1、14:21:15,1,第一节 概 述 第二节 轮子的滚动和滑动 第三节 轮子的滚动阻力 第四节 轮子的配置及其运动轨迹,14:21:15,2,1.行走阻力小，滑移或滑转小，能充分发挥足够的土壤推力或工作力矩； 2.下陷量小，不拥泥，通过性好； 3.转向灵活方便，能适应不同路面和速度要求； 4.运输或工作位置，都应使机具具有良好的稳定性。,1.按结构分 2.按作用分,二、轮子的构造,一、农机行走装置应满足的要求：,三、轮子的种类,返回,14:21:15,3,刚性轮：由轮辋、轮爪、轮辐和轮毂组成。 胎 轮：除轮辋、轮辐、轮毂外，还有充气轮胎。,轮爪,轮辋,轮毂,轮辐,返回,14:21:15,4,刚
2、性轮：钢铁制成，弹性小，振动大，不宜高速。 (金属轮),弹性轮,胎 轮,高压轮胎：350700kpa 低压轮胎：100350kpa（农机多用） 超低压轮胎：20100kpa（稻田收获） 零压轮胎：,实心橡胶轮,按结构分,返回,内压与大气压相等，利用 轮胎材料的弹性来支承不大的载荷，并维持其外形，该轮胎与地面接触处压力均匀 易于脱土，常用作播种机的压密轮。,14:21:15,5,按 作 用 分,直接从动力机获得扭矩而转动前进的轮子。 作用：支承机具；将扭矩通过土壤转化为土壤推力使农具移动。,从动轮,行走轮 传动轮 限位轮 压密轮,从动轮是指轮轴受到机体推力，且借助轮缘和土壤间的相互作用才转动前进
3、的轮子。 从动轮作用：主要起支承机体作用，有时兼作导向之用。,主动轮,脱粒机轮 播种机地轮 犁的限深轮 播种机的镇压轮,14:21:15,6,充气轮胎的规格，以外胎尺寸（单位为英寸）表示，标记的意义,B轮胎宽度 D轮胎外径 H轮胎高度 d轮圈直径 Db高压轮胎 b-d低压轮胎 b/H-d宽扁轮胎,注意：有的超低压轮胎也用Db表示，但单位为毫米，一般轮胎上还有帘布线网的层数。,返回,14:21:15,7,一、行走轮 二、传动轮 三、主动轮,返回,从动轮在地面上运动时，可能发生滚动、滑动和滚动兼滑动等三种现象。,轮子运动条件分析,滚动是轮辋与地面接触点之间没有相对滑动时的回转运动；,滑动是轮子不转
4、，轮辋与地面之间产生相对滑动；,滚动兼滑动是轮子在运动时，既有滚动，又有滑动。,以下分析产生上述三种情况的条件。,14:21:15,8,行走轮受力分析,14:21:15,9,W轮子的载荷 P轮子所受的推力或拉力 R土壤支反力的合力 Rx承压面上的水平分力之和 Ry承压面上的垂直分力之和 Mf轴承的摩擦力矩（很小，可忽略） r轮子半径 h、Kc-R作用点与轮心的垂直和水平距离。,14:21:15,10,由于土壤质地不匀、地面不平等因素的影响，使得Rx、h 、Kc 、P的数值常有变化。当拉力P从零开始不断增大时，Rx、h 、 Kc均随P的增大而增大至某一极限值。其中Rx的极限值为：它具有一般摩擦力
5、的性质， fr滚动摩擦系数； Kc的极限值为增量； h的极限值为减量 。,若某一瞬时轮子作等速直线运动，则可建立平衡方程：,14:21:15,11, P Rxmax ，则轮子既滚动又滑动；,以上三个参数的极限值分别与轮子的结构、载荷及土壤性质有关。 将Ry =W代入式并以Rxmax为极限条件建立不等式来分析从动轮的运动，可得出以下几种不同状态：,当 Rxmax*hW*KC+ Mf 时，轮子将不会转动。此时若：, P Rxmax，则轮子不滚不滑；, P Rxmax ，但Ph W*KC+ Mf ，则轮子与地面将产生滑动。,当 Rxmax*hW*KC+Mf 时，轮子在牵引力P作用下会产生滚动，此时若
6、：, P Rxmax ，但Ph W*KC+ Mf ，则轮子将产生不滑动的滚动。,返回,14:21:15,12,传动轮的滑移，不仅消耗较大功率，而且有时还严重影响作业质量。在农机中，应竭力避免滑移，但农机作业中由于土壤变形等原因，完全消除滑移是不可能的。,农机中的滑移系数，一般约为38%,返回,滑移程度通常用滑移系数来表示。半径为R的轮子转过n圈后实际所走距离为Ls，理论应走距离L=2Rn，则滑移系数为：,14:21:15,13,主动轮受力分析,o,r,14:21:15,14,受力分析如上图所示： W-轮子的负荷 Md-驱动力矩 Mf-轴承的摩擦力矩 T-牵引阻力 Pt -土壤对轮子的驱动反作用
7、力（土壤推进力） R-土壤支反力的合力 Rx-R的水平分力 Ry-R的垂直分力 h、 Kc -R作用点与轮心的垂直和水平距离。,14:21:15,15,式中Pt、Kc 、h、T均因Md的存在而存在。但它们都有一个极限值。将Pt=T+Rx , Ry=W 代入(3)式并以Ptmax为极限条件建立不等式来分析主动轮的运动，可得出以下几种不同状态。（Ptmax =Pf Pf 土壤附着力）,轮子在作匀速直线运动时的平衡方程为：,14:21:15,16,主动轮的滑转：主动轮正常运转的条件是PtPf，否则，主动轮仅在原地转动，而不能前进，此现象称“滑转”。 出现滑转，轮子即使正常运行，其实际行走距离Ls和理
8、论行走距离L也不相等，常用滑转系数表示。,轮子的滑移和滑转不同：从动轮的滑移、主动轮的滑转,返回,轮子滚动阻力的产生是由于轮子与地面在接触处有变形而引起的。阻力的大小则视轮子与土壤的变形情况而定。,14:21:15,17,农机轮子所消耗的能量较大，这是因为土壤变形较大。由于土壤在轮子碾压时的力学性质和变形过程较为复杂，目前对某些参数（如内摩擦力、流动性、应力应变等）的综合分析及相关关系的研究还不完善，因此尚无理论公式可寻，只能在一定假设条件下进行分析推算或由实验方法直接测得。,滚动阻力系数：如右图所示，滚动阻力R与垂直载荷W之比，称为滚动阻力系数，以fr 表示。,R,滚动阻力系数可由实验得出，
9、知道了fr ，就可估算出滚动阻力，在实际设计计算中经常用到。,14:21:15,18,影响滚动阻力的因素： 轮子滚动阻力虽无理论公式可寻，但许多人作了大量的试验研究工作，对影响阻力的诸因素已基本弄清，其结论如下：,返回,4.两个轮子前后串列在同一轮辙中，后轮的R，特别在载重量大而又是疏松的土地上尤为明显。,1.R除受土壤性质影响外，还与轮子直径D、轮辋宽度B有关； D 、B R ,2.气胎轮的充气压力是影响滚动阻力的重要因素之一，在松软的地面上气压 ，可使R；但在坚硬的地面上气压 ，可使R ；故在松软的地面上农机采用大尺寸的低压轮胎。,3.将轮辋不同（平的、凸面的、凹面的）的刚性轮进行比较试验
10、表明，平轮辋的滚动阻力最小；,14:21:15,19,二、三种基本的配置形式 三、机具回转中心,返回,机器行走灵活；机器在地面上要保持稳定，至少要有三个不在同一直线上的支承点；同时机器重心在地面的投影要在支承点连成的三角形或多边形内。,一、配置的基本原则,具体要求：1.工作或运输位置均有良好的稳定性；2.转弯灵活，换向容易，并有尽可能小的转弯半径；3.对不平地面或道路有良好的适应性和通过性；4.负荷分配合理。,14:21:15,20,播种机、单轴拖车第三点由挂结架支承在拖拉机牵引架上。为适应地形和转向灵活，连接处应用球绞（如图c）；小底盘割晒机的第三点通过滑掌支承在地面，转弯时由机手压下手把将
11、第三点抬起（如图d）。,1.三个支承点都是轮子,2.两个支点是轮子，另一支点靠其它机具或地面支承。,轮子是三个或四个。三轮时，为导向灵活，前轮应能绕立轴转动（如图a）。如牵引式联合收割机的脱粒部分； 四轮时，为了适应地形，导向轴应能绕支点摆动（如图b）。如东风联合收割机的后轮和拖拉机的前轮。,3.一个支点是轮子,机动插秧机为了转向，独轮应能绕立轴转动，其余支点（滑板）同机架铰接，以便纵向适应地形。（如图e）。,返回,14:21:15,21,图-b 四 轮 时,图-a 三 轮 时,14:21:15,22,图 e 独轮,图 d 两 轮 ,14:21:15,23,图 c 两 轮 ,14:21:15,24,返回,14:21:15,25,农机在转弯或校正方向时，完全由轮子支配，要使机器得到良好的转向运动，必须使所有的轮子都有协调一致的运动，这就要求各轮 轴线在支持面的投影汇交于一点，此点即为机器转弯时的瞬时回转中心，简称瞬心。,14:21:15,26,图 a 两 轮,14:21:15,27,图 b 三 轮,14:21:15,28,图 c 四 轮（）,14:21:15,29,图 d 四 轮（） 左右两个导向轮利用四杆机构分别偏转不同的角度,结束,
