第一章耕地機械引言第一節(jié)主要農(nóng)業(yè)技術(shù)要求和農(nóng)機具第二節(jié)耕層土壤的動力學(xué)特性第三節(jié)鏵式犁的一般構(gòu)造和工作原理第四節(jié)犁體曲面

第五節(jié)犁的牽引阻力第六節(jié)鏵式犁的總體配置第七節(jié)犁耕機組第八節(jié)牽引犁和半懸掛犁犁耕機組第九節(jié)旋耕機引言

耕地是大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本也是最重要的工作環(huán)節(jié)之一。其目的就是在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作栽培制度中通過深耕和翻扣土壤，把作物殘茬、病蟲害以及遭到破壞的表土層深翻，而使得到長時間恢復(fù)的低層土壤翻到地表，以利于消滅雜草和病蟲害，改善作物的生長環(huán)境。目前所使用的耕地機械，由于其作業(yè)的工作原理不同類型主要分為三大類：鏵式犁圓盤犁鑿形犁

鏵式犁應(yīng)用歷史最長，技術(shù)最為成熟，作業(yè)范圍最廣，鏵式犁是通過犁體曲面對土壤的切削、碎土和翻扣實現(xiàn)耕地作業(yè)的。視頻

圓盤犁是以球面圓盤作為工作部件的耕作機械，它依靠其重量強制入土，入土性能比鏵式犁差，土壤摩擦力小，切斷雜草能力強，可適用于開荒、粘重土壤作業(yè)，但翻垡及覆蓋能力較弱，價格較高。視頻鑿形犁，又稱深松犁。工作部件為一鑿齒形深松鏟，安裝在機架后橫梁上，鑿形齒在土壤中利用擠壓力破碎土壤，深松犁低層，沒有翻垡能力。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不同要求、自然條件變化、動力配備情況等，鏵式犁在形式上又派生出一些具有現(xiàn)代特征的新型犁：雙向犁、柵條犁、調(diào)幅犁、滾子犁、高速犁等。

視頻圓盤犁和鑿形犁在歐洲國家應(yīng)用較多，在中國雖有應(yīng)用，但量較少，本章重點介紹鏵式犁的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計方法和理論分析等。本章除課堂教學(xué)外，尚有二個實驗實習(xí)——類型和結(jié)構(gòu)；懸掛犁的調(diào)整。一個課程設(shè)計——犁體曲面測繪。第一節(jié)主要農(nóng)業(yè)技術(shù)要求和農(nóng)機具

一、農(nóng)業(yè)技術(shù)要求二、少耕法三、耕作機具一、農(nóng)業(yè)技術(shù)要求１．耕地作業(yè)耕深、覆蓋、碎土２．整地作業(yè)旱地與水田整地作業(yè)的農(nóng)業(yè)要求差別很大，應(yīng)分別情況區(qū)別對待，基本的要求有：靶深、碎土等．二、少耕法法少耕法是一種種改變以犁耕耕為中心的耕耕作方法，可可大大減少或或完全免去耕耕耘作業(yè)，把把作物種子直直接播在前作作莖稈覆蓋的的土壤中。這這種耕作法，，主要是為了了和干旱、風(fēng)風(fēng)蝕及水蝕作作斗爭。早在在幾百年前，，我國東北地地區(qū)應(yīng)用扣、、耕作法，特特別是原壟種種法，即為適適應(yīng)春寒的一一種少耕法。。50年代在在蘇聯(lián)推廣的的馬爾采夫耕耕作法，是采采用無壁犁的的深松耕作，，也屬于少耕耕法。60年年代美國也發(fā)發(fā)展了這一耕耕作法。70年代我國黑黑龍江省亦進進行了深松耕耕作法的試驗驗和推廣；80年代我國國南方水稻地地區(qū)正進行著著少耕法的試試驗和推廣工工作，并相應(yīng)應(yīng)的研制了少少耕法機械化化配套農(nóng)業(yè)機機械。三、耕作機具具１、播前耕作作耕地作業(yè)：鏵鏵式犁、圓盤盤犁整地作業(yè)：圓圓盤耙、釘齒齒耙、水田耙耙、鎮(zhèn)壓器、、驅(qū)動耙、耢耢等等耕耙聯(lián)合作業(yè)業(yè)：懸耕機、、耙耕機、回回轉(zhuǎn)鍬２、播后耕作作中耕培土作業(yè)業(yè)：中耕機（（水田旱地兩兩類）、培土土器施肥、開溝、、筑埂等作業(yè)業(yè)：中耕培土土施肥機、筑筑埂機、開溝溝機等３、少耕法淺松或深松作作業(yè)：深松（（鑿形）犁、、通用耕作機機（深松、淺淺松、除草播種、施肥、、灑藥等聯(lián)合合作業(yè)：聯(lián)合合種植機（深深松、鎮(zhèn)壓、、播種、施肥肥灑藥等）。。思考題

1、、鏵式犁的基基本構(gòu)造和類類型？

2、、主犁體的結(jié)結(jié)構(gòu)及各部件件的功用？第二節(jié)耕層土壤的動動力學(xué)特性一、耕層土壤的物物理特性二、耕層土壤的動動力特性一、耕層土壤的物物理特性土壤的主要物物理力學(xué)性質(zhì)質(zhì)有以下幾方方面：（一）容重（二）濕度（（又稱含水量量）二、耕層土壤壤的動力特性性（一）土壤與與金屬間的摩摩擦系數(shù)（二）土壤的的堅實度（又又稱貫入阻力力）（三）土壤的的凝聚力和附附著力（四）土壤的的抗剪強度（五）犁耕土土壤比阻（一）土壤與與金屬間的摩摩擦系數(shù)為克服在耕作作機械工作部部件工作表面面上產(chǎn)生的土土壤與金屬間間的摩擦力，，大約消耗拖拖拉機牽引功功率的一半。。摩擦力F通常按下列公公式計算：F＝fN式中f—摩擦系數(shù)；；N—正壓力。（二）土壤的的堅實度（又又稱貫入阻力力）當(dāng)壓縮非密實實土壤時，使使其壓痕的容容積為1厘米米3時所需的的力稱為單位位壓實力q0（公斤／厘米米3）。當(dāng)以以一定斷面形形狀（圓形、、錐形等）的的柱塞壓入土土壤，其壓陷陷深度為h0時，作用在土土壤上的平均均壓力稱為土土壤的堅實度度p0p0＝q0h0（kg／cm2）（三）土壤的的凝聚力和附附著力土壤同金屬接接觸面之間的的附著力，幾幾乎完全是因因水膜的表面面張力所造成成的。因此，，附著力也與與土壤質(zhì)地、、含水量、接接觸面的材料料和光潔度等等因素有關(guān)。。土壤沿著耕耕地機械工作作表面的滑移移阻力T=F+F′=μN+μ′N′A′式中μ——土壤對鋼的的摩擦系數(shù)N—作用在工作作表面上的法法向載荷μ′—附著系數(shù)N′—由水膜吸附附作用而產(chǎn)生生的法向載荷荷A′—吸附水膜的的面積當(dāng)摩擦力和附附著力大于土土壤凝聚力和和內(nèi)摩擦力時時，農(nóng)具的工工作表面就會會粘土。工作作部件表面粘粘土，不但會會使耕作質(zhì)量量變壞，而且且會增加牽引引阻力。（四）土壤的的抗剪強度耕層土壤在耕耕作機械工作作部件（如犁犁體、中耕鏟鏟等）作用下下，往往出現(xiàn)現(xiàn)剪切破壞，，其剪應(yīng)力大大致服從庫倫倫定律：ι=c+σtgρ式中ι——剪應(yīng)力（kN/cm2）σ—剪切面上上的法向壓應(yīng)應(yīng)力（正應(yīng)力力）；c—單位粘粘結(jié)力（kN/cm2）），是同類粒粒子間相互結(jié)結(jié)合合在一起起的作用力；；tgρ—土壤壤與土壤之間間的摩擦系數(shù)數(shù)，又稱土壤壤的內(nèi)摩擦系系數(shù)；ρ—土壤的內(nèi)內(nèi)摩擦角。（五）犁耕土土壤比阻為判別耕層土土壤耕作難易易程度，常常常采用犁耕土土壤比阻Kt，kN／cm2或kPa。但Kt值大小不僅和和土壤的物理理性質(zhì)有關(guān)，，而且很大程程度取決于犁犁的結(jié)構(gòu)（犁犁體曲面和小小前犁曲面幾幾何參數(shù)和形形狀，犁鏵銳銳鈍程度，犁犁重以及是否否有犁刀等））和耕速。一一般可采用空空間測力或單單犁體的線性性測力，測得得與前進方向向相反的犁耕耕阻力分量Rx，在此測力犁犁上一般不裝裝

犁側(cè)板板，所以Rx是有效阻力。。則犁耕的有有效土壤比阻阻式中a——測力犁的耕耕深b—測力犁的的單鏵幅寬思考題1、犁體曲面面的主要類型型？2、理想土垡垡翻轉(zhuǎn)的假設(shè)設(shè)條件？3、土垡寬深深比的概念？？它對工作質(zhì)質(zhì)量有何影影響？第三節(jié)鏵式式犁的一般構(gòu)構(gòu)造和工作原原理一、鏵式犁的的類型二、鏵式犁的的基本構(gòu)造三、鏵式犁的的翻垡原理一、鏵式犁的的類型（一）、鏵式式犁的類型牽引式——運輸狀態(tài)下，，機具的重量量全部由機具具本身來承擔(dān)擔(dān)。懸掛式——運運輸狀態(tài)下，，機具的重量量全部由拖拉拉機來承擔(dān)。半懸掛犁———運輸狀態(tài)下下，機具的重重量前部分由由拖拉機承擔(dān)，后半部分分由機具承擔(dān)擔(dān)。鏵式犁的工作作特點鏵式犁的類型型與特點—視視頻（二）、鏵式式犁的基本構(gòu)構(gòu)造機架牽引懸掛裝置行走限深裝置主犁體組成：犁架、、主犁體、耕耕深調(diào)節(jié)裝置置、支撐行走走裝置、牽引引懸掛裝置等等。主犁體為為鏵式犁的核核心工作部件件。（三）、鏵式式犁的翻垡原原理一矩形形土垡的翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程二矩形形土垡寬深比比K的確定三菱形形土垡的翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程四竄垡垡過程一矩形形土垡的翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程理想土垡的翻翻轉(zhuǎn)過程：a1、土垡塊在翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程中始終終保持矩形斷斷面；2、始終有一個棱棱角與溝底相相接觸，既只只有滾動而無無滑動?！硐胪鳞业姆D(zhuǎn)因為土垡在翻翻轉(zhuǎn)過程中是是要變形的，，為了研究的的方便，我們們作了如下假假設(shè)：土垡翻轉(zhuǎn)的目目的是為了徹徹底的翻扣地地表雜草和病病蟲害，實現(xiàn)土垡的穩(wěn)穩(wěn)定鋪放既徹徹底翻扣（不不要出現(xiàn)回垡垡現(xiàn)象）是犁犁體曲面工作作和設(shè)計時的的關(guān)鍵所在。。是否回垡主主要取決于曲曲面的形狀，，或者說是取取決于曲面的的設(shè)計參數(shù)。ab二矩形形土垡寬深比比K的確定我們觀察這樣樣一種現(xiàn)象：：設(shè)土垡斷面面深度為a，，寬度為b1、b2、b3，在翻轉(zhuǎn)到某某個時刻為土土垡的臨界狀狀態(tài)?；刿遗R界穩(wěn)定鋪放b1ab2aab3當(dāng)土垡翻轉(zhuǎn)至至最終位置時時，如果支撐撐點在右側(cè)，，則可保證為為穩(wěn)定鋪放，，在正上方則則為臨界狀態(tài)態(tài)（不穩(wěn)定狀狀態(tài)），在左左側(cè)可產(chǎn)生回回垡現(xiàn)象。很很顯然，在耕耕深不變的情情況下，耕寬寬的改變可對對土垡的穩(wěn)定定鋪放產(chǎn)生重重要的影響。。通過正確的的確定土垡的的尺寸，決定定犁體曲面的的大小和形狀狀，以保證土土垡的穩(wěn)定鋪鋪放。我們以臨界狀狀態(tài)為研究對對象，確定土土垡翻轉(zhuǎn)過程程中不產(chǎn)生回回垡的基本條條件，為犁體體曲面的設(shè)計計提供依據(jù)。?！摺鰽BC∽∽△ADE故故有對應(yīng)邊成成比例，并設(shè)設(shè)b/a=k，則導(dǎo)出：：AB/AC=AE/DEAC=b，AE=b，ED=ak4-k2-1=0k≈1.27baABCDEb我們稱b/a=k為理想想土垡的寬深深比。實際上上土壤是不均均質(zhì)的，土垡垡在翻轉(zhuǎn)過程程中是要變形形的，有的變變形很嚴重，，含水率高的的粘重土壤變變形較小，k≥1、27，對沙質(zhì)土土，土壤很難難成形，犁體體通過后立刻刻堆積，k≤≤1、27，，一般k=1。三菱形土土垡的翻轉(zhuǎn)過過程菱形犁體的脛脛刃向未耕地地凸出，溝墻墻呈圓弧狀，，耕翻的土垡垡斷面近似為為菱形（圖2－44a））。這種犁的的特點是可以以縮短犁體之之間的縱向距距離，犁溝較較寬，阻力較較小。耕地時菱形土土垡始終繞一一個棱角翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。直至土垡垡頂邊和前趟趟已翻土垡的的底邊相靠貼貼（圖2－44c）。土土垡翻轉(zhuǎn)至直直立位置以前前，其重心即即已偏離支承承點（向已耕耕地偏離），，有利于穩(wěn)定定鋪放。四竄垡垡過程土垡在“竄垡垡型”犁體曲曲面上的運動動過程與前述述滾垡過程不不同。如圖2—45所示示，當(dāng)土垡被被犁體的鏵刃刃和脛刃切開開后，不是繞繞某一棱角滾滾翻，而是沿沿著得體曲面面向上竄升，，同時略有扭扭轉(zhuǎn)和側(cè)移。。當(dāng)土垡上竄竄到一定高度度后，扭轉(zhuǎn)和和彎曲加大，，并騰空翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。土垡離開開犁壁后，在在重力和落地地后的撞擊作作用下，土垡垡內(nèi)的剪切裂裂紋發(fā)生斷裂裂，并形成較較短的垡塊，，稱為斷條。。第四節(jié)犁體體曲面一、三面楔的工作作原理二、犁體曲面的形形成原理三、高速犁體體曲面一、三面楔的的工作原理犁體曲面是由由犁鏵和犁壁壁所形成的曲曲面。犁體的的切土、碎土土和翻土作用用都是由犁體體曲面來完成成的。可以把把犁體曲面簡簡化成由幾個個簡單的兩面面楔（工作面面和支承面））復(fù)合成的一一個三面楔。。犁體的工作作過程可以看看成幾個二面面楔沿水平面面運動時對土土壤的合成作作用。由于楔楔子在土壤中中的安放位置置不同，它對對土壤的作用用也不同。圖圖2－46中中的a、b和和c分別表示示兩面楔的起起土、側(cè)向推推土和翻土作作用。二、犁體曲面面的形成原理理（一）水平直直元線法形成成犁面的原理理（二）傾斜直直元線法形成成犁體曲面的的原理（三）曲元線線法形成犁體體曲面的原理理三、高速犁體體曲面（一）發(fā)展高高速犁的必要要性提高耕作機組組生產(chǎn)率的主主要途徑有兩兩方面，即增增加機具的工工作幅寬或提提高機組的耕耕作速度。在在拖拉機功率率相同的條件件下，增加耕耕速比加大耕耕作幅寬更為為有利。因提提高耕速后，，可采用耕幅幅較窄的犁，，從而降低金金屬耗量，減減小購置費用用，同時可采采用輕型的輪輪式拖拉機。。這樣不但可可減小輪胎下下陷量，降低低胎輪的滾動動阻力，減小小胎輪對耕層層土壤的壓實實和破壞程度度，而且還可可提高機組對對不平地面的的適應(yīng)性，改改善機組的機機動性。犁耕速度是不不斷提高的。。50年代一一般耕速為4－6km／／h，60年年代提高到7－9km／／h，目前高高速犁的耕速速為8－10km／h，，有的可達12km／h。近幾十年年，大約每10年可提高高耕速3km／h。因些些，高速型犁犁體曲面的研研究工作，已已引起國外的的普遍重視。。（二）高速型型犁體曲面的的基本要求常速犁（耕速速在7km／／h以下）用用于高速作業(yè)業(yè)時，往往會會使作業(yè)攝影影師降低，如如土壤拋擲過過遠，犁溝太太寬，還會導(dǎo)導(dǎo)致阻力陡增增。耕速與牽引阻阻力有以下關(guān)關(guān)系：式中Pv－在耕速v（km／h）時的牽引引阻力（kN）；P－在耕速為為4.83km／h時的的牽引阻力（（kN）；V－犁耕速度度（km／h）。（三）高速型型犁面的特點點高速型犁體可可以從常速的的熟地型（碎碎土型）、通通用型和翻垡垡犁體通過試試驗和個性設(shè)設(shè)計出來，使使之適應(yīng)高速速作業(yè)。高速型犁體曲曲面的基本特特點是：犁體體較長，鏵刃刃角較小，縱縱剖和橫剖曲曲線族較為平平坦，犁翼部部分后掠和扭扭曲較大。這這樣，可使土土壤的垂直與與側(cè)向分速不不致比常速增增大過多，并并改善翻垡性性能。此外，，犁體的最大大高度也略高高于常速犁，，使土垡不致致在高速時飛飛越項邊線。。第五節(jié)犁犁的牽引阻力力一、土壤對犁犁體曲面的反反作用力二、犁的牽引引阻力三、減少牽引引阻力的途徑徑一、土壤對犁犁體曲面的反反作用力土壤施加于犁犁體曲面上各各部位的反作作用力，其大大小和方向是是隨犁體曲面面的部位而變變化的。由于于土垡在犁體體曲面上的運運動方向在不不斷改變，因因而曲面各處處所產(chǎn)生的摩摩擦力的大小小和方向也各各不相同。因因此要想求出出犁體曲面上上的受力分布布情況，無論論是用計算方方法或是用實實驗方法都有有一定的困難難。但是土壤壤對犁體曲面面上的反作用用力又極為重重要，不僅在在設(shè)計犁時作作為零件強度度計算和總體體受力平衡的的依據(jù)，而且且在使用犁時時也是操作調(diào)調(diào)節(jié)的依據(jù)。。目前，對犁體體曲面受力情情況主要從兩兩個方面研究究：一是求整整個犁體曲面面上總的受力力情況，找出出它的合力的的大小、方向向及其作用線線，以便進行行犁柱及犁梁梁的強度校核核和犁的牽引引平衡；二是是探求犁體曲曲面各部位所所受土壤反力力的分布情況況，用來確定定犁壁和犁鏵鏵的磨損部位位。這兩方面面的研究，目目前都是用實實驗方法進行行測定。前者者采用六分力力測定法，后后者常采用電電阻應(yīng)變儀測測定。二、犁的牽引引阻力犁的牽引阻力力是指土壤作作用在犁上的的總阻力沿前前進方向的水水平分力。這這部分阻力直直接關(guān)系到耕耕地機組的動動力性和經(jīng)濟濟性。所以它它是犁的主要要性能指標(biāo)之之一。在滿足足作業(yè)要求的的情況下，應(yīng)應(yīng)盡量減小牽牽引阻力。犁犁的牽引阻力力的計算，不不僅是強度核核算的依據(jù)，，同時也是合合理配置機組組動力的依據(jù)據(jù)。三、減少牽引引阻力的途徑徑關(guān)于減少犁的的牽引阻力的的問題，過去去和現(xiàn)在世界界各國都進行行了大量的工工作，目前在在理論研究上上和生產(chǎn)實際際上所探討和和采用的方法法和措施，有有以下幾方面面：（一）機務(wù)技技術(shù)措施1．選擇適耕耕期選擇擇土壤含水量量適宜、殘根根腐爛適度的的時間進行耕耕地。此時土土壤的強度較較小，易于松松散破碎，可可減少牽引力力。2．保持鏵尖尖和鏵刃銳利利銳利的的鏵尖和鏵刃刃，切割破碎碎的能力強，，刺入并切開開土壤時所受受的阻力較小小，因此，勤勤摩鏵刃和勤勤換犁鏵，保保持鏵尖和鏵鏵刃鋒利，可可以顯著地減減少犁的牽引引力。3．減少摩擦擦力保持持犁體曲面以以及側(cè)板、犁犁底、輪子等等與土壤接觸觸的部分光潔潔平滑（例如如，犁閑置時時，在這些地地方涂上廢機機油或黃油，，不使生銹；；不以鐵錘敲敲擊犁體曲面面等）。減少少犁與土壤之之間的摩擦，，可以減少犁犁的牽引力。。4．正確裝配配零件犁犁鏵、犁壁、、犁側(cè)板等工工作部件安裝裝的位置正確確，接縫嚴密密，犁體上埋埋頭螺釘與安安裝件表面平平坦光滑，減減少對土垡的的阻礙，讓土土垡順利滑動動，可以減少少犁的牽引力力。5．正確調(diào)整整牽引線在在前面曾闡闡明當(dāng)牽引線線在縱向鉛垂垂面上的傾角角T和水平面面上的偏角T，調(diào)整到一一適宜的位置置，即調(diào)整到到使T和T分分別等于其摩摩擦角時，犁犁的牽引阻力力最小。因此此，在耕地時時，正確調(diào)整整牽引線，也也是減少牽引引力的重要方方法之一。（二）設(shè)計制制造方面的措措施從設(shè)計制造方方面來減少犁犁的阻力，現(xiàn)現(xiàn)有方法有三三個方面：1．良好的犁犁體曲面設(shè)計計是減少阻力力的重要因素素。曲面形狀狀塑造得好，，各項參數(shù)選選擇得當(dāng)，對對減少犁的阻阻力有很大的的影響。犁體體曲面除了滿滿足翻土、碎碎土等性能要要求而外，欲欲使其阻力較較小，還須1）對土壤的的擠壓較小，，土垡能在犁犁面上順利滑滑過；2）在在翻垡過程中中，垡片重心心的提升高度度小，因而位位能變化?。?；3）土垡在在翻轉(zhuǎn)過程中中發(fā)生的位移移小；4）土土垡運動時的的絕對速度小小，所消耗的的動能小。這這樣，所需的的牽引力也就就較小。2．用兩種軟軟硬不同的材材料制造犁鏵鏵，使刃口能能夠自己磨銳銳，這種自磨磨刃犁鏵經(jīng)過過熱處理后，，表面部分的的材料硬度和和耐磨性很大大，背面的材材料則較軟，，不耐磨。這這樣，當(dāng)犁鏵鏵在耕地時，，表面磨損慢慢，背面磨損損快，因而可可以使刃口始始終保持鋒銳銳。3．采用非金金屬特殊材料料。目前有些些國家已用特特制的塑料薄薄膜敷貼在犁犁壁上，此種種塑料與土壤壤的摩擦系數(shù)數(shù)很小，且甚甚耐磨，這樣樣可以減少犁犁的阻力（三）新方法法和新原理的的探討探討一些新方方法和新原理理來減少犁的的阻力，目前前也有一些進進展。1．在減少摩摩擦阻力方面面有兩種方法法。一是改固固定部件為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部件，使使滑動摩擦變變?yōu)闈L動摩擦擦；一是犁體體曲面上加潤潤滑劑。在前前一種方法中中有將犁壁制制成由許多滾滾柱組成的曲曲面；有的曲曲面上嵌設(shè)滾滾珠者，但因因制造復(fù)雜及及其他技術(shù)問問題沒有解決決，現(xiàn)在尚未未推廣。利用用滾輪來代替替犁側(cè)板的犁犁，則已在生生產(chǎn)中使用。。匈牙利曾設(shè)設(shè)計了一種利利用一個能夠夠轉(zhuǎn)動的錐形形滾筒來代替替犁壁翼部的的滾子犁。滾滾筒系同不粘粘土的材料作作成。據(jù)試驗驗這種犁可以以減少10－－15％的牽牽引力。在犁曲面上加加水作潤滑劑劑以減少阻力力的辦法，據(jù)據(jù)試驗可以減減少阻力30％。加水的的方法是將犁犁體曲面上的的螺釘中央通通一小孔，孔孔的開口處是是一向土垡運運動方向傾斜斜的縫，（傾傾斜是為了避避免為泥土堵堵塞）。水箱箱置于機架上上，用軟管在在犁壁背面與與螺釘連通。。據(jù)實驗，這這種方法在透透水性差的粘粘土中效果較較好，在砂土土中則較差。。2．應(yīng)用振動動技術(shù)。世界界各國在對土土壤加工時，，應(yīng)用振動技技術(shù)已逐漸廣廣泛。根據(jù)各各國的試驗表表明，在鏵式式犁的犁鏵或或其他耕作土土壤機具的工工作件上加裝裝振動器，可可以減輕牽引引阻力約5－－25％，并并且改善碎土土質(zhì)量。振動動式的犁可以以減輕阻力的的原因是因為為振動件在頻頻率較高時，，它強大的振振動力可以破破壞土壤分子子的粘結(jié)力。。也有人認為為土壤在受到到較高頻率的的振動之后，，會發(fā)生“振振動液化現(xiàn)象象”，使土壤壤的內(nèi)摩擦力力和抗剪強度度均大大降低低，因而可以以減少阻力。。根據(jù)初步試驗驗發(fā)現(xiàn)：振動動犁所需的振振動頻率和振振幅，應(yīng)隨機機組前進速度度增加而增加加。當(dāng)犁的前前進速度小于于1m／s時時效果較好，，振動頻率以以2000－－3000Hs，振幅以以0.5－3mm為宜。。至于工作件件的定向振動動問題（即振振動件的振動動方向問題）），目前尚在在研究中。振振動犁的振動動件因需要消消耗動力，故故在總的能量量消耗上是否經(jīng)濟亦亦無定論。3．電滲作用用的試驗。電電滲作用（圖圖2－60））的原理是將將犁刀和犁鏵鏵作為直流電電的正極（＋＋）和負極（（－），通以以直流電，因因為土壤是導(dǎo)導(dǎo)體，故電流流在土中通過過后由于電滲滲作用，土壤壤中的毛細管管水向負極集集結(jié)使犁鏵表表面形成一層層水膜，起著著潤滑劑的作作用，減少了了摩擦阻力。。同樣，土壤壤由于有電流流通過，土壤壤中的凝膠體體變?yōu)槿苣z體體，降低了土土壤分子的凝凝結(jié)力，因而而降低了它的的強度。根據(jù)據(jù)國內(nèi)外的實實驗結(jié)果，此此法在潮濕土土壤中效果較較好，當(dāng)水分分為20％左左右，電壓為為12－60V時，阻力力減少約20％。第六節(jié)鏵鏵式犁的總體體配置一、犁的總耕耕幅和鏵數(shù)二、犁體間距距三、拖拉機輪輪距與犁的工工作幅寬四、第一鏵的的配置五、犁的梁架架高度一、犁的總耕耕幅和鏵數(shù)總耕幅根據(jù)拖拖拉機的有效效牽引力P來來確定。假設(shè)設(shè)所在地區(qū)的的土壤耕作比比阻為k，要要求的耕深為為a，單個犁犁體的幅寬為為b，則犁的的鏵數(shù)（多鏵鏵犁的犁體數(shù)數(shù)）可用下式式算出：因P＝nkab故n取整數(shù)。在P、b、n確定后，為為了考慮這臺臺犁的適應(yīng)能能力，可將前前式寫成：c為一已知的的常數(shù)。上式式表明，一臺臺犁耕機組在在作業(yè)時，如如果土壤的比比阻較大，則則犁的耕深要要適當(dāng)減小，，否則牽引力力P不足；如如果要求耕得得較深，則只只能在土壤比比阻較小的地地方使用。二二者之間是一一個等軸雙曲曲線函數(shù)關(guān)系系。即ka＝c將上式按拖拉拉機的額定牽牽引力繪成曲曲線如圖2－－61所示。。這就可以清清楚地看出該該機組對不同同耕深和不同同土壤的適應(yīng)應(yīng)能力。不同同牽引力可獲獲得不同的曲曲線。二、犁體間距距多鏵犁相鄰兩兩犁體間的間間距是犁的一一個重要參數(shù)數(shù)。間距太小小，沒有足夠夠的空間讓垡垡片通過就會會造成堵塞；；間距太大，，則將增加犁犁的長度，這這不僅浪費鋼鋼材，對于牽牽引式犁還將將使轉(zhuǎn)彎半徑徑增大，對于于懸掛式犁則則因重心后移移，會影響機機組的縱向穩(wěn)穩(wěn)定性。因此此，在保證垡垡片能順利通通過的前提下下，犁的間距距盡量縮小。。犁體間距的表表示方法，國國內(nèi)外都不一一致。有的用用縱向間距S（相鄰犁體體在縱向鉛垂垂面上的投影影距離），有有的用鏵尖距距Ss（相鄰鄰犁體的鏵尖尖點或兩對應(yīng)應(yīng)點之間的距距離），有的的用犁體配置置角α（各犁犁體在犁上所所形成的斜線線與犁的前進進方向線的夾夾角）來表示示（圖2－62），它們們之間的關(guān)系系為：tgα=b/s，sinα=b/ss。三、拖拉機輪輪距與犁的工工作幅寬一般的輪式拖拖拉機，因受受牽引力限制制，輪距總是是大于犁的耕耕幅，為此，，通常是讓拖拖拉機一側(cè)的的輪子走在犁犁溝內(nèi)。拖拉拉機的輪胎內(nèi)內(nèi)側(cè)在橫的方方向應(yīng)與溝墻墻保持δ=1—2cm的的間隙，犁的的阻力中心應(yīng)應(yīng)處于拖拉機機的中心線上上（或很靠近近）。這樣可可使機組具有有較好的牽引引穩(wěn)定性。如如若差距較大大應(yīng)對拖拉機機輪距進行調(diào)調(diào)整使之符合合下列關(guān)系式式：BT=B+E+2δ+b/2此處Br是拖拖拉機傾斜后后的輪距投影影，b／4是是阻力中心與與脛刃邊的距距離，b為單單鏵幅寬。對于輪子不能能進入犁溝內(nèi)內(nèi)的履帶拖拉拉機或后輪是是兩輪并聯(lián)的的大型輪式拖拖拉機，當(dāng)輪輪子或履帶在在未耕地上時時，輪胎或履履帶外側(cè)與溝溝墻線保持的的距離δ′應(yīng)應(yīng)不小于10cm，以免免壓塌溝墻。。這時，犁的的阻力中心，，亦應(yīng)處于拖拉機機的中心線附附近，以免產(chǎn)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩矩。四、第一鏵的的配置無論是輪子走走在溝內(nèi)的機機組，或履帶帶走在未耕地地上的機組，，第一鏵的橫橫向位置均應(yīng)應(yīng)將鏵翼末端端置于溝墻線線上，使第一一鏵的切垡寬寬度正好等于于b。第一鏵的縱向向位置，對于于輪子走在溝溝內(nèi)的懸掛式式機組，鏵尖尖與輪子外緣緣的縱向投影影距離e一般般不小于犁體體的幅寬b（（圖2－65）。對于牽牽引式或半懸懸掛機組則應(yīng)應(yīng)考慮機組在在900牽引引時，拖拉機機不會與犁架架碰撞。五、犁的梁架架高度犁的梁架高度度是指犁架下表表面至犁底平平面的空間高高度。為了保保證垡片在犁犁架下面順利利翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)產(chǎn)生擁土堵草草現(xiàn)象。一般般是根據(jù)矩形形土垡的厚度度（按最大耕耕深計算）加加割茬高度的的對角線高度度計算，即式中：H為梁梁架空間高度度，b為犁體體耕寬，max為最大耕耕深，h為割割茬高度。對于采用直犁犁柱和主斜梁梁結(jié)構(gòu)的犁，，因垡片主要要是在主斜梁梁的下方翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，故H的數(shù)數(shù)值應(yīng)適當(dāng)加加大。而對于于鉤形犁柱的的梁架，則因因垡片是在梁梁架外側(cè)翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，故可比前前者略小。第七節(jié)犁犁耕機組一、懸掛犁機機組二、懸掛犁的的懸掛參數(shù)選選擇和掛結(jié)調(diào)調(diào)節(jié)原理一、懸掛犁機機組（一）懸掛犁犁的掛接方式式懸掛犁一般采采用后懸掛型型式，通常以以三點懸掛方方式和拖拉機機相結(jié)合。所所謂三點懸掛掛，就是用三三根桿分別把把拖拉機后部部的三個點和和犁上的三個個點鉸接起來來，而使二者者成為一體。。（二）工作狀狀態(tài)與縱垂面面內(nèi)的受力分分析1．“浮動””狀態(tài)油油缸內(nèi)無壓力力，懸掛犁由由地面支承，，隨地形起伏伏而浮動。2．“位位調(diào)節(jié)”狀態(tài)態(tài)作業(yè)機機下降到所要要求的耕深時時，利用液壓壓系統(tǒng)將機構(gòu)構(gòu)鎖定，使作作業(yè)機與拖拉拉機結(jié)成一個個整體，作業(yè)業(yè)機與拖拉機機在縱的方向向不能產(chǎn)生相相對運動。這這種方式在地地面平坦時，，即使土質(zhì)軟軟硬不一，也也可使耕深較較為一致。但但在地面起伏伏不平時，作作業(yè)機隨拖拉拉機的頭尾起起伏而上下波波動，難以保保證作業(yè)質(zhì)量量?！拔徽{(diào)節(jié)”狀狀態(tài)的機構(gòu)受受力二、懸掛犁的的懸掛參數(shù)選選擇和掛結(jié)調(diào)調(diào)節(jié)原理犁與拖拉機通通過懸掛機構(gòu)構(gòu)結(jié)成一個懸懸掛犁機組，，進行耕地作作業(yè)，目前三三點懸掛機構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用較廣廣泛。懸掛犁犁的懸掛參數(shù)數(shù)有下懸掛軸軸至犁體支持持面的距離h，上下懸掛掛點的距離H（犁架立柱柱高度），懸懸掛軸的長度度B以及兩下下懸掛點與犁犁梁的相對位位置。在設(shè)計計或掛結(jié)調(diào)整整懸掛犁時，，合理地選擇擇這些參數(shù)，，對保證犁耕耕質(zhì)量，提高高機組的牽引引性能有很大大的影響?！ぴ诶缛胪?xí)r時，能使犁平平穩(wěn)而迅速地地達到預(yù)定的的耕深，入土土行程短；·在犁耕過程程中，當(dāng)土質(zhì)質(zhì)不均勻或地地表起伏時，，犁具有良好好的耕深耕寬寬穩(wěn)定性。如如有偏差，迅迅速地自動糾糾正；·機組有良好好的牽引性能能和直線行駛駛性；·能能進進行行耕耕深深耕耕寬寬等等調(diào)調(diào)整整，，犁犁的的縱縱軸軸與與機機組組前前進進方方向向一一致致，，多多鏵鏵犁犁前前后后犁犁體體耕耕深深相相同同；；·在在運運輸輸狀狀態(tài)態(tài)，，有有足足夠夠的的運運輸輸高高度度，，縱縱向向穩(wěn)穩(wěn)定定性性和和通通過過性性好好。。在選選擇擇懸懸掛掛參參數(shù)數(shù)時時，，應(yīng)應(yīng)滿滿足足以以下下要要求求：：（一）縱縱垂面懸懸掛參數(shù)數(shù)的選擇擇1．入土土性能3．牽引引性能4．運輸輸通過性性5．確定定縱垂面面懸掛參參數(shù)的要要點2．耕深深穩(wěn)定性性（二）水水平面懸懸掛參數(shù)數(shù)的選擇擇在水平面面內(nèi)的懸懸掛參數(shù)數(shù)，應(yīng)滿滿足耕寬寬穩(wěn)定、、機組直直線行駛駛和操作作省力的的要求。。1．耕寬寬穩(wěn)定性性2．機組組的直線線行駛性性能（三）懸掛掛犁的掛掛結(jié)與調(diào)調(diào)整1．掛結(jié)結(jié)原則2．耕深深調(diào)節(jié)3．耕寬寬調(diào)整4．偏牽牽引調(diào)整整5．正位位調(diào)整6．縱縱向水平平調(diào)整7．橫向向水平調(diào)調(diào)整第八節(jié)牽牽引引犁和半半懸掛犁犁犁耕機機組一、牽引引犁機組組二、半懸懸掛犁機機組一、牽引引犁機組組（一）在在縱垂面面內(nèi)的受受力和影影響工作作性能的的因素（二）在在水平面面內(nèi)的受受力和影影響工作作性能的的因素二、半懸懸掛犁機機組就牽引方方式來說說，半懸懸掛犁分分為三拉拉桿牽引引與兩拉拉桿牽引引兩種類類型。當(dāng)當(dāng)拖拉機機上拉桿桿裝有傳傳感器時時，犁通通過懸掛掛頭架與與拖拉機機上下拉拉桿鉸接接為三拉拉桿牽引引。當(dāng)拖拖拉機下下拉桿裝裝有傳感感器時，，犁只與與拖拉機機的兩個個下拉桿桿鉸接為為兩拉桿桿牽引。。二者前前端均有有水平橫橫軸與鉛鉛垂立軸軸，犁可可在水平平面與縱縱垂面繞繞軸擺動動，有兩兩個自由由度。半半懸掛犁犁均裝有有尾輪與與限深輪輪。高度度調(diào)節(jié)機機組的限限深輪裝裝在犁的的前部，，力調(diào)節(jié)節(jié)機組的的限深輪輪裝在犁犁的后部部，均走走未耕地地。第九節(jié)旋旋耕機機一、總言言二、旋耕耕機類型型三、橫軸軸式旋耕耕機械的的理論分分析四、刀齒齒類型及及排列五、橫軸軸旋耕機機的功率率消耗六、橫軸軸式旋耕耕機組總總體分析析一、總言言旋耕機是是一種由由動力驅(qū)驅(qū)動的土土壤耕作作機具。。其切土土、碎土土能力強強，能切切碎秸桿桿并使土土肥混合合均勻。。一次作作業(yè)能達達到犁耙耙?guī)状蔚牡男Ч?，，耕后地地表平整整、松軟軟、能滿滿足精耕耕細作的的要求。。旋耕機機作業(yè)時時，拖拉拉機的動動力以扭扭矩的形形式直接接作用于于工作部部件，不不需要很很大的牽牽引力，，避免了了拖拉機機由于受受附著力力的限制制，功率率不能充充分利用用的問題題。我國南方方地區(qū)多多用于秋秋耕稻茬茬田種麥麥，水稻稻插秧前前的水耕耕水耙。。它對土土壤濕度度的適應(yīng)應(yīng)范圍較較大，凡凡拖拉機機能進入入的水田田都可進進行耕作作。我國國北方地地區(qū)大量量用于打打茬，起起到秸桿桿還田、、鏟茬肥肥田的作作用。另另外，還還適于鹽鹽堿地的的淺層耕耕作，以以抑制鹽鹽分上升升，圍墾墾荒地滅滅茬除草草，牧場場草地淺淺耕再生生等作業(yè)業(yè)。二、旋耕耕機類型型旋耕機的的類型很很多，按按其工作作部件的的運動方方式可分分為水平平橫軸式式、立軸軸式等幾幾種。（一）水水平橫軸軸式旋耕耕機（二）立立軸式旋旋耕機水平橫軸軸式旋耕耕機工作作時（圖2－－86）），刀片一方方面由拖拖拉機動動力輸出出軸驅(qū)動動作回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動，，一方面面隨機組組前進作作等速直直線運動動。刀片片在切土土過程中中，首先先將土垡垡切下，，隨即向向后方拋拋出，土土垡撞擊擊到罩殼殼與拖板板而細碎碎，然后后再落回回到地表表上。由由于機組組不斷前前進，刀刀片就連連續(xù)不斷斷地對未未耕地進進行松碎碎。（一）水水平橫軸軸式旋耕耕機圖（2－－87））是曲刃彎彎刀式旋旋耕機，，主要由由機架、、傳動系系統(tǒng)、旋旋轉(zhuǎn)刀軸軸、刀片片、耕深深調(diào)節(jié)裝裝置、罩罩殼等組組成。刀刀軸和刀刀片是主主要工作作部件，，由拖拉拉機動力力輸出軸軸來的動動力經(jīng)萬萬向節(jié)傳傳給中間間齒箱，，再經(jīng)側(cè)側(cè)邊傳動動箱驅(qū)動動力軸回回傳。圖2－88是釘釘齒式旋旋耕機。。釘齒為為一直圓圓鋼制成成，沿輥輥軸直徑徑方向1800貫穿并予予以固定定。圖2－89是星輪輪式旋耕耕機。刀刀輥由多多個帶釘釘齒的星星輪組成成。星輪輪盤面不不與刀輥輥軸線垂垂直，每每個星輪輪的偏斜斜方向均均不同。。圖2－90是滾籠式式旋耕機機。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)滾筒由由若干個個籠形部部件沿軸軸向排列列組成。。用于水水稻插秧秧前平整整田面。。有較好好的耥平平和起漿漿效果。。圖2－91所示為梳梳齒式旋旋耕機。。將多個個齒棍縱縱向固定定在扭曲曲的人字字形長刀刀片上。。碎土性性能好，，且溝底底平坦。。圖2－92是幾幾種有翻翻土功能能的旋耕耕刀。圖2－92a所示的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)柄旋耕耕刀能將將切下的的土成形形垡片翻翻轉(zhuǎn)約1800，它的的刀柄裝裝在與刀刀軸一起起旋轉(zhuǎn)的的套管上上，套管管的里面面還有一一個靜止止的心軸軸。心軸軸有導(dǎo)槽槽，鋤柄柄上的橫橫銷嵌入入導(dǎo)槽中中。當(dāng)旋旋耕刀切切下土塊塊并將其其帶到一一定高度度時，刀刀柄上的的橫銷就就碰到導(dǎo)導(dǎo)槽的斜斜凸部分分，迫使使刀柄偏偏轉(zhuǎn)。于于是刀面面?zhèn)葍A將將土塊翻翻轉(zhuǎn)落下下。圖2－92b所示為帶帶有托土土板的旋旋耕刀盤盤。當(dāng)?shù)兜洱X切下下土塊時時，托土土板正好好托住土土塊的上上端將其其送到后后方翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)落下。。圖2－92c是帶有彈彈性拖板板的旋耕耕刀。當(dāng)當(dāng)?shù)镀星腥胪林兄袝r，彈彈性拖板板隨切縫縫彎曲進進入縫中中，將切切下的土土塊托帶帶到后方方一定高高度然后后彈片伸伸直使土土塊翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)落下。。圖2－93所示是錘錘片碎土土滅茬機機的多種種錘片。。這種機機具的整整機結(jié)構(gòu)構(gòu)與一般般水平橫橫軸式旋旋耕機相相同，只只是工作作部件是是錘片而而不是刀刀齒。錘錘片用活活動鉸鏈鏈與轉(zhuǎn)軸軸聯(lián)結(jié)。。利用高高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時的慣慣性力來來打碎禾禾茬、硬硬土塊或或草皮層層。還有一種種新創(chuàng)造造的水平平橫軸式式旋耕機機，它的的刀齒不不需要另另外的動動力驅(qū)動動，而由由旋耕刀刀輥自身身驅(qū)動，，如圖2－－94所示，這這種旋耕耕機有兩兩個刀輥輥，一前前一后。。工作時時機組前前進，前前刀輥的的刀齒入入土后，，土壤阻阻力迫使使前刀輥輥轉(zhuǎn)動并并通過鏈鏈條帶動動后刀輥輥旋轉(zhuǎn)。。利用鏈鏈傳動的的速比關(guān)關(guān)系，后后刀輥的的轉(zhuǎn)速比比前刀輥輥快約三三倍。后后刀輥的的刀齒將將土壤弄弄松碎并并向后拋拋送。前前刀輥因因要帶動動后刀輥輥工作，，所需扭扭矩較大大，致使使入土的的刀齒在在土中產(chǎn)產(chǎn)生向前前的局部部滑移。。這種滑滑移現(xiàn)象象的實際際效果是是前刀輥輥的刀齒齒一方面面向前耕耕松一些些土壤，，另一方方面獲得得扭矩驅(qū)驅(qū)動后刀刀輥旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。而前前刀輥將將土壤弄弄松成大大土塊，，也使后后刀輥的的負荷減減輕。對對于土質(zhì)質(zhì)不同和和耕作要要求不同同時，可可以調(diào)整整前后刀刀輥的相相對入土土深度，，使彼此此協(xié)調(diào)工工作可以以獲得滿滿意的結(jié)結(jié)果。（二）立立軸式旋旋耕機刀齒或刀刀片繞立立軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的旋耕耕機，其其突出功功能就是是可以進進行深耕耕，一般般都能達達到30－35cm，，較深的的能達到到40-50cm，而而且可使使整個耕耕層土壤壤疏松細細碎，但但前進速速度較慢慢圖2－95是安裝在在手扶拖拖拉機前前面的槳槳葉式旋旋耕機（（亦稱旋旋槳式犁犁）。它它的葉輪輪象一個個豎立著著的船用用螺旋槳槳，工作作時，葉葉片旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)將土壤壤鏟起，，并向一一側(cè)拋出出，耕后后象鏵式式犁一樣樣留有耕耕溝。因因其向一一側(cè)拋土土，故側(cè)側(cè)向力較較大。工工作幅寬寬約等于于葉輪的的外緣直直徑，耕耕作的最最大深度度可略大大于葉輪輪高度。。一般耕耕深20－30cm。。圖2－96所示的這這種立軸軸爪式旋旋耕機是是英國人人所制，，他們稱稱為“Gyro-tiller”。。兩個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤相對對旋轉(zhuǎn)，，刀齒位位于轉(zhuǎn)盤盤周邊，，軸向固固定（略略微前傾傾），一一般耕深深30－－50cm。圖2－97所示是日日本常用用的立軸軸刀籠式式旋耕機機。2－－5個傾傾斜的窄窄條形刀刀片構(gòu)成成一個圓圓形刀籠籠旋轉(zhuǎn)切切土。刀刀籠高度度約30－35cm，，一般耕耕深20－30cm。。圖2－98是一種立立軸轉(zhuǎn)齒齒式旋耕耕機。它它的工作作部件是是由兩個個釘齒構(gòu)構(gòu)成“門門”字形形的轉(zhuǎn)子子。多個個轉(zhuǎn)子橫橫向排列列成一排排。兩個個相鄰的的轉(zhuǎn)子由由兩個齒齒輪直接接嚙合驅(qū)驅(qū)動。因因此，每每個轉(zhuǎn)子子與左、、右相鄰鄰轉(zhuǎn)子的的旋轉(zhuǎn)方方向相反反。轉(zhuǎn)子子在安裝裝時，相相鄰轉(zhuǎn)子子的“門門”形平平面均互互相垂直直，故可可互不干干擾，并并使相鄰鄰釘齒的的活動范范圍有較較大的重重疊量以以防止漏漏耕。由由于釘齒齒的圓周周速度比比機器前前進速度度要大得得多（2倍以上上），故故每個釘釘齒在地地面上經(jīng)經(jīng)過的路路線都是是長輻擺擺線，因因而釘齒齒有較好好的碎土土效果。。三、橫軸軸式旋耕耕機械的的理論分分析各種驅(qū)動動式耕耘耘機械，，由于其其工作原原理各不不相同，，因而工工作部件件的運動動情況，，也不相相同。下下面著重重對目前前使用較較為廣泛泛的橫軸軸類旋耕耕機械的的有關(guān)理理論進行行一些分分析。（一）刀刀齒的運運動軌跡跡1．刀齒齒運動軌軌跡方程程旋旋轉(zhuǎn)耕耘耘機的刀刀齒，無無論其為為何種形形狀，它它在工作作時的絕絕對運動動均系由由兩種運運動合成成。如圖2－99所示一種種運動是是由于安安裝刀齒齒的軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時刀刀齒繞軸軸心旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所形成成的圓周周運動，，另一種種運動是是機器不不斷前進進時所具具有的直直線運動動。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耕耘機機在工作作時，這這兩種運運動同時時在刀齒齒上產(chǎn)生生，刀齒齒的絕對對運動就就是由這這兩種運運動合成成的結(jié)果果。在圖2－－99中中假設(shè)u、vm均為等等速運動動，則刀刀齒上任任意點的的運動軌軌跡，均均系一有有規(guī)律的的曲線。。如圖2－100所示示，在刀刀齒旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)前進的的過程中中，設(shè)刀刀齒軸心心所在的的位置原原為O0，某一一刀齒(O0m0)的的端點為為m0。。該刀齒齒按圖中中箭頭所所示的方方向轉(zhuǎn)過過△φ1的角度度時，軸軸的中心心由O0前進至至O1（（這種情情況稱為為正轉(zhuǎn)）），此時時刀齒端端點的位位置則由由m0移移至m1；當(dāng)?shù)兜洱X連續(xù)續(xù)再轉(zhuǎn)過過△φ2時，軸軸的中心心將再前前進一段段距離而而至O2，此時時刀齒端端點的位位置則由由m1移移至m2，如此此繼續(xù)下下去，當(dāng)當(dāng)機πR。器走過距距離S即即刀軸中中心經(jīng)過過O1、O2、O3、………而至至On時，刀刀齒端端的軌軌跡即即為m1、m2、m3、…………、、mn所連成成的曲曲線。。如果果S為為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸旋旋轉(zhuǎn)一一周時時機器器前進進的距距離，，則此此時刀刀齒繞繞其軸軸心旋旋轉(zhuǎn)一一周后后其運運動軌軌跡亦亦完成成了一一個行行程周周期，，當(dāng)旋旋轉(zhuǎn)軸軸繼續(xù)續(xù)轉(zhuǎn)動動、機機器繼繼續(xù)前前進時時，刀刀齒端端點的的運動動軌跡跡即為為此段段曲線線的重重復(fù)出出現(xiàn)。。顯然然，在在圖2－100所示示情況況下，，S＜＜2ππR。。πR。。當(dāng)?shù)洱X齒的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動半半徑R、旋旋轉(zhuǎn)角角速度度ω以以及機機器的的前進進速度度vm已知時時，刀刀齒的的運動動軌跡跡可根根據(jù)上上述原原理用用作圖圖法繪繪出。。關(guān)于于刀齒齒運動動軌跡跡的方方程式式，可可建立立如圖圖2－－101所所示的的坐標(biāo)標(biāo)系。。設(shè)位位于坐坐標(biāo)軸軸y上上的刀刀齒A0O以角角速度度ω經(jīng)經(jīng)過t秒鐘鐘轉(zhuǎn)動動后，，其角角位移移為φφ，此此時刀刀齒軸軸心移移動的的距離離為x0，刀齒齒端點點的位位置則則移至至m點點，點點m的的水平平位移移為x，鉛鉛垂位位移為為y。。則因φ=ωωt，，或或t=φφ/ωω故x0=vmt=vmφ/ωω。又又因ωω=u/R，所所以x0=Rvmφ/u刀齒的的軌跡跡曲線線系由由運動動的m點所所形成成，故故其曲曲線的的方程程式為為此式為為參數(shù)數(shù)方程程式，，消去去參變變數(shù)后后得此曲線線即解解析幾幾何上上的擺擺線，，亦稱稱旋輪輪線(Cycloid)。將x0代入并并整理理得：：（1））當(dāng)u/vm=λ=1時時，方方程變變?yōu)榇耸较迪狄粯?biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的擺線線，S=2πR。具具有這這種運運動特特性的的刀齒齒只能能象自自由輪輪的輪輪爪一一樣刺刺入土土中，，不能能起到到松碎碎土壤壤的作作用。。2.刀刀齒軌軌跡的的性能能特征征從從刀刀齒運運動的的軌跡跡方程程式得得知，，刀齒齒運動動軌跡跡曲線線的形形狀與與刀齒齒的半半徑R、圓圓周線線速度度u以以及機機器前前進速速度vm有關(guān)。。由于于R、、u和和vm的不同同，此此曲線線具有有以下下的特特性：：（2））當(dāng)u/vm=λ＜＜1時時，刀刀片端端點在在任何何位置置的絕絕對運運動水水平位位移的的方向向均與與機器器前進進方向向相同同，故故刀齒齒不能能撥土土向后后。刀刀齒對對土壤壤的作作用還還不如如被動動式牽牽引機機具的的作用用大。。這種種曲線線數(shù)學(xué)學(xué)上稱稱為短短輻擺擺線。。S＞＞2ππR（3））當(dāng)u/vm=λ＞＞1時時，刀刀齒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動到到一定定部位位，它它的端端點絕絕對運運動的的水平平位移移就會會與機機器前前進的的方向向相反反，因因而能能以刀刀齒的的刃口口切削削土壤壤。具具有這這種運運動的的曲線線稱長長輻擺擺線（圖2－102），，此種擺擺線具具有一一個繞繞扣。。MN為繞繞扣的的橫弦弦。當(dāng)當(dāng)vm/u值愈愈小時時，繞繞扣的的橫弦弦愈大大。若若vm=0（即即機器器停止止前進進時））則繞繞扣即即為一一圓，，其最最大橫橫弦等等于2R。。（二））刀齒齒的切切削速速度刀齒端端點在在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周周的過過程中中，所所經(jīng)各各處的的速度度是不不同的的。將將方程程對時時間求求導(dǎo)數(shù)數(shù)得：：刀片端端點的的絕對對速度度為：：從上式式可知知，當(dāng)當(dāng)?shù)洱X齒端點點處于于最低低位置置即ωωt=2nπ時時，絕絕對速速度最最小vmin=vm－u，在在vm＜u時，，方向為為水平向向后；當(dāng)當(dāng)?shù)洱X端端點處于于最高位位置即ωωt=(2n+1)ππ時，絕絕對速度度最大，，vmax=vm+u，方方向為水水平向前前。刀齒運動動軌跡曲曲線的繞繞扣大小小與vm/u的值值有關(guān)。。vm/u的值值愈大時時，繞扣扣愈小；；反之，，則繞扣扣愈大。。若vm/u=0（即機機器停止止前進時時），則則繞扣與與軌跡曲曲線均為為一個半半徑為R的圓。。繞扣的最最大橫弦弦MN可可以從圖2－104中得知，，因刀齒齒在最大大橫弦N點處其其絕對速速度的方方向是垂垂直向下下。于是有sinφφ=vm/u故最大橫橫弦距溝溝底的高高度Hmax=R－Rsinφ=R(1-vm/u)（三）刀刀齒工作作深度可以看出出，在最最大橫弦弦的N點點以上，，刀齒沿沿水平方方向的分分速度vx為向向前，N點以下下則向后后。因此此一般用用途的旋旋耕機刀刀齒入土土處，均均在N點點以下，，以利于于向后拋拋土，減減少功耗耗。為此此，旋耕耕機的工工作深度度ha，，通常是是以不超超過最大大橫弦處處為度。。由前式式可知，，刀齒的的半徑R較大或或vm/u的比比值較小小時，刀刀齒的耕耕作深度度可以較較大（四）切切土進距距在刀齒旋旋轉(zhuǎn)的同同一縱向向平面內(nèi)內(nèi)，前后后兩相鄰鄰刀齒的的切土間間距，稱稱為進距距。亦即即在兩刀刀齒相繼繼切土的的時間間間隔內(nèi)，，機器前前進的距距離Sx（圖2－－105）。假設(shè)某某旋耕機機的刀盤盤上均布布安裝z把刀齒齒，則刀刀盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周時時，刀齒齒相繼切切土的時時間間隔隔為ts=2π/(2ωω)。在在此時間間內(nèi)，機機器前進進的距離離Sx即為切土土進距。。式中n為為刀盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。旋耕機兩兩個縱向向相鄰刀刀齒相繼繼切土后后，耕層層底部存存在一個個凸起部部分。此此凸起部部分是沒沒有耕到到的生土土，其高高度與刀刀齒的運運動軌跡跡和進距距有關(guān)，，而由前前后兩刀刀齒軌跡跡的交點點C確定定。如圖2－105所示，在在交點C處，凸凸起高度度hc=R(1－sinφc)此處，前前一刀齒齒轉(zhuǎn)角ψψc=arcsin(1－h(huán)c/R)后一刀齒齒轉(zhuǎn)角φφ’c=2π/z+ππ－2φφc（五）溝溝底凸埂埂高度此時刀輥輥中心的的移動距距離為此處ω=u/R又因令上兩式式相等并并整理后后得上式即為為凸起高高度hc與u、vm、R和z的關(guān)系系式。但但利用此此式求hc的數(shù)值亦亦很麻煩煩，為了了簡便，，溝底凸凸埂高度度也可用用下述方方法近似似地計算算，即利利用軌跡跡方程式式：當(dāng)φ′的的數(shù)值不不大時，，可以認認為sinφφ′=φφ′故因xc=sx/2,且且sx=2πRvm/(zu)代入上式式并化簡簡得故上面所計計算的凸凸起高度度是假定定在旋耕耕刀齒切切土?xí)r，，所切下下的垡片片和溝底底的土壤壤均能按按刀齒所所經(jīng)過的的軌跡，，保持完完整的幾幾何形狀狀而推導(dǎo)導(dǎo)出來的的理論公公式。實實際上凸凸埂并不不能形成成圖中所所示的尖尖角狀，，這是由由一垡片片被刀齒齒從土體體切下時時，其尾尾部與土土體連接接處因強強度減弱弱，刀齒齒接近尾尾部時即即因受剪剪切或撕撕拉而斷斷裂，因因而不能能形成純純幾何圖圖形上的的那種尖尖角。試試驗表明明，凸埂埂高度的的實際值值只有理理論值的的1／2－1／／3左右右。四、刀齒齒類型及及排列1．刀齒齒的類型型橫軸旋耕耕機的刀刀齒有剛剛性和彈彈性兩大大類。剛剛性刀按按其外形形分，有有直刀、、L形刀刀、彎刀刀、鑿形形刀齒等等類型。。其中直刀刀齒有釘釘齒型、、直棍型型、直刀刀片型等等，刀體體平直，，結(jié)構(gòu)簡簡單，主主要用于于對已耕耕翻的土土地進行行碎土作作業(yè)；L形發(fā)、、彎刀和和鑿形刀刀則可用用于初耕耕。2．刀齒齒排列研究刀齒齒排列和和配置其其目的是是使旋耕耕機在作作業(yè)時達達到不堵堵塞、不不漏耕、、刀軸受受力均勻勻、耕后后地表平平整等要要求。③軸向相相鄰刀齒齒（或刀刀盤）的的間距，，以不產(chǎn)產(chǎn)生實際際的漏耕耕帶為原原則，一一般均大大于單刀刀幅寬。。④相繼入入土的刀刀齒的軸軸向距離離愈大愈愈好，以以免發(fā)生生干擾和和堵塞。。⑤左刀和和右刀應(yīng)應(yīng)盡量交交替入土土，以保保證刀輥輥的側(cè)向向穩(wěn)定。。⑥一般鑿鑿形刀齒齒、直刀刀齒、彈彈齒等按按復(fù)螺旋旋線排列列；中央央傳動式式刀輥，，可分左左、右段段排列，，以簡化化結(jié)構(gòu)參參數(shù)。⑦刀盤或或座應(yīng)便便于刀齒齒安裝。。旋耕刀刀齒在排排列時能能最大限限度地兼兼顧到上上述要求求即為最最佳排列列。為此，旋旋耕刀齒齒在刀軸軸上的排排列應(yīng)遵遵從下述述原則：：①在同一一回轉(zhuǎn)平平面內(nèi)，，若配置置兩把以以上的刀刀齒，每每把刀的的進距應(yīng)應(yīng)相等，，使之切切土均勻勻。②整個刀刀軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周的的過程中中，在同同一相位位角上，，應(yīng)當(dāng)只只有一把把刀入土土（受結(jié)結(jié)構(gòu)限制制時，可可以是一一把左刀刀和一把把右刀同同時入土土），以以保證工工作穩(wěn)定定和刀軸軸負荷均均勻。（一）單單刀的的阻力和和扭局矩矩五、橫軸軸旋耕機機的功率率消耗常用實驗驗方法測測定一把把刀齒在在切土過過程中的的扭矩變變化來考考察阻力力變化的的過程。。實驗測測定的結(jié)結(jié)果表明明（圖2－－109），正轉(zhuǎn)刀齒齒從開始始入土到到切至垡垡片中段段部位時時，扭矩矩迅速增增加到最最大值，，然后慢慢慢減少少，到切切削終了了時因向向后拋土土，故仍仍存在一一定的扭扭矩。鉤狀鑿形形刀的受受力與彎彎刀有所所不同。。由圖2－109b可以看出出：①刀齒入入土后阻阻力迅速速增大，，當(dāng)?shù)洱X齒轉(zhuǎn)過一一定角度度（約200））時，達達到最大大值。在在此階段段內(nèi)土壤壤受擠壓壓。②在轉(zhuǎn)角角約為25－400的的區(qū)段內(nèi)內(nèi)，切削削阻力保保持在最最大值上上。此階階段為土土壤受擠擠壓達到到極限應(yīng)應(yīng)力后開開始破裂裂并保持持繼續(xù)受受力、繼繼續(xù)破裂裂的過程程。③在此以以后，阻阻力逐漸漸減小至至零。此此階段為為切下垡垡片剩余余部分的的過程。。④最大的的切削阻阻力與垡垡片的最最大厚度度不相重重合。最最大阻力力的出現(xiàn)現(xiàn)比垡片片的最大大厚度要要遲到大大200轉(zhuǎn)角。。這是因因土壤被被壓縮產(chǎn)產(chǎn)生形變變的結(jié)果果。⑤在完全全切下垡垡片以后后的一段段時間內(nèi)內(nèi)，仍有有阻力存存在。此此時刀齒齒不再切切削土壤壤，能量量的消耗耗由土粒粒動量的的改變（（拋土））所引起起。反轉(zhuǎn)旋耕耕時的