小型耕耘机的总体传动系统设计概述

【摘 要】小型耕耘机是为解决棉花、菜园、果林的中耕,温室（蔬菜大棚）的小地块、复杂地形的机械化作业而设计的.在参照目前市场上已有耕耘机的基础上,针对实际情况,本文对小型耕耘机的方案选择以及总体传动系统设计进行了概述.

【关 键 词 】小型耕耘机；方案；总体传动系统设计

0.前言

凡功率不大于7.5kW、可以直接用驱动轮轴驱动旋转工作部件（如旋耕）,主要用于水、旱田整地、田园管理及设施农业等耕耘作业为主的机器,可称之为耕耘机.

目前在市场上虽然已经有不少小型耕耘机,由于操作复杂和偏高等方面原因,其结构有待于进一步改进.因此在参照已有耕耘机的基础上,本文设计了一种新型结构的小型耕耘机,主要适用于温室大棚和小地块作业.该动力机具的特点：采用单轮驱动,其转向更加方便,大大降低了成本,其发动机选用小功率4.4kW使其更适合于在大棚和小地块等环境中作业.

1.方案的确定

经过相关资料的查询,初定设计前方案有以下几种可能：

两种行走方式可供选择：一种驱动轮是单轮,另一种驱动轮是双轮.

配套动力机目前市场上有两种可供选择：一种汽油机,另一种柴油机.

本文选择单轮柴油小型耕耘机为例,来说明该机具的总体传动系统的设计步骤（典型总体传动系统的设计方案如图1）.可以看出,该总体传动系统比较简单,结构紧凑,滑移齿轮较小,齿轮得到了充分的利用.

在设计中选用单轮驱动,其低廉的和简单的结构一定会受到越来越多农民朋友的青睐.配套动力机选择柴油机,其提供的功率大,转速低,传动系统简单.

2.小型耕耘机主要部件参数的选择

2.1首先选择柴油机的型号

本文选用R175A系列柴油机,其有关柴油机的主要参数见下：

类型：单缸、卧室水冷四缸行程

功率（kW）：4.4 标定转速（r/min）：2600

2.2车轮的选择

本文选用人字纹农用轮胎4.00―8,其主要参数见下：

相应气压：250kPa 充气外直径：435mm

3.小型耕耘机的总体传动系统设计

⑴动力传递流程：（见图1典型总体传动系统的设计方案）.

柴油机→V带传动→变速器→减速器→驱动轮.

柴油机→V带传动→齿轮传动→动力输出轴（后接农具）.

⑵总体传动系统设计：

小型耕耘机设计的方案是3个前进档和1个后退档.

①初步设定工作速度,推算设计（理论）传动系统总传动比.

我国规定：上路行驶的手扶拖拉机,时速不得超过十五公里.根据实际情况,小型耕耘机一、二、三档工作速度设定为：V等于2、3、6km/h,倒档时,手扶拖拉机的工作速度设定为Vd等于3km/h.

耕耘机一档设计速度VI等于2×1000/3600等于0.56m/s.

同理,耕耘机二、三、倒档设计速度分别为0.84m/s、1.68m/s、0.84m/s

然后计算各档位的设计车轮转速：

耕耘机一档设计轮胎转速n等于等于等于24.6r/min

同理,耕耘机二、三、倒档设计轮胎转速分别为36.9r/min、73.8r/min、36.9r/min

接下来计算各档位对应的设计总传动比：

耕耘机一档设计总传动比i合I等于n/nI等于2600/24.6等于105.7

同理,耕耘机二、三、倒档设计总传动比分别为70.46、35.2、70.46

②根据各档位对应的设计总传动比,确定每一级传动的传动比.

有张紧轮的传动： i≤10 选取i等于2

圆柱齿轮的传动：iz≤8

结合结构,选取1、2齿轮的传动比为i1等于1.3

一档3、7齿轮传动比为i21等于3

二档4、8齿轮传动比为i22等于1.96

三档5、9齿轮传动比为i23等于1

一级减速器传动比i3等于2

二级减速器传动比i4等于2.5

减速器传动比i5等于2.71

倒档6、10齿轮传动比为id1等于2.5,倒档10、11齿轮传动比为id2等于0.8.

③根据确定的每一级传动比,再最终计算耕耘机各档位的工作速度

按以上传动比分配后,计算耕耘机各档位的工作（实际）速度如下：

综上,可知经上述步骤传动比分配后,得到小型耕耘机的实际工作参数与设计数值相差不大（基本吻合）,故传动比分配合理.接下来可按此传动比设计变速箱以及减速箱.

4.结束语

方案选择后,总体传动系统的设计是小型耕耘机设计的核心,直接影响着耕耘机的整体性能.因此我们必须合理选择传动比,优化结构,使耕耘机体积更小,方便人们使用.

【参考文献】

[1]翁家昌.手扶拖拉机构造理论与设计.机械工业出版社,1980.

[2]吴宗泽主编.机械设计师手册.机械工业出版社,2002,1.