农业机械学第三章

第三章整地机械Scarificationmachine第一节、引言（introduction）第二节、圆盘耙(discharrow)第三节、旋耕机(RotaryTiller/rotarycultivator)第二章土壤耕作机械Soiltillagemachine第一节、引言整地作业包括耙地、平地和镇压。有的地区还包括起垄和作畦。耕地后土垡间存在着很多大孔隙。土壤的松碎程度与地面的平整度还不能满足播种和栽植的要求。所以必须进行整地，为作物的发芽和生长创造良好的条件。在干旱地区用镇压器压地是抗旱保墒，保证作物丰产的重要农业技术措施之一。有的地区应用钉齿耙进行播前、播后和苗期耙地除草。整地机械包括耙（圆盘耙、水田耙和钉齿耙）、耢???、镇压器、起垄犁和作畦机等。整地机械的种类很多，根据不同作业的需要有以下几种类型：钉齿耙、圆盘耙、悬耕机、滚轧耙、镇压器等。其中，钉齿耙目前多用于畜力作业，圆盘耙和悬耕机机械化应用较多。第一节、引言1、圆盘耙简介2、圆盘耙类型3、圆盘耙的作用与构造4、球面圆盘耙片工作分析和参数确定5、圆盘耙的受力分析第二节圆盘耙悬挂圆盘耙1、圆盘耙简介牵引圆盘耙齿形耙1、圆盘耙简介1、圆盘耙简介旋耕镇压联合作业机在工作1、圆盘耙简介1、圆盘耙简介圆盘耙始于40年代，是替代钉齿耙的主要机具之一，目前国内外广泛采用，其主要特点：被动旋转，断草能力较强，具有一定切土、碎土和翻土功能，功率消耗少，作业效率高，既可在已耕地作业又可在未耕地作业，工作适应性较强。1）按与与动力的的连接方方式分：：牵引式、、悬挂式式和半悬悬挂式。。2、圆盘盘耙的类类型2）按耙耙片的直直径分：：重型耙（（660mm））中型耙（（560mm））轻型耙（（460mm））2、圆盘盘耙的类类型3）按耙耙片的外外缘形状状分：全缘耙缺口耙全缘耙片片易于加加工制造造，缺口口耙片入入土能力力强，易易于切断断杂草、、作物残残茬等，，但成本本高。2、圆盘盘耙的类类型4）按耙耙组的配配置方式式分单列耙、、双列列耙、组组合耙、、偏置耙耙、对置置耙。2、圆盘盘耙的类类型3、圆盘盘耙的作作用与构构造犁耕后的的碎土和和平地，，也可用用于搅土土、除草草、混肥肥，收获获后的浅浅耕、灭灭茬，播播种前的的松土，，播种后后的盖种种等。1）作用2）组成：：耙组、耙耙架、牵引引架、偏角角调节装置置等。耙组耙架牵引架偏角调节装装置3、圆盘耙耙的作用与与构造3、圆盘耙耙的作用与与构造（1）耙组组：耙组是圆盘盘耙的主要要工作部件件，由5～～10片圆圆盘耙片穿穿在一根方方轴上，耙耙片之间用用间管隔开开，保持一一定间距，，最后用螺螺母拧紧、、锁住而成成。如图2-47，，耙组通过过轴承及其其支座与梁梁架相连接接，工作时时所有耙片片随耙组一一起转动。。每个耙片片的凹面都都一个刮土土板，安装装在刮土器器横梁上。。耙片分全缘缘耙片和缺缺口耙片两两种，缺口口耙片在耙耙片外缘有有6－12个三角形形、梯形或或半圆形缺缺口。3、圆盘耙耙的作用与与构造2．耙架用来安装圆圆盘耙组、、调节机构构和牵引架架（或悬挂挂架）等部部件。有铰铰接耙架和和刚性耙架架两种。有的耙架上上还装有载载重箱，以以便必要时时加配重，，以增加和和保持耙的的深度。推移。3、圆盘耙耙的作用与与构造3．角度调调节器用于调节圆圆盘耙的偏偏角，以适适应不同耙耙深的需要要。角度调调节器的型型式有丝杠杠式、齿板板式、液压压式、插销销式等。丝杠式用于于部分重耙耙上。结构构复杂，但但工作可靠靠。齿板式在轻轻耙上使用用，调节比比较方便，，但杆体容容易变形，，影响角度度调节。插销式结构构简单，工工作可靠。。调整时，，将耙升起起，拨出锁锁定销，推推动耕组横横梁使其绕绕转轴旋转转，到合适适位置时，，把锁定销销插入定位位孔定位，，一般在中中耙与轻耙耙上采用。。液压式用于于系列重耙耙上，虽然然结构复杂杂，但工作作可靠，操操作容易。。3、圆盘耙耙的作用与与构造4．牵引或或挂接装置置对于悬挂式式圆盘耙，，其悬挂架架上有不同同的孔位，，以改变挂挂接高度。。对于牵引式式圆盘耙，，其工作位位置和运输输位置的转转换是通过过起落机构构实现的。。起落过程程由液压油油缸升降地地轮来完成成，耙架调调平机构与与起落机构构连动，在在起落过程程同时改变变挂接点的的位置，保保持耙架的的水平。在在工作状态态，可以转转动手柄，，改变挂接接点的位置置，使前后后列耙组的的耕深一致致。3、圆盘耙耙的作用与与构造4、圆盘耙耙片工作分分析和参数数确定（一）圆盘盘耙片作业业过程⑴耙片在空空间的位置置对土壤作作用的影响响：以地面为作作业面，圆圆盘回转平平面与地面面垂直为基基本工作条条件，则有有下列几种种作用效果果：Vmα=0°时时，只有滚滚动没有拖拖动，能切切断杂草和和土块，但但无翻土能能力，且难难以达到预预定的耙深深。α=90°时，耙片只只有拖动没没有滚动，，有强烈的的翻土能力力，但断草草能力几乎乎为零，且且很容易造造成土壤堆堆积和堵塞塞现象。Vm90o4、圆盘耙耙片工作分分析和参数数确定0＜α＜90°时，既有滚滚动又有拖拖动，是整整地过程所所需要的工工作状态。。Vmα⑵工作过程程：耙地机组在在牵引动力力的作用下下，圆盘耙耙片受重力力和土壤反反力的作用用边滚动边边切入土壤壤并达到预预定耙深，，由于耙片片偏角的作作用，耙组组同时完成成了切割土土壤，切断断杂草和翻翻扣的工作作。4、圆盘耙耙片工作分分析和参数数确定（二）圆盘盘耙片的结结构参数和和基本计算算1）耙片直直径：D=kamax式中：k——经验系数数，4～6；amax——最大设计计耙深，cm；2）圆盘球球面半径：：R=D/2sinψ式中：ψ——扇形半角角，21～～27°4、圆盘耙耙片工作分分析和参数数确定3）耙片厚厚度充分考虑直直径大小、、工作负荷荷等因素，，一般用下下式来确定定：δ=（0.008～0.012）D重耙：δ=5mm中耙：δ=4mm轻耙：δ=3.5mm4、圆盘耙耙片工作分分析和参数数确定4）耙片轴轴向安装间间距b的确确定耙片间距对对圆盘耙设设计安装和和使用耙组组、保证其其正常工作作是非常重重要的。轴轴向间距的的大小直接接影响耙组组在耕作横横断面内的的对土壤加加工和处理理的程度、、碎土质量量。间距太太小易造成成土壤堵塞塞，太大易易产生漏耙耙。要解决决好这一矛矛盾，耙片片轴向安装装间距的合合理选择是是至关重要要的。4、圆盘耙片片工作分析和和参数确定在横断面内的的耙片对土壤壤的影响区域域形状如下：：圆盘耙片在工工作时，从其其横断面看上上去为一椭圆圆形，由于b的存在，相相邻两圆盘加加工后的土壤壤横断面中间间有一凸起高高度h，当h=a时表示示有严重的漏漏耙现象发生生，而h=0又是不可能能的，所以，，要求h≤a。因此，b的确定对凸凸起高度h的的大小有直接接的影响，必必须找出b与与h的函数关关系，以便保保证既不漏耙耙又不堵塞正正确合理的耙耙片轴向安装装间距。4、圆盘耙片片工作分析和和参数确定由图所知：b=DhtgαDh——耙片片盘面在凸起起高度处的耙耙片弦长，Dh=？，，其大小可通通过沿耙片轴轴向的投影辅辅助图获得。。4、圆盘耙片片工作分析和和参数确定hAFBCDhD∵△ABC∽△ACF∴h（D－h）=Dh2/4，又∵b=Dhtgα∴b=2√h（D－h）tgα4、圆圆盘耙耙片工工作分分析和和参数数确定定∴b=2√h（D－h）tgα注意：：该公公式只只是一一定性性分析析式，，它只只是说说明了了b与与h函函数关关系，，并没没有进进行量量化处处理，，我们们做如如下举举例：：设：hmax≤≤a/2，，D=kamax=（4---6）amax，，取平平均值值k=5，，α=140～230，取取α=200，a=180mm，D=460mm，h=a/2=180/2=90mm，，则有有：b=132mm。4、圆圆盘耙耙片工工作分分析和和参数数确定定b=132mm可以吗？4、圆圆盘耙耙片工工作分分析和和参数数确定定该值从从理论论上满满足了了圆盘盘耙不不产生生漏耙耙的要要求，，按照照这样样一个个参数数进行行耙片片安装装在实实践中中如何何呢？？通过过田间间试验验表明明，由由不产产生漏漏耙所所确定定的b值过过小，，极易易发生生堵塞塞现象象。通过过田田间间试试验验表表明明，，由由不不产产生生漏漏耙耙所所确确定定的的b值值过过小小，，极极易易发发生生堵堵塞塞现现象象。。在在同同样样结结构构参参数数条条件件下下，，不不产产生生泥泥土土和和杂杂草草堵堵塞塞的的经经验验b值值为为：：b≥≥（（1.5～～2））a4、、圆圆盘盘耙耙片片工工作作分分析析和和参参数数确确定定如果果该该经经验验公公式式与与前前面面我我们们已已经经求求得得的的不不产产生生漏漏耙耙现现象象的的耙耙片片最最大大轴轴项项安安装装间间距距：：b=2√h（D－h）tgα等价价的的话话，，这这是是我我们们最最希希望望出出现现的的结结果果，，这这使使得得理理论论与与实实践践获获得得了了统统一一。。事事实实并并非非如如此此，，将将已已知知量量a=180mm经经验验公公式式，，取取系系数数为为1.5，，得得：：b≥≥1.5××180≥≥270mm。。4、、圆圆盘盘耙耙片片工工作作分分析析和和参参数数确确定定验证证结结果果表表明明，，不不产产生生漏漏耙耙的的条条件件与与不不产产生生堵堵塞塞的的条条件件不不能能同同时时满满足足，，即即出出现现了了二二种种结结果果：：不漏漏耙耙b≥（（1.5~2）a不堵堵塞塞这是是农农机机具具设设计计和和使使用用中中常常出出现现的的矛矛盾盾！！4、、圆圆盘盘耙耙片片工工作作分分析析和和参参数数确确定定b≤2tgα问题题措施施1、、如如何何解解决决这这一一矛矛盾盾？？2、、取取中中间间值值？？1、、以以不不产产生生堵堵塞塞的的条条件件b≥≥（（1.5～2））a确确定定圆圆盘盘耙耙片片的的轴轴向向安安装装间间距距，，保保证证耙耙组组能能入入土土工工作作。。2、、采采取取配配置置相相互互交交错错排排列列的的前前后后2列列耙耙组组，，前前耙耙组组产产生生的的漏漏耙耙由由后后列列耙耙组组进进行行处处理理，，保保证证整整台台机机组组既既不不漏漏耙耙又又不不堵堵塞塞。。4、圆盘盘耙片工工作分析析和参数数确定措施结论：通通常在实实际生产产过程中中所应用用的圆盘盘耙均为为双列耙耙。4、圆盘盘耙片工工作分析析和参数数确定圆盘耙工工作中受受到的外外力包括括重力、、牵引力力和土壤壤阻力。。一般认认为土壤壤阻力集集中作用用于耙组组中间耙耙片上。。根据耙耙片外载载的测定定结果得得出，作作用在耙耙片上的的土壤阻阻力一般般为空间间力系，，可简化化两个不不相交的的力R1和R2，如图图2-51a所所示。5、圆盘盘耙的受受力分析析力R1作作用于耙耙片的刃刃口平面面上，并并与水平平面呈一一夹角φ，其作用用线通过过圆盘轴轴线后方方ρ处。力R2垂直于刃刃口平面面，其作作用线通通过圆盘盘入土部部分的重重心附近近，即距距沟底h=a/2（a为耙深深），离离耙片垂垂直中心心线l处处。由于于ρ与l值很很小，为为了简化化分析，，设其为为零，则则R1和R2的作用线线方向如如图2-51b所示。5、圆盘盘耙的受受力分析析（1）圆圆盘耙组组水平面面内的平平衡。5、圆盘盘耙的受受力分析析（a）由由于左右右耙组对对称，合合力位于于中心线线上，并并与牵引引线一致致。左右右耙组的的测向力力相互抵抵消，因因而不存存在片牵牵引，在在水平面面内自动动平衡，，所以这这种对置置耙具有有很好的的稳定性性。（b）偏偏置圆盘盘耙的平平衡由由于不不对称，，前组和和后组阻阻力作用用线的交交点H偏偏于一侧侧（图2-53a）若若牵引线线通该点点则稳定定性好，，故牵引引此种耙耙工作时时，拖拉拉机的位位置可偏偏于一侧侧，而耙耙的位置置则偏于于另一侧侧。5、圆盘盘耙的受受力分析析5、圆盘盘耙的受受力分析析若将悬挂挂点由F转到F”处，，则机具具相对拖拖拉机有有个逆时时针的阻阻力矩，，结果前前面耙片片的偏转转角变小小，后边边耙片的的偏转角角增大，，最终会会在b所所示位置置重新达达到平衡衡。这样样虽然可可以耕作作，但是是拖拉机机悬挂点点一直受受到一个个侧向力力的作用用，使得得耙组相相对拖拉拉机纵轴轴线的偏偏移量增增大。若悬挂点点转到F‘处，，则机具具收到一一顺时针针力矩，，促使前前面的耙耙片偏角角增大，，后边耙耙组偏角角变小，，直到图图C位置置到达平平衡位置置，显然然，这样样拖拉机机悬挂点点也会受受到一个个侧向力力的作用用，使得得耙组相相对拖拉拉机纵轴轴线的偏偏移量减减小，有有时甚至至可以达达到无偏偏置状态态。5、圆盘盘耙的受受力分析析从图中还还可看出出，前后后列耙组组间的纵纵向距离离对平衡衡的影响响。如将将后列耙耙组向后后移L距距离，则则合力的的交点即即从H移移到H′′。只有有将牵引引线也相相应地从从F0移移到F0′，才才能使耙耙组保持持原有偏偏角进行行工作，，并获得得平衡。。5、圆盘盘耙的受受力分析析使耙组凹凹端耙深深加大，，而凸端端耙深减减小。为为此，耙耙组重心心常配置置的靠近近凸端，，或对凸凸端加压压或用吊吊干将凹凹端上拉拉。（2）圆圆盘耙在在垂直面面内的平平衡：圆圆盘耙组组在垂直直面内的的受力如如图2-54所所示，主主要作用用力是重重力G、、土壤对对耙组的的垂直分分力Rz、土壤壤对耙组组的轴向向反力R2。由于R2力作用用在圆盘盘耙片下下面相当当低的位位置，而而平衡力力则通过过轴承作作用在耙耙组中心心线上，，因而形形成了一一附加力力矩5、圆盘盘耙的受受力分析析第三节旋旋耕耕机1、旋耕耕机简介介2、旋耕耕机的类类型与一一般构造造3、横轴轴式旋耕耕机械的的理论分分析4、旋耕机的的功率消耗与与配置一、旋耕机简简介旋耕机是一种种由动力驱动动工作部件以以切碎土壤的的耕作机具。。兼有耕翻和和碎土功能，，一次作业即即能达到土碎碎地平的效果果，而犁耕很很难一次造成成土壤松碎、、地表平整而而满足播种或或插秧的要求求，必须再经经过整地才能能进行种植作作业。因此，，用旋耕机耕耕地可大大缩缩短耕整地的的时间，有利利于抢农时和和提高功效。。缺点是功率率消耗大，耕耕层较浅，翻翻盖质量差。。2、旋耕机的的类型与一般般构造按旋耕刀轴的位置可分为横轴式（卧式）立轴时（立式）斜轴式按刀轴传动方方式可分为中间传动式侧边传动式侧边齿轮传动侧边链传动类型:2、旋耕机的的类型与一般般构造卧式旋耕机图2－88是是钉齿式旋耕耕机。钉齿为为一直圆钢制制成，沿辊轴轴直径方向1800贯穿穿并予以固定定。图2－89是是星轮式旋耕耕机。刀辊由由多个带钉齿齿的星轮组成成。星轮盘面面不与刀辊轴轴线垂直，每每个星轮的偏偏斜方向均不不同。2、旋耕机的的类型与一般般构造本图所示的转转柄旋耕刀能能将切下的土土成形垡片翻翻转约180°，它的的刀柄装在与与刀轴一起旋旋转的套管上上，套管的里里面还有一个个静止的心轴轴。心轴有导导槽，锄柄上上的横销嵌入入导槽中。当当旋耕刀切下下土块并将其其带到一定高高度时，刀柄柄上的横销就就碰到导槽的的斜凸部分，，迫使刀柄偏偏转。于是刀刀面侧倾将土土块翻转落下下。2、旋耕机的的类型与一般般构造还有几种有翻翻土功能的旋旋耕刀，如下下：带有托土板的的旋耕刀盘。。当刀齿切下下土块时，托托土板正好托托住土块的上上端将其送到到后方翻转落落下。2、旋耕机的的类型与一般般构造带有弹性拖板板的旋耕刀。。当刀片切入入土中时，弹弹性拖板随切切缝弯曲进入入缝中，将切切下的土块托托带到后方一一定高度然后后弹片伸直使使土块翻转落落下。2、旋耕机的的类型与一般般构造立式旋耕机：：2、旋耕机的的类型与一般般构造刀齿或刀片绕绕立轴旋转的的旋耕机，其其突出功能就就是可以进行行深耕，一般般都能达到30－35cm，较深的的能达到40-50cm，而且可使使整个耕层土土壤疏松细碎碎，但前进速速度较慢。图2－95是安装在手扶扶拖拉机前面面的桨叶式旋旋耕机（亦称称旋桨式犁））。它的叶轮轮象一个竖立立着的船用螺螺旋桨，工作作时，叶片旋旋转将土壤铲铲起，并向一一侧抛出，耕耕后象铧式犁犁一样留有耕耕沟。因其向向一侧抛土，，故侧向力较较大。工作幅幅宽约等于叶叶轮的外缘直直径，耕作的的最大深度可可略大于叶轮轮高度。一般般耕深20－－30cm。。2、旋耕机的的类型与一般般构造图2－96所示的这种立立轴爪式旋耕耕机是英国人人所制，他们们称为“Gyro-tiller””。两个转盘盘相对旋转，，刀齿位于转转盘周边，轴轴向固定（略略微前倾），，一般耕深30－50cm。2、旋耕机的的类型与一般般构造图2－97所示是日本常常用的立轴刀刀笼式旋耕机机。2～5个倾斜的窄窄条形刀片构构成一个圆形形刀笼旋转切切土。刀笼高高度约30～35cm，一一般耕深20～30cm。2、旋耕机的的类型与一般般构造立轴转齿式旋旋耕机：工作部件由两两个钉齿构成成“门”字形形的转子。多多个转子横向向排列成一排排。两个相邻邻的转子由两两个齿轮直接接啮合驱动。。故每个转子子与左、右相相邻转子的旋旋转方向相反反。转子在安安装时，相邻邻转子的“门门”形平面均均互相垂直，，故可互不干干扰，并使相相邻钉齿的活活动范围有较较大的重叠量量以防止漏耕耕。由于钉齿齿的圆周速度度比机器前进进速度要大得得多（2倍以以上），故每每个钉齿在地地面上经过的的路线都是长长辐摆线，因因而钉齿有较较好的碎土效效果。2、旋耕机的的类型与一般般构造3、横轴式旋旋耕机械的理理论分析各种驱动式耕耕耘机械，由由于其工作原原理各不相同同，因而工作作部件的运动动情况，也不不相同。下面面着重对目前前使用较为广广泛的横轴类类旋耕机械的的有关理论进进行一些分析析。1）刀齿运动动轨迹方程旋转耕耘机的的刀齿，无论论其为何种形形状，它在工工作时的绝对对运动均系由由两种运动合合成。如图2－99所示一种运动动是由于安装装刀齿的轴转转动时刀齿绕绕轴心旋转所所形成的圆周周运动，另一一种运动是机机器不断前进进时所具有的的直线运动。。旋转耕耘机机在工作时，，这两种运动动同时在刀齿齿上产生，刀刀齿的绝对运运动就是由这这两种运动合合成的结果。。3、横轴式旋旋耕机械的理理论分析3、横轴式旋旋耕机械的理理论分析πR。假设u、vm为等速运动动，则刀齿上上任意点的运运动轨迹均系系一有规律的的曲线。如图图2－100所示，在刀刀齿旋转前进进的过程中，，设刀齿轴心心所在的位置置原为O0，某一刀齿(O0m0)的端点为为m0。该刀齿按按图中箭头头方向转过过△φ1的角度时，，轴的中心心由O0前进至O1，此时刀齿端端点的位置置则由m0移至m1；3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析当刀齿连续续再转过△△φ2时，轴的中中心将再前前进一段距距离而至O2，此时刀齿齿端点的位位置则由m1移至m2，如此继续续下去，当当机器走过距离S即刀刀轴中心经经过O1、、O2、O3、………而至On时，刀齿齿端的轨迹迹即为m1、m2、、m3、…………、mn所连成成的曲线。。如果S为为旋转轴旋旋转一周时时机器前进进的距离，，则此时刀刀齿绕其轴轴心旋转一一周后其运运动轨迹亦亦完成了一一个行程周周期，当旋旋转轴继续续转动、机机器继续前前进时，刀刀齿端点的的运动轨迹迹即为此段段曲线的重重复出现。。显然，在在图2－100所示示情况下，，S＜2ππR。πR。当刀齿的转转动半径R、旋转角角速度ω以以及机器的的前进速度度vm已知知时，刀齿齿的运动轨轨迹可根据据上述原理理用作图法法绘出。关关于刀齿运运动轨迹的的方程式，，可建立如如图2－101所示示的坐标系系。设位于坐标标轴y上的的刀齿A0O以角速速度ω经过过t秒钟转转动后，其其角位移为为φ，此时时刀齿轴心心移动的距距离为x0，刀齿端端点的位置置则移至m点，点m的水平位位移为x，，铅垂位移移为y。3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析由于φ=ωt故x0=vmt=vmφ/ωω。又因ωω=u/R，所以x0=Rvmφ/u刀齿的轨迹迹曲线系由由运动的m点所形成成，故其曲曲线的方程程式为3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析此式为参数数方程式，，消去参变变数后得此曲线即解解析几何上上的摆线，，亦称旋轮轮线(Cycloid)。将x0代入入并整理得得：3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析（1）当u/vm=λ=1时时，方程变变为此式系一标标准的摆线线，S=2πR。具具有这种运运动特性的的刀齿只能能象自由轮轮的轮爪一一样刺入土土中，不能能起到松碎碎土壤的作作用。2）刀齿轨轨迹的性能能特征从刀齿运动动的轨迹方方程式得知知，刀齿运运动轨迹曲曲线的形状状与刀齿的的半径R、、圆周线速速度u以及及机器前进进速度vm有关。由由于R、u和vm的的不同，此此曲线具有有以下的特特性：3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析（2）当u/vm=λ＜1时时，刀片端端点在任何何位置的绝绝对运动水水平位移方方向均与机机器前进方方向相同，，故刀齿不不能拨土向向后。刀齿齿对土壤的的作用还不不如被动式式牵引机具具的作用大大。这种曲曲线数学上上称为短辐辐摆线。S＞2πR。（3）当u/vm=λ＞1时时，刀齿转转动到一定定部位，它它的端点绝绝对运动的的水平位移移就会与机机器前进的的方向相反反，因而能能以刀齿的的刃口切削削土壤。具具有这种运运动的曲线线称长辐摆摆线（图2－102），，此种摆线具具有一个绕绕扣。MN为绕扣的的横弦。当当vm/u值愈小时时，绕扣的的横弦愈大大。若vm=0（即即机器停止止前进时））则绕扣即即为一圆，，其最大横横弦等于2R。3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析u/vm=λ＞13）刀齿的的切削速度度刀齿端点在在旋转一周周的过程中中，所经各各处的速度度是不同的的。将方程程对时间求求导数得：：刀片端点的绝绝对速度为：：从上式可知，，当刀齿端点点处于最高位位置即ωt=2nπ时，，绝对速度最最小vmin=vm－u，在vm＜＜u时，方向向为水平向后后；当刀齿端端点处于最低低位置即ωt=(2n+1)π时，，绝对速度最最大，vmax=vm+u，方向为为水平向前。。3、横轴式旋旋耕机械的理理论分析刀齿运运动轨轨迹曲曲线绕绕扣大大小与与vm/u有关关。vm/u愈愈大时时，绕绕扣愈愈小；；反之之，则则绕扣扣愈大大。若若vm/u=0（即即机器器停止止前进进时）），则则绕扣扣与轨轨迹曲曲线均均为一一个半半径为为R的的圆。。绕扣的的最大大横弦弦MN可以以从图2－－104中得知知，因因刀齿齿在最最大横横弦N点处处其绝绝对速速度的的方向向是垂垂直向向下。。于是有有sinφ=vm/u故最大大横弦弦距沟沟底的的高度度Hmax=R－Rsinφ=R(1-vm/u)4）刀刀齿工工作深深度3、横横轴式式旋耕耕机械械的理理论分分析可以看看出，，在最最大横横弦的的N点点以上上，刀刀齿沿沿水平平方向向的分分速度度vx为向向前，，N点点以下下则向向后。。因此此一般般旋耕耕机刀刀齿入入土处处，均均在N点以以下，，以利利于向向后抛抛土，，减少少功耗耗。为为此，，旋耕耕机的的工作作深度度ha，通通常是是以不不超过过最大大横弦弦处为为度。。3、横横轴式式旋耕耕机械械的理理论分分析故，要要增加加耕深深，则则只有有加大大刀齿齿半径径R或或减小小vm/u比值值。5）切切土进进距在刀齿齿旋转转的同同一纵纵向平平面内内，前前后两两相邻邻刀齿齿的切切土间间距，，称为为进距距。亦亦即在在两刀刀齿相相继切切土的的时间间间隔隔内，，机器器前进进的距距离Sx（图2－105）。假设设某旋旋耕机机的刀刀盘上上均布布安装装z把把刀齿齿，则则刀盘盘旋转转一周周时，，刀齿齿相继继切土土的时时间间间隔为为ts=2π/(zω)。在在此时时间内内，机机器前前进的的距离离Sx即为为切土土进距距。式中n为刀刀盘转转速。。3、横横轴式式旋耕耕机械械的理理论分分析3、横横轴式式旋耕耕机械械的理理论分分析旋耕机两个个纵向相邻邻刀齿相继继切土后，，耕层底部部存在一个个凸起部分分。此凸起起部分是没没有耕到的的生土，其其高度与刀刀齿的运动动轨迹和进进距有关，，而由前后后两刀齿轨轨迹的交点点C确定。。如图2－105所示，在交交点C处，，凸起高度度hc=R(1－sinφc)此处，前一一刀齿转角角ψc=arcsin(1－－hc/R)后一刀齿转转角φ’c=2π/z+π－－2φc6）沟底凸凸埂高度此时刀辊中中心的移动动距离为：：此处ω=u/R3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析又因令上两式相相等并整理理后得上式即为凸凸起高度hc与u、、vm、R和z的关关系式。但但利用此式式求hc的的数值亦很很麻烦，为为了简便，，沟底凸埂埂高度也可可用下述方方法近似地地计算，即即利用轨迹迹方程式：：3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析当φ′的数数值不大时时，可以认认为sinφ′′≈φ′故因xc=sx/2,且且sx=2ππRvm/(zu)3、横轴式式旋耕机械械的理论分分析代入上式并并化简得故上面所计算算的凸起高高度是假定定在旋耕刀刀齿切土时时，所切下下的垡片和和沟底的土土壤均能按按刀齿所经经过的轨迹迹，保持完完整的几何何形状而推推导出来的的理论公式式。实际上