玉米全膜双垄沟膜下直插式施肥机的设计

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学硕士学位论文玉米全膜双垄沟膜下直插式施肥机的设计DesignofCornFertilizeDevicewithVerticalDroppingunderWholePlastic-filmonDoubleRidges杨杰指导教师姓名赵武云教授（甘肃农业大学工学院兰州730070）学科专业名称农业机械化工程研究方向农业工程技术与装备论文答辩日期2015年5月27日学位授予日期2015年6月答辩委员会主席程兴田研究员评阅人程兴田研究员张锋伟教授2015年6

2、月甘肃农业大学2015届硕士学位论文摘要甘肃省处于干旱半干旱地区，这里降水少且不稳定，是中国干旱发生频率较高的地区。直到2003年甘肃农业技术工作者经过十余年的大量研究，提出了一项重大旱作农业新技术，该技术是在地表起大小双垄相间形成集雨沟槽，然后用地膜覆盖大小垄和相间的垄沟，在沟内播种作物的种植栽培技术。当前，能适应全膜覆盖双垄沟播施肥技术的施肥机械主要为手提式玉米追肥枪。由于手提式玉米追肥枪作业时劳动强度大，生产效率低，不能满足全膜覆盖双垄沟播技术的发展要求。因此，研制一种与全膜覆盖双垄沟播技

3、术相配套的施肥机具有一定的现实意义。（1）通过对全膜双垄沟播玉米施肥技术农艺要求的掌握，分析现有直插式施肥机的工作原理以及现有直插式施肥机的不足之处，对现有的设计进行改进，设计一种新的机构满足农艺要求，弥补现有直插式施肥机的不足之处。（2）现有机具是通过凸轮—曲柄连杆补偿机构控制成穴器的直插运动，凸轮—曲柄连杆式成穴器使用凸轮来实现机具前进方向上位移的补偿，并通过曲柄连杆的运动，驱动成穴器完成垂直入土和出土的动作。为了避免现有直插式施肥机中凸轮的缺陷：凸轮加工成本较高；由于凸轮轮廓有内凹段，机具

4、工作时，推杆与凸轮内凹段产生瞬间冲击，将推杆折弯或者卡死，不能平滑过渡，导致补偿落后，不能与曲柄-连杆机构同步作业，成穴器不能完成垂直入土和出土的动作；不能适应不同株距。设计一种新机构用来替代凸轮。凸轮在机具运行中所起的关键作用是为滑块提供循环的等速度，以补偿机具的前进速度，因此，设计了一种近等速机构，用来替代凸轮机构，并分析了近等速机构替代凸轮机构的可行性。（3）将正弦机构和转动导杆机构通过大链轮与小链轮串联起来，大链轮与小链轮分别安装在机架上，齿数比为2，这样转动导杆机构中导杆的角速度在两个

5、周期内出现的三次最小值可以将正弦机构中平移杆速度在一个周期内出现的三次峰值逐渐拉平。让转动导杆机构中导杆的角速度在两个周期内的三次最小值对应正弦机构中平移杆速度在一个周期内的三次峰值，合理确定相应的安装位置，平移杆的速度将出现两段近等速运动。对近等速机构进行了理论分析，确定了影响速度的因素有转动导杆机构中主I甘肃农业大学2015届硕士学位论文动杆的长度，主动杆与导杆旋转中心的距离，正弦机构中曲柄的长度和主动杆的角速度。在计算机中反复试验，初步得到各因素的取值，为后续的优化奠定了基础。（4）利用A

6、dams/View对近等速机构的设计参数进行优化，得到了最优解。在SolidWorks中建立了整机三维模型。将整机三维模型简化，利用SolidWorksMotion进行运动仿真，得到了成穴器的运动轨迹，符合设计要求。根据甘肃省不同区域对施肥间距的要求，提出了调节间距的方案，解决了施肥间距可调的问题。关键词：全膜双垄沟；施肥；近似等速；ADAMS；II甘肃农业大学2015届硕士学位论文SummaryGansuprovinceisatthearidandsemi-aridarea,thereisle

7、ssrainhereandunstable,isdroughtoccurredmorefrequentlythanthehighregioninChina.Asof2003,Gansuagriculturalandtechnicalworkersproposedamajoragriculturalnewtechnologythroughalargenumberofresearchaftermorethantenyears.Thetechnologyisintheearth'ssurfacesiz

8、edoubleridgesandrainwaterharvestinggrooveformation,thenusethesizeofplasticfilmmulchingandridgesandfurrows,plantingcropsinthefurrowplantingcultivationtechniques.Atpresent,thewholecanadaptcoverthewholefilmdoublefurrowsowingfertilization,mainlyforportab