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油菜机械化播种作业与油菜在不同播期下的密度、施肥量、前茬作物的秸秆量、土壤含水量等密切相关,其中在不同播种期保证适宜的播种密度至关重要,播量调节直接影响播种机的作业效果和后续作物的产量,作物种植中的播量已从论斤播种发展为论粒计量,播量调节可实现精量播种,将种子播到理想位置,作物生长良好。与传统播种比,精量播种株密合理,节约种肥,省工省时,通风透光,增产明显。针对不同种植条件下和不同播期所对应的直播油菜播种密度的不同要求,论文根据切换齿轮啮合关系可改变排种器输入轴转速的工作原理,研制了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机的变量播种机构。论文所研究的内容主要有:(1)在比较系统分析国内外不同类型变量播种机构的研究现状基础上,兼顾农机与农艺的具体要求,提出了2BFQ-6型油菜精量联合直播机变量播种机构的总体技术方案,设计了一套具有四级播种密度调节功能的变量播种机构,分析确定了该机构的主要结构参数和性能参数。其中,该机构可实现的播量调节密度分别为1.575万株/亩、2.250万株/亩、2.800万株/亩和4.000万株/亩。(2)应用运动学和动力学等理论分析研究了变量播种机构的传动过程,得出各齿轮轴的工作转速范围,以及各啮合齿轮的圆周速度范围;对从动齿轮的角速度和角加速度作了分析,并推算出它们的数学表达式;采用集中质量法将齿轮副简化为一种考虑时变啮合刚度和齿侧间隙的单自由度直齿轮副非线性动力学模型;通过强度分析,得出了齿轮齿数对齿轮传动性能的影响规律,以及各齿轮的承载能力情况。(3)运用ANSYS软件对非线性接触的齿轮啮合过程的应力分布状况和应变规律分析,得出各齿轮啮合对所产生的位移、应变和应力分布情况;同时又对各齿轮轴进行了线性静力学分析,得出各齿轮轴在啮合传动过程中所产生的位移、应变和应力分布情况;接着,开展了各齿轮轴的模态分析,结果表明各齿轮轴满足工作刚度的要求;最后,对变量播种机构提出了一些结构改进措施。(4)开展了变量播种机构的播量调节误差率的台架试验研究。对变量播种机构的单因素试验和正交试验,得出了各因素对试验指标的影响规律,以及变量播种机构的最佳运行参数范围组合;同时试验研究了输入齿轮轴转速最高和最低时,气室真空度和机构传动比两因素对播量调节误差率影响的变化趋势以及变量播种机构工作时产生播量调节误差率的内在规律。台架试验表明,在相同时间内和同等条件下,未安装变量播种机构时的排种量与安装变量播种机构时的排种量之间的误差率低于10%,该机构能基本满足油菜变量播种的要求。