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1、年月农业机械学报第卷第期翻转机构的优化设计刘瑾瑜潘胜美胡小安摘要通过对翻转机构进行运动和受力分析,以高等数学和理论力学为基础,建立了一套液压翻转机构设计计算的数学模型,为该结构的优化设计提供了依据,对相似机构也有一定的参考价值。叙词翻转机构,瞬态特性,适应性,优化设计概述,,、、。犁是耕作机械的基本工具之一多年来我国以悬挂三桦四桦牵引五桦等产品为主,,这些犁主要缺点是耕后在田块中形成垄条和犁沟使耕后平整工作困难在大面积作业中尤其突出。为此,我们进行了翻转犁的设计。悬挂犁是由悬挂架、犁架、
2、左翻犁体组成。而悬挂翻转犁是在犁架左翻犁体上方对应装,,,上右翻犁体并且将悬挂架与犁架的固定连接改成可转动连接再增加一个翻转机构即成如图所示。下面对该结构进行运动和受力分析,从而建立数学计算模型。目图液压翻转机构平面结构图图翻转机构的运动和受力简图限位块悬挂架液压油缸犁架刘瑾瑜湖北黄石高等专科学校环境,「程系讲师湖北省黄石市,潘胜美中国农业机械化科学研究院高级二程师。。。北京德胜门外北沙滩号胡小安中国农业机械化科学研究院高级〔程师第期翻转机构的优化设计机构的运动
3、分析建立运动模型,,如图所示主动件是油缸作匀速或变速运动点是油缸活塞杆与悬挂架之间的铰接,,、,点点是犁架与悬挂架之间的铰接点则为机构的两固定铰接点设万之一为油,缸和犁架的铰接点设万百店西为油缸某瞬时长度设云云一点为机具重心月丈为一,。机具重心到转轴的垂直距离设建立运动方程按图所示的直角坐标系将各儿何量分别向和轴投影有··夕夕一·夕、·、将两式分别平方后相加得,八,
4、一尺八一尺合将式各变量对时间求导得口一,,二一一一二二二一孟一自二夕一一一一一—当油缸作匀速运动时,规定缩短时取负值,伸长时取正值,则、毛夕镇一二兀沙一一任一月镇,,,。式中是油缸内径是油缸活塞杆直径是进入油缸的流量将式各变量对时间求导得油缸匀速运动。。··,曰夕石丁田‘一一一一一艺一万了一一
5、一一乙口当油缸作变速运动时将式各变量对时间求导,得夕一一···田。‘夕‘六一也··夕、、、,、八、。。、、‘在式中分别为油缸的速度和加速度分别为犁架转动时的角速度和角加速度。机构的受力分析,、、,如图所示将油缸作用力机具重量和惯性力向点取矩使机构能转动的条件是℃,艺呱一从从从。主动力矩、】····尸。‘,材一材
6、材一一夕二氏农业机械学报年‘,、,,一一十。’入“,又惯性力矩、·一一一一一八摩擦力矩。、、”、”、将分解为垂直于犁架的运动方向“二和平行于犁架的运动方向、。回、。’公回转副结构和各力相对转副的空间平行间距如图图所示求各分力大小岁一艺一·、一尸夕尹了‘,’一二二二一下二一厂一一一尸,乙找—”一·—一公,了
7、‘·夕‘·夕尸一旦月‘,飞‘’八、‘今了二望一二一少图八回转副径叶之力图图、回转副切间受力图从图中求得法向支反力”一。一、口二全却,一寻一令”川‘一军十「、·、,·一夕一一‘,’十一一下一十,狱一一廿之入了从图4中求得切向支反力N‘一。一+二一—N一}会如二‘一‘尸;一G’N匀一(之创‘N一N;+N么第2期翻转机
8、构的优化设计·3I’、Aeos夕ZLG_P一RsSL,一石一c0热(12)..335求合支反力N二’‘厂入一(万勺斗(入)(13)’-一·,注则一了(14):,r,,,¹式(9)一(14)中是八回转轴的半径j是滑动摩擦系数G是机具重量g,,、:,尸。,是重力加速度LL是结构设计尺寸是油缸的推(拉)力规定缩短时的拉力取正值伸长时的推力取负值。则r、
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