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1、一种割刀传动机构的运动学及动力学分析摘要：为降低切割机构的振动，对割刀传动机构进行了运动学及动力学分析并建立了分析方程式，联立方程编程求解，可得到减少切割机构振动所需的平衡配重的最优位置和质量大小。为切割机构的优化设计提供了一定的理论参考依据。关键词：割刀；传动机构；运动学分析；动力学分析中图分类号：s225.3文献标识码：a文章编号：0439-8114(2012)23-5494-02kinematicsanddynamicsanalysisofacutterdrivingmechanismsunjin-fengl,2,lijiuTin
2、g2,liuquan2,chenzhi~peng2,zhcngkai-yuan2(1.collegeofengineeringandtechnology,huazhongagriculturaluniversity,wuhan430070,china；2.schoolofmechanicalengineering,hubeiuniversityoftechnology,wuhan430068,china)abstract：inordertoreducethevibrationofcuttermechanism,thekinematics
3、anddynamicsanalysisononecutter?sdrivingmechanismwerecarriedout,andtheanalysisequationswereestablished.theoptimumpositionandthequalitysizeofthecounterweightthatreducingthevibrationofcuttermechanismwereobtained・itprovidedamechanism.keywords：cutter；drivingmechanism；kinemati
4、csanalysis；dynamicsanalysis收割机的切割机构由切割器和割刀传动机构组成。切割机构的功用是切断作物茎杆，对切割器的性能要求：割茬整齐（无撕裂）、无漏割、功率消耗小、振动小、结构简单、容易更换和适应性广。目前应用较为广泛的是往复式切割器，为了使切割器的割刀做往复运动，可采用曲柄滑块机构、曲柄连杆机构、摆环传动机构和行星齿轮传动机构等多种传动机构。小型联合收割机的割刀传动机构的结构如图1所示[1],该机构属于曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、割刀等组成。当曲柄做回转运动时，割刀动刀片做往复运动实现切割过程。由于动刀片在传动
5、机构的带动下做往复式运动，必然存在不断变化的加速度，会引起割台较大的振动。为了降低振动程度，减少振动造成的零部件损坏的发生，提高切割机构乃至整台机器的可靠性和工作质量，有必要对割刀传动机构进行运动学和动力学分析[2-4],确定平衡配重的大小和位置。1运动学分析割刀传动机构运动学分析如图2所示。已知常量为11、12、11。、128、yb、3等,已知变量为0lo1.1建立位移方程机构的矢量方程为：・a+・b二・b,将其转化为简析形式，有xa=llcos9lya=llsin91(1)xb=xa+12cos92=11cos01+12cos02y
6、b=ya+12sin02=11sin01+12sin02=-c(2)由式(2)可得，sin02=-(e+11sin01)/12,则02=arctan■+n(3)分析图2的儿何关系可知：曲柄oa杆的质心坐标为xl=llocos0lyl=llosin01(4)连杆ab杆的质心坐标为x2=xa+12acos92=llocos0l+12acos02y2=ya+12asin02=1losin0l+12asin02(5)1.2建立速度方程求式(1)的一阶导数，得a点速度为x‘a=-01'11singly'a=91711cos91(6)求式(2)、(
7、3)的一阶导数，得ab杆角速度和滑块速度为92z=■(7)x‘b二x‘a-02,12sin02y,b二0(8)求式(4)的一阶导数，得oa杆的质心速度为x'1=-01'llosin0ly71=017llocos01(9)求式(5)的一阶导数，得ab杆的质心速度为x‘2二x‘a-02Z12asin02yr2=yfa+02Z12acos92(10)1.3建立加速度方程求式(1)的二阶导数，得a点加速度为x"a二一(91')211cos9ly,za二一)211sin91(11)求式(2)、(3)的二阶导数，得ab杆角加速度和滑块加速度为02"
8、二・(12)x〃b二x〃a-12[sin02+(62’)2cos02]y,zb=0(13)求式(4)的二阶导数，得oa杆的质心加速度为xl〃=-(017)2llocos01yl〃二-(01’)2llosin
