基于翼型结构的旋耕刀设计及运动过程分析

【目的】旋耕机是农业生产活动中必不可少的农用机械，本研究旨在减小旋耕刀工作时的驱动功耗，提高旋耕机的作业效率和质量并延长旋耕机的使用寿命。【方法】课题组使用三维建模软件SolidWorks建立IT245国标旋耕刀三维模型，参考机翼形特征曲线方程将轮廓曲线添加于IT245国标旋耕刀的正切刃上，创新设计了具备翼型结构特征的仿翼型旋耕刀片。【结果】翼型结构提供的垂直于正切削面向内的升力在水平方向产生分力F_x，在竖直方向上产生分力F_y。F_x为旋耕刀克服了一部分工作阻力，对旋耕刀的正切削面产生一个向前的助推力，帮助切削刃向前切割土壤；F_y为旋耕机克服旋耕刀重力提供了一个向上的支撑力，相当于减轻了旋耕刀自身的重量，实现了旋耕刀工作时的轻量化。【结论】翼型结构为降低旋耕刀工作时的驱动功耗、减小驱动力矩、降低能量损耗提供了有利条件和理论依据。