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GUIZHOU UNIVERSITY课程名称： 农业机械学课程设计 题 目： 往复式切割器性能分析 学 院：机械工程学院专业:农业机械化及其自动化姓 名: 胡孝春 学 号： 年 级：2008级081班 任课教师： 张富贵2012年3月19日目录摘要 I前言 11.1往复式切割器 21.1.1往复式切割器的结构关系简图 21.1.2往复式切割器的构造 22切割器的类型及传动机构 32.1切割器的类型 32.1.1标准型切割 32.1.2双刀距型切割器 42.1.3低割型切割器 53 往复式切割器的传动机构分类 63.1 曲柄连杆机构 63.2 摆环机构 73.3 行星齿轮机构 74 切割器的工作原理 84.1刀片的几何形状 84.2 割刀切割时的运动简图 95 割刀的运动分析 106 切割器的功率消耗 127 切割器的使用维护 13参考文献 14摘要往复式切割器是联合收割机的主要工作部件之一，根据调查，收割机的一部 分故障就发生在切割器上因此，切割器性能的好坏，将直接影响收割机工作质 量的好坏而它的工作性能主要以切割图中一次切割区、重割区及漏割区面积的 大小来评价。

一次切割区面积愈大，重割区及漏割区面积愈小，则此标准往复式 切割器的工作性能愈好，反之亦然在力学方面，往复式切割器存在工作时惯性 冲击和振动较大，它将使机器产生剧烈振动而引起零部件磨损甚至产生脆性断 裂，从而影响机器的使用寿命对于往复式切割器的惯性冲击和振动的研究，主 要集中于通过集中质量法来设置平衡块，以减少传动机构对机器的冲击振动，而 且这种方法大多建立在诸如一线式曲柄连杆传动机构的简化模型上 关键词：往复式切割器，切割区，割刀前言根据《农业机械切割器》国家标准，切割器是由护刃器；动刀片、定刀片 及刀杆；压刃器以及摩擦片等五个标准所组成，是收获机械的主要通用基础标准 自 1976 年实施以来，在提高产品质量、统一和简化品种规格以及方便用户等方 面起到了积极的促进作用为不断提高标准水平和产品质量，应扩大切割器的适 应范围结合《农业机械切割器》国家标准的修订，进行了关键技术攻关和研制， 通过大量的试验验证，解决了原标准中遗留的问题，完善了切割器、护刃器以及 动定刀片间隙和刀杆的结构型式和参数范围，增加了切割器的种类和无定刀护刃 器，进一步提高动定刀片的强度，提高了可靠性使国家标准和国际标准相协调 一致。

从目前收割机和联合收获机应用情况看，切割器主要有回转式切割器和往 复式切割器二种基本类型1往复式切割器的构造1.1往复式切割器一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、刀杆等组成1.1.1往复式切割器的结构关系简图图1往复式切割器的结构关系简图1.1.2往复式切割器的构造往复式切割器一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、刀杆等组 成A血图2往复式切割器构造1.护刃器2•动刀片3•定刀片4•护板5•刀杆6•压刃板7•摩擦片8•螺栓9•护刃器架动刀片与定刀片相对做直线往复运动，平均切割速度为1-2m/s，特点是：结构 简单、工作可靠、适应能力强、作业幅宽大，纵向尺寸小，目前绝大多数收割机 和联合收获机上采用这种形式的切割器2切割器的类型及传动机构2.1切割器的类型根据动刀片直线运动行程S、相邻动刀片和相邻定刀片之间的安装间距t和 to三者的组合关系，往复式切割器可分为三种基本类型2.1.1标准型切割图3结构尺寸关系为：S = t = tO =76.2 mm ；工作特点是：割刀的切割速度 较高，切割性能好，对粗细茎秆有较强的适应性，广泛用于稻麦作物的收割机械 上2.1.2双刀距型切割器tfi图4结构尺寸关系为S =2 t =2 to =152.4 mm工作特点特点：割刀往复运动频 率低，惯性力小、适合于抗振性较差的小型收割机。

2.1.3低割型切割器to图5结构尺寸关系为：S = t =2 to =76.2 mm在标准型切割器的基础上，在两 定刀片之间又增加了一个定刀片，使得定刀片之间的间距缩小1倍，切割谷物时, 茎秆的横向歪斜量小，割茬较低，对收割低夹大豆和牧草较为有利但有堵刀现 象3往复式切割器的传动机构分类往复式切割器的工作特点是动刀片做直线往复运动，要实现将动力输出的旋 转运动变为割刀的直线运动，方法很多，目前在收割机械上应用较多的有三种类 型：曲柄连杆机构、摆环机构、行星齿轮机构，其中曲柄连杆机构应用最广3.1曲柄连杆机构图6该机构的特点：3.2摆环机构机构简单、成本低廉，但占据空间大3.3行星齿轮机构该机构的特点：结构紧凑、振动小，便于机构配置，但成本高，机构复杂4切割器的工作原理4.1刀片的几何形状无论使用什么样的切割器，都必须满足滑切的要求，而能否保证割刀直线运 动下的滑切，割刀的几何形状非常关键目前，比较理想的几何形状是梯形和三 角形，而梯形更具合理性，因为三角形一旦出现磨损，将影响割刀刃口的长度， 近而最终影响割刀的切割质量我们就以梯形的结构参数作为分析，了解切割器 的工作原理hA梯形刀片的结构参数a一底部宽b—前桥宽h—刃部高 a—滑切角一般情况下，a越大，滑切能力越强，切割也就越省力，当a由50增至450时，切割阻力将减少一半。

滑切角a与切割阻力P之间的关系曲线如下：b=17h=55d=244.2割刀切割时的运动简图a的变化范围一定要首先满足茎秆被动定刀片钳住的条件：切割瞬时，两刃口作用于茎秆的合力Rl、R2必须在同一直线上有以下计算公式：在三角形OdB中：0 + ® +莎二北在四边形O4CB中：■77ZOAC = ZOBC =—& + tZ + 0 二 71将以上两式联立，可得钳住茎秆的条件为：得出以下结论：当a=290,B=6015/时，割刀的切割效果最好5割刀的运动分析割刀的运动特性对切割器性能有直接的影响，由于往复式切割器的动刀片 工作时在曲柄连杆机构的驱动下做横向的往复直线运动，其运动是间歇的我们 通过对该机构的运动分析找出割刀位移与速度之间的关系，为合理的确定割刀速 度与机组前进速度配合关系提供理论依据建立动刀片的运动方程图12建立动刀片的运动方程：由以上几式得:x= -rcos^Vv =x2r 269可以看出，割刀速度与割刀位移之间的关系为一椭圆方程式，长半轴为r®, 短半轴为r,他反映了割刀在其运动过程中，任意一点的速度是不相同的，有时, 为了研究的方便，将图中的长半轴rs缩小3倍，这样割刀速度与位移之间的关 系图就可用一标准圆来表达。

由于割刀的横向直线运动速度是变化的，应用起来很不方便，因此我们引进 割刀的平均速度Vp的概念设：t—割刀运动一个行程S=2r内所用时间;n一曲柄转速（r/min）S nS nr7_ 30 _ 15往复式切割器割刀的运动是水平横向运动和直线前进运动的合成，割刀横向 运动的平均速度Vp与机器前进运动的速度Vm的配合关系，决定了割刀绝对运动 轨迹，这一配合关系我们习惯上用割刀进距（切割进距）H来表示割刀进距一一割刀完成一个行程S的时间t内机组所前进的距离设：入一割刀速度Vp与机组前进速度Vm的比值，则有:nSm 30试验结果表明，入的大小对割刀的切割质量影响很大，我们必须进行必要的 量化处理，即给出入值的大小，确定Vp与Vm的配合关系入值的大小或H值的正 确选取对割刀的切割质量影响很大，通过绘制切割图，就可以确定最佳的速度比 入值，一般为入二0.8—1.2■€5_盅電一 石昂盟一Tf.图136切割器的功率消耗切割器工作时的功率消耗主要有切割功率消耗Ng和空转功率消耗Nk两部分 组成N二迴£ 1000式中：Vm—机组前进速度，（m/s）；B —机组作业幅宽，（m）；L0—割刀切割每平方米面积的作物茎秆所需功值(N.m /m2),据测试，收割小麦时，L0=100—200。

他=(0.6 〜L1)召(kW)7切割器的使用维护切割器是收割机的重要工作部件因此，切割器的性能好坏，对收割机工作 质量有很大影响为使切割器工作时能适应密植的谷物顺利的进行切割，不产生 堵刀、漏割几刀片负荷过重，应对切割器进行正确的维护切割器是由作往复运 动的割刀、装有定刀片的护刀器、压刃器和护刃器等组成因此，动定刀片形成 切割副，定刀片是切割时的固定支承，它在切割时与剪刀道理相似，必须保证两 刀片间有正确的间隙，才可以使其切割整齐，所以采用压刃器来实现这一要求 下面将切割器的各主要不见在使用中的维护问题叙述一下：1、 动刀片带齿的动刀片磨钝，寿命长的特点，因此被广泛使用动刀片应牢固地铆在 刀杆上，接缝要严密动刀片齿纹要完整，如有一处连续掉齿三个以上几刀片刃 口磨钝，齿高小mm，应及时拆掉换新的装上2、 定刀片定刀片采用光刃刀片，当刃厚超过0.3mm是应该拆下磨刃，当刀片小于护刃 器宽度时更换新的3、 护刃器护刃器不得有裂纹和变形4、 刀杆应平直，不应用裂纹、弯曲和扭曲参考文献[1] 汤楚宙•水稻联合收割机原理与设计[M].长沙:湖南科学技术出版社,2002.[2] 吴崇友.我国油菜全程机械化技术途径[J].农机质量与监督,2008,(3):15-21.[3] 陈志.油菜收获机械化技术进展[J].农机质量与监督,2008,(3):9-14.[4] 董月亮，李耀明，徐立章，等.油菜联合收割机割台损失影响因素的试验研究[J].农机化 研究,2008,30(5):109-112.[5] 王新忠，于清泉，胡文义，等.轮式拖拉机行驶振动力学模型及振动方程建立[J].黑龙江 八一农垦大学学报,1998(1):45-48.[6] 朱聪玲,刘江龙,卢伟.联合收割机往复式割刀传动机构动力学分析[J].佳木斯大学学报,2004(1):123-126.[7] 印崧，王晓枫，夏萍.联合收割机往复式切割器运动特性研究[J].农业装备技 术,2006(5):30-34.[8] 李建平，赵匀.小型收割机切割机构运动学和动力学分析及惯性力平衡[J].浙江农业大 学学报，1997(3):234-236.[9] 杨树川.标准往复式切割器的工作性能研究[D].西北农林科技大 学，2005.[10] 陈晓峰•窄节距低割茬往复式切割器的研究[J].中国农机化,2006(2):68-70.。