农业机械学(上)思考题及答案

1.农业机械的作用是什么?（一）提高劳动生产率如水稻收割：人工收割：１亩/天，机械收割：４０~１００亩/天.台。（二）提高单位面积收获量如：播种：人工播种，播种均匀性差，产量低而用播种机播种，播种均匀性好，播深一至，所以产量高。（三）促进农业生物技术的实施与发展。如:水稻直播栽培是一项高产的农业生物技术，但是如果没有水稻直播机，使播下的种子均匀，深浅一至，就不可能获得高产，水稻直播栽培技术就不能推广实施。（四）争取时间，不违农时农业生产过程的各个环节，对“时令”要求很严。如：早造水稻插秧，一般要求清明前插好，否则影响产量，使用农机，效率高，能按时完成。（五）改善劳动条件如：采用水稻抛秧机、摆秧机、插秧机，抛摆秧、插秧，或采用水稻直播机进行水稻直播，农民不用从事“三弯腰”的繁重插秧劳动。2.农业机械的特点是什么?１、种类繁多；２、作业复杂；３、环境条件差；４、使用时间短；５、机器品位低，但制造要求高（精密度不高，制造工艺要求高)3.影响农业机械田间作业效率的主要因素是什么?１、机器的可靠性可靠性：机器在规定的条件下，某一定时间内能令人满意地连续工作的统计概率，用％表示。２、地头转弯时间转弯时间多，田间作业效率低。３、机器田间作业参数参数：机器的工作幅宽Ｂ；前进速度Ｖ。地大：Ｂ大和Ｖ大，作业效率高。地小:Ｂ大，由于转弯花去时间多，作业效率提不高，可能还会下降。总的说，Ｖ大，效率高。4.劳动收益率如何计算?劳动收益率：Em＝N（R-P）/ＳN：单体总数；Ｒ：单体产量；Ｐ：单体消耗量；Ｓ：劳动消耗量“单体”－－比如耕作亩，……….5.开发一种新农机产品通常径历的程序如何?１、可行性分析包括：（１）市场预测；（２）实施条件、技术难度、经济效益分析；（３）推广后，对农业生产的影响情况分析。２、确定具体的开发途径途径：（１）选型；（２）改进;（３）创新。３、部件试验研究在设计整机之前，对主要的工作部件首先进行研究。比如：排种器。４、样机试制５、样机性能试验目的：确定参数等６、新产品的试制试验6.试分析横向机构相对于拖拉机为什么要有适量的左右摆动量。１、在运输状态，当拖拉机在校正方向时，使作业机不致于过于敏感而频繁晃动。２、在工作状态，在拖拉机作曲线行驶时，还能保证较均匀的工作幅宽.3.如果ＡlＢl、ＡrＢr固定，不使其自由活动，在工作状态，拖拉机操向反应不灵或因侧向力过大造成工作部件损坏。7.试分析作业机在纵垂面和水平面的瞬时回转中为什么必须位于作业机前方.(1)有一定的入土角和运输间隙、道路通过角。（2)当犁达到规定的耕深a后，若将犁调整到水平状态（r＝０），那么，当犁在小于a时，r０，犁有入土趋势；当犁在大于a时，r０，耕深有变浅的趋势；这样犁的耕深比较稳定。（3）如果瞬心在作业机的后方，r０，不利于入土，运输时，a、h不够大，不能用。（4）平行四连杆机构，r＝０、不变，不利于入土，不能用。8.懂得用图解法求解各杆件的受力.（一）、运输状态受力分析作业机悬空时，重力:Ｗ。下面通过图解法求出各杆的受力及Ｐ。(注：不计各杆自身重量）求法如下：１、取比例尺２、用力平行四边形求Ｑ、S（C点的受力、Ｂ点的受力）３、以ＡＢ杆为研究对象，由于Ｓ为已知，ＦＥ为二力杆，ＡＢ杆处于平衡状态，作用于Ｂ、Ｅ、Ａ、三点上的力必须交于一点，作力平行四边形，求出Ｔ、Ｒ。４、取ＮＦ杆为研究对象,Ｆ点的受力为Ｔ（已知）由Ｐb＝a.Ｔ求出Ｐ(Ｐ＝a.Ｔ/b)（二）、工作状态受力分析１、“浮动”状态--油缸内无压力，作业机由地轮支承，随地形起伏而浮动。如图２-５.（１）、设工作部件的阻力为ＲM（方向大小已知）、支承轮受的支反力为ＲN（方向已知，大小不知），ＲM和ＲN的合力为Ｒ，交于Ｋ点。（２）、由于ＰＣ、ＡＢ杆都为二力杆，力作用线方向为已知，即C点、B点上所受的力ＱC、ＳB的作用线沿ＣＰ、ＡＢ交于ＯV点。而ＳA、ＱP、Ｒ组成一个三力平衡汇交系统，三个力必同交于ＯV点，而ＯVＫ的连线方向就是Ｒ的作用线方向。（３）、确定Ｒ的作用线方向后，作力平行四边形，求ＲN、Ｒ为什么能增重,试作图、计算分析.（４）、求出Ｒ后，作力平行四边形求ＳB、ＱC。注：ＳB＝ＳAB、ＱC＝ＱPC。２、“力调节”状态“力调节”状态如图２-６所示，作业机的位置及其耕深由液压系统控制,当达到规定耕深位置后,下连杆ＡＢ的位置由油缸固定。a、力的求解:已知：Ｗ、ＲXZ（通过测试可得）（１）、由Ｗ和ＲXZ可求出合力Ｒ（２）、取ＣＢ后部作研究对象，并作受力分析。由于ＤＣ杆是二力杆，Ｃ点受力的作用线过ＤＣ。（３）、Ｑ、Ｒ的作用线交于ＯV，而Ｂ点有一个力，其作用线也必过ＯV点，即ＯVＢ连线方向是Ｂ点受力的作用线方向。（４）、根据Ｒ的大小、方向及Ｂ点受力的作用线和Ｃ点受力的作用线，作力的平行四边形，求出Ｑ、ＳB。9.悬挂式机组后轮为什么会增重，是作图、计算分析。原因是力调节状态时，作业机部分重量处于悬空状态，这部分重量通过杆件转移到拖拉机上，对驱动轮增载。对于采用限深轮装置的“浮动”状态机组，由于限深轮支承了作业机部分重量，增载效果不明显。对于“位调节”机组，当作业机对地面压力小时，增载，而压力大时，驱动轮减载。作业机所受到的土壤阻力对驱动轮增载也有影响。合力Ｒ与地面的倾角越大，增载效果越好。(一)力调节驱动轮的增载由两部分组成：(１)、由作业机部分重量悬空引起；(２)、由Ｒ引起。１、部分重量悬空引起增载设:部分悬空重量为Ｗ１，后轮增载为△Ｗ１，前轮减载为△S１。ΣＭA＝０：Ｌ△Ｗ１＝（Ｌ＋ρ）Ｗ１△Ｗ１＝（Ｌ＋ρ）Ｗ１/Ｌ(1)ΣＭB＝０：△Ｓ１Ｌ＝ρＷ１△Ｓ１＝ρＷ１/Ｌ(2)２、Ｒ引起增载设:△Ｗ２为驱动轮增载,△Ｓ2为前轮减载。由ΣＭA＝０：Ｌ△Ｗ２＝Ｒρ2△Ｗ２＝ρ2Ｒ/Ｌ（３）由ΣＭB＝０：△Ｓ２Ｌ＝Ｒρ1△Ｓ２＝ρ1Ｒ/Ｌ（４）总共增重:△Ｗ=△Ｗ1+△Ｗ２,减重:△Ｓ=△Ｓ1+△Ｓ2(二)高度调节情况△W1=0,R′=Q+R△Ｗ２＝ρ2′Ｒ′/Ｌ,△Ｓ２＝ρ1′Ｒ′/Ｌ由于ρ2′小于ρ2,因此,力调节的△Ｗ２大,同时△Ｗ1存在,所以说力调节增载效果明显。注意:△Ｗ增大，△Ｓ也增大，前轮减载过多，操向性不稳定，失控。10.何谓入土行程.是指耕耘机械的铲（或铧）尖开始接触地面到机器达到规定耕深时，机组所前进的水平距离.11.试述作业悬挂机构参数的设计步骤.１、将已知拖拉机悬挂机构杆件的位置、尺寸及其运动范围投影到纵向铅垂面上。上连杆ＣＤ按其最小和最大长度为半径，画Ｃ1、Ｃ2圆弧。L△Ｓ１△Ｗ１ρW1AB２、将犁体置于耕深为a时的工作状态。根据eb，定Ｓ点。根据Ｈ，作水平线Ｔ，代表犁梁。画出下连杆提升摆动范围Ｂ0弧。参考受力分析定Ｂ点。３、过Ｂ作垂直Ｔ的直线Ｂm（立柱位置）.Ｔ线和Ｂm交于Ｅ，为立柱和犁梁的接点。４、将犁体升到地面。使入土隙角为γ。Ｔ→Ｔ′,Ｂ→Ｂ′Ｓ→Ｓ′,Ｂm→Ｂ′m′。５、使三角形ＤＢm的Ｂm边置于与Ｂ′m′重合的位置，Ｄ→Ｄ′。连接ＤＤ′并作其中垂线nc′交于Ｂ′m′于C′。以Ｄ为圆心，ＤC′为半径，作圆弧交Ｂm于C。６、当ＢC＝Ｂ′C′时，ＤC即为上连杆应在的位置和长度，而ＢC即为悬挂立柱的高度。注：C不能在C1、C2之外。７、将机构提升到最高位置，检查运输间隙h及道路通过角α是否符合要求。一般,Ｓ点后移，Ｂ点下移，h、α增大。12.工作部件前后排列的作业机,如果牵引线位置不当,都会出现前后深浅不一致情况,试举例作图说明.拖拉机牵引作业时，拖拉机的有效牵引力是沿前进方向的轮胎附着力，而不是沿拉杆或绳上的力，因此不必以ＰV最小来确定仰角α，而是以作业稳定性和耕深一致性来确定牵引线的位置和α大小。α大，有利于后驱动轮增重。这是牵引式钉齿耙作业情况。ＲV：土壤阻力;Ｎ:(1个)支反力；Ｆ：(1个)摩擦力；Ｗ:重力（１）、ＲV和Ｗ合成Ｔ，Ｑ(总的)、Ｔ、ＰV构成三力平衡力系，交于Ｃ点，Q作用于中部，耕深一致。从钉齿耙的情况可以看出，凡是工作部件前后排列的作业机，如果牵引线位置不当，都会出现前后深浅不一情况。（３）、α减小，ＰV和T的交点前移，Ｑ前移，耙前深，后浅。13.影响碎土能量的主要因素是什么?影响的主要因素：1、土壤强度(土质情况；土壤结构；容重；含水量)2、所采用的加力方式(刃切；贯入；劈裂；弯扭；撞击；碾压；搓剪)14.如何求土壤的质量中质，懂作图求解.质量中值的确定方法：在土壤破碎后，按不同质量的土块分级并分别算出各级所占总质的百分比，然后作出以按质量大小顺序累计的分级百分比与土块质量之间的关系曲线。此曲线上百分比为50%值处所对应的土块质量数值，即为质量中值。15.耕耘机械对土壤的破碎方式有哪几种?刀切贯入劈裂弯扭撞击碾压16.一种塑性土壤为水饱和后,让其干燥,它将经历哪几个时期?粘性期--塑性期—松脆期（易碎期）--坚硬期。17.试述土壤凝聚力和内摩擦角是如何测定的?土壤的凝聚力---土壤颗粒间的相互结合力。内摩擦力---土壤内部颗粒间相互阻挠彼此移动的摩擦力。研究表明,凝聚力和内摩擦力的大小是决定土壤抗剪切强度的重要因素.它们之间关系为：τ＝Ｃ＋σtgφiτ：土壤破坏时的剪切应力；Ｃ：凝聚力；σ：为垂直于剪切面的应力（正应力）；φi：内摩擦角。Ｃ、φi由试验确定试验方法:τ1＝Ｃ＋σ1tgφiτ2＝Ｃ＋σ2tgφi由上两式求出c和φi.18.试画出土壤与金属间的μ‘和含水量的关系曲线,并说明各区有何特点.（１）、摩擦区：附着力很小，µ′基本上和含水量无关。松脆土壤在这个范围。（２）、粘附区：土壤颗粒和金属间产生了水膜，产生了附着力，这时，µ′随含水量的增加而增大很多。(３）、润滑区：土壤中的水分足够起到润滑剂作用，µ′随水分的增加而减小。各区之间的临界含水量随土壤粘性的提高而增大。19.减少土壤附着力的技术方法有哪些.（1）充注气体----在土壤和触土部件的接触面连续注入气体或液体.(2)振动法-------在垂直于触土部件粘附界方向施加振动.(3)电渗法-----增加土壤与触土部件表面间的水膜厚度.(4)表面改性---工作部件表面涂、镀一些粘附力较小的材料.(5)表面改形.(6)仿生法.20.在什么情况下使用调幅犁.调幅犁的主梁可以偏置，犁体相对与主斜梁的安装角亦可调整。当拖拉机引力功率不足，拉不动时，可将主斜梁的角度适当变小并将犁体在主斜梁上的安装角同时进行调整使犁体仍处于正位状态。这时，犁的总耕幅就减少。反之，犁的总耕幅即可增大。21.偏置犁的偏移装置有哪几种.1、直接横移；2、四杆机构侧向摆动移位；3、用一根斜杆与两弧形板左右偏摆移位。22.铧式犁由那几部分组成?犁体、犁架、调节机构、牵引装置或挂结装置。有些犁为了改善作业质量，备有犁刀、覆茬器等。23.犁体由那几部分组成?犁铧、犁壁、犁托、犁床或犁侧板、犁柱。24.什么叫犁体的垂直间隙、水平间隙,各有何作用.犁体的垂直间隙δ1-犁侧板前端至沟底的垂直离。δ1的作用--保证犁体易于入土及耕深稳定。犁体的水平间隙δ2--犁侧板前端至沟墙平面之间的水平距离。δ2的作用--保证犁体工作稳定和保持一定的耕宽。25.犁侧板有何作用?犁侧板的作用：工作时，紧靠沟墙，平衡侧向力，保持犁工作稳定，沿沟墙直线前进。犁侧板未端加装犁踵的目的：保持耕深稳定和调节垂直间隙。26.K=b/a对土垡翻转有何影响?(1)a/b较小时,a小,b大,δ角较小，垡片倒下处于稳定状态。(2)a/b较大时，δ角较大，当δ大到一定数值时，重力G的作用线位于D点的左边，回垡。(3)当垡片的G作用线过D点时,不稳定。27.什么叫犁曲面,其有何作用.犁曲面---犁铧和犁壁组成的曲面。切土、碎土、翻土28.什么叫水平直元线型犁曲面.水平直元线型犁曲面----用一始终保持水平状态(即与犁体底面平行)的直线(称水平元线),按照规定的途径运动而形成的犁曲面。28.扭柱型犁曲面是如何形成的?形成方法1：使元线沿一给定导线LP运动，元线与导线正交，并与x轴方向的夹角γ按定规律变化。形成方式2------保持水平状态的元线T沿着两条给定的导线L1P1、L2