本书根据力学基本原理和动力学三大定理，对水稻联合收割机几种典型的切割装置、脱粒装置、清选装置以及两种履带式行走装置，特别是对其中的“同轴差速脱粒”、“回转凹板分离”、“圆锥风扇清选”和“单HST原地转向”等4项原创技术的机构和物料进行了动力学分析。对单动力流和双动力流两种行走装置进行了分析比较。在此基础上，阐述了水稻联合收割机各种装置的工作力矩计算方法和收获作业总体动力学,以4LS-1.8水稻联合收割机为例进行了实例分析计算。

目 录



第1章往复式切割器RSSR机构动力学分析/001
1.1 RSSR四杆空间机构/001
1.1.1 RSSR四杆空间机构的结构 /001
1.1.2 RSSR四杆空间机构平面化 /001
1.2 杆件上点的速度和加速度/002
1.2.1 杆件上点的速度 /002
1.2.2 杆件上点的加速度 /004
1.3 RSSR四杆空间机构惯性力分析计算/005
1.3.1 连杆 BC平面运动惯性力F, /005
1.3.2 单动刀切割器往复直线运动惯性力F, 和摇杆端点 C的惯性力F, /007
1.3.3 双动刀切割器往复直线运动惯性力Fg/F 和摇杆 端点C 的惯性力F /008
1.3.4 连杆 BC 平面运动惯性力F, 和切割器往复直线运动 惯性力F 的分解与合成 /010
1.3.5 主矢量Fp 在曲柄旋转一周中的变化 /010
1.3.6 平衡重及安装部位/011
1.4 切割器切割作物工作阻力/012
1.5 RSSR曲柄连杆机构动力学分析/012
1.5.1 机构受力 /012
1.5.2 机构动力学平衡 /014
1.5.3 往复式切割器功率消耗 /015

第2章往复式切割器摆环式驱动机构动力学分析/017
2.1 摆环式切割器驱动机构(RRRR 机构)的结构与工作原理/017

水稻联合收割机动力学分析

2.2 摆环驱动机构运动分析/018
2.2.1 摆环机构主轴转角与摆叉摆角的关系/018
2.2.2 切割器位移x、速度v.和加速度ag/020
2.3 摆环机构动力学分析/021
2.3.1 摆杆端点C 的切割作物工作阻力R? 和阻力矩M?/022
2.3.2 摆杆端点C 的切割器往复运动惯性力F? 和惯性 力矩M?/022
2.3.3 摆杆端点C 的总阻力和总阻力矩 /023
2.3.4 平衡力矩M。的模及方向余弦/023
2.4 摆环式切割器驱动机构功率消耗/024

第3章双侧驱动往复式切割器动力学分析/025
3.1 双侧驱动往复式切割器惯性力/025
3.1.1 曲柄连杆机构和往复式切割器惯性力/025
3.1.2 曲柄连杆摇杆平面机构惯性力平衡 /025
3.2 双侧驱动往复式切割器切割作物工作阻力/026
3.3 曲柄连杆平面机构动力学分析/026
3.3.1 机构受力 /026
3.3.2 机构动力学分析/028
3.4 双侧驱动机构功率消耗/029

第4章单速轴流式脱粒装置动力学分析/031
4.1 单速轴流式脱粒滚筒动力学方程/031
4.2 被脱粒物质点动力学分析/032
4.2.1 被脱粒物质点M 在喂入螺旋 r-0-z 坐标系中的动力学 微分方程/032
4.2.2 被脱粒物质点M 在凹板侧r-θ-z 坐标系中的动力学 微分方程 /033
4.3 单速轴流式脱粒滚筒功率消耗/035

目 录

第5章差速轴流式脱粒装置动力学分析/037
5.1 全喂入横轴流差速脱粒装置动力学分析/037
5.1.1 差速脱粒滚筒动力学方程/037
5.1.2 被脱粒物质点动力学分析/038
5.1.3 差速轴流式滚筒变质量脱粒分析/040
5.1.4 横轴流差速滚筒变质量工况下各段待脱作物量/041
5.1.5 杆齿差速轴流式滚筒的功率消耗/042
5.1.6 实例分析 /045
5.2 横轴流杆齿差速滚筒平均功耗(4LZS-1.8)/050
5.3 全喂入纵轴流差速滚筒变质量工况下脱粒功耗测算/051
5.3.1 纵轴流差速脱粒装置基本参数/051
5.3.2 滚筒变质量工况下功率消耗 /052
5.3.3 喂入导向螺旋功耗/052
5.3.4 纵轴流杆齿差速滚筒功率消耗分析/053
5.4 半喂入弓齿差速滚筒变质量工况下脱粒功耗计算/053
5.4.1 弓齿低速/高速滚筒待脱作物量(喂入量)/054
5.4.2 弓齿差速轴流式滚筒功率消耗/055
5.4.3 实例分析 /055

第6章回转式栅格凹板半喂入脱粒装置动力学分析/059
6.1 单速弓齿脱粒滚筒动力学方程/059
6.2 单速弓齿脱粒滚筒功率消耗模型/060
6.3 回转式栅格凹板运动方程/060
6.3.1 回转式栅格凹板的结构与传动 /061
6.3.2 回转式栅格凹板脱粒装置运动方程 /062
6.4 回转式栅格凹板动力学分析/063
6.4.1 栅格凹板受力——数学模型a /063
6.4.2 栅格凹板受力——数学模型b /065
6.4.3 脱粒作物对栅格凹板的正压力(离心力)微分方程/065
6.4.4 回转栅格凹板运行阻力 / 067
6.4.5 回转栅格凹板牵引链条驱动力和驱动力矩 /068

水稻联合收割机动力学分析

6.5 被脱粒物质点M 在回转式栅格凹板脱粒装置中的动力学 分析/068
6.5.1 被脱粒物质点回转凹板侧受力 /068
6.5.2 单位质点回转凹板侧动力学微分方程/070
6.6 回转式栅格凹板功率消耗/071

第7章风筛式清选机构动力学分析/072
7.1 振动清选筛驱动机构动力学分析/072
7.1.1 振动清选筛驱动机构及悬吊机构/072
7.1.2 曲柄连杆机构ABCD速度、加速度和受力分析/073
7.1.3 筛箱及悬吊机构DEHG受力分析/073
7.1.4 驱动机构及筛箱悬吊机构动力学平衡/074
7.1.5 振动清选筛功率消耗/076
7.2 清选筛上物料动力学分析/076
7.2.1 清选筛运动特性与筛面上物料受力/076
7.2.2 物料沿筛面向筛前、筛后滑动和抛离筛面的条件/077
7.3 离心式清选风扇动力学分析/079
7.3.1 离心式清选风扇理论压头/079
7.3.2 离心式清选风扇功率消耗/081
7.4 圆锥形离心式清选风扇动力学分析/081
7.4.1 圆锥形叶轮大小端的风压差/082
7.4.2 风压差产生横向风速 /083
7.4.3 横向风速作用下物料动力学分析/083
7.4.4 圆锥形离心式清选风扇功率消耗/084
7.5 圆锥形/圆柱形清选风扇流场数值模拟/085
7.5.1 单圆锥形/圆柱形清选风扇流场数值模拟/085
7.5.2 双圆锥形/圆柱形清选风扇流场数值模拟/087

第8章径向清选风扇动力学分析/090
8.1 径向风扇结构和工作原理 /090
8.2 径向风扇工作参数计算/091

目 录

8.3 径向风扇空气动力学分析/093
8.4 径向风扇功率消耗/093

第9章气流式清选装置动力学分析/095
9.1 气流清选筒式清选装置结构与工作原理/095
9.2 清选气流动力学分析/096
9.2.1 混合物流场受力分析/096
9.2.2 吸风机压力(负压)计算/096
9.2.3 吸风机功率消耗 /098
9.3 清选筒空气流场风速风压仿真/098

第10章单动力流行走机构动力学分析/100
10.1 单动力流行走变速器结构与传动路线/100
10.2 运动工况分析/101
10.3 机器直行运动分析/103
10.3.1 理论速度/104
10.3.2 动力学分析/104
10.3.3 功率消耗 /104
10.4 内外履带不同速度转向运动分析/104
10.4.1 机体中心速度与角速度 /105
10.4.2 动力学分析/105
10.4.3 功率消耗 /106
10.5 最小半径转向分析/106
10.5.1 转向速度与角速度/106
10.5.2 动力学分析/107
10.5.3 功率消耗/107
10.5.4 履带节A?B。两端点运动方程和运动轨迹仿真/108

第11章双动力流行走机构动力学分析/110
11.1 双动力流行走变速器结构与传动路线/110
11.2 B路动力流反转转矩/111


11.3 行走机构履带切线驱动力/112
11.4 机器直行运动分析/112
11.4.1 理论速度/112
11.4.2 动力学分析/113
11.4.3 功率消耗/113
11.5 内外履带不同速度转向运动分析/113
11.5.1 转向速度和角速度/114
11.5.2 动力学分析/114
11.5.3 功率消耗/115
11.6 原地转向分析/115
11.6.1 机体中心速度与角速度/116
11.6.2 动力学分析/116
11.6.3 功率消耗 /117
11.6.4 履带节A?B? 两端点运动方程和运动轨迹仿真/117

第12章两种行走机构转向动力学比较分析/119
12.1 两种行走机构转向离合器分析/119
12.1.1 两种行走机构转向离合器结构的区别及基本参数
/119
12.1.2 单动力流转向制动离合器单侧完全制动所需的优选 制动力矩 /119
12.1.3 双动力流转向传动离合器需传递的优选力矩/120
12.1.4 湿式多片式摩擦离合器的摩擦力矩/121
12.2 行走机构不同速度转向动力学比较分析/122
12.2.1 两种行走机构内外履带不同速度转向/122
12.2.2 两种行走机构最小半径转向/124
12.3 两种行走机构转向比较分析/127
12.3.1 行走机构履带不同速度转向(v?=0.5 m/s,v?=1 m/s) /127
12.3.2 行走机构最小半径转向(v?=0,v?=1 m/s)/127
12.3.3 双动力流行走机构的主要特征/128


目 录

第13章 水稻联合收割机总体动力学分析/129
13.1 水稻联合收割机作业时所受外力/130
13.1.1 割台拨禾轮所受阻力和工作力矩 /130
13.1.2 往复式切割器所受阻力和工作力矩 /131
13.1.3 履带的土壤行走阻力和驱动轮工作力矩 /133
13.2 水稻联合收割机作业时的“内力”/134
13.2.1 收割台螺旋式推运器工作力矩 /134
13.2.2 中间输送装置主动辊工作力矩 /134
13.2.3 差速脱粒滚筒驱动链轮工作力矩/135
13.2.4 振动清选筛曲柄轮工作力矩/136
13.2.5 圆锥形离心风扇驱动带轮工作力矩/136
13.2.6 物料水平/垂直螺旋输送器工作力矩/137
13.2.7 杂余复脱器工作力矩/138
13.3 水稻联合收割机收获作业动力学平衡/138
13.3.1 发动机输出扭矩和工作力矩的平衡/138
13.3.24LZS-1.8 型水稻联合收割机动力学参数计算/140
13.3.34LZS-1.8 型水稻联合收割机动力学参数计算分析
/141

参考文献/143