耕整地机械-旋耕机刀片的运动分析

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旋耕机工作时，刀片一边绕轴正向旋转，一边随机组作直线运动，因此，刀片的绝对运动轨迹是一条由旋转运动与直线运动合成的数学摆线，但是，由于二者之间的数值组合不同，其合成后的摆线形状存在较大的差异，并且对旋耕机最终的工作结果产生不同的影响，我们研究并分析旋耕机刀片的运动轨迹的目的就在于确定适用于旋耕机正常工作的条件及其量化指标。1、刀片的绝对运动轨迹（定性分析）设：R—旋耕机刀片端点的最大回转半径

Vm—机组前进速度

ω—刀片回转角速度

t

—时间函数令：Vd—刀片端点的切向速度；

Vd=Rω，令速比为：λ=Vd/Vm

。

根据已知条件作图的方式确定刀片的绝对运动轨迹xy2RVmtωtVmomo/hMωxy2RVmtωtVmomo/hMωM点的运动方程：不同速比λ对旋耕机工作质量的影响

由于速比λ的不同，其运动轨迹形状也不同，有三种情况：

我们考察一下这3种情况分别对旋耕机正常工作有那些影响，从而定性地决定旋耕机正常工作的基本条件。

根据旋耕机工作的特点我们了解到，旋耕机刀片先是切土，然后向后抛土，这一基本动作就需要旋耕机刀片从入土开始到抛土结束并抬离地面，其绝对运动轨迹上的任意一点的绝对速度的水平分速Vx指向后方，既Vx＜0。三种速比下的刀片绝对运动轨迹是否都能满足上述要求呢？我们做一下对比分析：1.平土拖板2.拉链3.挡土罩4.传动箱5.齿轮箱6.悬挂架7.上拉杆8.万向节9.下拉杆10.旋耕刀

通过做图分析发现，只有λ＞1余摆线时刀片才能满足向后抛土的条件，并且只是轨迹最大玄长以下部分才能满足，设计和应用时要特别注意，刀片的工作深度不能超过这个范围。影响最大玄长高度的因素主要是刀片的尺寸、机组的前进速度和刀片的回转速度，既λ值。λ＜1，短摆线λ＝1，滚摆线λ＞1，余摆线前进方向

在结构参数不变的情况下，λ值越大，轨迹最大玄长的值越大，其位置就越靠上，当λ=∞时，刀片端点的绝对运动轨迹为一数学圆，最大玄长在横轴处，耕深可达最大值，但这是不可能的，因为此时机组不能前进，而是原地扒窝。因此，λ＞1是旋耕机正常工作的定性条件。在余摆线条件下，速比不同其刀片运动轨迹形状也不同2.机组速度Vm与刀片旋转速度ω的配合（定量分析）

上述分析只是定性的确定了刀片满足旋耕机正常工作的基本条件—λ＞1。实际上，λ的数值不同其形状差别很大，对工作质量和工作性能也有较大的影响，主要影响因素是机组速度Vm与刀片旋转速度ω的大小和配合程度，必须找出他们之间的函数关系，然后加以量化处理。Vmtxy2RωωtVmomo/hM设：M点为刀片入土点，从开始入土到抛土结束并抬离地面均满足旋耕机正常工作的条件，则有：

要满足向后抛土的条件，刀片绝对运动轨迹上任意一点的绝对速度的水平分速Vx＜0，根据上述方程，令：代入上式，得：（定量）结论：旋耕机正常工作必须同时满足定性和定量二个条件，既：①定性条件：λ＞1

（余摆线）②定量条件：或：

上述公式主要反映了结构参数与运动参数对耕深的影响。如：R的变化对耕深的影响，我们很容易理解，但ω、Vm对h的影响就有些抽象了。实际上，前面我们已经做过解释：ω和Vm决定了λ值的大小，决定了刀片运动轨迹的形状。问题：速比λ值为什么对耕深产生影响？

因为λ越大，其形状的最大玄长值也就越大，位置也越靠上，能满足耕深的轨迹高度越大。当λ→∞时，Vm→0，（λ=Rω/Vm），能满足向后抛土的轨迹高度为半径R。既h=R，反之，耕深就小，当λ→0时，Vm→∞，ω=0，绝对运动轨迹为一条直线，没有环扣，也就无法向后抛土。旋耕机运动参数的一般取值范围Vm=0.5~1.5m/sn=190~280r/minh=8~16cm

由于国外多采