范永鋒 崔新德 房燦松

摘 要：本文主要對中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)進行原理分析，對中間傳動及側(cè)邊傳動兩種典型的水田耕耙平地機傳動方式進行了詳細(xì)的描述，客觀的分析了兩種傳動方式各自的優(yōu)點及不足，并對不足之處提出了改進的方式。以便更加深刻的了解中型水田耕耙平地機的傳動原理，得到合理的設(shè)計方案。

一、中間傳動與側(cè)邊傳動兩種傳動方式的分析比較

1.1 中間傳動方式的原理分析

中間傳動系統(tǒng)主要由萬向節(jié)和中間齒輪箱組成，萬向節(jié)為普通的十字軸萬向節(jié)，中間齒輪箱主要由一對錐齒輪、三個圓柱齒輪組成。

采用這種傳動形式的齒輪箱，拖拉機動力經(jīng)萬向節(jié)傳給中間齒輪箱，經(jīng)齒輪減速并改變方向后，傳遞達(dá)到刀軸，使刀軸做旋轉(zhuǎn)運動，機器正常工作。刀軸分為左、右兩端安裝在齒輪箱兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)形式的特點是機架牢固，剛性好，布局合理，特別是用于耕幅大于拖拉機輪距時，更能顯示出它的優(yōu)越性[1]。

中間傳動形式的齒輪箱雖然結(jié)構(gòu)簡單巧妙但有中間齒輪由于其直徑較大制造成本高、中間漏耕等缺陷。其中最主要的是中間漏耕地問題。中間齒輪箱處由于齒輪箱自身的寬度限制，不能安裝彎刀，如不設(shè)置特殊的工作部件來彌補，將出現(xiàn)漏耕或工作部件掛草堵塞等現(xiàn)象[2]。

現(xiàn)階段已經(jīng)設(shè)計出了一些消除漏耕的裝置，其根據(jù)中間齒輪箱寬度，設(shè)計出裝在中間齒輪箱的特殊刀具，以達(dá)到消除中間漏耕的目的。如選用中間傳動方式，可以選用已有的消除漏耕裝置，也可以借鑒其他裝置的優(yōu)點，自行設(shè)計中間消除漏耕裝置。

1.2 側(cè)邊傳動方式的原理分析

側(cè)邊傳動的中間齒輪箱把由拖拉機動力輸出軸和萬向節(jié)傳來的動力，更換傳動方向和變速后傳給側(cè)邊齒輪（或鏈條）箱。主要有無變速齒輪的中間齒輪箱和交換齒輪的中間齒輪箱兩種。交換齒輪的中間齒輪箱可根據(jù)拖拉機的動力輸出軸的轉(zhuǎn)速較方便的選擇一對交換圓柱齒輪而得到需要的刀軸轉(zhuǎn)速，來滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的使用要求[3]。

側(cè)邊傳動想主要有齒輪傳動和鏈條傳動兩種。

齒輪傳動主要有三個圓柱齒輪和四個圓柱齒輪兩種。其中，三個圓柱齒輪的側(cè)邊齒輪箱既是傳動部分，又是框架的組成部分，所以要求牢固、可靠、剛性好。這種箱體中心距小，結(jié)構(gòu)重量比較輕。缺點是中間齒輪較大，鍛造加工比較困難[4]。

四個圓柱齒輪的側(cè)邊齒輪箱箱體中心距較大，與有交換齒輪的中間齒輪箱配合使用。與三個齒輪的側(cè)邊齒輪箱比較，中間齒輪較小，但零件多，結(jié)構(gòu)重量較大。

側(cè)邊鏈條箱由鏈輪、張緊滑軌、鏈條箱體等零件組成。鏈條規(guī)格為一英寸雙排套筒滾子鏈（加強型）。主、被動鏈輪中心距有兩種，小的中心距和上述三個齒輪傳動的主、被動齒輪中心距相同，大的中心距和四個齒輪傳動的中心距相同，主要考慮到側(cè)邊齒輪傳動和鏈條傳動旋耕機中某些零件的通用性，以降低制造成本。在結(jié)構(gòu)和工藝等方面，鏈條傳動比齒輪傳動有一定的優(yōu)越性，關(guān)鍵要提高鏈條的壽命，工作可靠性和降低成本，同時也要注意正確的使用和調(diào)整[5]。

二、中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)原理說明

通過上訴對中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)的原理分析可以看出，中間傳動方式與側(cè)邊傳動方式都存在著各自的缺點。

中間傳動方式中由于中間齒輪箱寬度問題，存在著中間漏耕現(xiàn)象。側(cè)邊傳動中，側(cè)邊齒輪箱制造成本高，制造難度大，同時設(shè)備自重較大，側(cè)邊鏈條箱存在著鏈條容易損壞的問題，嚴(yán)重影響了其維護成本和使用壽命，制約了此種傳動方式的發(fā)展。

三、中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)的初步方案設(shè)計

綜上所述，初步選擇中間傳動方式。因所給題目中為與40匹馬力拖拉機配套的水田耕耙平地機，耕幅為2.6m，采用中間傳動方式可以更大的提高其工作效率，尤其是其耕幅大于拖拉機輪距，更能體現(xiàn)出中間傳動方式的優(yōu)越性。

同時由于需要提高水田耕耙平地機工作時的速度，需要結(jié)構(gòu)更加牢固，而中間傳動方式具有機架牢固，剛性好，布局合理等特點。

四、萬向節(jié)聯(lián)軸器的選擇與分析

萬向節(jié)傳動裝置主要應(yīng)用于現(xiàn)代汽車中，由萬向節(jié)、傳動軸和支承裝置組成，主要用于在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸之間的動力傳遞。主要有普通十字軸萬向節(jié)，球環(huán)式萬向節(jié)，等角速萬向節(jié)（球叉式、球籠式、雙聯(lián)式、三銷式等），撓性萬向節(jié)等。

萬向節(jié)傳動的工作條件在很大程度上決定于它所連兩軸的夾角。一般希望此角度越小越好，過大會導(dǎo)致壽命的下降和效率的降低。

被萬向節(jié)傳動所連接的兩軸之間的距離很大時，當(dāng)采用一根傳動軸超過臨界轉(zhuǎn)速時，則必須在萬向節(jié)傳動中安裝中間支撐，以便縮短萬向節(jié)傳動軸的長度。

實踐表明，萬向節(jié)傳動所速接的兩軸的位置和所傳遞的動力大小不同，萬向節(jié)傳動將有不同的結(jié)構(gòu)形式。同時因為生產(chǎn)和使用條件不一樣，往往所選結(jié)構(gòu)形式也不一樣。所以設(shè)計制造出的萬向節(jié)傳動裝置能滿足如下要求：

⑴ 保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時能可靠地傳遞扭矩。

⑵ 保證所連接的兩軸能夠均勻的旋轉(zhuǎn)，且由于兩軸之間存在的夾角而產(chǎn)生的慣性力矩所引起的載荷應(yīng)降低到許可范圍內(nèi)。

⑶ 保證傳動效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便。

普通十字軸萬向節(jié)制造簡單，使用壽命長，維護方便，可以降低制造成本，所以選擇普通十字軸萬向節(jié)。

五、結(jié)論

本章通過對中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)現(xiàn)有傳動方式的分析，可以看到中間傳動和側(cè)邊傳動的各自優(yōu)勢以及不足之處。但在本課題中40匹馬力拖拉機，耕幅為2.6m時，中間傳動方式較側(cè)邊傳動方式有不可替代的優(yōu)勢。所以選擇中間傳動方式為本課題所設(shè)計的中型水田耕耙平地機傳動系統(tǒng)的傳動方式。

萬向節(jié)聯(lián)軸器部分，選擇造價低，制造相對簡單的普通十字軸萬向節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周建來.國外旋耕機技術(shù)現(xiàn)狀[J].農(nóng)機化研究，1991.（01）：60-62.

[2] 張瑞宏，戴國軍，顧玲，朱順華，周小軍，季偉.中托配套復(fù)合作業(yè)型水田平整機設(shè)計與分析[J].江蘇大學(xué)學(xué)報，2004.（06）：465-468.

[3] 鄭文寶，張蕾.哈爾濱市阿城區(qū)水田機械化現(xiàn)狀及對策[J].農(nóng)機使用與維修，2008.（04）：11.

[4] 蔣均.機械化水田平整技術(shù)[J].江蘇農(nóng)機與工藝，2000.（02）：8.姚耀榮.

[5] 農(nóng)業(yè)機械部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，江蘇省農(nóng)業(yè)機械研究院.旋耕機[M].江蘇：常州人民印刷廠，1979：62-78.