第二章 土壤耕作机械 第十四章 铧式犁的设计与性能试验

耕整地机械实验(一)实验目的掌握耕整地机械的类型、组成部件、各部件的作用和工作原理;了解不同类型犁和耕深调节过程;了解圆盘耙的耙深工作方式。

(二)实验仪器设备深耕牵引三铧犁、悬挂式两铧犁、悬挂式三铧犁、双铧反转犁、悬挂式旋耕机、十八片悬挂缺口耙、牵引式圆盘耙、牵引式镇压器等(三)验内容和步骤1.介绍犁体曲面的类型及其翻垡特点,了解犁体的组成部分犁体曲面,根据其工作性能可分为熟地型、半螺旋型和螺旋型。

熟地型是应用最普通的一种,其犁胸部较陡,翼部扭曲较小,碎土性能好,翻上能力差,适于耕熟地。

螺旋型犁体曲面胸部平坦,犁翼长而扭曲程度大,翻土能力强,而碎土作用差,适于开生荒地和粘重、多草、潮湿的土壤。

半螺旋型介于二者之间犁的基本结构铧式犁主要由犁架、主犁体、耕深调节装置、支承行走装置、牵引悬挂装置等组成。

其中,主犁体为铧式犁的核心工作部件2犁体曲面的形成原理目前在设计犁体曲面时所用的方法有三种:水平直元线法、倾斜直元线法、翻土曲线法。

其中,水平直元线法技术最为成熟,应用最广。

水平直元线法的设计特点是:动线为水平直元线,始终平行于水平面,在向上运动的过程中始终与铅垂面N内导曲线相靠贴,且与沟底的水平夹角θ是随着元线的高度变化的,其元线角的变化规律为θ=f(z),即在水平直元线形成曲面的过程中,有三个因素控制了动线在空间的姿态,从而决定了曲面的形状——始终平行于水平面的水平直元线,导曲线、元线角的变化规律,这三个因素我们通常称之为水平直元线形成犁体曲面的三大要素。

2.介绍深耕牵引三铧犁、悬挂式两铧犁、悬挂式三铧犁、双铧反转犁的牵引方式、耕深调节方式。

按与拖拉机挂接方式分:牵引犁、悬挂犁、半悬挂犁。

牵引式——运输状态下,机具的重量全部由机具本身来承担。

悬挂式——运输状态下,机具的重量全部由拖拉机来承担半悬挂式——运输状态下,机具的重量前部分由拖拉机承担,后部由机具来承担。

耕深调节——是根据农业技术的作业要求的不同及土壤状况的变化而进行的犁的入土深度的调节,调节的方法可依据土壤的实际状况和拖拉机液压悬挂系统的形式不同有三种:位调节——液压悬挂装置与农机具为相对刚性连接,犁的升降完全由液压系统来控制。

第二章耕整地机械耕作是传统农耕的一项重要措施，有利于疏松土壤，恢复团粒结构，积蓄水分，养分，覆盖杂草，肥料，防除病虫害。

整地是耕地作业后，耕曾内还还留有较大土块或空隙，地表不平整不利于播种或苗床状况不好时，采取的破碎土快，平整地表，进一步松土，混合土肥，改善播种和种子发芽条件的耕作措施，深松作为现代土壤耕作的一项重要技术，在国内外受到重视。

北方农村常见的耕整地机械有铧式犁，翻转犁，伸松机，旋耕机和圆盘耙等。

第一节耕整地机械作业要求及其质量检查由于各地的自然条件，作物种类和耕作，种植制度的不同，所以耕整地机械作业的要求也完全不一样。

一耕地作业的一般要求（一）是耕翻适时。

在土壤干湿适宜的农时期限内适时作业。

（二）是翻盖严密。

要求耕后地面杂草，肥料，残茬充分埋入土壤底层。

（三）是翻垡良好。

无立垡，回垡，耕后土层蓬松。

（四）是深耕一致，地表，地沟平整。

不漏耕，不重耕，地头要平整，垄沟要少要小，无剩边剩角。

二耕地作业质量的检查方法耕地质量检查主要包括耕深，耕后地面是否平整，土垡翻转及肥料和秸杆残茬的覆盖，漏耕或重耕，地头是否整齐等内容。

（一）耕深检查犁耕过程中检查和耕后检查。

犁耕过程中的检查，主要是沟壁是否直，用直尺测量耕深是否达到规定的深度。

耕后检查，应先在耕区沿对角线选20个点，用直尺插到沟底测量深度，实际耕深约为测量耕深的80%。

（二）耕幅检查检查实际耕幅只有在犁耕过程中进行。

先自犁沟壁向未耕地量一定距离，做上标记，待耕犁后，再测新沟壁到记号处的距离。

两距离之差即为实际耕幅。

（三）地表面平整性检查检查地表平整性时，首先沿着耕地的方向，检查沟，垄及翻垡情况，除开墒和收墒处的沟垄外，还要注意每个耕幅的接合处。

如接合处高起，说明两程之间有重耕，接合处低洼，说明有搂耕。

（四）地表覆盖检查检查秸杆残茬，杂草，农家肥覆盖是否严实。

要求覆盖有一定的深度，最好在10厘米以下或翻至沟底。

（五）地头低边检查检查地边是否整齐，有无漏耕边角。

第二章耕地机械第一节概述土壤耕作是对土壤进行耕翻和疏松。

其目的是为农作物的种植和生长创造良好基本的环境条件，主要包括：(1)通过翻耕、疏松土壤，改善土壤中的水分、空气和土粒间的结构状况，增强土壤吸水及透水透气的能力。

(2)通过翻耕，铲除并覆盖杂草、绿肥、作物残茬及肥料等，增加耕层的腐殖质和肥力。

(3)将土层下面的虫卵翻至地表消灭，防除病虫害。

耕地机械主要是铧式犁和圆盘犁，尤以铧式犁因其优良的翻土和覆盖性能得到最广泛的应用。

另外，为深松土壤，深松犁也日益得到广泛应用。

人类应用犁已有数千年的历史。

刘仙洲教授在《中国古代农业机械发明史》中认为中国在3200年前已经用牛拉铧式犁进行耕作。

虽然犁可算得上是最古老的农具之一，但对犁的研究在今天仍是令人感兴趣的课题。

世界各地的大农机公司每年都要推出一批新种类的铧式犁供农民选用。

世界土壤耕作研究组织(IsTRO)则每两年都要组织一次大型国际会议，探讨耕作中出现的各种问题。

一个不了解土壤的物理力学性质、不懂得犁是如何对土壤起作用的人，可能认为犁是一种非常简单的工具，不需要什么研究。

然而事实是，要设计、调整好一架符合要求的犁，取得最佳的耕作效果是不容易的，需要考虑许多因素。

典型的铧式犁工作过程如图2—1所示。

犁通过拖拉机的液压悬挂机构挂接在拖拉机后面，其犁体工作面上的胫刃和底边的铧刃将土壤沿左边的垂直方向与底面的水平方向切开并翻转、破碎。

农业技术对犁耕质量的要求各地不尽相同，但一般可归纳为如下几点：(1)良好的翻垡和覆盖性能；旱耕后土层松碎，水耕后断条长度小，土垡架空，以利晒垡。

图2-l犁耕作业(2)耕深一致、沟底平整。

(3)不漏耕、不重耕、耕后地表平整。

第二节犁的类型一、普通铧式犁1．一般构造普通铧式犁是指具有铧式犁基本工作部件，用于一般目的的旱地、水田犁等。

图2—2为一普通铧式犁，具有犁架、圆犁刀、小前铧、主犁体等主要部件。

圆犁刀协助犁体切出侧面沟壁；小前铧将表层右前方的表土层和残茬杂草翻至沟底，提高复盖性能；主犁体和圆犁刀、小前铧一起，完成对土壤的切割与翻转工作。

农业知识综合三考试大纲江西农业大学硕士研究生《机械设计》考试大纲I 考查目标机械设计是机械类、近机械类专业中培养学生机械设计能力的一门重要的技术基础课程。

考生应系统复习本课程考试内容，除学习和掌握通用零部件的基础理论外，也要对各种零件的类型、特点、适用场合及工作原理、零件的失效形式、设计准则、零件的受力分析、设计计算（即承载能力的计算）、主要参数的选择、常用材料及结构设计等。

试卷覆盖面广，涉及考试内容的各个方面。

复习时既要重视分析计算，也要注重结构设计。

II 考查内容第一章绪论（1）机械工业在现代化建设中的作用；（2）机器的基本组成要素；（3）本课程的内容、性质和任务。

第二章机械设计总论（1）机器组成；（2）设计机器的一般程序；（3）对机器的主要要求；（4）机械零件的主要失效形式；（5）设计机械零件时应满足的基本要求；（6）机械零件的设计准则；（7）机械零件的设计方法；（8）机械零件设计的一般步骤；（9）机械零件的材料及其选择；（10）机械零件的标准化；（11）机械现代设计方法简介。

第三章机械零件的强度（1）材料的疲劳特性；（2）机械零件的疲劳强度计算；（3）机械零件的接触强度。

第四章摩擦、磨损和润滑（1）摩擦；（2）磨损；（3）润滑剂、添加剂和润滑方法；（4）流体润滑原理简介。

第五章螺纹联接和螺旋传动（1）螺纹联接的类型和标准联接件；（2）螺纹联接的预紧；（3）螺纹联接的防松；（4）螺纹联接的强度计算；（5）螺纹联接的设计；（6）螺纹联接的材料及许用应力；（7）提高螺纹联接强度的措施；（8）螺旋传动。

第六章键、花键联接等（1）键联接；（2）花键联接；（3）无键联接；（4）销联接。

第七章带传动（1）概述、带传动工作原理、特点和主要型式；（2）带传动工作情况分析、受力分析、应力分析、弹性滑动、打滑及传动比；（3）V带传动的设计计算；（4）V带轮的结构；（5）带传动张紧装置；（6）其它带传动简介。

第八章链传动（1）链传动的特点及应用；（2）传动链的结构特点；（3）链轮结构和材料；（4）链传动的运动特性、运动不均匀性和动载荷；（5）链传动的受力分析；（6）链传动的设计计算、主要参数及其选择；（7）链传动的布置、张紧和润滑。

农业机械期末复习第一章、绪论1、农业机械特点：作业对象是生物及其生长环境；季节性强，作业时间短；作业包含不同环节，受地形、地表制约；大多数是露天作业，工作环境恶劣2、设计要求：作业质量好，效率高；能源消耗少；行走转弯灵活；可靠性好；发展联合作业技术与机具；减少操作人员第二章、土地耕作机械（一）概述1、耕作方法：(1)少耕：减少耕作次数(2)免耕：在残茬地表播种，播种前不耕地(3)保水耕：对土壤表层疏松，浅耕2、土壤物理学性质：(1)土壤强度：土壤承受变形或应变的能力(2)坚实度：称贯入阻力（即柱塞压入土壤时，压陷深×压实力）(3)抗剪强度：在外力作用下，阻止土粒间相对位移的土壤内部力(4)含水量：在土粒吸附作用和毛细作用下，保持在耕层内的含水量。

（田间持水量：土壤中所能保持的最大含水量）(5)凝聚力：土粒之间的结合力；附着力：土壤与农具间的黏着力3、耕地机具：铧式犁、圆盘犁、深松机4、整地机具：（二）铧式犁1、铧式犁：以犁铧为主要耕作部件的犁2、分类：(1)畜力犁、机力犁；轻型犁、重型犁；旱地、水田、果园犁等(2)牵引犁、悬挂犁、半悬挂犁3、特点(1)牵引犁：自带轮子，通过地轮与犁体高度控制耕深，作业时无需农具手，但地头转弯半径大，机动性差，结构先进。

P25(2)悬挂犁：限深轮控制耕深，结构紧凑、轻、机动性强，应用广(3)半悬挂犁：悬挂犁演变，自带轮子，犁体较宽，纵向长度大。

比牵引犁结构简单、轻、机动灵活、易操纵；比悬挂犁犁体多、稳定、操纵性好4、主要部件：犁体、小前犁、犁刀、犁架、安全装置5、挂接原则：挂接点必须在拖拉机动力中心和犁阻力中心连线上6、犁耕方法：内翻法（中间入边上出）、外翻法（边上入中间出）、套翻法（多区）7、翻垡原理P31（三）深松机具1、深松：超过正常犁耕深度的松土作业。

2、特点：可破坏坚硬的犁耕层，增加耕深，增加土壤透气性和透水性，改善作物根系生长环境。

3、种类：深松犁、层耕犁、深松联合作业机、全方位深松机、震动深松机。

第一篇农业机械的结构与原理绪论（3学时）农业机械在农业现代化中的作用，农业机械的作业特点，农业科学、耕作制度和农业机械化的关系，农业机械学研究的主要领域，国内外农业机械的发展趋向，本课程的任务和学习方法。

要点：基本概念、国内外农业机械的发展趋向。

思考题：1、精确农业的概念？2、精确农业的工作过程？3、精确农业的工艺流程图？第一章耕地机械（8学时）第一节铧式犁的基本构造和类型一、铧式犁的主要类型目前耕地机械的主要类型为铧式犁、圆盘犁、凿型犁。

铧式犁的主要类型为牵引犁、半悬挂犁和悬挂犁等，根据农业生产的不同要求、自然条件变化、动力配备情况等，铧式犁在形式上又派生出一些具有现代特征的新型犁：双向犁、栅条犁、调幅犁、滚子犁、高速犁等。

二、铧式犁的基本组成铧式犁主要由组成：犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、牵引悬挂装置等。

主犁体为铧式犁的核心工作部件。

三、铧式犁的型号表达方式部颁农机序列标准：1-耕整机械，2-种植施肥机械，3-田间管理和植保机械，4-收获机械，5-种子加工机械，6-农副产品加工机械，7-装卸运输机械，8-排灌机械，9-畜牧机械四、主犁体的结构及功用犁铧：切开土垡引导土垡上升至犁壁，犁壁：破碎和翻扣土垡，犁侧板：平衡侧向力，犁柱：联结犁架与犁体曲面，犁托：联结犁体曲面与犁柱，犁踵：耐磨件，防止犁侧板尾部磨损，可更换。

第二节犁体曲面的工作原理一、犁体曲面的类型犁铧与犁壁共同组成了犁体曲面，由于曲面的参数不同、性能不同，犁体曲面可分为：翻土型、碎土型和通用型（又称：螺旋型、熟地型、半螺旋型）。

二、犁体曲面的的工作原理从两面楔到三面楔的工作过程，理想土垡的翻转过程，理想土垡的宽深比的确定。

第三节犁体曲面的形成原理及设计方法一、犁体曲面的形成原理犁体曲面的形状对加工土壤的质量有至关重要的影响。

目前，所应用的犁体曲面的形状是经过长时间积累、不断修改、不断完善而形成的，是一个空间任意曲面，不可能用数学的方法来真实的描述，只能是用近似的方法，用做图原理来形成犁体曲面。

土壤特性测定及耕作性能实验指导书土壤-机器-植物系统技术实验室2013.3实验一土壤紧实度测定一、实验目的土壤紧实度又称土壤坚实度或土壤硬度，它是指土壤抵抗外物穿透的阻力，其值的大小与柱塞（或锥体）插入土壤时所需的垂直应力值相等，单位为kg/cm2。

测定土壤紧实度，可以了解土壤的物理机械性质，推断农业机械在土壤上的行驶能力，预测农业机械行走系统可能压实的深度，估测作业部件的耕作阻力及作物根系的穿插阻力，为合理的设计农业机械行走系统、耕作部件，评价土壤的耕性，检查耕作质量和运用合理的农业技术措施等提供重要的土壤参数和依据。

本实验采取测定实验地各代表性点的不同土层的紧实度，并与土壤含水量测定点相结合，找出两者之间的变化规律和相关关系。

二、设备、工具TYD-2土壤硬度计、记录笔、记录本、板尺、盒尺。

三、仪器参数及功能TYD-2土壤硬度计，其最大负荷50kg；分辨率0.01kg；精度±0.5%；测定深度0 ~ 45cm；电池连续工作时间4 ~ 8h。

1.【开机】键：打开电源；2.【设置】键：系统数据更改、修正、确定；3.【通讯】键：可切换屏幕数字正、倒反转；4.【单位】键：执行计测单位的切换选择N（牛顿）、kg（公斤）、lb（磅）；5.【峰值】键：设定峰值测量模式（若显示不为零时，按【置零】键清零），按此键一次为PEAK；两次为AUTO PEAK；三次为负荷实时值。

6.PEAK—表示手动峰值保持，按此键亦可退出记忆键直接进入测试；7.AUTO PEAK—表示自动峰值保持，按此键资料会被储存起来；8.无PEAK和AUTO PEAK显示时，表示为负荷实时值；9.【储存】键：储存PEAK（手动峰值状态）下所测得数据；10.【记忆】键：存储的测试数据（记忆数据）会依次被调出来显示在屏幕上，“MEM”字样闪烁首先显示记忆次数，2秒后自动显示记忆数据。

11.【清零】键：屏幕上的测试值被归零，按此键4秒钟，存储测试的数据可以全部清零；12.【关机】键：关闭电源；13.【LO BAT】：提示电压不足，需重新充电；14.【OE】：表示数据储存已满，本机储存数据为896个；TYD-2土壤硬度计可与电脑连接，将测试数据输入计算机；查看、打印测试次数、平均值、最大值、最小值以及判断测试结果是否符合设定要求。

铧式犁的高效节能技术与机械性能改进铧式犁作为一种农业机械，广泛应用于耕地翻耕、土壤松土和覆土等工作中。

然而，传统的铧式犁在使用过程中存在一些问题，如能耗高、效率低、负荷大等。

为了提高铧式犁的效率和节能性能，科学家们进行了一系列的研究，并提出了一些高效节能技术和机械性能改进方法。

首先，一个重要的改进方法是优化铧式犁的设计。

通过改善犁铧的形状和结构，可以改变土壤的翻动方式，减小翻动阻力，从而降低能耗。

采用曲面设计的犁铧能够更好地适应不同土壤状况，减小土壤粘附力，提高翻动效率。

此外，使用轻量化材料制造犁板，降低整体重量，也能够减小能耗。

其次，引入电动技术是另一个提高铧式犁效率和节能性能的重要方法。

传统的铧式犁通常采用农用拖拉机作为动力源，然而，拖拉机的能耗较高，效率较低。

而利用电动机驱动铧式犁，能够减小能耗，提高效率。

电动铧式犁具有响应速度快、起步平稳、控制精度高等优点，能够更好地适应不同的农田作业要求，并且减少能源浪费。

另外，使用智能化技术也是改进铧式犁机械性能的重要手段。

通过搭载传感器、控制系统和自动化设备，能够实现对犁深、翻转速度、行走速度等参数的自动调节和控制。

智能化铧式犁能够根据土壤条件的变化实时调整工作方式，提高犁耕的准确性和一致性，减少重复作业，从而提高效率和节能性能。

此外，合理的保养和维修也是确保铧式犁长期高效运行的关键。

定期检查和更换犁铧、犁刀等损耗件，保持其尖端锋利，能够减小翻动阻力；清洁和润滑机械部件，确保其灵活运转；调整和校准系统参数，确保铧式犁的工作正常稳定，都能够提高机械性能和节能效果。

综上所述，铧式犁的高效节能技术和机械性能改进是一个多方面的工作，需要结合优化设计、电动技术、智能化和维护等手段共同进行。

通过改善铧式犁的结构、使用电动技术、智能化控制和合理的保养，能够显著提高铧式犁的效率和节能性能，满足耕地翻耕、土壤松土和覆土等工作的需求。

这些改进措施不仅能够提升农田作业效率，还能够减少能耗，促进农业可持续发展。