适用于我国南方的小型水田高地隙喷杆喷雾机研发

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适用于我国南方的小型水田高地隙喷杆喷雾机

研发

0 、引言

我国水稻种植面积广且分散，病虫害发生频繁、防治次数多、所需劳动量大。然而，由于现有

植保机械整机质量大，容易在水田里发生打滑及下陷，因而水田病虫害防治仍以手动喷雾器和

担架式喷雾机为主，已不能适应水田植保防治要求。从设计轻量化、小型化以及满足我国施药

技术基本要求出发，研发适用于我国国情的小型水田高地隙喷杆喷雾机，对提高农药利用率、

施药作业效率、减轻农民工作量、减少农药对农民的危害、促进我国施药技术水平提高，以及

保障水稻粮食生产安全具有重要意义。

1 、传动系统总体设计

通过对南方水稻种植特点的调研并结合农艺要求，得到了水稻的间距、行距及地隙等参数要

求，最后确定水田高地隙喷杆喷雾机的具体参数如下:

配套动力/kW: 10

工作速度/m·s－1: 0 ．3 ～1

喷雾量/L·min－1: 12 ～20

喷幅/m: 6 ～8

地隙高度/mm: 800 ～1 000

要解决喷雾机力和力矩传输、速度大小调节和方向调节的问题，就必然要经过一个传动系统。

喷雾机主要采用机械传动方式，动力由发动机输出，经过齿轮箱及蜗轮蜗杆减速器的减速和变

向，最终驱使水田叶轮和药泵转动。齿轮箱包含驱动喷杆喷雾机行走的行走传动系统和驱动药

泵的喷施传动系统。

喷杆喷雾机的齿轮箱行走传动系统示意图如图 2 所示。图 2 中，A1 为输入轴常啮合齿

轮，A2、B 为同轴固定齿轮，C1、C2 为一级行走传动常啮合齿轮，D1、D2 为二级行走传动

常啮合齿轮，E1、E2 为三级行走传动常啮合齿轮。喷杆喷雾机的齿轮箱喷施传动系统示意图

如图 3 所示。A1 为输入轴固定常啮合齿轮，O1、O2 为喷施输入轴同轴固定齿轮，P1、P2 为

喷施输出轴同轴固定齿轮。

2 、传动齿轮箱参数化建模

水田高地隙喷杆喷雾机传动齿轮箱主要组成部分为: 2 个直齿锥齿轮、11 个直齿圆柱齿轮、13

个轴承和 9 根转动轴等。直齿锥齿轮和直齿圆柱齿轮作为高地隙喷杆喷雾机传动的基本传动

件，都是非标准件，每次重复设计都会耗费设计者大量时间和精力。

因此，利用参数化建模技术，让设计者只需输入所需参数即能快速建模，可以大大提高设计的

效率，为后续虚拟装配、ADAMS 仿真及 CAE 分析奠定基础。

2 ．1 渐开线齿廓形成原理

由于渐开线齿廓能保证定传动比传动、齿廓之间的正压力方向不变以及传动具有可分性，而且

便于制造、安装、测量及互换等，因此渐开线齿轮在机械工程中获得了特别广泛的应用。渐开

线形成原理如图 4 所示。当直线 n—n 沿圆周做相切纯滚动时，直线 n—n 上任一点 K 的轨迹

K0K 为该圆的渐开线。

假定K 点的坐标为(x，y) ，根据渐开线成形原理及几何关系，可知

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摘要：

适用于我国南方的小型水田高地隙喷杆喷雾机研发0、引言我国水稻种植面积广且分散，病虫害发生频繁、防治次数多、所需劳动量大。然而，由于现有植保机械整机质量大，容易在水田里发生打滑及下陷，因而水田病虫害防治仍以手动喷雾器和担架式喷雾机为主，已不能适应水田植保防治要求。从设计轻量化、小型化以及满足我国施药技术基本要求出发，研发适用于我国国情的小型水田高地隙喷杆喷雾机，对提高农药利用率、施药作业效率、减轻农民工作量、减少农药对农民的危害、促进我国施药技术水平提高，以及保障水稻粮食生产安全具有重要意义。1、传动系统总体设计通过对南方水稻种植特点的调研并结合农艺要求，得到了水稻的间距、行距及地隙等参数要求，...

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