农业机械化设计：第四章 犁体外载.ppt

21:42:37,1,第四节 犁的牵引阻力、影响阻力的因素和减 小阻力的途径,第一节 犁体外载的特点、研究目的及方法,第二节 外载测定方法及装置,第三节 犁体外载测定结果,在犁耕过程中，犁体对土壤产生切割、推移和翻抛作用，引起土壤对犁体的反作用力 （即在耕作过程中，土壤施加于犁体上的阻力）,犁体外载：,21:42:37,2,可按测量方法或不同的分析要求，用以下几种方法表示,1.特点：由于犁体是一个形状复杂的物体，作用于犁体上的力包括作用 在犁铧、犁壁以及犁侧板上的力 犁体外载是一个空间非汇交力系，不能简化为一个力；犁体外 载是时间的随机函数2.研究目的： 为犁面设计和改进及减小犁的阻力提供依据； 为犁耕机组的配套设计和使用提供依据； 为犁的零部件结构强度计算和疲劳寿命试验提供依据3.表示方法：由于犁体曲面的非对称性和曲面形状的不规则，作用在犁面 上的单元阻力是一个空间任意力系，不能合成为一个力21:42:37,3,向理论铧尖简化的六个分量,六分力法：将犁体外载放在空间坐标系中，将X、Y、Z三个方向测得的外载用其对某简化中心（铧尖）的主矢量的三个分量Rx、Ry、Rz和主矩的三个分量Mx、My、Mz来表示.,21:42:37,4,三坐标平面法：是将外载用三个坐标平面内的分阻力表示。

即在 六分力的基础上，将各坐标平面内的分力进行合 成，使其成为一个单一的合力21:42:37,5,力的大小为：,力的方向为：,作用线位置可用简化中心的垂距表示：,21:42:37,6,力螺旋法：将犁体外载用一个力和垂直于该力的一个力偶表示 即在六分力的基础上，将犁体外载进一步变换为作用于 某点（如铧尖）上的一个主矢量R和一个主矩M它们 的模和方向余弦分别为：,21:42:37,7,作用在犁体曲面上的力螺旋,三种方法中，前两种便于进行犁和机组的受力分析和强度计算，六分力法适于解析法；三平面法适于图解法；而力螺旋法给人以空间直观概念，便于台架试验的模拟加载和犁的挂结点的选择返回,21:42:37,8,一、线性测力：是测定犁沿前进方向的阻力数值，即Rx，常用于犁 的总体设计、机组配套和对比犁的动力性能等方面1.牵引犁测力：可在拖拉机和犁之间连拉力仪21:42:37,9,返回,2.悬挂犁测力：可在被测机组前串一拖拉机，中间连拉力仪，拖 拉机B挂空档，机组工作，测出总阻力；再测出机 组空行程的阻力，二者之差即为牵引阻力 （机组长，误差大）,空间测力就是在直角坐标系中测定空间力系的主矢量的三个分量Rx、 Ry、 Rz和主矩的三个分量Mx、 My、 Mz的值，因此常称六分力测定。

二、空间测力装置,21:42:37,10,国内外的测试资料表明，在各种土壤条件下，随着a ，则Rx 、Ry ，但Rz则不同，除了与犁铧安置角有关外，还与犁铧刃口的锋锐程度有关若犁铧锋锐，则Rz为正值，且随a 而 ；若铧刃磨钝，Rz可能为零或负值返回,三、外载测定结果,21:42:37,11,一、犁的牵引阻力（又称犁耕阻力）：指作用在犁上的总阻力的水平分力，该力的方向与犁的前进方向相反切垡阻力：铧刃切沟底，犁刀或径刃切沟壁等；土垡受到挤压、剪切、扭转、移动及破碎的阻力；抛出土垡的阻力；由于耕速变化而产生的惯性力有效阻力,犁轮滚动阻力和轴承摩擦力；犁侧板摩擦力；铧刃磨钝引起的阻力无效阻力,这部分阻力直接关系到耕地机组的动力性和经济性，是犁的重要指标之一犁的牵引阻力由有效阻力和无效阻力两部分组成有效阻力是完成耕翻过程所必须的阻力；无效阻力主要由各种摩擦力组成21:42:37,12,二、犁的牵引阻力公式前苏联学者高略契金提出犁的牵引阻力公式为：,f犁的综合摩擦系数 Q犁的重量k0土壤抗变形系数（N/cm2） 动态阻力系数（Ns2/m4）,第一项Qf，为犁在移动中所产生的摩擦力包括犁体与沟底、沟壁和土垡间的摩擦力，犁轮的滚动阻力及轴承的摩擦力等；第二项k0ab,为土垡变形所产生的阻力；第三项abv2 为犁在耕作时使土垡产生运动而使动量变化所产生的阻力。

综上，影响牵引阻力的因素包括犁体曲面的形状、犁体工作表面的光滑程度、铧刃锋锐程度，犁轮、犁侧板的结构型式，耕深、耕宽、土壤物理力学性质和耕速21:42:37,13,三、犁的效率：指犁的有效阻力与总阻力之比1.设计犁面时，在不影响工作质量的前提下，宜使曲面较为平坦， 使犁铧安装角和犁壁翼部的平均偏斜角尽量小一些；2.选用合适的犁铧材料及制造工艺，尽量保持铧刃锋利；,四、减小阻力的途径,21:42:37,14,3.犁体表面应光洁，或在其上覆盖一层塑料（环氧树脂）， 以减小摩擦阻力；4.改变犁面的结构型式，如栅条式犁壁，在一定条件下可减 小阻力；5.正确的挂结和调整，并合理选用辅助工作部件； 只有在杂草很多的地里才装小前犁，圆犁刀只需装在多铧 犁的最后一个犁体上，使犁沟沟壁整齐，减小犁轮阻力6.国外有人研究用振动方法或犁壁与土垡之间通入高压气流 等措施来减小阻力。