小型耕耘機的總體傳動系統設計概述

【摘 要】小型耕耘機是為解決棉花、菜園、果林的中耕，溫室（蔬菜大棚）的小地塊、復雜地形的機械化作業而設計的。在參照目前市場上已有耕耘機的基礎上，針對實際情況，本文對小型耕耘機的方案選擇以及總體傳動系統設計進行了概述。

【關鍵詞】小型耕耘機；方案；總體傳動系統設計

0.前言

凡功率不大于7.5kW、可以直接用驅動輪軸驅動旋轉工作部件（如旋耕），主要用于水、旱田整地、田園管理及設施農業等耕耘作業為主的機器，可稱之為耕耘機。

目前在市場上雖然已經有不少小型耕耘機，由于操作復雜和價格偏高等方面原因，其結構有待于進一步改進。因此在參照已有耕耘機的基礎上，本文設計了一種新型結構的小型耕耘機，主要適用于溫室大棚和小地塊作業。該動力機具的特點：采用單輪驅動，其轉向更加方便，大大降低了成本，其發動機選用小功率4.4kW使其更適合于在大棚和小地塊等環境中作業。

1.方案的確定

經過相關資料的查詢，初定設計前方案有以下幾種可能：

兩種行走方式可供選擇：一種驅動輪是單輪，另一種驅動輪是雙輪。

配套動力機目前市場上有兩種可供選擇：一種汽油機，另一種柴油機。

本文選擇單輪柴油小型耕耘機為例，來說明該機具的總體傳動系統的設計步驟（典型總體傳動系統的設計方案如圖1）。可以看出，該總體傳動系統比較簡單，結構緊湊，滑移齒輪較小，齒輪得到了充分的利用。

在設計中選用單輪驅動，其低廉的價格和簡單的結構一定會受到越來越多農民朋友的青睞。配套動力機選擇柴油機，其提供的功率大，轉速低，傳動系統簡單。

2.小型耕耘機主要部件參數的選擇

2.1首先選擇柴油機的型號

本文選用R175A系列柴油機，其有關柴油機的主要參數見下：

類型：單缸、臥室水冷四缸行程

功率（kW）：4.4 標定轉速（r/min）：2600

2.2車輪的選擇

本文選用人字紋農用輪胎4.00—8，其主要參數見下：

相應氣壓：250kPa 充氣外直徑：435mm

3.小型耕耘機的總體傳動系統設計

⑴動力傳遞流程：（見圖1典型總體傳動系統的設計方案）。

柴油機→V帶傳動→變速器→減速器→驅動輪。

柴油機→V帶傳動→齒輪傳動→動力輸出軸（后接農具）。

⑵總體傳動系統設計：

小型耕耘機設計的方案是3個前進檔和1個后退檔。

①初步設定工作速度，推算設計（理論）傳動系統總傳動比。

我國規定：上路行駛的手扶拖拉機，時速不得超過十五公里。根據實際情況，小型耕耘機一、二、三檔工作速度設定為：V=2、3、6km/h，倒檔時，手扶拖拉機的工作速度設定為Vd=3km/h。

耕耘機一檔設計速度VI=2×1000/3600=0.56m/s。

同理，耕耘機二、三、倒檔設計速度分別為0.84m/s、1.68m/s、0.84m/s

然后計算各檔位的設計車輪轉速：

耕耘機一檔設計輪胎轉速n===24.6r/min

同理，耕耘機二、三、倒檔設計輪胎轉速分別為36.9r/min、73.8r/min、36.9r/min

接下來計算各檔位對應的設計總傳動比：

耕耘機一檔設計總傳動比i合I=n/nI=2600/24.6=105.7

同理，耕耘機二、三、倒檔設計總傳動比分別為70.46、35.2、70.46

②根據各檔位對應的設計總傳動比，確定每一級傳動的傳動比。

有張緊輪的傳動： i≤10 選取i=2

圓柱齒輪的傳動：iz≤8

結合結構，選取1、2齒輪的傳動比為i1=1.3

一檔3、7齒輪傳動比為i21=3

二檔4、8齒輪傳動比為i22=1.96

三檔5、9齒輪傳動比為i23=1

一級減速器傳動比i3=2

二級減速器傳動比i4=2.5

三級減速器傳動比i5=2.71

倒檔6、10齒輪傳動比為id1=2.5，倒檔10、11齒輪傳動比為id2=0.8。

③根據確定的每一級傳動比，再最終計算耕耘機各檔位的工作速度

按以上傳動比分配后，計算耕耘機各檔位的工作（實際）速度如下：

綜上，可知經上述步驟傳動比分配后，得到小型耕耘機的實際工作參數與設計數值相差不大（基本吻合），故傳動比分配合理。接下來可按此傳動比設計變速箱以及減速箱。

4.結束語

方案選擇后，總體傳動系統的設計是小型耕耘機設計的核心，直接影響著耕耘機的整體性能。因此我們必須合理選擇傳動比，優化結構，使耕耘機體積更小，方便人們使用。

【參考文獻】

[1]翁家昌.手扶拖拉機構造理論與設計.機械工業出版社，1980.

[2]吳宗澤主編.機械設計師手冊.機械工業出版社，2002，1.