1、自动施肥机的机械本体设计MechanicalBodyDesignofAutomaticFertilizer摘要自动施肥机所要解决的技术问题就是实现机械挖坑与施加肥料同时工作。自动施肥机是依靠四轮拖拉机带动的，整个挖穴过程是依靠传动轴的牵引来实现的，施肥机上的钻头的速度依靠拖拉机后轴输出的动力来控制，尚有减速器的换向的功能。接下来被挖掘出来的土壤将在压力的作用下，聚拢到土壤的收集箱内，那么在肥料箱内的肥料，通过箱体内的齿轮的转动，进入肥料管，最后进入土壤收集箱，和土壤土实现一系列的搅拌，混起来了，末了完成肥料的施撒。那么如何满足一定量的肥料呢？这里我会采纳电容式接近开关,这个开关可以丈量到泥土有
2、多长的距离，如果达到了特定的距离，就会关闭施肥管，若是没有满足到足够的距离，那这样的话施肥管会连续保持打开着的状态，最后实现特定量的施肥数量。关键词自动；施肥；挖坑摘要IAbstractII1绪论11.1 课题研究的意义11.2 海内外定量挖坑施肥机的成长状况11.2.1 海内外定量挖坑施肥机的成长状况11.2.2 国内定量挖坑施肥机发展状况21.3 国内外果园自动施肥机存留的问题21.4 研究的内容和方法21.5 预期目标31.6 探索考究的重要问题及处理的思绪32自动施肥机的总体设计42.1 自动施肥机的方案的选择41 .1.1自动施肥机的几种样式42 .1.2自动施肥机的方案的制定62.
3、 2自动施肥机的具体结构63施肥机的动力源部件的介绍73. 1拖拉机的总概述74. 2拖拉机的特点：73.3拖拉机的技术参数介绍73.4自动施肥机的原理84施肥机主要部件的设计94.1 螺旋钻头的设计94.1.1 螺旋刀片的参数的选择94.1.2 螺旋钻头的螺杆94.1.3 螺旋钻头的外径94.1.4 螺旋钻头的长度94.1.5 螺旋钻头的螺旋升角a104.1.6 螺旋钻头的导程h104.1.7 钻头的选择104.2 土壤收集器的设计104.2.1 土壤收集器内部弹簧材料选择104.3施肥箱114.4排肥轮的设计与排肥量的计算111.1.1 计算设计部分111.1.2 材料的选择124.5 排
4、肥管的介绍124.5.1 基本介绍124.5.2 类型124.5.3 材料的选择124.6 覆土装置的介绍134.7 机械传动结构及其它的工作原理134.7.1 基本介绍134.7.2 减速器的结构以及分析144.7.3 轮系的运动方向144.7.4 各个齿轮以及链轮的参数154.7.5 施肥机的传动比以及转速的计算154.7.6 材料的选择164.8 自动施肥机的接近开关的设计174.8.1 接近开关选择174.8.2 电容式接近开关与其定量施肥的原理195保养与维修206经济效益20结论22致谢23参考文献24IV1绪论1.1课题研究的意义在如今一个机械化的时代，很多靠人力来解决的问题如今
5、都可以依靠机器来解决印。自动化施肥技术可以大大的改善水果的品质和有效的提升它的出产的数量，然而就目前中国自动化施肥技术的钻研和探讨，与相应的后期钻研技能并不熟练，不得心应手，靠人力气去添加肥在添加肥料的这一劳作过程的应用最为广泛。但是人工施肥的见效不是太明显，工作时间过长，劳动强度过大，使用的成本费用高，等缺点，所以这严重阻碍了中国果园行业的发展，所以自动化施肥的使用，对于现代的人们的作用大大的提高，人们迫切需要这样一种机器的诞生。在严峻的形势下，我们引用了国外的，超前的技术和足够的经验，取长补短，结合中国实际的风土人情来制造出，适合人们使用，满足果园行情的的各种自动化施肥机器。因为中国缺乏太
6、多太多的自动化的施肥机器，所以这就导致非常多的一些地方没有办法去实现自动化的施肥，与靠人力去添加肥料相比较，自动化施肥的最大优点在于，节省时间，节省体力，工作效率非常高。在现代化农业发展的如此之迅速的情境下，中国的施肥自动化的需求日益增长，相应的施肥机械没有形成，所以需要我们去探索，去开发。我们最重要的核心点的是对挖土机器的钻研和考究，挖土机非常基本的功能就是，开采泥坑和穴口去添加肥料，我国的果园施肥采用最早也是最多的方法，就是用挖掘机去挖坑，然后利用人工操作去施加肥料，然后把之前挖出来的泥土推放至原始坑里，通过镇压轮进行铺平，再给它压得结结实实的。中国的挖坑机的研制相对而言在国外的后期，现在
7、在中国的不同环境下都可以去使用挖坑机，但是这个机器的的功能非常的单一，在它完成挖泥坑之后就罢工了，这样的话，就无法去完成添加肥料的作。虽然目前中国的扶持力度越来越大，在果园机械化这一块领域，但是中国依然存在很多问题，在中国果园自动化施肥技术以及机械设备上。特别实在近几年来，国内果园种植面积的不断扩大，并且如何根据当地的情况去有选择的，进行选择性肥料的品种，肥料的多少，施肥之间的隔断的次数，都是我国需要深入的学习和研讨的必要条件。针对施肥机械的研制和讨论，最主要的应该从以下的如何挖沟，如何定量施肥，如何把挖出来的土盖上，如何把土地压实等一系列问题出发，因此制造出来一种施肥机械是非常非常有必要的，
8、是我们必然的选择。1.2海内外定量挖坑施肥机的成长状况1.1.1 海内外定量挖坑施肥机的成长状况定量施肥机等一系列的精密的农产业技术的研究与制造，国外长期以来一直在密切关注与进行中。20世纪80年代末，精准农业这一思想被美国土壤研究的专家郑重的提了出来。到目前为止，精准农业在全球范围内广泛的得到了很大程度上的发展。精准化农业，第一方面，它是改善了农业的出产效率，第二方面，它还很大程度上的改善了农产业的生活的环境被严重迫害。而日本方面在定量的肥料等精密的农业，也取得了很快的进步与发展。他出产的自行式的高机能挖土机一系列它的驱动力的来源是利用率柴油机，步行装备另外配有步行脚，普通情况下它的行走靠的
9、是车的轮胎，走路时高斜坡走路。05H8300型的吊挂的设备由俄罗斯制造的，牵引式的挖坑机由俄罗斯制造的。它的工作效率非常棒，两者之间的距离可以在通过钻头来调整。1.1.2 国内定量挖坑施肥机发展状况我们国家以及社会已经逐渐认同与采纳对精准农业的思考，其中的一些钻研，探索出来的结果也慢慢地适用于现实生活中。关于我国现有的权威性的钻研探索的部门的准确农业化现阶段看来有：中国科学院农业政策研究中心，中国科学院地理科学与资源研究所,“现代化农业发展的政策研究”重点项目群，中国农业科学院等。身为准确的农业科学的领导者，南京大学的王宝川老师，开拓了精准农业项目的研讨和探索的崭新的目标，完成了中国“八六”科
10、研项目“可变深肥机开发”和山东省常委精准农业主动改变肥料技术研讨和搜索”，对怎么样去落实精准农业化机械化改变肥料的技能的进一步的探索和讨论，提议“精准农业”愿景的逐步推行：手动变量为输入的第一步；下一步使用智能工具去实行自动的变量的输入。山东大学为了适应可变的技术使用的第一步，已经做成了“人工改变深度的施肥机器”的钻研与探索与发展。河北省玉树市现阶段正在举行“机器化精巧细密施加肥料的技术树范”，下一步“精准性农业”研制考究典范应用正式运作。1.3 国内外果园自动施肥机存留的问题当前，中国使用的化肥机器，也只可以去实现机械式的，单独的钻孔，在人工帮助下的施肥，不能精确密集的控制化肥的质量，它的高
11、成本的运行，低下的生产劳作效率和高压的劳动强度。与国外的施肥机器相比较，它采用了新型技术来实现自动化控制包括液压,电脑，电子等设备，提高运营质量，实现精密施肥，但它高成本的投进，而且一下子的投入比较大，所以和中国守旧的种植方式不符合，不利于机器在里边进行操作。1.4 研究的内容和方法鉴于现阶段的果园挖掘现有情况，可从两个角度思考：首先一点借助农民的技艺来改变栽种、培植形式，完成机器和农民技术一起配合工作，这样就能确保机器能准确快速的在果园里实行施加肥料工作；另外一点是按照果树的成长状况及养分需要，实行挖坑，还有固定得数量得施加肥料的任务，一下子就完成了挖坑、施加肥料、覆盖泥土等一系列连贯的动作
12、，从而改善肥料所能够使用的概率以及农民的劳作的结果。因此应当按照中国得现有状况，总结果树的养分需要，制造出一个可以完成挖土、施加肥料、覆盖泥土的一系列连贯得动作的果园自动化施肥机器，而且这个机器能够准确的检验和测量化肥的量的多少，这将是这次设计的重中之重，果园自动施肥机的设计与研发使得农业机械技术领域得到了进一步的扩大。1.5 预期目标(1)果园挖掘机能够很方便的操作，简单的结构，很好的通用性，细小的噪声，很长的使用寿命。(2)施肥的效率非常的高，能够进行精密化的施肥，并且具有能够覆盖住泥土的能力。(3)需要一个人就可以完成工作，能够在田野中间、果树的林子中操作，而且人员劳作上要损耗也非常的稀
13、少。(4)生产制作的价钱不会太贵，非常的便宜，应用非常的普遍化，这样能够满足所有农民的应用的需求。1.6 重要探索考究的重要问题及处理的思绪起初第一点需要处理机器的主要的动力源，拖拉机的后边有一个动力轴，然后输出动力，传给机器然后再通过齿轮传动到各种工作部分，从而实现驱动，转动，最后实现挖掘,施肥和覆盖泥土。在通过涡流靠近开关施肥的途中，实现肥料的准确的控制。(1)选取一最佳的种能源的传达形式，然后去计划工作设备以及传动装置设备。(2)使用AutoCAD软件，然后去绘画制图二维的零件图和安装配合图。102自动施肥机的总体设计2.1 自动施肥机的方案的选择2.1.1 自动施肥机的几种样式现阶段，
14、在果园施加肥料的活动的途中，很大一部分的果园农民仍然运用最基本的的方法，例如人为的挖坑或挖掘坑利用气体去施加肥料，但是这种做法会使化肥的利用的概率大大的降低，但是农民工的强度却大大提高。与别的施肥方式比较，例如挖沟施加肥料等，挖坑肥很大程度上的降低了对果树底部的损害，方便肥料的持续的吸收，并且能够省下来能源，降低损耗。按照机器与所配套的动力源的连接方式，自动施肥机可以分为三大类：悬挂式，手提式，自行式的施肥机。图2-1是吊挂式挖坑施肥机，这种施肥机不但能够进行果树的同时刨坑兼施肥的工作,并且也可以用于单独的刨坑活动。它的机架的前边布置了一个挖穴机构，机架的后边布置了一个拖拉机，它是四轮拖拉机带
15、动的，整个挖穴过程是依靠传动轴的牵引来实现的，然后整个工作过程中是比较平稳的，动力大，钻头的直径30-80公分的，标准配合的钻头深度是0.7米，材料的质量非常好因此耐磨损强度很好。然而它得施加肥料的工程，必须进行人工操纵，因此尽管它一定程度上改善了活动的效率，然而肥料的使用的效率却非常的少。另外有一个很大的缺陷便机器的椅子的设置的不合理，因为一个人正常情况下坐着的时候背部面对着挖穴机构。这样对身体不好，比较麻烦的，在挖坑的时候应该旁边还会站着几个人，进行着指导。综合上边所说，悬挂式挖坑施肥机的优点：1.四个轮子的拖拉机带动挖坑机构，操作时运动平稳2.四个轮子的拖拉机带动挖坑机构，不需要人为的施
16、加力气3.操作简单方便4.维修方便但是它的缺点也显而易见：1.挖穴完之后肥料需要自己人工施加2.钻出来的泥土需要人工去填归好3.设备设计的不合理，操作方向盘不太方便。4.拖拉机的抖动会导致驾驶员的手发麻，不利于身体健康。图2-1吊挂式挖坑施肥机图2-2所显示的是手拿式挖坑施肥机，这种机器的体积较小，便于携带。所以现在很多农民都喜欢用它。它的源动力一方面是来自于汽油机的供给，另一方面，下压的力就是依靠人工操作来实现，这个可以由两个人来进行操作，方便使用而且使用概率较高。它的钻头能够按照实地情况进行更换的，实用性强、使用便捷，但是刨坑活动完成之后肥料必须自己人工施加，因此即使它一定程度上改善了劳动
17、的结果，然而肥料的可以使用的概率却非常的少，而且泥土必须自己进行覆盖。更加的符合一些形式繁杂的地方以及山丘等地方，因为这些地方拖拉机没有办法走过。综上所述，手拿式刨坑施肥机的好处：1.东西轻巧，拿起来带走方便2.东西不复杂，所以操作起来简单方便3.东西原理简单，修起来比较方便。但是它的缺点也显而易见：1.挖穴完之后肥料需要自己人工施加2.钻出来的泥土需要人工去填归好3.工作不平稳综合上边所说，自走式施肥机的好处有：1.工作平稳2.操作简单方便3.维修方便。但是它的缺点也显而易见：1.钻头的边上飞出来的泥土，要用人力去填好，盖好2.制造起来有一点点复杂口”图2-2手提式挖坑施肥机图2-3所展示的
18、是一种自走式挖坑施肥机，它是由山西农业大学的同学，包括韩俊林等人根据自身的研究以及不断地尝试和努力去研制设计的，肥料的启动力是由液压泵启动，被发动机启动的，电动机被电磁阀操纵，然后快速转动，然后钻头被推动转动，再一个液压缸渐渐地上升，被电磁阀驱动，驱动力完成钻孔至上而下的钻孔工作，把泥土疏浚到收集器中，由单片步进电机驱动，控制肥料的活动，完成定量施肥。综合上边所说，自走式施肥机的好处有：1.工作平稳2.操作简单方便3.维修方便。但是它的缺点也显而易见：1.钻出来的泥土需要人工去填归好2.制造复杂。图2-3自行式挖坑施肥机2. 1.2自动施肥机的方案的制定结合上边三种类型的挖坑施肥机，我给自己的
19、自动施肥机制定了一个方案：自动施肥机是四轮拖拉机带动的，整个挖穴过程是依靠传动轴的牵引来实现的，施肥机上的钻头的速度依靠拖拉机后轴输出的动力来控制，尚有减速器的换向的功能。接下来被挖掘出来的土壤将在压力的作用下，聚拢到土壤的收集箱内，那么在肥料箱内的肥料，通过箱体内的齿轮的转动，进入肥料管，最后进入土壤收集箱，和土壤土实现一系列的搅拌，混起来了，末了完成肥料的施撒。那么如何满足一定量的肥料呢？这里我会采纳电容式接近开关，这个开关可以丈量到泥土有多长的距离，如果达到了特定的距离，就会关闭施肥管，若是没有满足到足够的距离，那这样的话施肥管会连续保持打开着的状态，最后实现特定量的施肥数量。2.2自动
20、施肥机的具体结构自动施肥机由三大部分组成，第一个是挖坑部分，分别有：三点悬挂装置，齿轮箱体,后边动力传输轴，从动轴，传动轴，机架，挖坑钻头，弹簧以及土壤收集器；第二个是排肥料部分，分别有：储存肥料得箱体，排除肥料的排肥轮，还有传输肥料的施肥管；第三个是覆盖土壤部分，就是一个简单的覆土装置。这个机器能在实现挖坑，施撒肥料，覆盖泥土三个动作一体化的工作。很大程度上提高了工作的效率，降低了人们的劳动力，并且还提高了肥料的利操纵率，比较适合农民使用。3施肥机的动力源部件的介绍3.1 拖拉机的总概述这边我想用拖拉机作为施肥机的动力源部件，考虑到手扶式拖拉机会导致手发麻，还有为了方便拖拉机在果园里能够穿梭
21、自如，这边选用的拖拉机的形状上是比较低的，然后机身比较窄的，而且拖拉机底下设置了流线型的机罩，防止损坏树根。我这边选用的是东风904拖拉机。如图3-1图3-1东风900拖拉机3. 2拖拉机的特点：1 .侧方向操纵，使用方便而且舒服。2 .动力输出：使用单独的电子控制液压离合器，这样的话动力输出系统受外力冲击的影响就能够被消除。3 .方向盘具有可调旋转，适合不同使用者的身体，安全舒适。4 .三点悬挂：二级连杆，耕作调整模式进行力调整，钻头调整，力综合调整。有快速增加，下降控制功能。3. 3拖拉机的技术参数介绍型号：东风900功率：90马力动力的输出轴-转速（转/分）：540/760123图3-3
22、自动刨坑机构造图1牙也悬挂装置、2 6覆盖泥土的装置、 10刨坑的钻头、11 14后动力输出轴机器的架子、3链条、4施肥箱、5排除肥料的轮子7排肥的管子、8泥土的收集器、9弹簧总体的齿轮箱、12主动输入轴、13从动输出轴3.4自动施肥机的原理本自动施肥机由三大部分组成，第一个是挖坑部分，分别有：三点悬挂装置，齿轮箱体，后边动力传输轴，从动轴，传动轴，机架，挖坑钻头，弹簧以及土壤收集器；第二个是排肥料部分，分别有：储存肥料的箱体，排除肥料的排肥轮还有传输肥料的施肥管；第三个是覆盖土壤部分，就是一个简单的覆土装置。工作原理如下所述：（1）在拖拉机的后边挂上施肥机构，利用三点悬挂装置，三点能保证它的
23、稳定性。（2）从拖拉机后部动力输出轴的动力，然后通过驱动轴组件传递到变速箱，最后施加给施肥机，使之具有动力。（3）动力传输到齿轮箱，进行了减少速度以及改变方向，力施加于X轴方向和Y轴方向的垂直方向的传动轴，最后带动排肥装轮的转动，使肥料进入施肥管，然后在泥土中添加肥料。（4）那么如何满足一定量的肥料呢？我考虑了一下，决定使用电容式靠近开关，这个开关可以丈量到泥土的有多长的，要是达到限定的长度，然后关闭施肥管，如果没有满足一定距离，则施肥管会一直保持打开状态，直到满足一定量的施肥量。螺旋钻头开始钻孔时，由于在螺旋的作用下，然后泥土将被全部聚集起来，在排肥轮的作用下，一部分肥料从施肥管经过，然后到
24、达土壤收集器，这样一来，泥土和肥料就会被合在一起了。等待钻头停止工作时，那么泥土和肥料就会因为自身的重力，自然而言的进入到挖好的坑里。在拖拉机前进的过程中，覆土装置就会将泥土覆盖好。这样，自动施肥机构就可以完成挖坑，施加肥料，盖好泥土这三个连续的一体化的工作，而且肥料量还会有一定的保证。4施肥机主要部件的设计4.1 螺旋钻头的设计4.1.1 螺旋刀片的参数的选择刀片材料：65Mn钢因为钻头在实际操作过程中需要经常性的与土壤接触，而且土壤中也会掺杂一些石子，片状的瓦，砖头块一系列的比较硬的东西，如此的话会钻头会受到很大的磨损，最后的结果就是钻头产生了变形，事情的最坏的情形以至于发生断裂。因此打算
25、利用65Mn钢去制造钻头，原因是它的大体上的，总的力学性能是非常的不错的。刀片形状：选用梯形刀片比较合适，装配的角度应该不大于28。相对切合前提。刀刃的厚度/mm：0.30.9；刀片的厚度/mm：79；刀片的材料：65SiMnRe钢或65M钢；刀片的硬度：HRC47HRCO)o4.1.2 螺旋钻头的螺杆螺杆采用最为普遍的45号钢，螺杆上采用的是双刀片的焊接，这样加强了挖坑效果,出土效率达到90%o4.1.3 螺旋钻头的外径根根据需要挖多大的坑来决定螺旋钻头的直径，那个挖的坑的直径肯定比螺旋钻头的直径大，但是，随着土壤的硬度，湿度等多变的条件，那个也存在着很多的差异。螺旋钻头的大的直径的公式见(
26、4-1)；D=(0.92-0.98)Da(4-1)式中d表示螺旋钻头的外径；D0表示挖掘的坑的直径。其中，D为螺旋钻头的外径；DO为挖掘的坑的直径，取0.4m。将数据代入式子(4-1),见公式(4-2)。=(0.3490.372)？(4-2)然后按照果园挖穴施肥机的工作的性能，取。=0.37w4.1.4 螺旋钻头的长度按照需要刨坑多深的坑来决定螺旋钻头的长度，刨的坑的深度H0不大于钻头的长度H,即H03H,这个制造的施肥机的需要挖的穴的深度为0.32m,所以H就取0.32m4.1.5 螺旋钻头的螺旋升角a因为螺旋钻头的升角，这边给出一个特定的公式见(4-3)：a90-(pl+p2)(4-3)式
27、中pl表示的是泥土对于钢的摩擦角，选择32。p2表示泥土之间的摩擦角，选择41代入方程式可得：18。按照我国现在存在的挖穴使用的螺旋钻的实验得要求，a=(14。21。)所以取夕=16。4.1.6 螺旋钻头的导程h这边关于螺旋钻头的导程，这边特定的公式见(4-4)：/?=nDtancr=nx0.36xtanl6=0.18m(4-4)螺旋钻头的设计如下图4-14.1.7 钻头的选择钻头的材料是65SiMnFe。65SiMnRE耐磨钢有非常高的强度耐磨性，抗氧化性非常好，脱碳良好，淬透性非常高，挥霍稳定性也很好。4.2 土壤收集器的设计第一想说明的是泥土收集器是通过三个零件去构成的：外套筒，内套筒和
28、弹簧构成。内套筒和外套筒的抗压能力要比较好，因为它需要经过泥土和肥料的不断的冲击，所以这边选择了65Mn作为内外套筒的材料，因为65Mn的耐磨损。在钻头开始钻泥土的工作的时候，因为旋转力的作用，泥土被收集到土壤收集器，然后肥料通过排肥轮的作用通过排肥轮，然后通过施肥管，最后进入土壤收集器，与泥土混合起来。当钻头停止工作时，肥料和泥土混合物因为自身重力的作用掉下来，最后进入挖好的坑里。结构如图4-2所示：4.2.1土壤收集器内部弹簧材料选择弹簧的材料是65Mn。65Mn弹簧钢，锦元素能够去提高它的淬透性，e10mm的钢材油中，能够被淬透，钢材的外表脱碳现象与硅钢相比较，偏小，通过热处理之后的综合
29、力学性能比碳钢好很多，然而会产生过热敏感性以及回火脆性。可以用来制造尺寸偏小的各类扁、圆形状的弹簧、座垫的弹簧、弹簧的发条，还能够用来制造弹簧形状的环、气门的簧、刹车弹簧离合器簧片及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。4.3施肥箱施肥箱本来打算用塑料的，因为这样会节省材料的成本。可是考虑到塑料会被风化掉,而且施肥箱内部还有个排肥轮结构，排肥轮的转动容易损坏施肥箱结构，因此这边的施肥箱利用了铁质的板子制作，这个施肥箱的结构是整体式的焊接结构，这样的构造可以防止肥料腐蚀箱体的薄弱焊接的部分，然后造成肥料的泄露之类的，箱体采用的是单独的排肥料的口，箱体利用了铁质板子，它的厚度是1mm,箱体的结构为：肥料的自然休止
30、角应该小于箱底板的倾斜角，这样子才能够保证肥料能够准确的进入肥料管中，然后进行施肥,所以这边使用了等腰梯形的形状，箱体不存在死角，然后加肥方便，这样肥料的残存的量少，容易清理，肥料进入到排肥轮更加的方便。按照对施肥装置的具体作业的需求，以及通用尺寸数据的了解，再去结合果园施肥机的设计的要求，还有它需要达到的效果，我制定了施肥箱以下尺寸：施肥箱的上边顶部的宽度为罚=600加机；施肥箱下边的底部的宽度为2=500吹加；施肥箱高度/?=600mm；工作幅度厂=300mm；排肥箱容积为u=(a+b)72=98L排肥口尺寸设置为：长。2=100帆加；b2=50mmo4.4排肥轮的设计与排肥量的计算1.1
31、.1 计算设计部分排肥轮应该方便的去生产出来，并且能够打扫干净残留的东西，而且可以使化肥，匀称的落到下边的输送管道中。保证充足的使用化肥的自身的重力以及排肥轮施加的力气传输化肥，排肥元件安置在排肥器的下边，为了排肥的功能，不会受到箱内化肥溢满出来还有距离地面倾斜程度和自身的攻击力的影响。施肥机械要求排肥量在485kg之间，所以这边使用外槽星轮式排肥设备，这个星轮每次转动它产生的排肥量q为i?7=aFZ(cr+A)r/1000(4T)式子F表示排肥轮每一个单独的齿槽的面积(cm2),R=5cm,F=n/?2/2=39.25；演)表示排肥轮每一个齿数的厚度(cm),取灰)=0.5；h表示活动阀门的
32、开度(cm),就是活门到星轮最下端的距离，取/?=20；a表示肥料充满系数，它决定于肥料的物理形态、湿度和它的流动性，取a=0.7；Z排肥轮的轮齿的槽数，取z=10；r排肥单元内容积质量(g)，取/=1500。将以上显示的数据带进式子中(1),得出了星轮每转一转，它的排肥料量q为q-8.4Zg按照知道的条件，能够根据下列公式计算出施肥机每公顷排肥量Q,即；Q-I5mnq/10003（4-2）式子中，m为排肥器数目，取m=l；n为排肥器转动速度=864（min）为；b排肥轮损失的概率（%）取3=30。将各个数据代入式（2）,得到了每公顷排肥量Q为Q=362kg每一个钻的孔内应排出的化肥量qO为4
33、。=。其中，j为每公顷果园内的果树株数，设取为/=500。则qO=0.72kg所以每株果树的施肥量约为0.5kgo1.1.2 材料的选择排肥轮的材料是PA6。PA6这种材料的抗攻击性和抗消融性能特别好，另外它的吸湿性同样特别强。它的强度，耐久性，刚度，耐热性，加工性，热稳定性都特别好4.5 排肥管的介绍4.5.1 基本介绍排肥管主要的作用是将肥料箱内的肥料传送到土壤收集器，然后肥料和土壤进行混合，最后成功的落入到挖好的坑里。它对于排肥的匀称性有比较大的影响。因此对于排肥管的要求是：（1）保证化肥能够顺利的进入到土壤收集器内。管道内必须有足够的横截面积，管壁应该光滑，化肥能够有效的通过。（2）具
34、有一定的灵动性能，柔韧性，弯曲程度和耐腐蚀的性能（3）构造比较简易，方便去造出来和维护修理。4.5.2 类型排肥管根据制造材质的不同可分为橡胶皮管，塑料管和金属管三种1 .金属管分为线圈管，辑管，套筒管，漏斗管和蛇皮管2 .塑料管分为波纹塑料管和直状的塑料管3 .橡胶管分为硬橡胶管和橡胶伸缩管4.5.3 材料的选择施肥管的材料是201。201属于不锈钢里边的非常特别的材料。201不锈钢是两种类型钢的总称：1是201不锈钢，2是耐酸钢。201不锈钢就是可以接收少量弱介质腐蚀的钢，那么弱介质包含了大气、蒸汽和水一系列介质。耐酸钢是指能耐化学浸蚀性介质腐蚀的钢,这些介质包括酸、碱、盐等1。4.6 覆
35、土装置的介绍当肥料和泥土落入原本挖好的坑内，这个过程很简单：只需要把突出来的部分压实，从而就达到效果与目的了。我这边采用的是圆柱状的镇压轮。它的使用可以减小土壤中的大的孔的之间的间隙，减少水分的蒸发，保持土壤具有一定的水分，这样就有利于植物的生长发育。可以去强化泥土的毛细管的好处，保证了水分沿着毛细管慢慢的上升，这样就形成了“水分移动”和“水分保持”的作用。弹压轮对泥土的单元面积上的压力最重要的按照泥土的性质，含有的水分，泥土的密集度和对作物本身的要求来决定的，一般定为35-55kPa。破碎机自身的质量和施加在破碎轮上的额外添加的重量决定了压制以抑制车轮。一个非常好的弹压轮肯定旋转自如，柔韧性
36、特别好，不会黏上泥土，不会将土聚在一起，镇压它的力量的大小能够做恰当的的调动和整改，镇压后之后地的表面不出现鳞状裂纹。4.7 机械传动结构及其它的工作原理4.7.1 基本介绍如图5-1,整个挖坑施肥机因为其所需要满足的功能要求，然后采用了两级齿轮的传动，首先动力从拖拉机的传动轴将力传给变速箱内的主动轴，然后带动减速箱内的主动锥齿轮转动，然后再带动从动锥齿轮进行转动。从动锥齿轮的转动起来了，就会使得竖直方向的轴进行转动，再然后带动了减速箱下边的锥齿轮去进行转动，这边锥齿轮的转动带动了两部分的工作。第一，他的转动带动了水平方向的锥齿轮去进行转动，接下来就是带动了螺旋钻头的进行转动。第二，他的转动带
37、动了平行方向的链轮去进行转动，接下来再者就是带动了小的链轮的转动，最后能够去实现排肥料的功用也。下边列出了几个问题：（1）为什么减速箱内采用单级锥齿轮？因为我考虑到动力是从拖拉机的后轴输出来的，这个后轴输出来的动力的转速没有电动机的转速的高，只需要实现简单的减速就好。另外的话就是减速装置起到了方向进行垂直方向的改变，这样就可以把水平方向的力慢慢传送到垂直方向。（2）为什么整个结构要采用锥齿轮传动？答：答：锥齿轮是用于两个轴不但垂直而且相交的传动。但是因为它制造很安装相对较复杂，本钱的话比较高，所以它仅仅在传动有特殊，必要的需要时才采用。（3）为什么要采用链传动？为什么不用带传动或者齿轮传动？答
38、：由于两个轴的距离比较远，因而就采用了链传动。链传动和带传动作对比，链传动不存在弹性滑动，也没有整体打滑现象，所以可以维持精确的平均传动比，传动的效率特别高；然后链条不需要像带一样去进行张紧，因此施加在轴上的径向压力偏小，而且它的构造比较紧凑；最后，链传动可以在很高的温度和潮湿润的情况下完成操作。与齿轮传动做一个比较，链传动的研发，然后制造出来比较简单，还有安装的精确度非常的低，需要的资本非常低。齿轮传动进行比较远的距离传动时，它的整体的构造比齿轮传动得整体的构造轻的多，然后用起来也方便太多,。图4-1机械传动部分构造图1表示减速箱（后动力传输装置）2表示主动锥齿轮3表示从动锥齿轮（给链轮以及
39、螺旋钻头的转动供应了动力）4.7.2 减速器的结构以及分析这次设计的减速箱内部的从动轮的放置的不同，普通的锥齿轮啮合，都会把从动轮放置在下边，那为何在我的设计中会把锥齿轮放在下边呢？因为竖直方向有两个锥齿轮，如果把减速箱的从动锥齿轮放在下边，那么会导致应力太集中，那么轴特别容易坏，浪费成本。如果把两个轴分散开布置，这样会使应力分布均匀些，提高轴的寿命向。4.7.3 轮系的运动方向给定从拖拉机后轴输出来了一个力，而且它方向我们准确知道的。按照锥齿轮传动方向的判断方法，然后剩下的所有的力的方向全都能够表示出来了。如图4-2所示：图 4-2 (a)图 4-2 (b)4.7.4 各个齿轮以及链轮的参数
40、此中，1是后边的动力传输装置，里边包括主动轮ZJ1和ZJ2,2是主动锥齿轮，3是从动锥齿轮为那个链轮，还有螺旋钻头供给动力的输出。依照螺旋钻头的传动需求的总的传动力矩，因此计划了锥齿轮的(J1和J2,2、3、4)的数据，它们的具体数据在下边：齿轮JI：ZJ1=15,dj1=90mm齿轮J2：ZJ2=15,dj2=90mm齿轮2：z2=20,dl=120mm齿轮3：z3=25,d2=150mm齿轮4：z4=15,d3=90mm齿轮JI、J2、1、2、3、4传动：模数ml=6,宽度bl=604.7.5 施肥机的传动比以及转速的计算这个施肥机后边的动力输出装置，采用了传动比1:1减速器来给出了动力，
41、经过齿轮2,齿轮3,齿轮3和齿轮4减速来改变转速，已知齿轮2的齿数为20,齿轮3为25,它的传动比就可以求出公式(4-6)：iz2+z3=02+03(4-7)本施肥机后动力输出装置,是采用传动比1:1减速器来输出动力，经过齿轮2,齿轮3,齿轮3和齿轮4减速来改变转速，已知齿轮2的齿数为20,齿轮3为25,它的传动比为:=20+25=0.8螺旋钻头上的齿轮3和齿轮4的传动比为：Z2=25/15=1.6求出其传动比后计算其转速，其公式为：所以l=x0(4-8)其中nO为东风904农用拖拉机的转动的速度，它的转动速度为540(r/min),nl是从动齿轮转动速度=0.8,将它们代入上边的公式，得到：
42、“1=0.8x540=432(min)在螺旋钻头上边的齿轮3和另一个齿轮4的传动比仍旧能够表达成：i21/2，所以2=i2xln2-i2xn(4-9)其中n2为连接钻头的那根轴上的齿轮转速，nl为齿轮3的转速，12=1.6,将它们代入上边的公式，得到：2=1.6x432=691(/7min)为了算后边的算排肥量更加简单，我们把大链轮对应小链轮传动比，以及它们的转速计算出来，因此把设zl为27、z2为13,然后算出的传动比是：3=26+13=2大链轮的转动速度是nl=432(r/min),小链轮的转动速度假设是n3,那么=73n3=rtlxz-3=432x2=864(r/min)4.7.6 材料
43、的选择1 .轴的选择轴的材料都是采用的45号钢。45号钢的Wc为0.45,所以它属于中碳钢。中碳钢的Wc一般在0.250.55,大多在0.4左右。Wc过低，影响钢的强度；Wc过高，则韧性不足。这一种类钢可以用来去调质处理，被叫做调质钢，具备非常好的综合力学性能，那就是高水准的强度、塑性和韧性配合，以满足承受多种较复杂工作的机器零件要求，如齿轮、轴类件、连杆、高强螺栓等。2 .弹簧的选择弹簧的材料是65Mn。65Mn弹簧钢，锦元素能够去提高它的淬透性，e10mm的钢材油中，能够被淬透，钢材的外表脱碳现象与硅钢相比较，偏小，通过热处理之后的综合力学性能比碳钢好很多，然而会产生过热敏感性以及回火脆性
44、。可以用来制造尺寸偏小的各类扁、圆形状的弹簧、座垫的弹簧、弹簧的发条，还能够用来制造弹簧形状的环、气门的簧、刹车弹簧离合器簧片及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。3 .钻头的选择钻头的材料是65SiMnFe。65SiMnRE耐磨钢有非常高的强度耐磨性，抗氧化性非常好，脱碳良好，淬透性非常高，挥霍稳定性也很好。4 .施肥管的选择施肥管的材料是201。201属于不锈钢里边的非常特别的材料。201不锈钢是两种类型钢的总称：1是201不锈钢，2是耐酸钢。201不锈钢就是可以接收少量弱介质腐蚀的钢，那么弱介质包含了大气、蒸汽和水一系列介质。耐酸钢是指能耐化学浸蚀性介质腐蚀的钢,这些介质包括酸、碱、盐等。排肥轮的选择
45、排肥轮的材料是PA6。PA6这种材料的抗攻击性和抗消融性能特别好，另外它的吸湿性同样特别强。它的强度，耐久性，刚度，耐热性，加工性，热稳定性都特别好链条的选择链条的材料是45Mn。45Mn是一种新型的钢种，它的强度、硬度、耐磨性和韧性都特别好，其淬透性较40Cr稍高。正火后可切削性良好，冷拔、滚丝、攻丝和锻造、热处理工艺性能也都较好，高温下晶粒长大、氧化、脱碳倾向及淬火变形倾向均较小。4.8自动施肥机的接近开关的设计4.8.1 接近开关选择接近开关的别名又叫做：位置开关，能够和移动的零部件在不存在直接系统性的接触的状态下实现工作。在物体靠近开关的感应测量表面到作业的距离的时候，开关能够在没有机
46、器摩擦和添加一丁点的压力的情况下实现工作来开动直流设备和向计算机（plc）设备供给控制命令。接近开关属于开关式传感器（就是没有触点的开关），然后具备跳闸开关，微动开关的特点，而且还备有感应的性能，作用非常靠谱，特性与功能特别稳定，频率感应的速度也特别的快，最重要的是它的使用的寿命很长，滋扰强一系列优点，并且还具备防水，防地震，防腐一系列的特性。产物分为感性，电容式，霍尔式，付费型，直流型。接近开关也称为不需接触式接近开关，成为了传感器的自动性开关量的标准选择。在金属制品探测仪靠近传感器的时候，传感器的范围内，开关将没有得到接触，没有压力，没有电火花，一瞬间便会产生电子的指令，准确的反馈出出机身
47、的位置，还有它的行程的活动轨迹，即使只是普通的行程节制，工作的频率，时用的寿命，很容易去适合和调改变的非常的糟糕环境的合用性，普通的机械行程开关无法和它做对比。很普遍的使用在机器车床，冶金，化工，纺织，印刷一系列的行业17。在主动节制系统中可以用作限制位数位，计算数据，定位控制还有主动掩护一系列过程。而接近开关的种类和原理分别有:电容式接近开关图4-3为电容式接近开关造成电容器的板的其中的一个因素就是这个接近开关的测试丈量，还有一个就是开关的外部的壳体。在测量的过程中，外边的壳体一般指的就是接地还有衔接到设备的外部的那个壳体。在一个东西朝向接近开关移动的瞬间，无论其是导体或者不是导体，电容器的介电常数因为其靠近所以改变，导致电容发生改变，导致和探针改变有干系的电路状态能够节制开关开和关，而且这一类的接近开关不仅仅只有导体，还有绝缘液和粉末等。霍尔接近开关图4-4霍尔接近开关霍霍尔元件是磁性元件。由霍尔元件制成的开关，称为霍尔开关。在具有磁性的东西靠近霍尔开关移动的那一刻，开关测量表
