翻新时间：2023-01-27
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，由于操作复杂和价格偏高等方面原因，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，其低廉的价格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=2、3、6km/h，倒档时，手扶拖拉机的工作速度设定为Vd=3km/h。
耕耘机一档设计速度VI=2×1000/3600=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===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=n/nI=2600/24.6=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。
圆柱齿轮的传动：iz≤8
一档3、7齿轮传动比为i21=3
二档4、8齿轮传动比为i22=1.96
三档5、9齿轮传动比为i23=1
一级减速器传动比i3=2
二级减速器传动比i4=2.5
三级减速器传动比i5=2.71
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.
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