弹齿滚筒捡拾器运动参数的解析分析

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1、吉林工学院学报1989年第三期J0URNALOFJILININSTITUTEN“31989(第lo卷)0FTECHN0L0GYVo1．10弹齿滚筒捡拾器运动参数的解析分析壁．(机械I程亲)摘要本文在捡拾器的机械原理结构分析的基础上，引入1凸轮机构的反转法原理，建立1精确的弹齿捡拾器位移、速度、加速度的运动方程式，为电于计鼻机辅助设计和研究新的弹齿滚筒捡拾器提供1新的研究分析方法。关蕾词：捡拾器、凸轮、收获机械、滚筒审连，r；嫩粥l；引言砝氍捡拾器是农牧业收获机械的主要工作部件．有弹齿式、伸缩扒指式和齿带式三种。其中最为常

2、用的弹齿捡拾器是我们研究的内容。下面简称为捡拾器。目前关于它的理论分析文章尚不多见。由于弹齿的运动是由旋转、平移、撄动三种运动复合而成的复杂运动，结构分析和运动分析比较复杂，一般是将捡拾器作为低副机构来分析，最终无法建立真正实用的数学模型。只好用图解法粗略地分析。有的不得不将弹齿的三种运动简化为二种运动，或把滚筒中心到齿端距离这个变量作为常量处理等等。这样不能反映弹齿捡拾器的实际工作状况，失去了理论上的严密性，从而缺乏实用性。作者根据机械原理基本理论确认捡拾器是个高副机构，并且是一个反转后的凸轮机构。从而准确地建立了弹齿

3、运动的数学模型。为解析法及其电算辅助设计奠定了基础。1捡拾器的结构及其工作过程图l为典型的捡拾器结构筒图。当滚筒(1)绕传动主轴(6)匀速转动时，通过其上的管轴(7)带动弹齿杆(2)上的滚轮(4)沿滑道滚轮盘(3)运动，从而使与其固定的弹齿从护扳(5)内伸出，捡拾起作物或牧草，当达到一定高度后，弹齿从草层中顺利抽出，缩进护板。捡拾器工作性能和结梅应满足。捡拾干净；捡拾、{謇迭要均匀连续}捡拾对作物的打击要轻}捡拾损失要减少{捡拾终了其弹齿收缩时不应拖带作物}捡拾要随地面仿型。因而弹齿设计成能做多种复杂的运动。捡拾器工作性

4、能的优劣主要取决于弹齿的参数及其运动规律。因而弹齿的运动分折是研究设计中的核心。收稿日期ll9B8一O3—2O一26—圈l捡拾器机构简圈1攘筒2弹齿杆3攘轮盘4攘轮5护板6主轴T管轴2目前国内外对弹齿运动规律研究的现状及存在问题目前，国内外对弹齿运动规律的研究文章不多，而且对弹齿滚筒检拾器机构的性质认识也很不一致，主要的有下列两种类型：2·l一种认为墨曲柄滑块机构l988年机械工业出版社出版的农业机械设计手册是这样讲的：弹齿滚筒检措器是由弹齿柄⋯上尊的，左滚右轮在板、滑板、支承槊的托板组成。检拾时，曲柄上的曲柄轴除白转外

5、，还绕轴公转，曲一定轨迹的轨道上滚动，而使曲柄轴上的弹齿伸缩以完成检抬禾条的作用。2·2另一种比较普遍的认识墨认为它墨多杆机构目前，一些大学教材称为五杆检拾器，eP~IT机构，国外一些学者如苏联的波波夫．Pe3HHK等也把它当作连杆机构分析。虽然上述认识是不一致的，分析的角度也不一样，但其中有两个共同点喜立起实用的数学模型，至今尚未看到把它视为曲柄机构而建立过效挚稹，型即的：一是都没有真杆}把它视为多机构的耳也建立数学模型，但其中未知函数较多，无法应用。第二个共同点是无论何种认识，几乎全部用图解法来进行分析。由于图解法是

6、一致的，所以他们分析的结果是不矛盾的，基本相同的。下面介绍一些国外学者和目前大学里的教科书，所提出的多杆机构分析法就可以说明问孽筒轴了a图2所示，取坐标XOY，横坐标相当于地面，即为机组前进方向；纵坐标为时间时的滚o·x，。，为动坐标，当检抬器滚筒转某一角度n时，齿端作曲鸶号运动而是妇。处。因一7—为滚筒和机器一起以速度V运动，这时齿端转动一个Vx*距离，而落到i点。若按直线运动计算，弹齿任意点在某一时刻相对于固定坐标轴的计算公式为：—Vx*+Rain“(1)r一^一P．coso~；机器前进速度，弹齿端点至滚筒中心之距离

7、。：齿杆曲柄滚轮沿滚轮盘斜面滑道运动的角速度，^：滚筒轴离地高度。将(1)对求导一、二次分别得速度和加速度方程式+腼l(2)V，一coRsinca』一可一Rsinca~一Rc。s?)d上述中各式均包含了m、两个未知变量，它们都是位置函数；∞(1)，()。由于影响，m的因素很多，用这种传统的低副机构分析方法很难求出()，m()两个函数，因而多数研究者仅列出上述公式到此为止，无法再深入下去。从上可看出存在下列问题：．虽然列出了上述公式，但都包含有未知变量m、，同时又未列其函数()、∞()方程，所以这些公式无法具体应用，也可以

8、说尚未建立真正实用的弹齿运动数学模型。6．部分研究者假定，m为常数进行分析，这是不符合弹齿实际运动情况．仅在一些机构中弹齿在局部区间运动时，m为常数，整个运动过程中，m不可能是常数，故这是非常局限的。c．由于无法采用解析法分析，只好求助于传统的图解法来分析，虽然它繁琐、精度低等，但由于建立不了准确的数学模型也只好如此