粒径d为8 mm，株距t为200mm，圆盘直径D为250 mm，型孔数量Z为25个。问当机组作业速度Vm为8km/h时，该播种机能否正常工作？为什么？试确定校正后的机组前进速度（km/h）？分析：1、根据已知条件计算该排种器的极限速度； 2、根据已知Vm计算排种器的实际速度。3、若排种器的实际速度小于极限速度，说明播种机能正常工作。否则，将极限速度Vp代

8、入Vp与Vm关系式，求出机组的最高速度值。解：Vp=（Ld/2）g/d =(0.012 0.008/2）9.8/0.008 =0.28 m/sVp=DVm（1+）/ Zt =3.140.258000/3600/250.2=0.35 m/s 不能工作0.28= 3.140.25Vm/ 250.2Vm =1.78m/s=6.4km/h1、正牵引：阻力线通过动力中心，且平行于拖拉机前进方向。这是最理想的状态。由于犁的耕幅一般小于拖拉机的轮距，所以，不易获得这种状态。2、斜牵引：阻力线通过动力中心，但不平行于拖拉机前进方向，偏斜一个角度。种场合，阻力线分成Px 和 Py ， Px 与牵引力来平衡； P

9、y在拖拉机后轮上产生侧向推力，若土壤 反力S能抵抗侧向推力，直线性好，若不能抵抗侧向推力，则直线性差。3、偏牵引：阻力线不通过动力中心，但平行于拖拉机前进方向，偏差一个距离e 。整个机构工作时产生偏转扭矩，M= Px e ，所以，偏转扭矩在拖拉机前轮上产生侧向推力，4、偏斜牵引：阻力线既不通过动力中心，也不平行于拖拉机前进方向，这是偏牵引和斜牵引的组合。2、悬挂犁机构的受力分析假设：犁在工作中等速直线运动，即不产生惯性力； 犁侧板工作时不接触沟底面，即不受重力影响。（2）悬挂犁高度调节时的受力分析 悬挂犁高度调节耕深时，分配阀手柄放在“浮动”位置，即提升壁和吊杆上没有压力，所以上拉杆和下拉杆都

10、是二力杆。所以，限深轮上的土壤的反力来控制耕深。 所受力有悬挂犁的重力：其大小、方向、作用点已知；土壤阻力Rxz ：根据六分力法和三面法求出大小、方向、作用点已知。犁侧板摩擦力Fx： Fx = fRy ， f =0.250.5; 方向向后；作用点犁侧板末端，已知。限深轮支反力Qxz ：作用点通过轮中心，方向tg= f = 0.250.5 ,但大小未知。 整个机构中，未知数三个（限深轮支反力大小、上拉杆的力的大小、下拉杆的力的大小）可以图解法来求解。先按比例画机构简图，采用脱离体法，求机构的总阻力（牵引阻力）。 牵引阻力是重力G、犁壁上的土壤阻力RM、犁侧板上的摩擦力FX、限深轮上的支反力RN(

11、QN)的合力。将农机具为脱离体，求牵引阻力。R=G+RM+Fx 是犁上总的土壤反力先求G+RM的合力大小、方向作用点。按比例作力多边形求R=G+RM+Fx的大小、方向和作用点将农机具为脱离体，求牵引阻力。R=G+RM+Fx 是犁上总的土壤反力 ；求G+RM的合力大小、方向作用点。；按比例求R=G力多边形；求R=G+RM+Fx的作用点；整个机构中有四个力，限深轮支反力QN、 犁上土壤阻力R、上拉杆力S、下拉杆力NB。上拉杆和下拉杆拉杆和下拉杆都是二力杆，力的方向和作用点已知。它们的合力必须通过瞬1。 整个机构中有四个力，土壤阻力R、限深轮支反力QN、 上拉杆力S和下拉杆力NB上下拉杆的合力即牵引

12、力P因结构平衡，三个力必须汇交于一点。整个机构中，未知数三个可以图解法来求解。在力多边形图上画三个力的方向线，就可以求三个力的大小。 整个机构中，牵引力是两个拉杆传递的，两个拉杆是二力杆，可以求出两个拉杆的力。 1、耙片间距对圆盘耙设计安装和使用耙组、保证其正常工作是非常重要的。轴向间距的大小直接影响耙组在耕作横断面内的对土壤加工和处理的程度、碎土质量。间距太小易造成土壤堵塞，太大易产生漏耙。要解决好这一矛盾，耙片轴向安装间距的合理选择是至关重要的。2、解决不漏土、漏粑措施 （1）首先以不产生堵塞的条件b（1.52）a 确定圆盘耙片的轴向安装间距，保证耙组能入土工作。 （2）然后采取配置相互交

13、错排列的前后2列耙组，前耙组产生的漏耙由后列耙组进行处理，保证整台机组既不漏耙又不堵塞。 结论：通常在生产实际过程中所应用的圆盘耙均为双列耙。3、常用的播种方法及播种机的类型？ 基本类型：条播机、穴播机、 精密播种机2、播种机的一般组成有哪些？ 机架、传动装置、种肥箱、排种器、排肥器、行走装置、开沟器、覆土器、镇压器等。4、何谓排种器的工艺实质？ 排种器的工艺实质是：通过排种器对种子的作用，将种子由群体化为个体、化为均匀的种子流或连续的单粒种子。5、对排种器的技术要求： 1）、播种量稳定； 2）、排种均匀；3）、不损伤种子；4）、通用性好且使用范围大；5）、调整方便、工作可靠；6、条播排种器：

14、槽轮式、磨盘式 、离心式、气力式； 7、穴播排种器 ：型孔盘式、型孔轮式、气力式。 外槽轮式排种器8、外槽轮排种器的结构及工作原理？ (1)基本构成：外槽轮、排种盒、排种舌、阻种套、排种轴等。 (2)、工作原理：外槽轮转动时，种子逐次充满于凹槽内，随之转动，种子在排种轮槽齿的强制推动下经排种口排出（强制层）。同时处于槽轮外缘的厚度为C的一层种子利用种子之间的摩擦力和槽齿凸尖对种子的间断性冲击，以较低的速度被带出，该层种子被称为带动层。 工作特点： 通用性好；播量稳定；播量调节方便；结构简单；有脉动现象。带动层以外的种子被称为静止层。所以，外槽轮排种器每转排量是强制层和带动层的迭加。 9、按照圆

15、盘的旋转方向可分为：水平圆盘排种器、垂直圆盘排种器和倾斜圆盘排种器等三种类型。需要特别注意的是：Lmin （1.52）种子长度10、水平圆盘排种器的线速度Vp的确定 种子从填充开始即为自由落体运动，Vp增加填充时间缩短填充性能下降，Vp减小填充时间变长填充性能增加，但生产率降低。因此，必须首先确定水平圆盘确保种子填充的极限线速度。 11、注意：但变更传动比的前提条件是，圆盘的线速度必须在该排种器规定的极限速度以内12、种子处理工艺流程及配套设备（1）、种子处理过程一般可分种子准备、晒种、除芒、选种、浸种消毒、催芽等六个工序。（2）配套的主要设备有：种子除芒机、精选机、催芽器等 。目前脱芒机有摩

16、擦式与打击式两种类型 13、种子精选机 设备主要有初选机、往复振动式精选机、比重精选机以及中间输送装置 14、出芽室设备 由保温、控温、加湿（喷水）、秧盘架等机具组成 15、机动水稻插秧机的构造 （1）机动水稻插秧机由动力行走部分和插秧工作部分组成。 （2）插秧工作部分的构造因分插秧原理不同而有较大差异，但基本上包括分插机构、移箱机构、送秧机构等工作机构。16、植保机械的类型主要有： 喷雾机、弥雾机、超低量喷雾机、喷烟机、喷粉机等17、喷 雾 机 液 泵 1）、往复泵：活塞泵、柱塞泵2）、旋转泵：离心泵、转子泵、螺杆泵3）、隔膜泵18、农田灌溉机械包括农田排灌机械和农田灌溉机械。19、农田灌溉

17、机械主要有喷灌和微灌两种类型。20、水轮泵是利用自然水进行抽水的农田灌溉机械。由作为动力用的水轮机和离心泵组成。 21、井用泵 它从井下抽水灌溉。 22、潜水泵 它由水泵、电动机、进水部分和密封装置等四部分连23、谷物收获的农业技术要求）适时收获，尽量减少收获损失；）保证收获质量；3）禾条铺放整齐；4）要有较大的适应性24、切割器有如下的技术要求：割茬整齐、不漏割、不堵刀、功率消耗小。 实验结果表明：谷物茎秆的切割过程与割刀的特性、茎秆的物理机械性质、切割方式、切割速度、割刀与茎秆的相对位置等有关 结论：横切、斜切、削切三种切割方式均应属正切。 切割理论的力学试验结果和割刀运动几何分析结果表明

18、，滑切比正切省力。25、滑切比正切省力的机理？高略契金力学试验：高略契金力学试验步骤是，在割刀上一面施加法向力P，一面使割刀刃口沿切向方向产生滑移，滑移量为S，在切割条件相同的情况下（材料、深度），割刀运动几何分析：对比分析割刀刃口上某质点进入材料时正切刃口角和滑切刃口角的大小，刃口角越小越省力。 （1）技术路线：将割刀刃口局部放大，设割刀在A点切入材料，切割方式分别为正切和滑切，正切刃口角为，滑切刃口角为/。 分析结果表明，滑切与正切相比，滑切进入材料时的实际刃口角/比正切时的刃口角变小了，这也是滑切比正切省力的原因之一 。（1）从力学试验结果和割刀运动几何分析结果两方面说明了滑切比正切省力

19、。在对物体进行切割时，尽可能地采用滑切方式，以利于降低切割阻力和功率消耗。 26、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响1)、茎秆的物理机械性质主要是指茎秆本身所固有的一些特性，他包括切割阻力、弯曲阻力、弹性摸量、抗弯强度等。而这些因素随茎秆的品种、成熟度和湿度等的变化而变化。只要割刀克服了横切面内的切割阻力，茎秆就会被切断。 27、往复式切割器，一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、刀杆等组成。 28、切割图利用作图法，画出动刀片的绝对运动轨迹，分析割刀的切割过程。一、 据测试，每米割刀所产生的惯性力高达600800N，严重地影响了机器的使用寿命和工作质量，因此，常用的措施：在曲柄销对面

20、增加平衡配重29、拨禾轮在工作时一边旋转，一边随机组做直线运动，其拨板的绝对运动轨迹是上述两种运动的合成。根据切割器工作时需要有拨禾轮的向后引导谷物茎秆和推送被割茎秆的作用，拨板的绝对运动轨迹也必须满足余摆线的要求，即=Vb / Vm1 在这里也出现了运动参数对拨禾轮安装高度H的影响，其分析过程与前面讲过的旋耕机理论相同。H = Lh R / 30、拨禾轮清扫割刀及稳定推送的条件 这需要拨板在转动到最底位置时对茎秆的打击部位要满足只能向后倒不能向前倒的条件，因此，拨板在转动到最低点时必须打击在已割茎秆的重心以上，即打击点在距穗头部1 / 3处以上，否则，茎秆将向前倾倒，造成割刀堆积堵塞。31、

21、脱粒机的一般组成 脱粒机一般包括以下主要部分：脱粒装置、分离装置、清粮装置、传动装置和机架等。其中，脱粒装置、分离装置、清粮装置是脱粒机械的三大组成部分，也是本章的主要讲述内容。 32、脱粒机械的工作原理 （1）被割谷物经脱粒机械的喂入口进入由脱粒滚筒和凹版组成的脱粒间隙进行打击和搓擦后，短脱出物通过栅格状凹版进入由清选筛和风机组成的清粮装置进行清选。 （2）长脱出物则进入分离装置进行茎秆与籽粒的分离，长茎秆被排出机外，而籽粒等短脱出物则通过分离装置上的筛孔进入下方的清粮装置进行清选；在风机和清选筛的联合作用下，颖壳等细小轻杂物被吹出机外，干净的籽粒经由籽粒收集装置进入集粮装置。33、 谷物的

22、脱粒特性与脱粒原理 1）、谷物的脱粒特性主要是指谷物的脱粒难易程度， 2）、谷物的脱粒原理 冲击脱粒：靠脱粒元件与谷物穗头的相互冲击作用而进行脱粒。冲击速度越高，脱粒能力越强，但破碎率也越大。 搓擦脱粒：靠脱粒元件与谷物之间，以及谷物与谷物之间的相互摩擦而使谷物脱粒。脱粒能力与脱粒装置的脱粒间隙的大小直接有关。 梳刷脱粒：靠脱粒元件对谷物施加拉力而进行的脱粒。 碾压脱粒：靠脱粒元件对谷物施加挤压力而进行的脱粒。此时作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。 振动脱粒：靠脱粒元件对谷物施加高频振动而进行的脱粒。 34、切流钉齿滚筒式脱粒装置 1、组成：钉齿滚筒和钉齿凹板 目前常用的分离装置有：键式逐稿器、平台式逐稿器、分离轮式逐稿器，后两种现在已基本淘汰。 35、清选原理：利用被清选对象各组成部分之间的物理机械性质的差异将他们分离开来。清选装置的类型主要有：气流式、筛子式气流筛子组合式。 气流式清粮装置：按照谷物混合物各组成部分的空气动力特性的不同进行选别。一般用物料的飘浮速度Vp来表示 筛子式清粮装置；利用混合物各组成部分的尺寸特性的差异进行分离和选别。具体方法是：根据谷粒的大小、形状，设计适当的筛孔，以达到筛选的目的。 气流筛子组合式清粮装置：利用混合物各组成部分的尺寸特性和空气动力特性将筛子和风机配合进行分离选别。清粮效果好，在多数脱粒机和联合收获机上采用这种配合形式。