??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。
vs?cvs??
vz?dvz??
??vsvz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vsvz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vsvz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 单刀距行程型 定刀片（mm） b1 b2 B1 动刀片mm B2 B h C N mm R/min Vm M/s 匀速 往复式切割器的图解速度
????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。
H?Nmt?VM6030Vm? 2nn
(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
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普通1型切割器的切割图
b??b1?b2）轨迹线。 2(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：H?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
30Vm nNg?vmBL0（KW）
1000vm——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
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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 普Ⅰ型 普Ⅱ型 低割型 定刀片mm b1 24 24 24 b2 21 21 21 B1 58 58 58 动刀片mm C 16 16 6 B 75 75 70 h 54 54 48 C n Vm mm R/min M/s 8 8 10 500 300 500 1.3 1.3 1.3 t mm 76.2 76.2 101.6 割幅B m 3 3 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：
往复式切割器惯性力平衡分析
m1?ml1 lml2 lm2?m ——连杆的质量
（m1?m2）r?2 ①旋转质量产生的惯性力PB旋?②往复惯性力PA往?m1?mgr?cos?t
??2? ——离心加速度在水平方向上的分量（即刀头的往复加速度）
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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：m配.R配?2?m2?mqr?2
??m配?(m2?mq)rR配
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
P配2?m配2?R配2?2
P配2沿割刀运动方向的分量为：P配2平?P配2cos?t?m配2R配2?2cos?t
若选适当的平衡重m配2使P配2平=PA往
[即m配2R配2?cos?t?m1?mgr?cos?t mg?md m配2?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m配2实??2??2(m1?md)r]
R配2?11?(m1?md)r?? 32R??配2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配1?R配2?r则总配重m配总???11????m1?md???m2?mq? 32?? 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。
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第一刀：点a的位移方程
xa?Rcos?t
Ya?vmt?Rsin?t
内端点a1的位移方程：
xa1?rcos(?t??)Ya1?vmt?rsin(?t??)xb?Rcos(?t??)
第2刀片：点b的位移方程
Yb?vmt?Rsin(?t??)
点b1的位移方程：
xb1?rcos(?t????)Yb1?vmt?rsin(?t????)
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）
2va1?r2?2?2vmr?cos??t????vm
可见 当 ?t???2?k （k=0、1、2、……..n） Va1最小 即:
2va1min?r2?2?2vmr?cos?2?k????vm2?r2?2?2vmr??vm??r??vm?2
切割速度分析
?r??vm因va1min?vd(要求应有的切割速度) 则割刀应有的角速度??2vd?vm r22va1??r?sin??t?????vm?r?cos??t???2??222??r?sin??t?????vm?2r?vmcos??t?????r?cos??t??????r??sin??t????cos??t????v?2r?vmcos??t???22222m2??r???vm?2r?vmcos??t???2va1?r2?2?vm?2r?vmcos??t???
??
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谷物收获机械概论
