= 实际数值 单位图尺寸 割刀为平动,刀上每一点的运动规律都是一样的,这是选定A点为研究 V=cvo v=dv on v,v2为实际切割速度的变化范围段。 切割速度图及分析 往复式切器的图解速度 ①先绘动、定刀片的相对位置图 ②作A点的切割速度图(以R为半径画半圆) ③始切点为C,始切速度为v,=cv,AO ④终切点为D’,终切速度为v=dhO ⑤弧段,v2为实际切割速度的变化范围段 结论:单刀行程型切割器的实际切割速度在最大切割速度的附近(两边)(最大割速利用好) 实验证明切割速度在06~0.8m/s以上即能顺利切割茎杆,标准型的在νv段都大于1.2m/s, 选定割刀速度的,一般以割刀平均速度Ⅴp=1-2ms内选取。 4割刀进距对切割性能的影响 用作图的方法求出割刀的运动轨迹(以分析割刀速度与机组速度的关系,以分析Vm和 h在不同值时对切割性能的影响) (1)已知条件: ①割刀类型,主要结构尺寸 定刀片(mm) 动刀片mm 类型 B2B r/minDs 单刀距行程型 确定了类型就有了t的尺寸和曲柄半径r的尺寸。 注:C为刀杆盖住的一个尺寸 ②组前进速度Vm(匀速) ③曲柄转速n(O)为匀速。 (2)求进距H 进距一一割刀在一个行程时间内,机具前进的距离。 H=Nr=5030n (3)作图步骤(以标准型切割器为) (1)绘出相邻护刃器的中心线及其定刀片的宽度(平均宽度 普通1型切制器的切图
11 单位图尺寸 实际数值 = 割刀为平动，刀上每一点的运动规律都是一样的，这是选定 A 点为研究。 vs = cvs vz = dvz s z v v 为实际切割速度的变化范围段。 切割速度图及分析 ① 先绘动、定刀片的相对位置图 ② 作 A 点的切割速度图（以 R 为半径画半圆） ③ 始切点为 C，始切速度为 vs = cvs ④ 终切点为 D ，终切速度为 vz = dvz ⑤ 弧段 s z v v 为实际切割速度的变化范围段 结论：单刀行程型切割器的实际切割速度在最大切割速度的附近（两边）（最大割速利用好） 实验证明切割速度在 0.6~0.8m/s 以上即能顺利切割茎杆，标准型的在 s z v v 段都大于 1.2m/s， 选定割刀速度的，一般以割刀平均速度 Vp=1—2m/s 内选取。 4.割刀进距对切割性能的影响 用作图的方法求出割刀的运动轨迹（以分析割刀速度与机组速度的关系，以分析 Vm 和 h 在不同值时对切割性能的影响） （1）已知条件： ①割刀类型，主要结构尺寸 类型 定刀片（mm） 动刀片 mm C mm N R/min Vm b1 b2 B1 B2 B h M/s 单刀距行程型 匀速 确定了类型就有了 t 的尺寸和曲柄半径 r 的尺寸。 注：C 为刀杆盖住的一个尺寸。 ② 组前进速度 Vm（匀速） ③ 曲柄转速 n（ ）为匀速。 （2）求进距 H 进距——割刀在一个行程时间内，机具前进的距离。 n V n H N t V m m M 30 2 60 = = = (3)作图步骤（以标准型切割器为） (1)绘出相邻护刃器的中心线及其定刀片的宽度（平均宽度 往复式切割器的图解速度 普通 1 型切割器的切割图
b )轨迹线 (2)绘出动刀片的原始位置和走过两个进距位置的图形。 (3)A的运动轨迹 ①O为圆心,曲柄半径r为半径(即A点为起点)作半圆,然后n等分半圆(此时 =8)1、2、3、4、5、6、7、8 ②n等分进距(n=8)12345′6′78′ ③过1、2、3、4、5、6、7、8作垂线(注:每等份中,A点横向方向上的行进距离 每等分中,在前进方向上的行进距离) ④过12、3′45′、6′、78′作水平线,分别交过1、2、3、4、5、6、7、8作的垂线的 对应点于1"、23″4"、5"6″、7”、8″ ⑤用光滑的曲线连接起来,即A点轨迹 (4)作B点运动轨迹,(作法与A点作法一样) (注:用刀刃上各点的运动轨迹是一样的,所以用样板曲线复制即可) 讨论:①I区为一次切割区(扫过区)(弯斜小,割茬较整齐) ②Ⅲ区为空白区(弯斜大,尤其是纵向弯斜,割茬不整齐) ③Ⅱ区为重割区(浪费功率,且粮食中会有短茎杆) 分析:①当Vm不变时,曲柄n提高或刀高h变小时》Ⅱ变大,Ⅲ区减小 ②当n不变,Vm上升或h减小时,Ⅱ区减小,Ⅲ区变大 当H上升时,则Ⅱ区减小,Ⅲ区增大:当h减小(其他条件不变),Ⅱ区增大,Ⅲ区 减小。因此,正确选择H和H与刀片刃部高度h之间的比例很重要。 现有:谷物收割机H=(1.2~2)h 谷物联收机H=(1.5~3)h 割草机H=(1.1~1.5)h H的大小,与Vm(要合理确定行进速度)和n有关:h30N n 5、切割器功率计算 功率包括切割功率Ng和空转功率N两部分。 空转功率Nk与切割器的安装技术状态有关。即N=Ng+Nk BL 1000 一一机组前进速度,米秒 B一一割幅m L0——切割单位面积的茎杆所需的功率(Nm/m2) 般割小麦L0=100~200Nm/m2 割牧草L。=200~300Nm/m2
12 2 b1 b2 b + = ）轨迹线。 (2)绘出动刀片的原始位置和走过两个进距位置的图形。 (3)A 的运动轨迹 ① O 为圆心，曲柄半径 r 为半径（即 A 点为起点）作半圆，然后 n 等分半圆（此时 n=8）1、2、3、4、5、6、7、8 ② n 等分进距（n=8） 1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 ③ 过 1、2、3、4、5、6、7、8 作垂线（注：每等份中，A 点横向方向上的行进距离 每等分中，在前进方向上的行进距离） ④ 过 1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 作水平线，分别交过 1、2、3、4、5、6、7、8 作的垂线的 对应点于 1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 ⑤ 用光滑的曲线连接起来，即 A 点轨迹。 (4)作 B 点运动轨迹，（作法与 A 点作法一样） （注：用刀刃上各点的运动轨迹是一样的，所以用样板曲线复制即可） 讨论：①Ⅰ区为一次切割区（扫过区）（弯斜小，割茬较整齐） ②Ⅲ区为空白区（弯斜大，尤其是纵向弯斜，割茬不整齐） ③Ⅱ区为重割区（浪费功率，且粮食中 会有短茎杆） 分析：①当 Vm 不变时，曲柄 n 提高或刀高 h 变小时》Ⅱ变大，Ⅲ区减小 ②当 n 不变，Vm 上升或 h 减小时，Ⅱ区减小，Ⅲ区变大。 当 H 上升时，则Ⅱ区减小，Ⅲ区增大；当 h 减小（其他条件不变），Ⅱ区增大，Ⅲ区 减小。因此，正确选择 H 和 H 与刀片刃部高度 h 之间的比例很重要。 现有：谷物收割机 H=（1.2~2）h 谷物联收机 H=（1.5~3）h 割草机 H=（1.1~1.5）h H 的大小，与 Vm（要合理确定行进速度）和 n 有关： n V H 30 m = 5、切割器功率计算 功率包括切割功率 Ng 和空转功率 Nk 两部分。 空转功率 Nk 与切割器的安装技术状态有关。即 N = Ng + Nk 1000 BL0 v N m g = （KW） m v ——机组前进速度，米/秒 B ——割幅 m L0——切割单位面积的茎杆所需的功率（Nm/m2） 一般割小麦 L0 =100~200 Nm/m2 割牧草 L0 =200~300 Nm/m2
般每米割幅N4为0.3-0.56KW(0.8-1.5马力) 作业 1的 1、掌握切割器参数的计算方法 2、掌握切割器速度图和切割图的画法和分析方法 已知条件 类型 定刀片mm动刀片mm 割幅B bi bB C h mm R/min M/s mm 普I型24215816755485001.376.2 普川型|2421581167554|830013L76 m333 低割型2421586704810500131016 1、确定割刀平均速度,进距H,切割功率 2、绘切割速度图,切割图,计算s和Vz的数值并算出切割速度范围。 要求:(用3号图纸)按1:1比例绘图 6、复式切割器惯性力的平衡 惯性力的影响 以曲柄连杆机构驱动的切割器为例分析惯性力的影响 惯性力的总力转化到曲柄销上,可分解为径向力和切向力。其惯性力引起的曲柄经向力 的变化将引起机架的振动(影响使用寿命和工作质量) 切向力,引起曲柄上的扭拒也交替变化,导致转速波动(影响工作质量) 对于小型收割机具,抗振能力差,必须考虑惯性力的平衡 、惯性力的平衡 以曲柄连杆机构传动为例 m一一曲柄质量 m——割刀质量 用质量代换法(用集中在连杆两端销轴中心 的质量的惯性力来代替)解决连杆的惯性力。根往复式切劃器惯性力平街分析 据静代法,连杆集中在A、B两点的质量分别为 nl, m——连杆的质量 ①旋转质量产生的惯性力P映=(m1+m2)rO ②往复惯性力Pa=(m+m}o2coso 离心加速度在水平方向上的分量(即刀头的往复加速度)
13 一般每米割幅 Nk 为 0.3~0.56KW（0.8~1.5 马力） 作业： 一．目的 1、 掌握切割器参数的计算方法 2、 掌握切割器速度图和切割图的画法和分析方法 二．已知条件 类型 定刀片 mm 动刀片 mm C mm n R/min Vm M/s t mm 割幅 B b1 b2 B1 C B h m 普Ⅰ型 24 21 58 16 75 54 8 500 1.3 76.2 3 普Ⅱ型 24 21 58 16 75 54 8 300 1.3 76.2 3 低割型 24 21 58 6 70 48 10 500 1.3 101.6 3 1、 确定割刀平均速度，进距 H，切割功率 2、 绘切割速度图，切割图，计算 Vs 和 Vz 的数值并算出切割速度范围。 要求：（用 3 号图纸）按 1：1 比例绘图。 6、复式切割器惯性力的平衡 一、惯性力的影响 以曲柄连杆机构驱动的切割器为例分析惯性力的影响。 惯性力的总力转化到曲柄销上，可分解为径向力和切向力。其惯性力引起的曲柄经向力 的变化将引起机架的振动（影响使用寿命和工作质量） 切向力，引起曲柄上的扭拒也交替变化，导致转速波动（影响工作质量） 对于小型收割机具，抗振能力差，必须考虑惯性力的平衡。 二、惯性力的平衡 以曲柄连杆机构传动为例 mw ——曲柄质量 md ——割刀质量 用质量代换法（用集中在连杆两端销轴中心 的质量的惯性力来代替）解决连杆的惯性力。根 据静代法，连杆集中在 A、B 两点的质量分别为： l ml m 1 1 = l ml m 2 2 = m ——连杆的质量 ①旋转质量产生的惯性力 2 PB旋 =（m1 + m2）r ②往复惯性力 P (m m )r t A g cos 2 往 = 1 + ——离心加速度在水平方向上的分量（即刀头的往复加速度） 往复式切割器惯性力平衡分析
平衡:旋转惯性力P旋是容易被平衡的,只要在曲柄销的对面加一配重:m配使其产生 的惯性力等于P酸即可完全平衡。即:mRo2=(m2+m,yo2 (m2+m) mE 往复惯性力P惯的平衡:若在曲柄对面,半径为RB2处加一个质量为m厘2的配重其平 衡重产生的离心力为P2 配2=m12+RB2O P2沿割刀运动方向的分量为:PB2平=PB配2COOt=m2R2 o ot 若选适当的平衡重mE2使2平=P往 ( BD mea Re20 cos ot=(m, +m yo2 cos ot m, =m, ms md)r Ro2 则往复惯性力则可完全平衡 但平衡了P往又出现了P配2重(垂直方向的惯性力)引起机器的上、下振动(注曲轴为 立轴式B2重成为P配2前后将引起机器的前后振动) 所以,对P往一般采用部分平衡,以不致使P2垂过大。实际中只平衡PA的一半或 1)(m+m)y 分之一。即mk实=(3-2)R 讨论:1、旋转惯性力完全平衡,往复惯性力部分平衡,若现在全部平衡需特殊的传动机构 2若一则重m。(+m)m+m) 3、实际中一般都是以这种按力偏距情况计算平衡重m1和m配2实来近似地处理有 偏距情况下的平衡问题。 四.回转式切割器 (一)类型(结构课讲) (二)割刀运动分析 工作特点:回转割刀的运动,由刀盘的回转运动和机器前进速度所合成。刀片上任一点对地 面的轨迹为与摆线,刀刃扫过的面积对地面为余摆带,其带宽与刀刃高度近似。 相邻刀片各内、外端点的位移方程
14 平衡：旋转惯性力 PB旋 是容易被平衡的，只要在曲柄销的对面加一配重： m配 使其产生 的惯性力等于 PB旋 即可完全平衡。即： ( ) 2 2 2 m配.R配 = m + mq r 配 配 R m m r m q ( ) 2+ = 往复惯性力 PA惯 的平衡：若在曲柄对面，半径为 R配2 处加一个质量为 m配2 的配重其平 衡重产生的离心力为 P配2 2 P配2 = m配2 + R配2 P配2 沿割刀运动方向的分量为： P P cost m R cost 2 配2平 = 配2 = 配2 配2 若选适当的平衡重 m配2 使 P配2平 = PA往 [即 m R t (m m )r t cos g cos 2 1 2 配2 配2 = + mg = md 2 1 2 ( ) 配 配 R m m r m + d = ] 则往复惯性力则可完全平衡 但平衡了 PA往 又出现了 P配2重 （垂直方向的惯性力）引起机器的上、下振动（注曲轴为 立轴式 P配2重 成为 P配2 前后将引起机器的前后振动） 所以，对 PA往 一般采用部分平衡，以不致使 P配2重 过大。实际中只平衡 PA往 的一半或三 分之一。 即 2 1 2 ( ) 2 1 3 1 配 配 实 R m m r m + d = − 讨论：1、旋转惯性力完全平衡，往复惯性力部分平衡，若现在全部平衡需特殊的传动机构 2、若 R = R = r 配1 配2 则总配重 ( ) ( ) m m + md + m + mq = − 1 2 2 1 3 1 配总 3、实际中一般都是以这种按力偏距情况计算平衡重 m配1 和 m配2实 来近似地处理有 偏距情况下的平衡问题。 四．回转式切割器 （一） 类型(结构课讲) （二） 割刀运动分析 工作特点：回转割刀的运动，由刀盘的回转运动和机器前进速度所合成。刀片上任一点对地 面的轨迹为与摆线，刀刃扫过的面积对地面为余摆带，其带宽与刀刃高度近似。 相邻刀片各内、外端点的位移方程
第一刀:点a的位移方程 x=Rcos ot Y=vt+ 内端点a1的位、M°rcos(Ot+) Ya=v,t+rsin( at+B) xb=rcos(ot-a) 第2刀片:点b的位移方程 Y, =v,I+Rsin( ot-a) 点b的位移方程:x=rcos(or+B-a) v, I+rsin( at+B-a 相邻两刀片的夹角 β—一刀片内,外端点盘心连线的夹角。 三)割刀转速的确定 割刀转速,要根据切割速度的要求来确定(结合割刀的结构尺寸和机器前进速度) 实验得:回转割刀的切割速度应为20~50r/s(无支撑时),Vd=4-10m/s(有支撑时) 确定割刀的转速,以刀片的内端点为基准(因该点圆周速度最低) 已知:割刀任一点的速度(绝对速度)均由该点圆周速度和机器前进速度所合成。 如图 故a1点的速度(根据平行四边形法则) aI=r2a2+2vm ro cos(ot+B)+v2 可见当ot+B=2水k(k=0、1、2、 最小 2a2-2v ro cos(2k+)+v 即 =yo2-2o+v2=√o-n)=ro 切速度分析 因vnmn≥v(要求应有的切割速度 则割刀应有的角速度oVa+vm va=[rosin(or+B)]+v 2+rocos(ot+BP =rosin(ot+B)I+v2+2ravm cos(ot+B)+ro cos(at+B) (ro) sin(ot+B)+cos(ot+B)v2 +2rovm, cos(or +B) (ro)+v2+2ravm coslot+B) va=r2o2+v2+2rovm, cos(ot+B)
15 第一刀：点 a 的位移方程 x R t a = cos Y v t R t a = m + sin 内端点 a1 的位移方程： sin( ) cos( ) 1 1 = + + = + Y v t r t x r t a m a 第 2 刀片：点 b 的位移方程 sin( ) cos( ) = + − = − Y v t R t x R t b m b 点 b1 的位移方程： sin( ) cos( ) 1 1 = + + − = + − Y v t r t x r t b m b α——相邻两刀片的夹角 β——刀片内，外端点盘心连线的夹角。 （三）割刀转速的确定 割刀转速，要根据切割速度的要求来确定（结合割刀的结构尺寸和机器前进速度） 实验得：回转割刀的切割速度应为 20~50r/s（无支撑时），Vd=4—10m/s（有支撑时） 确定割刀的转速，以刀片的内端点为基准（因该点圆周速度最低） 已知：割刀任一点的速度（绝对速度）均由该点圆周速度和机器前进速度所合成。 如图： 故 a1 点的速度（根据平行四边形法则） ( ) 2 2 2 1 2 cos a m m v = r + v r t + + v 可见 当 t + = 2k （k=0、1、2、……..n） Va1 最小 即: ( ) ( ) m m m m a m m r v r v r v r v v r v r k v = − + = − = − = − + + 2 2 2 2 2 2 2 1min 2 2 cos 2 因 a d v v 1min (要求应有的切割速度) 则割刀应有的角速度 r v v d + m = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = + + + = + + + + + + = + + + + + + = + + + + r v r v t r t t v r v t r t v r v t r t v r t v r t m m m m m m a m 2 cos sin cos 2 cos sin 2 cos cos sin cos 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 v = r + v + rv (t + ) a m m 2 cos 2 2 2 1 切割速度分析