第1章农机轮子农业机械学课件.ppt

* 第一章　农机轮子 * 第一节 概述 第二节 轮子的滚动和滑动 第三节 轮子的滚动阻力 第四节 轮子的配置及其运动轨迹 第一章 农机轮子 1.行走阻力小，滑移或滑转小，能充分发挥足够的土壤推力或工作力矩；2.下陷量小，不拥泥，通过性好；3.转向灵活方便，能适应不同路面和速度要求；4.运输或工作位置，都应使机具具有良好的稳定性。 1、按结构分 2、按结构分 二、轮子的构造 一、农机行走装置应满足的要求： 三、轮子的种类 刚性轮：由轮辋、轮爪、轮辐和轮毂组成。 胎 轮：除轮辋、轮辐、轮毂外，还有充气轮胎。 轮爪 轮辋 轮毂 轮辐 刚性轮：钢铁制成，弹性小，振动大，不宜高速。 (金属轮) 弹性轮 胎 轮 高压轮胎：350~700kpa 低压轮胎：100~350kpa（农机多用） 超低压轮胎：20~100kpa（稻田收获） 零压轮胎： 实心橡胶轮 按结构分 内压与大气压相等，利用 轮胎材料的弹性来支承不大的载荷，并维持其外形，该轮胎与地面接触处压力均匀 易于脱土，常用作播种机的压密轮。 按 作 用 分 直接从动力机获得扭矩而转动前进的轮子。 作用：支承机具；将扭矩通过土壤转化为土壤推力使农具移动。 从动轮 行走轮 传动轮 限位轮 压密轮 从动轮是指轮轴受到机体推力，且借助轮缘和土壤间的相互作用才转动前进的轮子。 从动轮作用：主要起支承机体作用，有时兼作导向之用。 主动轮 脱粒机轮 播种机地轮 犁的限深轮 播种机的镇压轮 充气轮胎的规格，以外胎尺寸（单位为英寸）表示，标记的意义 B—轮胎宽度 D—轮胎外径 H—轮胎高度 d—轮圈直径 D×b—高压轮胎 b-d—低压轮胎 b/H-d—宽扁轮胎 注意：有的超低压轮胎也用D×b表示，但单位为 毫米，一般轮胎上还有帘布线网的层数。 一、行走轮二、传动轮三、主动轮 从动轮在地面上运动时，可能发生滚动、滑动和滚动兼滑动等三种现象。 轮子运动条件分析 滚动是轮辋与地面接触点之间没有相对滑动时的回转运动； 滑动是轮子不转，轮辋与地面之间产生相对滑动； 滚动兼滑动是轮子在运动时，既有滚动，又有滑动。 以下分析产生上述三种情况的条件。 o r h kc Ry Rx Z0 ω Mf 行走轮受力分析 A R W P W—轮子的载荷 P—轮子所受的推力或拉力 R—土壤支反力的合力 Rx—承压面上的水平分力之和 Ry—承压面上的垂直分力之和 Mf—轴承的摩擦力矩（很小，可忽略） r—轮子半径 h、Kc---R作用点与轮心的垂直和水平距离。 由于土壤质地不匀、地面不平等因素的影响，使得Rx、h 、Kc 、P的数值常有变化。当拉力P从零开始不断增大时，Rx、h 、 Kc均随P的增大而增大至某一极限值。其中Rx的极限值为： 它具有一般摩擦力的性质， fr—滚动摩擦系数； Kc的极限值为增量； h的极限值为减量 。 若某一瞬时轮子作等速直线运动，则可建立平衡方程： ① P＞ Rxmax ，则轮子既滚动又滑动； 以上三个参数的极限值分别与轮子的结构、载荷及土壤性质有关。 将Ry =W代入③式并以Rxmax为极限条件建立不等式来分析从动轮的运动，可得出以下几种不同状态： ⑴当 Rxmax*hW*KC+ Mf 时，轮子将不会转动。此时若： ① P≤ Rxmax，则轮子不滚不滑； ② P＞ Rxmax ，但P·h W*KC+ Mf ，则轮子与地面将产生滑动。 ⑵当 Rxmax*h＞W*KC+Mf 时，轮子在牵引力P作用下会产生滚动，此时若： ② P≤ Rxmax ，但P·h ＞W*KC+ Mf ，则轮子将产生不滑动的滚动。 传动轮的滑移，不仅消耗较大功率，而且有时还严重影响作业质量。在农机中，应竭力避免滑移，但农机作业中由于土壤变形等原因，完全消除滑移是不可能的。 农机中的滑移系数，一般约为3~8% 滑移程度通常用滑移系数来表示。半径为R的轮子转过n圈后实际所走距离为Ls，理论应走距离L=2Rn，则滑移系数为： 主动轮受力分析 o r W Mf Md Z0 Ry Rx Pt R A h kc Vm T 受力分析如上图所示： W-轮子的负荷 Md-驱动力矩 Mf-轴承的摩擦力矩 T-牵引阻力 Pt -土壤对轮子的驱动反作用力（土壤推进力） R-土壤支反力的合力 Rx-R的水平分力 Ry-R的垂直分力 h、 Kc ---R作用点与轮心的垂直和水平距离。 式中Pt、Kc 、h、T均因Md的存在而存在。但它们都有一个极限值。将Pt=T+Rx , Ry=W 代入(3)式并以Ptmax为极限条件建立不等式来分析