农业机械化设计：第六章 旋耕机
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MY2' R sin t
M1 0 M1'(X, Y)
Vx Vm R sin t
M2
MM2' Y
Vy R cost
Y
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6
第六章 旋耕机
刀片端点的瞬时速度为：
V
Vx2
V
2 y
(Vm R sin t)2 R2 2 sin 2 t
Vm2 R 2 2 2RVm sin t
V的方向余弦为：
3.按刀轴传动方式：
中间传动、侧边传动。
4.按刀辊旋转方向： 侧边传动
正转式、反转式。
中间传动
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3
第六章 旋耕机
三、工作过程：
旋耕机工作时，刀片一方面由拖拉机动力输出轴驱动作回转 运动，一方面随机组前进作等速直线运动。刀片在运动过程 中，首先将土垡切下，随即向后方抛出，土垡撞击到罩壳与 拖板而细碎，然后再落回地表。由于机组不断前进，刀片就 连续不断地对未耕地进行松碎。
第六章 旋耕机
旋耕机是一种由动力驱动旋耕刀辊完成耕、耙作业的耕耘机械。
第一节 旋耕机的特点、类型、工作过程 第二节 刀片运动轨迹及其分析 第三节 旋耕机的功率消耗与总体配置
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第六章 旋耕机
第一节 旋耕机的特点、类型、工作过程
一、特点：
1.切土、碎土能力强；
2.综合作业质量高，一次作业能达到犁耙几次的效果，且能抢农时， 节省劳力；
点设实坐标际原位点置O在为M刀1轴'，ω中故心不的起难始得位出置旋，耕X刀轴以片机端组点前M进1 方'的向运为动正方，Y轴以
程耕为深向：下方向为正。刀片O回转A角1 α速A度2 ω与拖M拉0 机驱动X轮回转方向相同。
V
m
M1
M '(X, Y) 1
ω
O A1αA2 M
X M2
MX Vmt R cost
3.对湿度的适应范围大，凡拖拉机可以进入的水田都可进行耕作； 4.机组通过性好； 5.耕深较浅；旱田12~16cm，水田14~18cm。 6.地表植被覆盖性差。
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2
第六章 旋耕机
二、类型：
1.按旋耕刀轴的位置：
横轴式（卧式）、立轴式（立式）、斜轴式。
2.按与拖拉机的连接型式：
牵引式、悬挂式、直接连接式。
起部分的高度。
c
m
(R sin V
)
m
(R sin V R )
u m
V R( m
sin
)
u
y R R cos c
当数值不大时，可认为 sin
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11
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第六章 旋耕机
x
V R( m
1)
c
u
x S 2 c
S
R
(1
V m
)
2
u
即： S
V 2R(1 )m
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第六章 旋耕机
㈢切土节距（刀片进切量）
刀片沿前进方向在纵垂面内所切下的土块厚度称为进切量。
S
Vmt
Vm
60 Zn
Vm
2 Z
由式中上：式t—知刀：轴每转一个刀片所需的时间，秒
Z或n Zn——，刀同S轴一转回速，转，平切转面/内土分的细刀片碎数，但随n ,功耗 ， 若Z ω，—刀刀轴片回转间角距速度变小，易堵塞。
令 u R u
R V a R(1 )m u
u 称为旋耕速比
Vm
由上式可看出： R↑ a↑。但扭矩↑ ，结构↑ ，功耗↑
一般R＝215、245、260mm
V m
↓， a↑，但u ↑ ，扭矩↑ ，结构↑ ，功耗↑
u
Vm↓，生产率下降。
故旋耕速比应有一个合理的值，这样便限制耕深不能太大。 一般旱田a=12~16cm，水田a=14～18cm
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第六章 旋耕机
第二节 刀片运动轨迹及其分析
一、刀片的运动轨迹及方程式 二、主要工作参数分析 三、旋耕刀片工作分析，参数确定及其配置 四、旋耕机刀片配置
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第六章 旋耕机
一、刀片的运动轨迹及方程式
旋耕设机刀刀片片端铣点切起土始壤时位，置刀为片M的0，绝当对V运刀m动片是转由过机α组角的度前时进，运端动点与刀轴 达的到回M转1运的动位所置合，成与。此同时，机组前进了Vmt 的距离，故端
u
y R R cos c
故凸起高度为：
S
yc
R1 cos
2R(1
Vm
)
u
由上式可见：S , yc ; 一般yc 0.2a
Vm , u
yc
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第六章 旋耕机
三、旋耕刀片工作分析，参数确定及其配置
㈠刀片类型
1.弯刀（铊形刀片）
由前端部和侧切部构成，分左、右 弯刀，其刃口含正切刃和侧切刃两 部分，刃口由曲线构成。正切刃口 较宽，有较大的滑切能力。 弯刀工作时，先由侧切刃纵向切削土壤，并且是先由离轴心较 近的刃口开始切割，然后由近及远，最后由正切刃横向切开土 垡。这种切削过程，可以把土块、杂草等压向未耕地，由坚硬 的未耕地支持切割，并在回转过程中向外运动，易于切断和滑 脱，不致缠草，这种刀片对土壤的适应性强。
cos Vx
Vm R sin t
V
R 2 2 Vm2 2RVm sin t
加速度为：
ax R 2 cost ay R 2 sin t
a
a
2 x
a
2 y
R 2
以上参数方程是从刀片端点建立的，实际上，旋耕机工作时是以
全部刃口铣切土壤的。为了保证合理铣切，要求刀片刃口的运动轨迹
均为余摆线。
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第六章 旋耕机
2.凿形刀：（钩形刀）
刀片的正面为较窄的凿形刃口，有较好的入土
一般地，n 190 ~ 280rpm
Z 2
V ，S ，但生产率 m
进切量S不宜过大，一般为10 ~ 12cm
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第六章 旋耕机
㈣沟底凸起高度
旋耕机耕作过后的沟底凸起高度，是指旋耕机工作过程中，在
同一纵向平面内切土的旋耕刀，先后切土后，残留在耕层底部的凸
x (R sin V t)
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ห้องสมุดไป่ตู้
第六章 旋耕机
二、主要工作参数分析
㈠合理切土条件
为保证刃口切土，并向后抛土，则V必m须使刀片刃口有向后的
分速度，即： Vm R sin t 0
因ωt由0增大至π/2ω时，Vx减小，所以只要在开始切土时满足
Vx
<0，就能使整个切土过程正常进行。
O
令 Vx 0
A1 A2 α
M0
X
Vm R sin t 0
Vm
R
Ra RM2
M1
0
Vm (R a)
M '(X, Y) 1
M
M
' 2
即合理切土条件。
Y
一般 Vm 0.5~ 1.5 m s 刀片端点的切线速度 V 3~ 8 m s
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第六章 旋耕机
㈡ 刀片的工作深度
由 Vm (R a)
V aR m
M1 0 M1'(X, Y)
Vx Vm R sin t
M2
MM2' Y
Vy R cost
Y
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第六章 旋耕机
刀片端点的瞬时速度为：
V
Vx2
V
2 y
(Vm R sin t)2 R2 2 sin 2 t
Vm2 R 2 2 2RVm sin t
V的方向余弦为：
3.按刀轴传动方式：
中间传动、侧边传动。
4.按刀辊旋转方向： 侧边传动
正转式、反转式。
中间传动
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第六章 旋耕机
三、工作过程：
旋耕机工作时，刀片一方面由拖拉机动力输出轴驱动作回转 运动，一方面随机组前进作等速直线运动。刀片在运动过程 中，首先将土垡切下，随即向后方抛出，土垡撞击到罩壳与 拖板而细碎，然后再落回地表。由于机组不断前进，刀片就 连续不断地对未耕地进行松碎。
第六章 旋耕机
旋耕机是一种由动力驱动旋耕刀辊完成耕、耙作业的耕耘机械。
第一节 旋耕机的特点、类型、工作过程 第二节 刀片运动轨迹及其分析 第三节 旋耕机的功率消耗与总体配置
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第六章 旋耕机
第一节 旋耕机的特点、类型、工作过程
一、特点：
1.切土、碎土能力强；
2.综合作业质量高，一次作业能达到犁耙几次的效果，且能抢农时， 节省劳力；
点设实坐标际原位点置O在为M刀1轴'，ω中故心不的起难始得位出置旋，耕X刀轴以片机端组点前M进1 方'的向运为动正方，Y轴以
程耕为深向：下方向为正。刀片O回转A角1 α速A度2 ω与拖M拉0 机驱动X轮回转方向相同。
V
m
M1
M '(X, Y) 1
ω
O A1αA2 M
X M2
MX Vmt R cost
3.对湿度的适应范围大，凡拖拉机可以进入的水田都可进行耕作； 4.机组通过性好； 5.耕深较浅；旱田12~16cm，水田14~18cm。 6.地表植被覆盖性差。
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第六章 旋耕机
二、类型：
1.按旋耕刀轴的位置：
横轴式（卧式）、立轴式（立式）、斜轴式。
2.按与拖拉机的连接型式：
牵引式、悬挂式、直接连接式。
起部分的高度。
c
m
(R sin V
)
m
(R sin V R )
u m
V R( m
sin
)
u
y R R cos c
当数值不大时，可认为 sin
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第六章 旋耕机
x
V R( m
1)
c
u
x S 2 c
S
R
(1
V m
)
2
u
即： S
V 2R(1 )m
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第六章 旋耕机
㈢切土节距（刀片进切量）
刀片沿前进方向在纵垂面内所切下的土块厚度称为进切量。
S
Vmt
Vm
60 Zn
Vm
2 Z
由式中上：式t—知刀：轴每转一个刀片所需的时间，秒
Z或n Zn——，刀同S轴一转回速，转，平切转面/内土分的细刀片碎数，但随n ,功耗 ， 若Z ω，—刀刀轴片回转间角距速度变小，易堵塞。
令 u R u
R V a R(1 )m u
u 称为旋耕速比
Vm
由上式可看出： R↑ a↑。但扭矩↑ ，结构↑ ，功耗↑
一般R＝215、245、260mm
V m
↓， a↑，但u ↑ ，扭矩↑ ，结构↑ ，功耗↑
u
Vm↓，生产率下降。
故旋耕速比应有一个合理的值，这样便限制耕深不能太大。 一般旱田a=12~16cm，水田a=14～18cm
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第二节 刀片运动轨迹及其分析
一、刀片的运动轨迹及方程式 二、主要工作参数分析 三、旋耕刀片工作分析，参数确定及其配置 四、旋耕机刀片配置
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一、刀片的运动轨迹及方程式
旋耕设机刀刀片片端铣点切起土始壤时位，置刀为片M的0，绝当对V运刀m动片是转由过机α组角的度前时进，运端动点与刀轴 达的到回M转1运的动位所置合，成与。此同时，机组前进了Vmt 的距离，故端
u
y R R cos c
故凸起高度为：
S
yc
R1 cos
2R(1
Vm
)
u
由上式可见：S , yc ; 一般yc 0.2a
Vm , u
yc
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三、旋耕刀片工作分析，参数确定及其配置
㈠刀片类型
1.弯刀（铊形刀片）
由前端部和侧切部构成，分左、右 弯刀，其刃口含正切刃和侧切刃两 部分，刃口由曲线构成。正切刃口 较宽，有较大的滑切能力。 弯刀工作时，先由侧切刃纵向切削土壤，并且是先由离轴心较 近的刃口开始切割，然后由近及远，最后由正切刃横向切开土 垡。这种切削过程，可以把土块、杂草等压向未耕地，由坚硬 的未耕地支持切割，并在回转过程中向外运动，易于切断和滑 脱，不致缠草，这种刀片对土壤的适应性强。
cos Vx
Vm R sin t
V
R 2 2 Vm2 2RVm sin t
加速度为：
ax R 2 cost ay R 2 sin t
a
a
2 x
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2 y
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以上参数方程是从刀片端点建立的，实际上，旋耕机工作时是以
全部刃口铣切土壤的。为了保证合理铣切，要求刀片刃口的运动轨迹
均为余摆线。
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第六章 旋耕机
2.凿形刀：（钩形刀）
刀片的正面为较窄的凿形刃口，有较好的入土
一般地，n 190 ~ 280rpm
Z 2
V ，S ，但生产率 m
进切量S不宜过大，一般为10 ~ 12cm
16:01:27
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第六章 旋耕机
㈣沟底凸起高度
旋耕机耕作过后的沟底凸起高度，是指旋耕机工作过程中，在
同一纵向平面内切土的旋耕刀，先后切土后，残留在耕层底部的凸
x (R sin V t)
16:01:27
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ห้องสมุดไป่ตู้
第六章 旋耕机
二、主要工作参数分析
㈠合理切土条件
为保证刃口切土，并向后抛土，则V必m须使刀片刃口有向后的
分速度，即： Vm R sin t 0
因ωt由0增大至π/2ω时，Vx减小，所以只要在开始切土时满足
Vx
<0，就能使整个切土过程正常进行。
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M1
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Vm (R a)
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即合理切土条件。
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一般 Vm 0.5~ 1.5 m s 刀片端点的切线速度 V 3~ 8 m s
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第六章 旋耕机
㈡ 刀片的工作深度
由 Vm (R a)
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