農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課件

農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)講課教師：楊望副教授2018.9.18緒論一、農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響農(nóng)業(yè)機(jī)械：從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用的工具。農(nóng)業(yè)機(jī)械的作用：（一）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率如水稻收割：人工收割：１畝/天，機(jī)械收割：４０~１００畝/天.臺(tái)。（二）提高單位面積收獲量如：播種：人工播種，播種均勻性差，產(chǎn)量低，而用播種機(jī)播種，播種均勻性好，播深一致，所以產(chǎn)量高。（三）促進(jìn)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的實(shí)施與發(fā)展如:水稻直播栽培是一項(xiàng)高產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，但是如果沒(méi)有水稻直播機(jī)，使播下的種子均勻，深淺一致，就不可能獲得高產(chǎn)，水稻直播栽培技術(shù)就不能推廣實(shí)施。

（四）爭(zhēng)取時(shí)間，不違農(nóng)時(shí)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)“時(shí)令”要求很?chē)?yán)。如：早造水稻插秧，一般要求清明前插好，否則影響產(chǎn)量，使用農(nóng)機(jī)，效率高，能按時(shí)完成。（五）改善勞動(dòng)條件如：采用水稻拋秧機(jī)、擺秧機(jī)、插秧機(jī)，拋擺秧、插秧，或采用水稻直播機(jī)進(jìn)行水稻直播，農(nóng)民不用從事“三彎腰”的繁重插秧勞動(dòng)。

二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的發(fā)展（一）中國(guó)古代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具

（二）當(dāng)代中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展概況

1949--1957年，全國(guó)機(jī)耕面積達(dá)二千多萬(wàn)畝，共生產(chǎn)大型農(nóng)機(jī)2.7萬(wàn)多臺(tái)，但質(zhì)量不高。

全國(guó)及各省農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化水平情況（%）

最近2,3年,農(nóng)機(jī)化的發(fā)展更快.北方發(fā)展特別快,小麥從種到收基本上實(shí)現(xiàn)機(jī)械化(機(jī)種小麥:77.4%;機(jī)收小麥:82%),同時(shí)引進(jìn)了很多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施,如大棚等。

南方由于人多地少,地塊小,不平等原因,發(fā)展速度相對(duì)慢,但也有很大發(fā)展.如水稻的生產(chǎn)過(guò)程,從種到收,也生產(chǎn)出了相應(yīng)的機(jī)具.機(jī)種面積42.7%,機(jī)收面積77%,還出現(xiàn)了很多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施。但我國(guó)農(nóng)機(jī)化水平和先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還有一定差距。2.日本,韓國(guó)已實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化,在日本插秧,收割已機(jī)械化,自動(dòng)化作業(yè)也已進(jìn)入了田間,如無(wú)人駕駛聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)等。3.落后的國(guó)家也不少.如非洲一些國(guó)家。(三)世界農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展情況1.歐美,意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家己實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化,逐步實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)。三、農(nóng)業(yè)機(jī)械的范圍及分類１、范圍：包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門(mén)、各個(gè)環(huán)節(jié)中使用的各種機(jī)械。２、分類（按不同生產(chǎn)性質(zhì)分）（１）種植機(jī)械；（２）畜牧機(jī)械；（3）果樹(shù)園林機(jī)械;（４)農(nóng)用排灌機(jī)械；（５）農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械；（６）漁業(yè)機(jī)械；（７）農(nóng)業(yè)運(yùn)輸機(jī)械。對(duì)本課程來(lái)說(shuō)，側(cè)重田間作業(yè)機(jī)械。它包括：耕地、整地、播種、栽植、中耕、間苗、施肥、噴藥、收獲、脫粒、清選、干燥等各種作業(yè)用的機(jī)械。耕整地機(jī)械

水田激光平地機(jī)播種機(jī)械水稻直播機(jī)水稻種植機(jī)械無(wú)人駕駛插秧機(jī)水稻插秧機(jī)植保機(jī)械水稻變量噴霧機(jī)遙控風(fēng)送式噴霧機(jī)收獲機(jī)械甘蔗收獲機(jī)保護(hù)地機(jī)械（一）、按動(dòng)力分１、人力機(jī)械：如:鋤、鐮等。

２、畜力機(jī)械：以畜力為動(dòng)力的機(jī)械。３、動(dòng)力機(jī)械：以內(nèi)燃機(jī)、電力、水力、風(fēng)力及其它能源驅(qū)動(dòng)的機(jī)械。農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械按不同的方式分為若干類：（二）、按作業(yè)機(jī)與動(dòng)力機(jī)的連接方式分１、牽引式機(jī)械;

２、懸掛式機(jī)械;3、自走式機(jī)械;

4、背負(fù)式機(jī)械.

四、農(nóng)業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)和使用要求（一）農(nóng)業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)

１、種類繁多；（與2萬(wàn)多種作物對(duì)應(yīng)）２、作業(yè)復(fù)雜；（如甘蔗聯(lián)合收獲：扶倒-切斷-剝?nèi)~等）３、環(huán)境條件差；（有旱地、水田，有雨天等）４、使用時(shí)間短；（如水稻收割機(jī)一年兩季用4-5個(gè)月）５、機(jī)器品位低，但制造要求高（精密度不高，制造工藝要求高)。（二）、農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用要求除一般要求，如：工作可靠、耐用、重量輕、體積小、功效高、便于操作調(diào)整、易于維修、造價(jià)低等之外，根據(jù)農(nóng)機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)還應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)注意以下三點(diǎn):1、應(yīng)有較完備的安全防護(hù)裝置。（如噴藥機(jī)械，必須有保護(hù)人的安全裝置）2、工作部件應(yīng)有足夠大的調(diào)節(jié)范圍。（如水稻直播，播量調(diào)節(jié)要求在2-12斤/畝內(nèi)，以滿足不同水稻品種要求）3、應(yīng)盡可能做到一機(jī)多用。五、農(nóng)業(yè)機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性（一）、勞動(dòng)收益率的概念（用來(lái)反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益水平）

勞動(dòng)收益率：Em＝N（R-P）/Ｓ

N：?jiǎn)误w總數(shù)；Ｒ：?jiǎn)误w產(chǎn)量；Ｐ：?jiǎn)误w消耗量；Ｓ：勞動(dòng)消耗量

“單體”－－比如耕作畝，……….比如:總共耕１００畝地（如種水稻）單體產(chǎn)量Ｒ：８００斤/畝；單體消耗量Ｐ：折成消耗糧食２００斤/畝

(購(gòu)買(mǎi)種子、肥料等)單體總數(shù)Ｎ:１００畝；勞動(dòng)消耗量S:N*200斤/畝(請(qǐng)人費(fèi)用或自已消耗糧食等)

即Ｅm＝Ｎ（Ｒ－Ｐ）/Ｓ＝1００（８００－２００）/(2００*1００)

＝３００％（二）、農(nóng)業(yè)機(jī)器的作業(yè)生產(chǎn)率和效率

作業(yè)生產(chǎn)率：機(jī)器完成作業(yè)量的速度。如:多少畝/小時(shí)。作業(yè)效率

：機(jī)器的實(shí)際生產(chǎn)率與理論生產(chǎn)率之比。

影響田間作業(yè)效率的主要因素：

１、機(jī)器的可靠性

可靠性：機(jī)器在規(guī)定的條件下，某一定時(shí)間內(nèi)能令人滿意地連續(xù)工作的統(tǒng)計(jì)概率，用％表示。比如：有一批裝置，工作１０００小時(shí)的可靠性為９０％，是指這種裝置中，平均有１０％的裝置工作不到１０００小時(shí)就發(fā)生故障。

如果一個(gè)組合體由若干個(gè)部分或若干臺(tái)機(jī)器組成。設(shè):每個(gè)部分或每臺(tái)機(jī)器的可靠性系數(shù)為：

Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、......Ｘn組合體的可靠性系數(shù)為：Ｒt＝Ｘ１Ｘ２Ｘ３..Ｘn

組合體的可靠性系數(shù)為：Ｒt＝Ｘ１Ｘ２Ｘ３..Ｘn大家思考一下，一臺(tái)機(jī)器由10個(gè)零件組成，另一臺(tái)機(jī)械由100個(gè)零件組成，如果每個(gè)零件的可靠性系數(shù)都為99%，那么哪臺(tái)機(jī)器可靠性高?說(shuō)明設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，在滿足其作業(yè)要求條件下，越簡(jiǎn)單越好，不易出故障?？煽啃愿咦鳂I(yè)效率高。２、地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)間

轉(zhuǎn)彎時(shí)間多，田間作業(yè)效率低。３、機(jī)器田間作業(yè)參數(shù)

參數(shù)：機(jī)器的工作幅寬Ｂ；前進(jìn)速度Ｖ。

地大：Ｂ大和Ｖ大，作業(yè)效率高。

地小:Ｂ大，由于轉(zhuǎn)彎花去時(shí)間多，作業(yè)效率提不高，可能還會(huì)下降?？偟恼f(shuō)，Ｖ大，效率高。

六、農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)發(fā)展

農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展動(dòng)向：１、發(fā)展聯(lián)合作業(yè)、提高機(jī)器的使用率,減少作業(yè)成本。２、使用新材料、新工藝以提高壽命，降低成本。３、大量采用液壓技術(shù)、電控技術(shù)，提高機(jī)械操作的自動(dòng)化，向智能化方向發(fā)展。４、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，成套化（利于開(kāi)拓市場(chǎng)）。５、提高舒適性和安全性。近年來(lái)新技術(shù)在農(nóng)機(jī)上的應(yīng)用主要有：１、電子技術(shù)和其他新技術(shù)的應(yīng)用。如:電子監(jiān)控技術(shù)（作業(yè)機(jī)），微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)（拖拉機(jī)），激光技術(shù)（平地機(jī)），微波技術(shù)（用于殺死草籽和昆蟲(chóng)及干燥谷物），紅外線、超聲波技術(shù)（干燥、滅蟲(chóng)）。２、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝互相配合，工程技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合。３、機(jī)器人的應(yīng)用。（嫁接、摘果）４、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。（編制方案、輔助設(shè)計(jì)、虛擬仿真）５、改變、調(diào)節(jié)自然環(huán)境工程技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用。（自動(dòng)控溫、控濕等）６、高速攝影技術(shù)、視覺(jué)識(shí)別技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

（農(nóng)機(jī)試驗(yàn)、研究、開(kāi)發(fā)）７、農(nóng)用飛機(jī)和無(wú)人機(jī)的應(yīng)用。（飛機(jī)播種、施肥、噴藥）8、GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用。(精確農(nóng)業(yè))七、農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究開(kāi)發(fā)（一）、農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究和開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)一種新農(nóng)機(jī)--（１）避免盲目性和隨意性；（２）按一定科學(xué)程序進(jìn)行。原因：農(nóng)機(jī)的開(kāi)發(fā)除了涉及到機(jī)器本身之外，還涉及到農(nóng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)等許多方面問(wèn)題。開(kāi)發(fā)一種新農(nóng)機(jī)，通常經(jīng)歷的程序:１、可行性分析包括：（１）市場(chǎng)預(yù)測(cè)；（２）實(shí)施條件、技術(shù)難度、經(jīng)濟(jì)效益分析；（３）推廣后，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響情況分析。２、確定具體的開(kāi)發(fā)途徑途徑：（１）選型(在市面上選一種合用的；

（２）改進(jìn)(市面上有，但不太適用，這時(shí)要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì));

（３）創(chuàng)新(市面上沒(méi)有)。４、整機(jī)設(shè)計(jì)和仿真研究(優(yōu)化參數(shù))５、樣機(jī)試制６、樣機(jī)性能試驗(yàn)(檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計(jì)要求)7、新產(chǎn)品的試制試驗(yàn)３、主要部件研究在設(shè)計(jì)整機(jī)之前，對(duì)主要的工作部件首先進(jìn)行研究(仿真研究和物理試驗(yàn)研究等)。比如：排種器。第二章作業(yè)機(jī)掛結(jié)和牽引田間作業(yè)機(jī)械除少數(shù)自走式機(jī)械和專用機(jī)械之外，大部分把動(dòng)力部分作成一臺(tái)通用拖拉機(jī)，把作業(yè)部分做成另一個(gè)單獨(dú)的機(jī)器。下田作業(yè)時(shí)，把拖拉機(jī)和作業(yè)機(jī)連接起來(lái)。目的是充分利用動(dòng)力機(jī)，使一臺(tái)拖拉機(jī)能和數(shù)十種作業(yè)機(jī)配套使用。作業(yè)機(jī)掛結(jié)和牽引作業(yè)機(jī)和拖拉機(jī)聯(lián)接方式:懸掛式、牽引式。南方最常用的：懸掛式。懸掛式聯(lián)接----用拖拉機(jī)上的懸掛機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)與拖拉機(jī)聯(lián)結(jié)在一起組成作業(yè)機(jī)組，機(jī)組在道路上行走或在地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)，利用拖拉機(jī)的液壓機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)全部或局部提起。

懸掛式:全懸掛和半懸掛

全懸掛：運(yùn)輸時(shí)，拖拉機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)整體提起，使之離開(kāi)地面，懸掛在拖拉機(jī)上，工作時(shí)放下。

懸掛式:全懸掛和半懸掛

全懸掛：運(yùn)輸時(shí)，拖拉機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)整體提起，使之離開(kāi)地面，懸掛在拖拉機(jī)上，工作時(shí)放下。

半懸掛式——運(yùn)輸狀態(tài)下，機(jī)具的重量前部分由拖拉機(jī)承擔(dān)，后半部分由機(jī)具承擔(dān)。牽引式機(jī)組：拖拉機(jī)上固定的掛接點(diǎn)與作業(yè)機(jī)單點(diǎn)聯(lián)結(jié)，進(jìn)行牽引作業(yè)和轉(zhuǎn)向，無(wú)論在工作狀態(tài)或運(yùn)輸狀態(tài)，作業(yè)機(jī)的重量基本上由自己的輪子支承。懸掛式機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)：

１、機(jī)動(dòng)性高；２、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕（不需行走輪、牽引裝置及工作部件的提升機(jī)構(gòu)）３、可以改善拖拉機(jī)的牽引性能。第一節(jié)懸掛機(jī)構(gòu)

一、懸掛機(jī)構(gòu)的功能及原理:

功能：１、升、降作業(yè)機(jī)，并滿足作業(yè)機(jī)工作部件位置高低或入土深淺的要求。２、使作業(yè)機(jī)保持縱向水平和橫向水平。３、方便掛上或卸下作業(yè)機(jī)。目前廣泛使用的三點(diǎn)式標(biāo)準(zhǔn)懸掛機(jī)構(gòu)如圖所示上連桿下連桿作業(yè)機(jī)懸桂架（一）、懸掛升降機(jī)構(gòu)升降原理：ＡＥＦＭ為升降機(jī)構(gòu)１、當(dāng)液壓油缸活塞Ｋ↓,Ｎ↓、Ｆ↑、Ｅ↑、ＡＢ桿轉(zhuǎn)動(dòng)、Ｂ↑、作業(yè)機(jī)工作部件提升。２、Ｋ↑時(shí)，Ｎ↑、Ｆ↓

、Ｅ↓、ＡＢ桿轉(zhuǎn)動(dòng)，Ｂ↓，工作部件下降。３、在升降過(guò)程中，利用油缸的行程開(kāi)關(guān)，可以把Ｋ固定在任一位置，因此,提升臂ＭＦ也可以固定在任一位置，這樣作業(yè)機(jī)可以相應(yīng)停留在任一高度。（二）、縱向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

ＢlＢrＣ是作業(yè)機(jī)的懸掛架，固定在作業(yè)機(jī)的梁架上。當(dāng)ＡＥＦM四桿機(jī)構(gòu)固定時(shí)，伸長(zhǎng)或縮短上連桿ＣＤ，作業(yè)機(jī)Ｑ繞ＢlＢr轉(zhuǎn)動(dòng)，使作業(yè)機(jī)在縱向處于相應(yīng)的位置。（三）、橫向調(diào)平機(jī)構(gòu)提升機(jī)構(gòu)ＡＥＦＭ是左、右兩組對(duì)稱設(shè)置的。如果作業(yè)機(jī)的梁架發(fā)生橫向傾斜時(shí)，可以將吊桿ＥＦ伸長(zhǎng)或縮短，從而進(jìn)行矯正，使作業(yè)機(jī)保持水平。(四）、橫向穩(wěn)定機(jī)構(gòu)橫向穩(wěn)定機(jī)構(gòu)由ＡlＢl、ＡrＢr兩條桿組成。工作時(shí)，這個(gè)機(jī)構(gòu)相對(duì)拖拉機(jī)應(yīng)能自由地作適量的左、右擺動(dòng)。目的:１、在運(yùn)輸狀態(tài)，當(dāng)拖拉機(jī)在校正方向時(shí)，使作業(yè)機(jī)不致于過(guò)于敏感而頻繁晃動(dòng)。２、在工作狀態(tài)，在拖拉機(jī)作曲線行駛時(shí)，還能保證較均勻的工作幅寬。3.如果ＡlＢl、ＡrＢr固定，使其不能自由活動(dòng)，在工作狀態(tài)，拖拉機(jī)操向反應(yīng)不靈或因側(cè)向力過(guò)大造成工作部件損壞。二、懸掛機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析對(duì)于作業(yè)機(jī)來(lái)說(shuō)，在其升降的上下運(yùn)動(dòng)和在其工作的橫向運(yùn)動(dòng)都必須符合作業(yè)要求，因此，作業(yè)機(jī)在縱垂面和水平面的瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心都必須位于作業(yè)機(jī)的前方。下面我們以開(kāi)溝犁和中耕機(jī)為例加以說(shuō)明。

ABC拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛裝置上拉桿右下拉桿左下拉桿cba作業(yè)機(jī)上的三個(gè)懸掛點(diǎn)拖拉機(jī)懸掛裝置與作業(yè)機(jī)各懸掛點(diǎn)之間的連接關(guān)系上懸掛點(diǎn)左下懸掛點(diǎn)（一）、懸掛機(jī)構(gòu)在縱垂面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)１、要求：（１）犁在開(kāi)始入土?xí)r，犁體底平面與地面應(yīng)有一個(gè)隙角r（叫入土角，一般３-８度）；而當(dāng)犁達(dá)到規(guī)定的耕深時(shí)，r角應(yīng)為零，使犁不再繼續(xù)入土，保持耕深穩(wěn)定。（２）犁在運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，犁的最低處離開(kāi)地面的高度h不小于２５cm（叫運(yùn)輸間隙）。此外，還應(yīng)有一個(gè)道路通過(guò)角α（不小于２０度）。

為了在運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，更于過(guò)田埂和小土堆，犁不致觸及地面而損壞。

２、為了充分滿足上面２個(gè)要求，犁的瞬心必須在作業(yè)機(jī)的前方。原因:(1)有一定的入土角和運(yùn)輸間隙、道路通過(guò)角。（2)當(dāng)犁達(dá)到規(guī)定的耕深a后，若將犁調(diào)整到水平狀態(tài)（r＝０），那么，當(dāng)犁在小于a時(shí)，r>０，犁有入土趨勢(shì)；當(dāng)犁在大于a時(shí)，r<０，耕深有變淺的趨勢(shì)；這樣犁的耕深比較穩(wěn)定。（3）如果瞬心在作業(yè)機(jī)的后方，r<０，不利于入土，運(yùn)輸時(shí)，a、h不夠大，不能用。（4）平行四連桿機(jī)構(gòu)，r＝０、不變，不利于入土，不能用。（二）、懸掛機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)

RxRx

ＡlＢl和ＡrＢr：左、右兩下連桿的水平投影.１、如果左右兩邊的阻力不平衡，作業(yè)機(jī)產(chǎn)生側(cè)向偏移,ＯＨ→ＯＨ′。Rx2、當(dāng)左右兩邊阻力恢復(fù)平衡，在Ｒx.Ｃ力矩Ｍ的作用，作業(yè)機(jī)自動(dòng)回復(fù)到圖a的位置。保證作業(yè)機(jī)在水平面內(nèi)有大的穩(wěn)定性。3、ＯＨ在ＢeＢr后方：（看圖c、d）如果左右兩邊的阻力不平衡（即Ｒx不在中間時(shí)），作業(yè)機(jī)產(chǎn)生側(cè)向偏移。圖c→圖d，ＯＨ→ＯＨ′。RxRx

如果當(dāng)左右兩邊阻力恢復(fù)平衡，Ｒx位于作業(yè)機(jī)中間時(shí)，在Ｒx.d的力矩作用下，不但不能回復(fù)到圖c位置，反而加大偏移，所以不能用。RxRx結(jié)論

為了調(diào)整的方便及機(jī)構(gòu)自身平衡的需要，在設(shè)計(jì)懸掛機(jī)組結(jié)構(gòu)參數(shù)及使用調(diào)整時(shí)，縱垂面內(nèi)的四連桿機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)瞬心都必須在機(jī)構(gòu)的前方。O1WSQ圖2----4三、懸掛機(jī)構(gòu)受力分析

W（一）、運(yùn)輸狀態(tài)受力分析作業(yè)機(jī)懸空時(shí)，重力:Ｗ。下面通過(guò)圖解法求出各桿的受力及Ｐ。(注：不計(jì)各桿自身重量）求法如下：１、取比例尺２、用力平行四邊形求Ｑ、S（C點(diǎn)的受力、Ｂ點(diǎn)的受力）４、?。危茥U為研究對(duì)象,Ｆ點(diǎn)的受力為Ｔ（已知）由Ｐb＝a.Ｔ求出Ｐ

(Ｐ＝a.Ｔ/b)O1WSQO2STRW３、以ＡＢ桿為研究對(duì)象，Ｓ為已知，ＦＥ為二力桿。Ｂ、Ｅ、Ａ三點(diǎn)上的力必須交于一點(diǎn)，作力平行四邊形，求出Ｔ、Ｒ。（二）、工作狀態(tài)受力分析

（１）、設(shè)工作部件的阻力為ＲM

（方向大小已知）、支承輪受的支反力為ＲN（方向已知，大小不知），ＲM和ＲN的合力為Ｒ，交于Ｋ點(diǎn)。RK１、“浮動(dòng)”狀態(tài)--油缸內(nèi)無(wú)壓力，作業(yè)機(jī)由地輪支承，隨地形起伏而浮動(dòng)。如圖２-５.（２）、由于ＰＣ、ＡＢ桿都為二力桿，力作用線方向?yàn)橐阎?，即C點(diǎn)、B點(diǎn)上所受的力ＱC、ＳB的作用線沿ＣＰ、ＡＢ交于ＯV點(diǎn)。OVRK而ＳA、ＱP、Ｒ組成一個(gè)三力平衡匯交系統(tǒng)，三個(gè)力必同交于ＯV點(diǎn)，而ＯVＫ的連線方向就是Ｒ的作用線方向。（４）、求出Ｒ后，作力平行四邊形求ＳB、

ＱC。注：ＳB＝ＳAB、ＱC＝ＱPC。SBQCROVRK（３）、確定Ｒ的作用線方向后，作力平行四邊形，求ＲN、ＲR２、“力調(diào)節(jié)”狀態(tài)“力調(diào)節(jié)”狀態(tài)如圖２-６所示，作業(yè)機(jī)的位置及其耕深由液壓系統(tǒng)控制,當(dāng)達(dá)到規(guī)定耕深位置后,下連桿ＡＢ的位置由油缸固定。a、力的求解:已知：Ｗ、ＲXZ（通過(guò)測(cè)試可得）（１）、由Ｗ和ＲXZ可求出合力ＲR（２）、?。茫潞蟛孔餮芯繉?duì)象，并作受力分析。由于ＤＣ桿是二力桿，Ｃ點(diǎn)受力的作用線過(guò)ＤＣ。（３）、Ｑ、Ｒ的作用線交于ＯV，而Ｂ點(diǎn)有一個(gè)力，其作用線也必過(guò)ＯV點(diǎn)，即ＯVＢ連線方向是Ｂ點(diǎn)受力的作用線方向。OV

（４）、根據(jù)Ｒ的大小、方向及Ｂ點(diǎn)受力的作用線和Ｃ點(diǎn)受力的作用線，作力的平行四邊形，求出Ｑ、ＳB。SBOVQR

b、分析

（１）、實(shí)驗(yàn)得知：Ｒ力的方向傾角隨土

壤性質(zhì)及工作部件的形狀變化而變化。但

作用線一般在Ｂ點(diǎn)下方，這時(shí)，ＣＤ桿總

受壓力。（ＣD桿受壓力），利用這的特點(diǎn)

，設(shè)計(jì)出力調(diào)節(jié)裝置。

a)ＲXZ超過(guò)負(fù)荷時(shí)，Q增大，克服彈簧力，１桿向左移動(dòng)，作業(yè)機(jī)提起，耕深變淺，Ｒxz減少。當(dāng)Q和彈簧力平衡時(shí)，進(jìn)出閥關(guān)閉，作業(yè)機(jī)在一個(gè)新的平衡點(diǎn)上工作。1桿(２）、“力調(diào)節(jié)”裝置的工作原理Qb)當(dāng)Ｒxz減小時(shí)，Ｑ減小，在彈簧力的作用下，１桿向右移動(dòng)，恢復(fù)到原來(lái)的耕深位置。從而保持耕深穩(wěn)定。

（３）、“位調(diào)節(jié)”狀態(tài)

當(dāng)作業(yè)機(jī)下降到要求的耕深時(shí)，利用液壓系統(tǒng)將機(jī)構(gòu)鎖定，使作業(yè)機(jī)和拖拉機(jī)結(jié)成一個(gè)整體，作業(yè)機(jī)和拖拉機(jī)在縱向不能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。采用拖拉機(jī)輪子仿形控制耕深，平地可以，地不平，效果差。四、懸掛機(jī)組的增載（重）作用

后懸掛機(jī)組對(duì)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪有增載作用。在“力調(diào)節(jié)”狀態(tài)時(shí)最顯著。原因是力調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，作業(yè)機(jī)部分重量處于懸空狀態(tài)，這部分重量通過(guò)桿件轉(zhuǎn)移到拖拉機(jī)上，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪增載。對(duì)于采用限深輪裝置的“浮動(dòng)”狀態(tài)機(jī)組，由于限深輪支承了作業(yè)機(jī)的部分重量，增載效果不明顯。對(duì)于“位調(diào)節(jié)”機(jī)組，當(dāng)作業(yè)機(jī)對(duì)地面壓力小時(shí)，增載，而壓力大時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪減載。

作業(yè)機(jī)所受到的土壤阻力對(duì)驅(qū)動(dòng)輪增載也有影響。合力Ｒ與地面的傾角越大，增載效果越好。(一)力調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪的增載由兩部分組成：(１)、由作業(yè)機(jī)部分重量懸空引起；(２)、由Ｒ引起。１、部分重量懸空引起增載

設(shè):部分懸空重量為Ｗ１，后輪增載為△Ｗ１，前輪減載為△Ｓ１。ΣＭA＝０：Ｌ△Ｗ１＝（Ｌ＋ρ）Ｗ１△Ｗ１＝（Ｌ＋ρ）Ｗ１/Ｌ(1)ΣＭB＝０：△Ｓ１Ｌ＝ρＷ１△Ｓ１＝ρＷ１/Ｌ

(2)△Ｓ２△Ｗ２２、Ｒ引起增載設(shè):△Ｗ２

為驅(qū)動(dòng)輪增載△Ｓ2

為前輪減載。由ΣＭA＝０：Ｌ△Ｗ２＝Ｒρ2

△Ｗ２＝ρ2Ｒ/Ｌ

（３）由ΣＭB＝０：△Ｓ２Ｌ＝Ｒρ1

△Ｓ２＝ρ1Ｒ/Ｌ

（４）AB總共增重:△Ｗ=△Ｗ1+△Ｗ２減重:△Ｓ=△Ｓ1+△Ｓ2

R′=Q+R△Ｗ２＝

ρ2′Ｒ′/Ｌ△Ｓ２＝

ρ1′Ｒ′/Ｌ由于ρ2′小于ρ2,因此,力調(diào)節(jié)的△Ｗ２大,同時(shí)△Ｗ1存在,所以說(shuō)力調(diào)節(jié)增載效果明顯。注意:△Ｗ增大，△Ｓ也增大，前輪減載過(guò)多，操向性不穩(wěn)定，失控?！鳎樱病鳎祝睞BRR′Q(二)高度調(diào)節(jié)情況△W1=0五、懸掛式耕作機(jī)械的入土能力

五、懸掛式耕作機(jī)械的入土能力

影響耕作機(jī)械入土性能的主要因素有：刃口作用力的大小與刃口厚度；刃角大??；安裝隙角；機(jī)器重量；對(duì)于懸掛式作業(yè)機(jī)，還有懸掛機(jī)構(gòu)的參數(shù)。懸掛參數(shù)對(duì)入土性能的影響

設(shè)：入土過(guò)程中，作用于刃口上土壤的壓力為ＲZ；土壤阻力為ＲX；作業(yè)機(jī)的重量為Ｗ；入土角為r。ΣＭOV＝ＲZ.Ｌ－ＲX.Ｈ＋Ｗ.ＤＲZ.Ｌ＋Ｗ.Ｄ：入土力矩ＲX.Ｈ：反入土力矩ΣＭOV與懸掛參數(shù)有關(guān)(L,D,H)它們的大小與ＯV的位置有關(guān)。開(kāi)始入土?xí)r,ＯV較低,Ｈ較小,ＲX也較小，ＲZ.Ｌ＋Ｗ.Ｄ>ＲX.Ｈ，入土。達(dá)到一定深度后，ＲZＬ＋ＷＤ＝ＲX.Ｈ，不再繼續(xù)入土，處于平衡狀態(tài)，γ→γ0。ΣＭOV＝ＲZ.Ｌ－ＲX.Ｈ＋Ｗ.ＤＲZ.Ｌ＋Ｗ.Ｄ：入土力矩ＲX.Ｈ：反入土力矩入土行程Ｓ：是指耕耘機(jī)械的鏟（或鏵）尖開(kāi)始接觸地面到機(jī)器達(dá)到規(guī)定耕深時(shí)，機(jī)組所前進(jìn)的水平距離.

近似公式：Ｓ＝a.arctg（(γ+γ0)/2）Ｓ的大小，是衡量入土性能好壞的標(biāo)準(zhǔn),Ｓ小，入土性能好，Ｓ大，入土性能壞。六、作業(yè)機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)的桿件長(zhǎng)度，位置角度，固定點(diǎn)的位置，機(jī)構(gòu)的提升高度，桿件位置的變化范圍等等，在拖拉機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)已確定。下面介紹和已有了懸掛機(jī)構(gòu)的拖拉機(jī)配套作業(yè)時(shí)，作業(yè)機(jī)的懸掛架參數(shù)設(shè)計(jì)方法和步驟?，F(xiàn)以懸掛犁為例。犁的懸掛架如下圖所示懸掛架—要設(shè)計(jì)的H為已知懸掛架參數(shù)設(shè)計(jì)方法和步驟１、將已知拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)桿件的位置、尺寸及其運(yùn)動(dòng)范圍投影到縱向鉛垂面上。上連桿ＣＤ按其最小和最大長(zhǎng)度為半徑，畫(huà)Ｃ1、Ｃ2圓弧。２、將犁體置于耕深為a時(shí)的工作狀態(tài)。根據(jù)e>b，定Ｓ點(diǎn)。根據(jù)Ｈ，作水平線Ｔ，代表犁梁。畫(huà)出下連桿提升擺動(dòng)范圍Ｂ0弧。參考受力分析定Ｂ點(diǎn)。BTC1C2HSe>bB0４、將犁體升到地面。使入土隙角為γ。Ｔ→Ｔ′,Ｂ→Ｂ′Ｓ→Ｓ′,Ｂm

→Ｂ′m′。５、使三角形ＤＢm的Ｂm邊置于與Ｂ′m′重合的位置，Ｄ→Ｄ′。連接ＤＤ′并作其中垂線nc′交于Ｂ′m′于C′。以Ｄ為圓心，ＤC′為半徑，作圓弧交Ｂm于C。BTT'γEB'C1C2mC'D'm'HSS'ne>b３、過(guò)Ｂ作垂直Ｔ的直線Ｂm（立柱位置）.Ｔ線和Ｂm交于Ｅ，為立柱和犁梁的接點(diǎn)。６、當(dāng)ＢC＝Ｂ′C′時(shí)，ＤC即為上連桿應(yīng)在的位置和長(zhǎng)度，而ＢC即為懸掛立柱的高度。注：C不能在C1、C2之外。７、將機(jī)構(gòu)提升到最高位置，檢查運(yùn)輸間隙h及道路通過(guò)角α是否符合要求。一般,Ｓ點(diǎn)后移，Ｂ點(diǎn)下移，h、α增大。BTT'γEB'C1C2mC'D'm'HSS'ne>b

第二節(jié)作業(yè)機(jī)牽引力學(xué)

作業(yè)機(jī)在田間作業(yè)時(shí)，由于不斷移動(dòng)，其速度、阻力、部件位置等都不穩(wěn)定，因此作業(yè)機(jī)的力學(xué)平衡也是一種經(jīng)常變化的動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡對(duì)作業(yè)機(jī)的工作穩(wěn)定性、動(dòng)力消耗、作業(yè)質(zhì)量都有明顯的影響，而牽引線的位置是影響其平衡狀態(tài)的重要因素。所以在這節(jié)里重點(diǎn)討論牽引線的設(shè)置問(wèn)題。

一、作業(yè)機(jī)在縱垂面上的力系平衡

作業(yè)機(jī)牽引線的位置和牽引線仰角會(huì)直接影響牽引的縱向穩(wěn)定性、牽引力的大小。

下面以幾種最簡(jiǎn)單的情況來(lái)說(shuō)明其基本原理。

１、人拉一重物

（１）、結(jié)點(diǎn)在Ｂ

Ｗ、Ｑ、ＰV交于Ｃ點(diǎn)，其力三角自行封閉平衡，ＰV作用線過(guò)Ｃ點(diǎn)，牽引最穩(wěn)定。

m2m1BＷ：重力;Ｆ：摩擦力;Ｎ：支反力;φ：摩擦角;ＰV：拉力;α：仰角。

Ｆpv1Q1m2m1C1（２）、結(jié)點(diǎn)在Ｂ１

B這時(shí)，Ｗ、ＰV１、Ｑ１構(gòu)成平衡力系，支反力Ｎ前移至Ｃ１點(diǎn)，穩(wěn)定性較Ｃ點(diǎn)差，再往上移結(jié)點(diǎn)，有可能繞m１點(diǎn)前翻。pv1pv2Q1Q2m2m1C1c2B（３）、結(jié)點(diǎn)在Ｂ２

結(jié)論1：Ｎ（支反力）隨ＰV的移動(dòng)，而移動(dòng)，達(dá)到自動(dòng)平衡。ＰV過(guò)Ｃ點(diǎn)穩(wěn)定性最好。Ｗ、ＰV２、Ｑ２構(gòu)成平衡力系，支反力Ｎ后移至Ｃ２點(diǎn)

，穩(wěn)定性也較Ｃ點(diǎn)差，最往下移結(jié)點(diǎn)，有可能繞m２點(diǎn)后翻。pv1pv2Q1Q2m2m1C1c2（４）、看圖,當(dāng)α＝φ時(shí)，ＰV最小。（φ角一定，直角邊最短）

結(jié)論2：說(shuō)