摇杆滑块机构及其在农业机械上的应用研究.pdf

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1、第1期总第２35期农业科技与装备Ｎｏ．1ＴｏｔａｌＮｏ．２35２０１4年1月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔJan．２０１4摇杆滑块机构及其在农业机械上的应用研究*李献奇，刘维维，高连兴（沈阳农业大学工程学院，沈阳110866）摘要：机械部件的位置调节可以通过摇杆滑块机构来进行控制。针对机械原理教材与著作中对摇杆滑块机构介绍不足的现状，阐述摇杆滑块机构的定义、分类及特性，并分析其在农业机械中的相关应用，为农业机械设计提供参考。关键词：农业机械；摇杆滑块

2、机构；分类；特性；应用中图分类号：S220.3文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161(2014)０1-0020-03铰链四杆机构有3种基本类型，即曲柄摇杆机l2-2e-lBC。姨BC（e-lABcosθ），θ∈arccos构、双曲柄机构和双摇杆机构。滑块机构是由铰链四lAB2.1对置摇杆滑块机构杆机构演化得来的。通常，滑块机构按连架杆固定铰当e=0且b≥1时，连杆AB在转角θ＜180°的范链中心与滑块导轨线的距离e是否等于0，分为对置围内摆动。此时，摇杆滑块机构为对置摇杆滑块机构滑块机构和偏置滑块机

3、构；按连架杆是否作整周回（如图1所示）。转，分为曲柄滑块机构和摇杆滑块机构。在现有的机械原理教科书及机构学著作中，只对曲柄滑块机构进行分析，却未划分摇杆滑块机构类型及对其运动特性进行讨论；同时，在农业机械领域，关于摇杆滑块机构的应用文献尚不多见。因此，本文根据摇杆滑块机构的类型及其有关特性，分析其在农业机械领域的可利用性。1摇杆滑块机构的定义图1对置摇杆滑块机构在铰链四杆机构中，连架杆AB的长度为lAB，连Figure1Oppositionrockerslidermechanism杆BC的长度为lBC，

4、连架杆固定铰链中心A与滑块C对置摇杆滑块机构有主安装和次安装两种形式：的导轨线C1C2的距离为e，连架杆lAB不能作整周回主安装形式为滑块C在连架杆AB外侧移动；次安装转，则此铰链四杆机构为不存在曲柄的摇杆滑块机形式为滑块C在连架杆AB内侧移动。构。12摇杆滑块机构的类型及其特性主安装形式相对极限行程为：s主=（lAB+lBC-lAB设摇杆滑块机构的连架杆AB长度lAB与连杆22姨lAB-lBC）。BC长度lBC的比值为b，即lAB/lBC=b；连架杆固定铰链122中心A与滑块C的导轨线CC的距离e与连

5、架杆次安装形式相对极限行程为：s次=[姨lAB-lBC12lABAB的长度lAB的比值为c，即e/lAB=c。那么，铰链四杆-（lAB-lBC）]。机构不存在曲柄的条件为：b+c＞1；机构能运动的条件l摆杆摆动极限角：θ=2arcsinBC。为：c＜b+1；机构传动的函数为：S=lABsinθ±lAB极限最小传动角：γmin=0°。2.2偏置摇杆滑块机构1）当e≠0且（c-b）＜1＜（c+b）时，连架杆AB在转收稿日期：2013-11-26作者简介：李献奇（1988—），男，硕士，从事农产品收获与加工角

6、θ＜360°的范围内转动。此时，摇杆滑块机构为Ⅰ型机械方面的研究工作。偏置摇杆滑块机构（如图2所示）。通信作者：高连兴（1958—），男，教授，博士生导师，从事农产Ⅰ型偏置摇杆滑块机构的安装形式为滑块C在品收获与加工机械方面的研究工作。２０１4年第1期李献奇等：摇杆滑块机构及其在农业机械上的应用研究21lBC-e2arcsin（）。lAB极限最小传动角：γmin=0°。3摇杆滑块机构在农业机械中的应用1）在现代矮砧密植苹果园种植中，一般需要通过果树行间生草控制草体高度方式来调控果园微域生态环境，可以应用

7、摇杆滑块机构运动机理来控制果图2Ⅰ型偏置摇杆滑块机构Figure2Ⅰtypeoffsetrockerslidermechanism园割草机割茬高度，以满足对草茬高度的不同需求。割茬高度调节机构如图4所示。连架杆AB的外侧移动，存在主行程和次行程两种运动行程。1222主行程为：s主=[姨（lAB+lBC）-e+lAB22姨lAB+（lBC-e）]。1222次行程为：s次=[姨（lAB+lBC）-e-lAB22姨lAB+（lBC-e）]。lBC-e摇杆摆动极限角：θ=180°+2arcsin（）。1.铰链支

8、座；2.连架杆AB；3.连杆；4.机架；5.割草装置lAB图4割茬高度调节机构示意图极限最小传动角：γmin=0°。Figure4Diagramofhigh-adjustablemechanismofmowi2）当e≠0且1＜（b-c）时，连架杆AB在转角θ＜ngstubble180°的范围内摆动。此时，摇杆滑块机构为Ⅱ型偏置2）在农业物料筛分机设计中也可应用摇杆滑块摇杆滑块机构（如图3所示）。机构。将连杆BD作为筛体，可以实现物料在筛面上