犁体曲面的工作原理
犁体工作曲面测绘
犁体工作曲面测绘犁体工作曲面测绘是一种针对犁体工作表面进行测量和描绘的技术，主要应用于农业机械领域，特别是犁耕机械。
犁体作为犁耕机械的核心部件，其工作曲面对于耕作质量、土壤破碎和翻耕效果具有重要影响。
本文将介绍犁体工作曲面测绘的主要步骤、方法和应用。
一、测绘准备工作在进行犁体工作曲面测绘前，需要做好以下准备工作：1.了解犁体结构：在开始测绘前，需要了解犁体的基本结构、工作原理和特点，以便确定测绘的重点和难点。
2.收集相关资料：收集与犁体相关的技术手册、图纸、说明书等资料，以便对犁体有更全面的了解。
3.准备测量工具：根据需要，准备相应的测量工具，如测量尺、卡尺、百分表等。
4.选择合适的测量方法：根据犁体的结构和特点，选择合适的测量方法，如直接测量法、间接测量法或组合测量法。
二、测绘主要步骤犁体工作曲面测绘的主要步骤如下：1.确定测量基准：根据需要选择合适的测量基准，如平面、圆柱面等。
2.选取测量点：根据犁体的结构和特点，选取具有代表性的测量点。
3.测量工作曲面：使用合适的测量方法，对选取的测量点进行实际测量。
4.数据处理与分析：对测量得到的数据进行整理、分析和处理，得出工作曲面的形状、大小和特征等信息。
5.绘制工作曲面：根据处理后的数据，绘制出犁体的工作曲面。
三、测绘方法及注意事项在犁体工作曲面测绘中，需要注意以下几点：1.测量点的选择要具有代表性，能够反映犁体工作曲面的整体特征。
2.测量方法要准确可靠，能够满足测量精度要求。
3.数据处理要严谨，避免因数据处理不当而导致误差。
4.绘制工作曲面时要注意细节处理，如曲面的平滑度、连续性和美观性等。
四、应用及意义犁体工作曲面测绘技术在农业机械领域具有广泛的应用价值。
通过对犁体工作曲面的测绘，可以获得犁体的详细几何形状和尺寸信息，为犁耕机械的设计、制造和维护提供重要的技术支持。
具体来说，犁体工作曲面测绘的意义包括：1.优化犁体设计：通过对工作曲面的测绘，可以获取犁体的详细几何信息，为进一步优化犁体设计提供依据。
第三章 犁耕原理与犁面形成
犁耕原理、犁面形成
导曲线参数
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第三章
犁耕原理、犁面形成
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南方水田有晒垡要求，希望暴露在空气中的土垡表面积最大，即 m+n最大。
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第三章
犁耕原理、犁面形成
第二节 犁体曲面的 形成原理
一、犁面形成原理
㈠几个概念：
㈡水平直元线法形成犁面的原理
㈢倾斜元线法形成犁面的原理 ㈣曲元线法形成犁面的原理
二、水平直元线犁面的设计方法
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z y 2p
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2
第三章
犁耕原理、犁面形成
结束
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第三章
犁耕原理、犁面形成
水平直元线法设计犁面的优点： 1.设计参数比较容易控制； 2.有规律地改变参数，可得到不同类型的犁面； 3.作图步骤简便，从图上可直观分析、估计犁体的性能。
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第三章
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第三章
① ②
犁耕原理、犁面形成
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碎土型和翻土型犁体的元线角多按直线规律变化。
2.元线角的变化规律
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对于碎土型犁体，按二次曲线变化，其方程为：
6.2 z 2 y 2 z 100
对于翻土型，按抛物线规律变化。如图示：
（一）土垡的翻转 （二）土垡宽深比
第二节
18:12:03
犁体曲面的形成原理
1
第三章
犁耕原理、犁面形成
农业机械学试题00综述
1第一章．耕地机械-练习题一、名词解说1．犁体曲面：由犁铧和犁壁共同构成的犁体的工作曲面，起切上、翻土和碎土作用。
2．犁体三支点：由铧尖、铧翼、梨踵三点构成了犁体的支持面。
3．入土行程：犁在地头入土时，从第一铧开始入土，到最后一铧入土到规定耕深所行进的距离。
4．垂直空隙：铧尖和犁踵之连线与水平台面沟底之间构成的空隙，此空隙使犁简单入土，并保持耕深稳固。
5．水平空隙：铧尖和犁踵之连线与铅垂面之间构成的空隙，此空隙保持犁的耕宽稳固。
6．圆盘倾角：圆盘平面与铅垂面之间的夹角。
二、填空题1．犁体是由（犁铧、犁壁、犁侧板、犁托、犁柱）构成。
2．三角形犁铧有两刃口，一个是（铧刃），一个是（胫刃）。
3.依据设计方法和工作性能的不一样，犁体曲面可分为（翻垡型、窜垡型、通用型）等型式。
4．牵引铧式犁的起落及调理机构包含（地轮机构、沟轮机构、尾轮机构）。
5．旋耕机的工作零件由（拖沓灵活力输出轴）驱动，用高速展转的（刀片）铣切土壤。
6．旋耕机的传动方式有（中间传动、侧边齿轮传动、侧边链轮传动）。
7．旋耕机的碎土性能由（机器行进速度、刀轴转速）确立。
三、判断题1．梯形铧是铧式犁使用许多的一种犁铧（×）。
2．采纳栅条式犁壁主假如为了节俭钢材（×）。
3．活动犁踵装在多铧犁最后一铧的犁侧板上（√）。
4．沟轮机构由地沟轮联系机构及水平调理机构构成（√）。
5．牵引器上的安全装置用来保护犁体在碰到过大阻力时不被破坏（√）。
6．旋耕机的碎土作用主要靠挡土罩和平土拖板来达成（×）。
7．弯刀切口切削土壤时，先由正切刃切削，再由侧切刃切削（√）。
8．圆盘犁耕后沟底不平，其不平度不该超出耕深的1/2（√）。
9．双向犁的长处是：耕后地表平坦，无沟垄（√）。
四、选择题1．使用小前犁可提升主犁体的（B）。
A．碎土质量B。
覆盖质量C。
翻土质量2．使用铧式犁开荒时应采纳（C）犁体。
A．窜垡型B。
通用型C。
翻垡型3．栅条式犁壁合用于耕（A）。
通过研究犁体曲面的设计方法论曲面的实体建模_廖丽
犁体曲面质量的好坏不仅决定曲面外形的美观 程度，而且对曲面的结构分析产生很大影响，因而需 要使用曲面分析工具来评估曲面模型的质量。 Pro/E 提供了几何分析工具，可以评价曲面的质量。
曲线质量的好坏往往事关曲面的品质，分析曲线 的最好方法是检查曲线的曲率。若曲率图中的曲线比 较光滑，曲线内部曲率连续情况良好，没有不规则的 “尖峰”和“回折”现象，则所得到的曲线是满足要求的。
2
·（θmax-θmin）
（zmax-zmin）
式中：z(n)为从犁体基面往上第 n 根水平元线的
高度。 z(n)=n·Δh，Δh 为水平元线之间的高度间隔。
犁体碎土能力、 翻土能力和工作阻力的大小，主
要取决于第 2 段元线角变化规律对应于犁胸和犁翼
部分的陡峭程度。 在犁胸处，斜率越大说明该处曲线
越陡峭，碎土能力越强，工作阻力也大。 在犁翼处，斜
在耕地机械中，历史最悠久、使用最广泛的是铧 式犁。它主要是通过犁体曲面完成对土壤的松碎和扣 翻，达到土壤耕作的目的，犁体曲面形状对加工土壤 的质量有着重要的影响。 根据目前研究结果，犁体曲 面的形成原理是由准线在空间按照一定的规律运动而 成的，即利用特定的线段，按照一定的规律运动，就可 得到满足特定的翻土、碎土要求的犁体曲面。 当今世界 上所采用的犁体曲面设计方法大多基于这一原理。
犁体曲面的导曲线是控制水平直元线位置的指 导线，它是犁体曲面与铧刃线的垂直平面相交的截面 线，其位置在垂直于铧刃的垂面 N—N 内。 此铅垂面 在铧刃上的不同位置将得到不同的曲面形状，使曲面 有不同的性能。
如图 2 所示，导曲线的形状是一段抛物线，由高 度 h（取犁体曲面顶边线最大高度）、开度 L、两端点切 线夹角 ω、铧刃起土角 ε 和直线长度 S 确定。 ω 越大，
农机试题
华中农业大学农业机械学试卷一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸相应的位置上。
答案错选或未选者，该题不得分。
每小题2 分，共16 分）1 、旋耕刀片端点的绝对运动轨迹为_______ ，其圆周速度应_______机组前进速度。
A 、余摆线，等于B 、螺旋线，等于C 、余摆线，大于D 、螺旋线，大于2 、下列哪种方法不是悬挂犁耕深调节方法_______ 。
A 、高度调节法B 、力调节法C 、位调节法D 、角度调节法3 、在犁体曲面设计中，对于翻土型犁体，导曲线在垂直于铧刃的垂面内且距离铧尖为_______ 。
A 、LB 、L/2C 、L/3D 、2L/34 、使1kg 的谷物温度升高1 摄氏度所需要的热量称为_______ 。
A 、谷物水分的汽化潜热B 、谷物的比热C 、谷物的导热性D 、谷物的平衡水分5 、对切向离心式喷头，当涡流室调浅时，其雾锥角变_______，射程变_______。
A 、大；远B 、大；近C 、小；远D 、小；近6 、从往复式切割器的切割图可以看出，当刀机速比系数增大时，_______。
A 、一次切割区增大B 、重切区增大C 、空白区增大D 、不确定7 、铧式犁的入土角度增大时，则入土行程_______。
A 、变长B 、不变C 、变短D 、不确定8 、利用风机产生的高速气流将粗雾滴进一步雾化成小雾滴的施药液方法称为：_______A 、弥雾法B 、超低量法C 、喷烟法D 、喷雾法二、名词解释（每小题2 分，共14 分）1 、土壤的抗剪强度2 、犁的入土行程3 、旋耕切土节距4 、投种高度5 、翻土曲线6 、渗灌7 、谷粒的悬浮速度三、判断题(判断以下论述的正误，你认为正确的在答题纸相应的位置上划“T”，错误的划“F”。
每小题2 分，共16 分)1 、当土壤与耕作部件表面的摩擦力和附着力大于土壤的凝聚力和土粒间的摩擦力时，耕作部件的表面就会粘土。
一.名词解释
一．名词解释1.土壤坚实度：2.土壤比阻：3.倾斜直元线法：4.水平直元线法：5.犁体水平间隙：6.悬挂犁的正位调整：7.阻力中心：8.宽深比：9.悬挂机组瞬心：10.重心迹理论：12.耕宽调整：13.斜牵引：14.偏牵引：15.偏斜牵引：二、填空题1．小前犁是铧式犁的主要部件之一，它的作用是和。
2，通过对大量犁体的研究，人们发现水平直元线犁面构成的三个要素是，和。
3．牵引犁的四大机构是指，，和。
4. 悬挂犁的入土能力用和两个指标来衡量。
5. 牵引犁牵引线调整的依据是、。
6. 从满足悬挂犁的耕宽稳定性来看，纵垂面的瞬心配置必须满足，而且越偏越好。
8.水平直元线法犁体曲面的形成原理是。
9. 主犁体技术状态的好坏，可以通过，，和四个方面来衡量。
10.犁耕阻力可以看作是由三个部分组成，它们分别是，和。
11. 按犁体曲面的形成原理分，犁体曲面有，和三种形成方法。
12.土壤比阻是指它可以用来 和 。
13.耕宽调整的目的是 ，常用的方法有 ， 和 。
三、是非题1．水平间隙是指水平面与犁侧板前端的间隙。
（ ）2．翻土型犁体元线角的变化规律是()22100/2x x cox y +=，即犁胸变化剧烈而犁翼变化较缓。
（ ）3．用一根直尺去靠近犁体时，若直尺与犁面能够完全贴合，则犁体必定为水平直元线法构成。
（ ）4.犁体水平间隙的存在，增加了犁侧板对沟墙的压力，因而起到了增强犁宽稳定性的作用。
( )5.犁的斜行是因为瞬心配置不当。
( )6.导曲线的曲率越小，则犁面的碎土能力越强。
( )7.在高度调节机组中，拖拉机的液压系统处于浮动位置，工作部件的工作深度由限深轮来控制。
( )8.土壤容重与土壤内的孔隙度，固体颗粒的比重及土壤湿度有关，因而它的大小也直接影响到耕作阻力。
（ ）9.为了保证悬挂犁入土后还有一定的入土力矩，必须使其瞬心配置在犁的前上方。
（ ）10.对于碎土型犁体来说，其导曲线开度应该较小，且导曲线位于距铧尖2/3耕宽处。
犁体曲面的形成原理
第二节 耕层土壤的动力学特性
一、耕层土壤的物理特性 二、耕层土壤的动力特性
一、耕层土壤的物理特性
土壤的主要物理性质有以下几方面：
（一）土壤构成
土壤由固体、液体和气体组成。
砂粒 直径（毫米） 0.05－3
粉粒
0.001－0.05
四 窜垡过程
土垡在“窜垡型”犁体曲面上 的运动过程与前述滚垡过程不 同。如图2—45所示，当土垡被 犁体的铧刃和胫刃切开后，不 是绕某一棱角滚翻，而是沿着 犁体曲面向上窜升，同时略有 扭转和侧移。当土垡上窜到一 定高度后，扭转和弯曲加大， 并腾空翻转。土垡离开犁壁后， 在重力和落地后的撞击作用下， 土垡内的剪切裂纹发生断裂， 并形成较短的垡块，称为断条。
三、耕作机具
１、播前耕作
耕地作业：铧式犁、圆盘犁 整地作业：圆盘耙、钉齿耙、水田耙、镇压器、驱动耙、耢等 耕耙联合作业：旋耕机、耙耕机、回转锹
２、播后耕作
中耕培土作业：中耕机（水田旱地两类）、培土器 施肥、开沟、筑埂等作业：中耕培土施肥机、筑埂机、开沟机 等
３、少耕法
浅松或深松作业：深松（凿形）犁、通用耕作机（深松、浅松、 除草）
耕速与牵引阻力有以下关系：
pv 0.83 0.007 v2 p
式中 Pv－在耕速v（km／h）时的牵引阻力（kN）； P－在耕速为4.83km／h时的牵引阻力（kN）； V－犁耕速度（km／h）。
（三）高速型犁面的特点
高速型犁体可以从常速的熟地型（碎土 型）、通用型和翻垡犁体通过试验和个性设计 出来，使之适应高速作业。
我们以临界状态为研究对象，确定土垡翻转过 程中不产生回垡的基本条件，为犁体曲面的设计提供 依据。
第二节犁体曲面的工作原理.
L
碎土型——犁胸部较陡，翼部几乎为直立状，土垡沿曲 面上升过程中表现为上压下挤，从而使土垡破碎。一般 用于土壤状况较好、杂草较少且以松土为主的耕地作业， 故又称熟地型犁。 L
通用型——形状和性能基本介于翻土型和碎土型之间， 故又称半螺旋型，目前包括山东在内的华东、华中地区 应用较多。
二、犁体曲面的工作原理
第二节 犁体曲面的工作原理
一、犁体曲面的类型 二、犁体曲面的的工作原理
一、曲面类型
前面我们已经介绍过，犁铧与犁壁共同组成了 犁体曲面，由于曲面的参数不同、性能不同，犁体 曲面可分为：翻土型、碎土型和通用型（又称：螺 旋型、熟地型、半螺旋型）。
翻土型
通用型 碎土性能增强 翻土性能增强
碎土型
翻土型——犁铧起土角较小，犁胸部平缓，易于引导土垡 上升，但翼部扭曲较为明显，目的在于将上升至曲面顶部 的土垡实现翻扣。这种形式的曲面，土垡的运动轨迹为一 条螺旋线，故又称螺旋犁。他主要用于开荒、深翻、消灭 杂草和病虫害。
从两面楔到三面楔的工作过程
2、翻垡原理
（1）滚垡 分切土、抬垡、翻垡三个阶段
理想土垡的翻转过程：
a
b
FLASH
因为土垡在翻转过程中是要变形的，为了研究的 方便，我们作了如下假设： 1.土垡块在翻转过程中始终保持矩形断面； 2.始终有一个棱角与沟底相接触，既只有滚动而无滑动。
土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地表杂草和病虫 害，实现土垡的稳定铺放既彻底翻扣是犁体曲面设计和 工作的关键。当土垡翻转结束，土垡在犁通过后又重新 翻回到犁沟中，被称为回垡。是否出现回垡现象主要取 决于曲面的形状，或者说是取决于曲面的设计参数。
（1）窜垡
分切土、窜垡、扣垡三个阶段
比较适合南方水田地区晒垡要求，宽深比不受 太多要求，K=0.75--1.25；
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顶边线
胫刃线
接缝线
翼边线
a
b 铧刃线
铧刃线在水平面开出沟底，胫刃线在沿前进方向上铅垂面内开出 沟墙，形成一耕宽为b，耕深为a的矩形断面土垡条。很显然，犁体曲 面的功能就是起土、碎土和翻土。
从两面楔到三面楔的工作过程
从两面楔到三面楔的工作过程
思考题
1.犁体曲面的主要类型？ 2.理想土垡翻转的假设条件？ 3.土垡宽深比的概念？它对工作质量有何影响？
我们观察下面这样一种现象：设耕作的土垡断面深度为a，宽度
分别为b1、b2、b3，在翻转到某个时刻时为土垡的临界状态。a
a
b3
b1
a
b2
回垡状态
临界状态
稳定状态
当土垡翻转至最终位置时，如果支撑点在右侧，则 可保证为稳定铺放，在正上方则为临界状态（不稳定状 态），在左侧可产生回垡现象。很显然，在耕深不变的 情况下，耕宽的改变可对土垡的稳定铺放产生重要的影 响。通过正确的确定土垡的尺寸，决定犁体曲面的大小 和形状，以保证土垡的稳定铺放。
设临界宽深比 K b a
则有：
1 1
K
1 K
2
1
整理得： K 4 K 2 1 0 , K 1.27
我们称b/a=K为理想土垡的宽深比。实际上土壤是 不均质的，土垡在翻转过程中是要变形的，有的变形很 严重，含水率高的粘重土壤变形较小，K≥1.27；对沙质 土，土壤很难成形，犁体通过后立刻堆积，K≤1.27；一 般取K=1。
第二节 犁体曲面的工作原理
一、犁体曲面的类型 二、犁体曲面的的工作原理
一、曲面类型
前面我们已经介绍过，犁铧与犁壁共同组成了 犁体曲面，由于曲面的参数不同、性能不同，犁体 曲面可分为：翻土型、碎土型和通用型（又称：螺 旋型、熟地型、半螺旋型）。
翻土型
通用型 碎土性能增强 翻土性能增强
碎土型
翻土型——犁铧起土角较小，犁胸部平缓，易于引导土垡 上升，但翼部扭曲较为明显，目的在于将上升至曲面顶部 的土垡实现翻扣。这种形式的曲面，土垡的运动轨迹为一 条螺旋线，故又称螺旋犁。他主要用于开荒、深翻、消灭 杂草和病虫害。
L
碎土型——犁胸部较陡，翼部几乎为直立状，土垡沿曲 面上升过程中表现为上压下挤，从而使土垡破碎。一般 用于土壤状况较好、杂草较少且以松土为主的耕地作业， 故又称熟地型犁。
L
通用型——形状和性能基本介于翻土型和碎土型之间， 故又称半螺旋型，目前包括山东在内的华东、华中地区 应用较多。
二、犁体曲面的工作原理
我们以临界状态为研究对象，确定土垡翻转 过程中不产生回垡的基本条件，为犁体曲面的 设计提供依据。
B
B’
C
C’
a
A
G A’
D
D’
Байду номын сангаас
b
b
当土垡横断面的对角线BD垂直于沟底时，因 A’D’=BC=a, DD’=CD=b, 所以△DA’D’ ∽ △BCD, 因此有：
AD DC DD BD
a
b
b a2 b2
理想土垡的翻转过程：
a
b
FLASH
因为土垡在翻转过程中是要变形的，为了研究的 方便，我们作了如下假设： 1.土垡块在翻转过程中始终保持矩形断面； 2.始终有一个棱角与沟底相接触，既只有滚动而无滑动。
土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地表杂草和病虫 害，实现土垡的稳定铺放既彻底翻扣是犁体曲面设计和 工作的关键。当土垡翻转结束，土垡在犁通过后又重新 翻回到犁沟中，被称为回垡。是否出现回垡现象主要取 决于曲面的形状，或者说是取决于曲面的设计参数。