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第四章 驱动型耕整地机械 驱动型耕整地机械是由拖拉机动力输出轴驱动工作部件进行工作的，目前应用较多的是旋耕机。 旋耕机具有犁耙合一的作业效果， 旋耕一次即可达到土碎地平， 在水田中带水旋耕后即可直接插 秧。它能有效地切断植被并将其混合于耕作层中， 也能使化肥、 农药等在土中均匀混合。旋耕机作业质量好、工效高，既能抢农时、节省劳力，又可减少机器下地次数，减轻行走部件对土壤的 压实，在我国南北方均有广泛使用。尤其是在南方水田地区，春耕、夏耕、双抢、秋耕各个季节都能使用，较好地满足农业生产的要求。 第一节旋耕机构造及工作过程 旋耕机主要由机架、传动装置、刀辊、挡土罩及平土拖板组成 ( 图 4— 1) 。 机架机架包括齿轮箱壳体，左、右主梁，侧板及侧边传动箱壳体。采用中间传动的旋耕机，左、 右主梁长度相同。侧边传动的旋耕机， 因侧边传动箱较重， 故传递动力一侧的主梁较短，这样有利于整机平衡。主梁上还装有悬挂架，以便与拖拉机连接。 旋耕机与拖拉机的连接方式， 主要有悬挂式和直接连接式两种。 悬挂式多用于大中型拖拉机，接连接式用于小型及手扶拖拉机，它是用螺钉把齿轮箱壳体直接固定在拖拉机上。  直 图 4— 1 旋耕机的构造 1．主梁 2．悬挂架 3．齿轮箱 4．侧边传动箱 5．平土拖板 6．挡土罩 7．撑杆 8．刀轴 9．旋耕 刀 传动装置传动装置包括齿轮箱、 侧边传动箱或中间传动箱。 拖拉机的动力传至齿轮箱后， 再经侧 边传动箱或中间传动箱驱动刀轴。 传动方式有侧边链轮传动、 侧边齿轮传动和中间传动三种形式 ( 图 4— 2) 。链轮传动零件数目少、重量轻、结构简单，但链条易磨损断裂，使用寿命短。齿轮 传动可靠性好，但加工精度高，制造复杂，成本贵。耕幅较窄的旋耕机多采用侧边传动，耕幅较 宽的旋耕机则用中间传动，但中间传动箱下部会造成漏耕， 影响作业质量。为解决这个问题， 可 在传动箱下面装一把松土铲或采用其它防漏耕装置。 图 4— 2 旋耕机的传动 侧边链轮传动 (b) 侧边齿轮传动 (c) 中间传动 在悬挂式旋耕机上， 拖拉机动力输出轴通过双万向节把动力传递给齿轮箱。 为适应旋耕机升降及深浅调节的需要，万向节的传动轴 ( 中间轴 ) 采用能在方套管内自由伸缩的方轴。安装万向节时， 应使方轴及方套管的夹叉位于同一平面内，如方向装错，易使旋耕机振动加大并损坏机件。 为适应不同的作业要求，有时需要改变旋耕机刀轴的转速。变速的方法是更换传动齿轮或链轮，也可以在齿轮箱外设变速杆或使拖拉机动力输出轴有多个档位，用换档的方式变速。 刀辊刀辊由刀轴及安装在刀轴上的旋耕刀组成， 亦称刀滚。 刀轴有整体式和组合式两种， 组合式 刀轴由多节管轴通过接盘连接而成 ( 图 4— 3) ，其特点是通用性好，可以根据不同的幅宽要求进 行组合。旋耕刀在刀轴上的安装有刀座和刀盘两种形式， 刀座又有直线型和曲线型两种 ( 图 4-4) ， 曲线型刀座滑草性能好但制造工艺复杂。 用刀座安装旋耕刀时， 每个刀座只装一把刀片； 用刀盘 安装旋耕刀时，每个刀盘可根据不同需要安装多把刀片。 图 4— 3 组合式刀轴 图 4— 4 旋耕刀的安装 直线型刀座 (b) 曲线型刀座 (c) 刀盘 刀辊的配置有立式和卧式两种 ( 图 4— 5) ，刀辊直立配置的旋耕机称为立式旋耕机，刀辊呈横向 水平配置的旋耕机称为卧式旋耕机。 卧式旋耕机刀辊的旋转方向有正转和反转两种， 正转时， 刀 辊的旋转方向与拖拉机前进时轮子的旋转方向相同， 反转时与其相反。 刀辊正转的旋耕机称正转 旋耕机，刀辊反转的旋耕机称反转旋耕机。 挡土罩及平土拖板挡土罩弯成弧形安装在刀辊的上方， 其作用是挡住旋耕刀切削土壤时抛起的土 块，将其进一步破碎，并保护驾驶员的安全。平土拖板的前端铰接在挡土罩上， 后端用链条连接 到机架上，其离地高度可以调整。拖板的作用是增加碎土和平整地面的效果。 旋耕机工作时，一面在拖拉机的牵引下前进，同时拖拉机输出的动力经传动装置驱动刀辊旋转， 旋耕刀在前进和旋转过程中不断切削土壤， 并将切下的土块向后抛掷与挡土罩相撞击， 使土块进一步碰碎后落到地面，并利用平土拖板将地面刮平达到碎土充分，地表平整。 图 4— 5 刀辊配置方式 (a) 立式 (6) 卧式 第二节旋耕机运动分析 一、旋耕刀运动方程 以应用广泛的卧式正转旋耕机为例，分析其运动状况。旋耕机工作时， 旋耕刀一面旋转，一面随 旋耕机前进， 因此刀片的绝对运动是刀轴旋转和旋耕机前进二种运动的合成， 其运动轨迹是摆线。 以刀轴旋转中心为原点建立坐标系， x 轴正向和旋耕机前进方向一致， y 轴正向垂直向下 ( 图 4— 6) 。设旋耕机前进速度为 ν m，刀轴旋转角速度为 ω ，开始时刀片端点位于前方水平位置与 x