变速旋耕机传动系统的设计

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1、变速旋耕机传动系统的设计前言旋耕灭茬机主要来源于农业生产的需要。旋耕机是和配套配套作业的机具，按配套动力分为手扶拖拉机配套旋耕机和轮式拖拉机配套旋耕机两大类。与犁耕和耙耕作业相比，旋耕机作业具有碎土性能好，适应性广，作业效率高等特点。在我国大江南北，无论水田旱田，旋耕机的应用十分普遍，在耕作机械中占有重要的地位。旋耕机的使用极大地提高了土地耕作效率，只需一次旋耕作业即可完成传统耕作方式（先犁田、后耙土）的全部内容。旋耕机具有疏松土壤、秸秆还田、增加土质肥力和消灭土层中害虫的功能，广泛用于平原、山区及丘陵地带的各种土质田块的作业任务，水旱田兼用，具有广泛适应性，旋耕机是取代犁的

2、较为理想的农机具。目前国内生产的旋耕机品种型号较多，均以手拖底盘或四轮拖拉机为配套动力，市场上以手拖底盘为配套动力的产品居多，适合单个农户家庭使用。传动方式基本上以链条传动为主，通过旋耕机上的挂接齿轮与拖拉机变速箱内传动齿轮接合，将底盘动力输出到旋耕机主动链轮上，然后再通过链条传动带动从动链轮，进而带动旋耕刀旋转（通过后尾轮调整旋耕刀入土深度），达到旋耕土壤的目的全国生产旋耕机主机的企业有60多家，但都是生产原己定型的无变速型旋耕机，功能单一。有不少生产企业以及农机专业户根据市场的需要，自行；研制了很多种类的多用途旋耕机，但因各种原因，都没有形成大批量生产为此，在现有的基础上

3、，根据普通单一旋耕机和单一灭茬机的功能，我们应该研制一种兼有旋耕碎土和浅耕灭茬双功能的变速灭茬旋耕机。本课题拟解决的问题通过改进设计，增加刀辊轴的转速和转向。在工作时，通过适当的拆卸和改装，就可实现不同功能的作业，以达到一机多能的目的。当需要旋耕时，采用200r/min左右的正旋作业；当需要埋青和灭茬时，采用415r/min左右的反旋作业；本课题的实现解决了现有旋耕机只能旋耕不能灭茬而灭茬机又只能灭茬不能旋耕的问题。1、方案的拟定旋耕灭荐机状态动力为36.75KW(约50马力)动力由拖拉机动力输出，轴经一对圆锥齿轮和侧边圆柱齿轮带动。设计的旋耕灭荐方案满足如下性能、性质要求：

4、1.1、设计参数要求：①刀轴转速：正转：200r/min左右（旋耕）反转：415r/min左右（埋青灭茬）②设计耕深14cm（最大设计耕深）③工作幅宽1.6m④技术：（1）旋耕灭茬机与拖拉机采用三点悬挂联接，作业时万向传动轴偏置角度不得大于15°，田间过埂刀端离地高度150~250mm，此时万向传动轴角度不得大于30°。切断动力后，旋耕灭茬机最大提升高度达刀端离地250mm以上。（2）、要求旋耕、灭茬作业能覆盖拖拉机轮辙，当幅宽小于拖拉机轮距外缘时，可采用偏配置。（3）、要求结构简单可靠，保证各项性能指标。（4）、设计时考虑加工工艺性和装配工艺性，尽量使用标准件、通用件，以降

5、低制造成本。1.2、方案的设计动力从拖拉机输出轴输出，经一对圆锥齿轮和一组圆柱齿轮传动带动刀轴施耕，此种方案的特点是前后一级传动导用侧边齿轮，正反转的实现通过调整圆锥齿轮来实现。2、运动计算表1轴次Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴刀轴齿数Z1Z2Z3Z4Z5173617暂不定28传动比2.141.64总传动比3.78转速r/min720336200表2轴次Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅴ轴Ⅵ轴刀轴齿数Z1Z2Z6Z7Z8173621暂不定17传动比2.140.81总传动比2.95转速r/min720336415表1表示正转，表2表示反转。3、动力计算3.1、各传动副效率圆锥齿轮传动η1=0.98圆柱齿轮η2=0.

6、98球轴承η3=0.99万向节η4=0.983.2、动力分配3.2.1拖拉机动力输出轴的额定输出功率：根据有关资料和经验估算，其额定输出功率为：P额=0.8N发=29.40KWn=734r/min3.2.2第一轴及小锥齿轮Z1功率，转速和扭矩：P1=29.40×0.98×0.99=28.22KWn1=720r/minT1=9.55×1063.2.3第二轴及大锥齿轮Z2的Z1功率，转速和扭矩：Pz2=Pz1·nz2=TZ2=3.2.4第三轴及齿轮Z3功率，转速和扭矩：：Pz3=PZ2nz3=nZ2=336r/minTⅢ=9.553.2.5第四轴Z4齿轮功率PZ4=3.2.6第四

7、轴（随轮轴）不传递扭矩，故不校核3.2.7刀轴Z5齿轮功率、转速和扭矩PZ5=PZ4nz5=200r/minTⅤ=9.553.2.8第五轴及齿轮Z6功率，转速和扭矩：PZ6=PZ2nz6=nZ2=336r/minTⅥ=9.553.2.9第六轴Z7齿轮功率PZ7=3.2.10刀轴Z8齿轮功率、转速和扭矩PZ8=PZ7nz8=415r/minTⅧ=9.553.3、传动零件的设计计算3.3.1圆锥齿轮的设计（Z1和Z2的设计）(1)选材直齿锥齿轮加工多为刨齿，不宜采用硬齿面。小齿轮选用40Cr，调质处理，硬度