CN113994792B - 一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器 - Google Patents
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Abstract
一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器为免耕播种施肥机的关键部件属于农业机械，主要由圆盘主体和开沟齿组成，开沟齿以圆盘主体的几何中心为圆心周向均匀布置，开沟齿分为左开沟齿和右开沟齿，根据齿面形状相邻交错对称布置。开沟齿包括前刃面、后刃面和样条曲线拟合ABC面，前刃面与圆盘主体径向线夹角δ为16°～21°，后刃面与圆盘主体径向线夹角θ为37.5°～42.5°，样条曲线拟合ABC面由沿前刃面BA边和后刃面BC边的特殊样条曲线扫略耦合而成，且前刃面具有最小齿厚，开沟齿由B到A和由B到C齿厚度方向遵循具有递增趋势的特殊样条曲线规律。其具有自入土功能，可有效降低入土和切茬阻力，防止秸秆被压入种沟；避免沟壁和沟底土壤压实；齿间产生区域与微观土壤振动疏松种沟、降低开沟阻力和减少土壤粘附。
Description
技术领域
本发明创造为免耕播种施肥机用关键部件属于农业机械领域，主要涉及一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器。
背景技术
免耕播种施肥作业时地表存在大量作物残茬，土壤黏重，并且坚实度较高。免耕播种施肥开沟主要使用圆盘开沟器，依靠增加机具自身重量强制入土，导致设计的机具笨重，拖拉机配套不合理，土壤压实严重等问题。同时，圆盘开沟器容易将作物残茬压入种沟内，造成沟壁和沟底压实，种子土壤之间接触不严密，严重影响种子的出苗和生长。强制入土的圆盘开沟器与土壤之间正压力增大，在土壤黏重条件下导致开沟部件表面土壤粘附，降低开沟质量，甚至无法作业。
发明内容
针对上述问题，本发明创造设计一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器，主要由圆盘主体和开沟齿组成，其中开沟齿以圆盘主体的几何中心为圆心周向均匀布置，开沟齿分为左开沟齿和右开沟齿，根据齿面形状相邻交错对称布置。开沟齿包括前刃面、后刃面和样条曲线拟合ABC面，前刃面与圆盘主体径向线夹角δ为16°～21°，后刃面与圆盘主体径向线夹角θ为37.5°～42.5°，样条曲线拟合ABC面由沿前刃面BA边和后刃面BC边的特殊样条曲线扫略耦合而成，并且前刃面具有最小齿厚，开沟齿由B到A和由B到C齿厚度方向遵循具有递增趋势的特殊样条曲线变化规律。具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器的齿形结构具有自入土功能，可有效降低圆盘开沟器入土和切茬阻力，并避免秸秆被强压进入种沟影响种子与土壤接触；特殊的三向样条曲线拟合齿面可使沟壁表面产生微观振动，可有效降低沟壁土壤压实，减少圆盘开沟器土壤粘附；开沟齿2相邻交错对称布置与齿面形状耦合共同作用，前进方向左右侧瞬时受力不平衡产生齿间区域振动，既可有效疏松种沟，又可以降低开沟阻力和减少土壤粘附。
附图说明
图1是一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器主视图。
图2是一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器局部轴侧图。
图3是一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器的开沟齿轴测图。
图中件号说明：
1、圆盘主体2、开沟齿3、左开沟齿4、右开沟齿5、前刃面6、后刃面7、样条曲线拟合ABC面
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。
一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器,该部件主要由圆盘主体1和开沟齿2组成，其中开沟齿2以圆盘主体1的几何中心为圆心周向均匀布置，开沟齿2分为左开沟齿3和右开沟齿4，根据齿面形状相邻交错对称布置。开沟齿2包括前刃面5、后刃面6和样条曲线拟合ABC面7，前刃面5与圆盘主体1径向线夹角δ为16°～21°，后刃面6与圆盘主体1径向线夹角θ为37.5°～42.5°，样条曲线拟合ABC面7由沿前刃面5的BA边和后刃面6的BC边的特殊样条曲线扫略耦合而成，并且，前刃面5具有最小齿厚，开沟齿2由B到A和由B到C齿厚度方向遵循具有递增趋势的特殊样条曲线变化规律。
一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器工作时，如图1所示，一边随机具匀速直线运动，一边在重力和土壤阻力作用下作逆时针旋转运动，前齿面5和圆盘主体1径向夹角设计值可保证前齿面5与地表水平面夹角从入土到出土过程中始终小于90°，即圆盘主体1周向均匀布置的开沟齿2具有自入土功能，可有效降低机具重量，同时，开沟齿2齿尖最先与地表接触，其水平绝对运动速度与机具运动方向相同，开沟齿2将地表秸秆向前输送，避免秸秆被压入种沟内。由于前齿面5先于后齿面6作业，后齿面6不与沟底作用，有效减小了沟底压实和秸秆压入土壤，有利于种子出苗和生长。如图3所示，开沟齿2厚度在三向样条曲线拟合下，在作业方向前窄后宽，下窄上宽，进一步提高了开沟齿2入土能力，圆盘主体1旋转过程中，左开沟齿3和右开沟齿4间隔交错先后入土，样条曲线拟合ABC面7左右交替与土壤接触，开沟齿2间隔运动过程中瞬间受力不平衡，使土壤产生区域振动，如图2所示，同时，样条曲线拟合ABC面7特殊的曲面结构与土壤互作过程产生土壤微观振动，区域振动与微观振动相互耦合形成的齿间局部振动既起到疏松土壤防止土壤压实，又具有防止土壤粘附和降低开沟阻力作用。综上所述，本发明具有重大创新性和广泛实用价值。
Claims (1)
1.一种具有三向样条曲线拟合齿的局部自振圆盘开沟器，其特征在于圆盘开沟器由圆盘主体(1)和开沟齿(2)组成，其中开沟齿(2)以圆盘主体(1)的几何中心为圆心周向均匀布置，开沟齿(2)分为左开沟齿(3)和右开沟齿(4)，根据齿面形状相邻交错对称布置；开沟齿(2)包括前刃面(5)、后刃面(6)和样条曲线拟合ABC面(7)，前刃面(5)与圆盘主体(1)径向线夹角δ为16°～21°，后刃面(6)与圆盘主体(1)径向线夹角θ为37.5°～42.5°，样条曲线拟合ABC面(7)由沿前刃面(5)BA边和后刃面(6)BC边的样条曲线围合而成，并且，前刃面(5)具有最小齿厚，开沟齿(2)由B到A和由B到C齿厚度方向遵循具有递增趋势的样条曲线变化规律；具有样条曲线拟合ABC面(7)的开沟齿的局部自振圆盘开沟器的齿形结构具有自入土功能，可有效降低圆盘开沟器入土和切茬阻力，并避免秸秆被强压进入种沟影响种子与土壤接触；样条曲线拟合ABC面(7)可使沟壁表面产生微观振动，有效降低沟壁土壤压实，减少圆盘开沟器土壤粘附；开沟齿(2)相邻交错对称布置与齿面形状耦合共同作用，前进方向左右侧瞬时受力不平衡产生齿间区域振动，既可有效疏松种沟，又可以降低开沟阻力和减少土壤粘附。
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