气吸式玉米播种施肥机链传动设计及计算

赵真

摘要：传动装置是气吸式玉米播种施肥机的关键部件之一，传动方式及结构的选择直接影响机具的工作性能。阐述气吸式玉米播种施肥机传动装置的结构和传动设计及计算，以期为机具性能的改进与完善提供理论依据。

关键词：播种施肥机;链传动;设计;计算

中图分类号：S223.2    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）01-0040-02

根据目前国内播种机的现状及缺点，参考多种播种施肥机械，设计出一种气吸式玉米播种施肥机，实现了播种精度高、种子损伤率小的目标。传动方式及结构的选择直接影响机具的工作性能，需要根据作业质量要求对传动部分进行设计与计算。

1 传动装置结构

气吸式玉米播种施肥机的传动装置如图1所示。地轮在工作中不仅作为支撑轮，还作为排肥槽轮和排种盘转动的动力来源。由地轮的轮缘与地面间磨擦产生转矩，通过传动系统来驱动排肥槽轮和排种盘转动，实现排肥和排种的功能;通過变换传动比，实现多种播种株距调节。

2 传动设计

2.1 传动方式选择

链传动是一种以链条为挠性键件的啮合传动。链传动兼有带传动和齿轮传动的特点。与带传动相比，链传动能够保持准确的传动比，作用在轴上的力较小，可在高温、低速、重载的条件下工作。与齿轮传动相比，链传动结构简单，安装精度要求不高，适用于远距离传动。但链传动也有一些缺点：不能保持恒定的瞬时链速和瞬时传动比;传动中有动载荷和啮合冲击;急速反向性能较差。

链传动按功能不同可分为传动链、输送链、起重曳引链及专用特种链。一般的机械传动中选用传动链。传动链按结构不同又可分为滚子链和齿形链等。齿形链传动平稳、噪音低（称为无声链）、工作可靠，但比滚子链结构复杂、价格高，一般用于滚子链不适合的重要传动场合。本课题综合考虑机具成本、应用场合等因素，选用滚子链。

2.2 传动设计计算

对机具中两对链传动进行设计计算。

2.2.1 地轮链轮—被动链轮链转动设计计算 播种机工作时，地轮转动通过地轮轴带动地轮链轮（Z1）转动，地轮链轮带动被动链轮（Z1'）转动，被动链轮再将动力传给排肥器轴。

1） 选择链轮齿数Z1，Z1'。

根据设计手册推荐，选择Z1=23，Z1'=i1Z1=54.97，取Z1'=55。

2） 求计算功率Pc。

由设计手册查得KA=1.3，KZ=1.1，由于排种盘及排肥器中受力均较小，一般取P=200 W，则Pc=KAKZP=1.3×1.1×200=286 W=0.286 kW。

3） 确定链节距p。

地轮转速N1=69.17 r/min，查设计手册，选用单排链08A，并且P0=0.6 kW>Pc，则节距p=12.70 mm。

4） 确定中心距a和链节数Lp。

由于播种机的体积不大，从节约原料及减轻质量上考虑，可初选a0=30p，则链节数Lp为：

Lp=++

=++

=99.8 mm

取Lp=99 mm。

则理论中心距a为：

a=Lp-

+

=

99-+

=375.4 mm

取Δa=0.003a=1.12 mm。则实际中心距a'=a-Δa=374 mm。

5） 确定润滑方式。

链速v为：

v===0.33 m/s

根据设计手册，采用人工定期润滑。

6） 链轮设计。

由于是比较重要的传动，链轮材料采用40钢，热处理后硬度为40～50 HRC。

链轮齿形分度圆直径为：

d1==93.38 mm

d2==222.80 mm

2.2.2 排肥链轮—排种链轮链转动设计计算 播种机工作时，转矩通过被动链轮（Z1'）经排肥轴带动排种链轮（Z2）转动，排种链轮带动排种链轮（Z2'）转动，排种链轮再将动力传给排种器轴。

1） 选择链轮齿数Z2，Z2'。

根据设计手册推荐，选择Z2=17，Z2'=i2Z2=19.04，取Z2'=19。

2） 求计算功率Pc。

由设计手册查得KA=1.3，KZ=1.1，由于排种盘及排肥器中受力均较小，一般取P=100 W，则Pc=KAKZP=1.3×1.1×100=143 W=0.143 kW。

3） 确定链节距p。

排种器转速N2'=25.85 r/min，则N2= i2N2'=28.95 r/min，查设计手册，选用单排链08A，并且P0=

0.6 kW>Pc，则节距p=12.70 mm。

4） 确定中心距a和链节数Lp。

由于播种机的体积不大，从节约原料及减轻质量上考虑，可初选a0=30p，则链节数Lp为：

Lp=++

=++

=78 mm

则理论中心距a为：

a=Lp-

+

=

78-+

=380.97 mm

取Δa=0.003a=1.14 mm。则实际中心距a'=a-Δa=379 mm。

5） 确定润滑方式。

鏈速v为：

v==0.104 1 m/s

根据设计手册，采用人工定期润滑。

6） 链轮设计。

由于是比较重要的传动，链轮材料采用40钢，热处理后硬度为40～50 HRC。

链轮齿形分度圆直径为：

d1==69.14 mm

d2==77.16 mm

参考文献

[1] 彭博.气吸式播种机气力系统稳定性的研究[D].保定：河北农业大学，2019.

[2] 王首驿，张翼夫，叶玉婷，等.贴地施肥播种机传动设计与机架分析[J].中国农机化学报，2019，40（1）：98-102，107.

[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，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