【摘 要】小型耕耘機(jī)是為解決棉花、菜園、果林的中耕，溫室（蔬菜大棚）的小地塊、復(fù)雜地形的機(jī)械化作業(yè)而設(shè)計(jì)的。在參照目前市場上已有耕耘機(jī)的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)際情況，本文對(duì)小型耕耘機(jī)的方案選擇以及總體傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了概述。

【關(guān)鍵詞】小型耕耘機(jī)；方案；總體傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0.前言

凡功率不大于7.5kW、可以直接用驅(qū)動(dòng)輪軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作部件（如旋耕），主要用于水、旱田整地、田園管理及設(shè)施農(nóng)業(yè)等耕耘作業(yè)為主的機(jī)器，可稱之為耕耘機(jī)。

目前在市場上雖然已經(jīng)有不少小型耕耘機(jī)，由于操作復(fù)雜和價(jià)格偏高等方面原因，其結(jié)構(gòu)有待于進(jìn)一步改進(jìn)。因此在參照已有耕耘機(jī)的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的小型耕耘機(jī)，主要適用于溫室大棚和小地塊作業(yè)。該動(dòng)力機(jī)具的特點(diǎn)：采用單輪驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)向更加方便，大大降低了成本，其發(fā)動(dòng)機(jī)選用小功率4.4kW使其更適合于在大棚和小地塊等環(huán)境中作業(yè)。

1.方案的確定

經(jīng)過相關(guān)資料的查詢，初定設(shè)計(jì)前方案有以下幾種可能：

兩種行走方式可供選擇：一種驅(qū)動(dòng)輪是單輪，另一種驅(qū)動(dòng)輪是雙輪。

配套動(dòng)力機(jī)目前市場上有兩種可供選擇：一種汽油機(jī)，另一種柴油機(jī)。

本文選擇單輪柴油小型耕耘機(jī)為例，來說明該機(jī)具的總體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（典型總體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如圖1）?？梢钥闯?，該總體傳動(dòng)系統(tǒng)比較簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，滑移齒輪較小，齒輪得到了充分的利用。

在設(shè)計(jì)中選用單輪驅(qū)動(dòng)，其低廉的價(jià)格和簡單的結(jié)構(gòu)一定會(huì)受到越來越多農(nóng)民朋友的青睞。配套動(dòng)力機(jī)選擇柴油機(jī)，其提供的功率大，轉(zhuǎn)速低，傳動(dòng)系統(tǒng)簡單。

2.小型耕耘機(jī)主要部件參數(shù)的選擇

2.1首先選擇柴油機(jī)的型號(hào)

本文選用R175A系列柴油機(jī)，其有關(guān)柴油機(jī)的主要參數(shù)見下：

類型：單缸、臥室水冷四缸行程

功率（kW）：4.4 標(biāo)定轉(zhuǎn)速（r/min）：2600

2.2車輪的選擇

本文選用人字紋農(nóng)用輪胎4.00—8，其主要參數(shù)見下：

相應(yīng)氣壓：250kPa 充氣外直徑：435mm

3.小型耕耘機(jī)的總體傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

⑴動(dòng)力傳遞流程：（見圖1典型總體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案）。

柴油機(jī)→V帶傳動(dòng)→變速器→減速器→驅(qū)動(dòng)輪。

柴油機(jī)→V帶傳動(dòng)→齒輪傳動(dòng)→動(dòng)力輸出軸（后接農(nóng)具）。

⑵總體傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

小型耕耘機(jī)設(shè)計(jì)的方案是3個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)后退檔。

①初步設(shè)定工作速度，推算設(shè)計(jì)（理論）傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比。

我國規(guī)定：上路行駛的手扶拖拉機(jī)，時(shí)速不得超過十五公里。根據(jù)實(shí)際情況，小型耕耘機(jī)一、二、三檔工作速度設(shè)定為：V=2、3、6km/h，倒檔時(shí)，手扶拖拉機(jī)的工作速度設(shè)定為Vd=3km/h。

耕耘機(jī)一檔設(shè)計(jì)速度VI=2×1000/3600=0.56m/s。

同理，耕耘機(jī)二、三、倒檔設(shè)計(jì)速度分別為0.84m/s、1.68m/s、0.84m/s

然后計(jì)算各檔位的設(shè)計(jì)車輪轉(zhuǎn)速：

耕耘機(jī)一檔設(shè)計(jì)輪胎轉(zhuǎn)速n===24.6r/min

同理，耕耘機(jī)二、三、倒檔設(shè)計(jì)輪胎轉(zhuǎn)速分別為36.9r/min、73.8r/min、36.9r/min

接下來計(jì)算各檔位對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比：

耕耘機(jī)一檔設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比i合I=n/nI=2600/24.6=105.7

同理，耕耘機(jī)二、三、倒檔設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比分別為70.46、35.2、70.46

②根據(jù)各檔位對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比，確定每一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。

有張緊輪的傳動(dòng)： i≤10 選取i=2

圓柱齒輪的傳動(dòng)：iz≤8

結(jié)合結(jié)構(gòu)，選取1、2齒輪的傳動(dòng)比為i1=1.3

一檔3、7齒輪傳動(dòng)比為i21=3

二檔4、8齒輪傳動(dòng)比為i22=1.96

三檔5、9齒輪傳動(dòng)比為i23=1

一級(jí)減速器傳動(dòng)比i3=2

二級(jí)減速器傳動(dòng)比i4=2.5

三級(jí)減速器傳動(dòng)比i5=2.71

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

③根據(jù)確定的每一級(jí)傳動(dòng)比，再最終計(jì)算耕耘機(jī)各檔位的工作速度

按以上傳動(dòng)比分配后，計(jì)算耕耘機(jī)各檔位的工作（實(shí)際）速度如下：

綜上，可知經(jīng)上述步驟傳動(dòng)比分配后，得到小型耕耘機(jī)的實(shí)際工作參數(shù)與設(shè)計(jì)數(shù)值相差不大（基本吻合），故傳動(dòng)比分配合理。接下來可按此傳動(dòng)比設(shè)計(jì)變速箱以及減速箱。

4.結(jié)束語

方案選擇后，總體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是小型耕耘機(jī)設(shè)計(jì)的核心，直接影響著耕耘機(jī)的整體性能。因此我們必須合理選擇傳動(dòng)比，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使耕耘機(jī)體積更小，方便人們使用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]翁家昌.手扶拖拉機(jī)構(gòu)造理論與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1980.

[2]吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2002，1.