氣吸式玉米播種施肥機(jī)鏈傳動設(shè)計及計算

趙真

摘要：傳動裝置是氣吸式玉米播種施肥機(jī)的關(guān)鍵部件之一，傳動方式及結(jié)構(gòu)的選擇直接影響機(jī)具的工作性能。闡述氣吸式玉米播種施肥機(jī)傳動裝置的結(jié)構(gòu)和傳動設(shè)計及計算，以期為機(jī)具性能的改進(jìn)與完善提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：播種施肥機(jī);鏈傳動;設(shè)計;計算

中圖分類號：S223.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）01-0040-02

根據(jù)目前國內(nèi)播種機(jī)的現(xiàn)狀及缺點(diǎn)，參考多種播種施肥機(jī)械，設(shè)計出一種氣吸式玉米播種施肥機(jī)，實(shí)現(xiàn)了播種精度高、種子損傷率小的目標(biāo)。傳動方式及結(jié)構(gòu)的選擇直接影響機(jī)具的工作性能，需要根據(jù)作業(yè)質(zhì)量要求對傳動部分進(jìn)行設(shè)計與計算。

1 傳動裝置結(jié)構(gòu)

氣吸式玉米播種施肥機(jī)的傳動裝置如圖1所示。地輪在工作中不僅作為支撐輪，還作為排肥槽輪和排種盤轉(zhuǎn)動的動力來源。由地輪的輪緣與地面間磨擦產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，通過傳動系統(tǒng)來驅(qū)動排肥槽輪和排種盤轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)排肥和排種的功能;通過變換傳動比，實(shí)現(xiàn)多種播種株距調(diào)節(jié)。

2 傳動設(shè)計

2.1 傳動方式選擇

鏈傳動是一種以鏈條為撓性鍵件的嚙合傳動。鏈傳動兼有帶傳動和齒輪傳動的特點(diǎn)。與帶傳動相比，鏈傳動能夠保持準(zhǔn)確的傳動比，作用在軸上的力較小，可在高溫、低速、重載的條件下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動結(jié)構(gòu)簡單，安裝精度要求不高，適用于遠(yuǎn)距離傳動。但鏈傳動也有一些缺點(diǎn)：不能保持恒定的瞬時鏈速和瞬時傳動比;傳動中有動載荷和嚙合沖擊;急速反向性能較差。

鏈傳動按功能不同可分為傳動鏈、輸送鏈、起重曳引鏈及專用特種鏈。一般的機(jī)械傳動中選用傳動鏈。傳動鏈按結(jié)構(gòu)不同又可分為滾子鏈和齒形鏈等。齒形鏈傳動平穩(wěn)、噪音低（稱為無聲鏈）、工作可靠，但比滾子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高，一般用于滾子鏈不適合的重要傳動場合。本課題綜合考慮機(jī)具成本、應(yīng)用場合等因素，選用滾子鏈。

2.2 傳動設(shè)計計算

對機(jī)具中兩對鏈傳動進(jìn)行設(shè)計計算。

2.2.1 地輪鏈輪—被動鏈輪鏈轉(zhuǎn)動設(shè)計計算 播種機(jī)工作時，地輪轉(zhuǎn)動通過地輪軸帶動地輪鏈輪（Z1）轉(zhuǎn)動，地輪鏈輪帶動被動鏈輪（Z1'）轉(zhuǎn)動，被動鏈輪再將動力傳給排肥器軸。

1） 選擇鏈輪齒數(shù)Z1，Z1'。

根據(jù)設(shè)計手冊推薦，選擇Z1=23，Z1'=i1Z1=54.97，取Z1'=55。

2） 求計算功率Pc。

由設(shè)計手冊查得KA=1.3，KZ=1.1，由于排種盤及排肥器中受力均較小，一般取P=200 W，則Pc=KAKZP=1.3×1.1×200=286 W=0.286 kW。

3） 確定鏈節(jié)距p。

地輪轉(zhuǎn)速N1=69.17 r/min，查設(shè)計手冊，選用單排鏈08A，并且P0=0.6 kW>Pc，則節(jié)距p=12.70 mm。

4） 確定中心距a和鏈節(jié)數(shù)Lp。

由于播種機(jī)的體積不大，從節(jié)約原料及減輕質(zhì)量上考慮，可初選a0=30p，則鏈節(jié)數(shù)Lp為：

Lp=++

=++

=99.8 mm

取Lp=99 mm。

則理論中心距a為：

a=Lp-

+

=

99-+

=375.4 mm

取Δa=0.003a=1.12 mm。則實(shí)際中心距a'=a-Δa=374 mm。

5） 確定潤滑方式。

鏈速v為：

v===0.33 m/s

根據(jù)設(shè)計手冊，采用人工定期潤滑。

6） 鏈輪設(shè)計。

由于是比較重要的傳動，鏈輪材料采用40鋼，熱處理后硬度為40～50 HRC。

鏈輪齒形分度圓直徑為：

d1==93.38 mm

d2==222.80 mm

2.2.2 排肥鏈輪—排種鏈輪鏈轉(zhuǎn)動設(shè)計計算 播種機(jī)工作時，轉(zhuǎn)矩通過被動鏈輪（Z1'）經(jīng)排肥軸帶動排種鏈輪（Z2）轉(zhuǎn)動，排種鏈輪帶動排種鏈輪（Z2'）轉(zhuǎn)動，排種鏈輪再將動力傳給排種器軸。

1） 選擇鏈輪齒數(shù)Z2，Z2'。

根據(jù)設(shè)計手冊推薦，選擇Z2=17，Z2'=i2Z2=19.04，取Z2'=19。

2） 求計算功率Pc。

由設(shè)計手冊查得KA=1.3，KZ=1.1，由于排種盤及排肥器中受力均較小，一般取P=100 W，則Pc=KAKZP=1.3×1.1×100=143 W=0.143 kW。

3） 確定鏈節(jié)距p。

排種器轉(zhuǎn)速N2'=25.85 r/min，則N2= i2N2'=28.95 r/min，查設(shè)計手冊，選用單排鏈08A，并且P0=

0.6 kW>Pc，則節(jié)距p=12.70 mm。

4） 確定中心距a和鏈節(jié)數(shù)Lp。

由于播種機(jī)的體積不大，從節(jié)約原料及減輕質(zhì)量上考慮，可初選a0=30p，則鏈節(jié)數(shù)Lp為：

Lp=++

=++

=78 mm

則理論中心距a為：

a=Lp-

+

=

78-+

=380.97 mm

取Δa=0.003a=1.14 mm。則實(shí)際中心距a'=a-Δa=379 mm。

5） 確定潤滑方式。

鏈速v為：

v==0.104 1 m/s

根據(jù)設(shè)計手冊，采用人工定期潤滑。

6） 鏈輪設(shè)計。

由于是比較重要的傳動，鏈輪材料采用40鋼，熱處理后硬度為40～50 HRC。

鏈輪齒形分度圓直徑為：

d1==69.14 mm

d2==77.16 mm

參考文獻(xiàn)

[1] 彭博.氣吸式播種機(jī)氣力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019.

[2] 王首驛，張翼夫，葉玉婷，等.貼地施肥播種機(jī)傳動設(shè)計與機(jī)架分析[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報，2019，40（1）：98-102，107.

[3] 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

Design and Calculation of Chain Drive of Air-suction

Corn Sowing and Fertilization Machine

ZHAO Zhen

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： The transmission device is one of the key parts of the air-suction corn sowing and fertilization machine. The selection of transmission mode and structure directly affects the working performance of the machine. This paper expounds the structure， transmission design and calculation of the transmission device of the air-suction corn sowing and fertilization machine， in order to provide theoretical basis for the improvement and perfection of the performance of the machine.

Key words： sowing and fertilization machine; chain drive; design; calculation