第一章 耕地机械
引 言
第一节 铧式犁的基本构造和类型
第二节 犁体曲面的工作原理
第三节 犁体曲面的形成原理
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
引言
耕地 是大田农业生产中最基本
也是最重要的工作环节之一 。 其目
的就是在传统的农业耕作栽培制度
中通过深耕和翻扣土壤, 把作物残
茬, 病虫害以及遭到破坏的表土层
深翻, 而使得到长时间恢复的低层
土壤翻到地表, 以利于消灭杂草和
病虫害, 改善作物的生长环境 。
目前所使用的耕地机械，
由于其作业的工作原理不同类
型主要分为三大类,
铧式犁
圆盘犁
凿形犁
铧式犁应用历
史最长, 技术最为
成熟, 作业范围最
广, 铧式犁是通过
犁体曲面对土壤的
切削, 碎土和翻扣
实现耕地作业的 。 视频
圆盘犁是以
球面圆盘作为工
作部件的耕作机
械, 它依靠其重
量强制入土, 入
土性能比铧式犁
差, 土壤摩擦力
小, 切断杂草能
力强, 可适用于
开荒, 粘重土壤
作业, 但翻垡及
覆盖能力较弱,
价格较高 。 视频
凿形犁，又称
深松犁。工作
部件为一凿齿
形深松铲，安
装在机架后横
梁上，凿形齿
在土壤中利用
挤压力破碎土
壤，深松犁低
层，没有翻垡
能力。
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。 视频
圆盘犁和凿形犁在欧洲国家
应用较多，在中国虽有应用，但
量较少，本章重点介绍铧式犁的
基本结构、工作原理、设计方法
和理论分析等。本章除课堂教学
外，尚有二个实验实习 —— 类型
和结构；悬挂犁的调整。一个课
程设计 —— 犁体曲面测绘。
第一节 铧式犁的基本构造和类型
一、铧式犁的基本组成
二、铧式犁的基本类型
三、铧式犁的型号表达
四、主犁体的结构及功用
第一节 铧式犁的基本构造和类型
一、铧式犁的类型
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。
半悬挂犁 —— 运输状态下，机具的重量前部
分由拖拉机承 担，后半部分由机具承担。
铧式犁的工作特点
铧式犁的类型与特点 — 视频
二、铧式犁的基本构成
机架 牵引悬
挂装置
主犁体 行走限
深装置
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
举例说明,
机具类别名称
分类号
组 别 号
耕整机械
1
L-犁,B-耙, G-悬耕机, K-开沟机, Z-筑
埂机, P-平地机
种植施肥机械
2
B-播种机, Z-栽植机, F-施肥机
田间管理和植
保机械
3
Z-中耕机, W-喷雾机, F-喷粉机, M-弥
雾机, Y-喷烟机
收获机械
4
G-收割机, S-割晒机, L-谷物联合收获
机, Y-玉米收获机, M-棉花收获机, H-
花生收获机
1 L —— 3 2 0
单铧犁设计耕宽（ cm）
铧式犁犁铧数量
组别号
分类号
目前，国内耕作机械中铧式犁一般单犁体耕宽 b=20-
30cm,a=18-25cm，最大耕宽为 40cm，最大耕深为 50cm。
四、主犁体的结构及用途
主犁体的构成及作用
主犁体各部分的功用,
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。
思考题
1、铧式犁的基本构造和类型？
2、主犁体的结构及各部件的功用？
第二节 犁体曲面的工作原理
一、犁体曲面的类型
二、犁体曲面的的工作原理
第二节 犁体曲面的工作原理
一, 曲面类型
前面我们已经介绍过，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，
曲面可分为：翻土型、碎土型和
通用型（教材称：螺旋型、熟地
型、半螺旋型）。
翻土型 —— 犁铧起土
角较小, 犁胸部平缓,
易于引导土垡上升,
但翼部扭曲较为明显,
目的在于将上升至曲
面顶部的土垡实现翻
扣 。 这种形式的曲面,
土垡的运动轨迹为一
条螺旋线, 故又称螺
旋犁 。 他主要用于开
荒, 深翻, 消灭杂草
和病虫害 。
碎土型 —— 犁胸部
较陡，翼部几乎为
直立状，土垡沿曲
面上升过程中表现
为上压下挤，从而
使土垡破碎。一般
用于土壤状况较好、
杂草较少且以松土
为主的耕地作业，
故又称熟地型犁。
通用型 —— 形状和性能
基本界于翻土型和碎土
型之间，故又称半螺旋
型，目前包括山东在内
的华东、华中地区应用
较多。
二, 犁体曲面的工作
原理
犁体曲面由铧刃
线, 胫刃线, 接缝线,
顶边线和翼边线组成 。
铧刃线在水平面开出
沟底, 胫刃线在沿前
进方向上铅垂面内开
出沟墙, 形成一耕宽
为 b,耕深为 a的矩形
断面土垡条 。 很显然,
犁体曲面的功能就是
起土, 碎土和翻土 。
理想土垡的翻转过程,
b
a
因为土垡在翻转过程中是要变形的，为了研
究的方便，我们作了如下假设,
1,土垡块在翻转过程中始终保持
矩形断面；
2,始终有一个棱角与沟底相接触，
既只有滚动而无滑动 。
—— 理想土垡的翻转
a
b
土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地
表杂草和病虫害,实现土垡的稳定铺放既
彻底翻扣（不要出现回垡现象）是犁体曲
面工作和设计时的关键所在。是否回垡主
要取决于曲面的形状，或者说是取决于曲
面的设计参数 。
我们观察这样一种现象：设土垡
断面深度为 a，宽度为 b1,b2,b3，在
翻转到某个时刻为土垡的临界状态。
回垡 临界 稳定铺放
a b
1
a
b2
a
b3
当土垡翻转至最终位置时, 如果
支撑点在右侧, 则可保证为稳定铺放,
在正上方则为临界状态 （ 不稳定状
态 ）, 在左侧可产生回垡现象 。 很显
然, 在耕深不变的情况下, 耕宽的改
变可对土垡的稳定铺放产生重要的影
响 。 通过正确的确定土垡的尺寸, 决
定犁体曲面的大小和形状, 以保证土
垡的稳定铺放 。
我们以临界状态为研究对象, 确定土垡翻
转过程中不产生回垡的基本条件, 为犁体曲面
的设计提供依据 。
b
a
A
B
C
D
E
b
∵ △ ABC∽ △ ADE故有对应
边成比例，并设 b/a=k，
则导出,
AB/AC=AE/DE
AC=b,AE=b,ED=a
k4-k2-1=0
k≈1.27
baAB 22 ??
我们称 b/a=k为理想土垡的宽深
比 。 实际上土壤是不均质的, 土垡
在翻转过程中是要变形的, 有的变
形很严重, 含水率高的粘重土壤变
形较小, k≥ 1,27,对沙质土, 土
壤很难成形, 犁体通过后立刻堆积,
k≤ 1,27,一般 k=1。
思考题
1、犁体曲面的主要类型？
2、理想土垡翻转的假设条件？
3、土垡宽深比的概念？它对工作
质量有何 影响？
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
二、犁体曲面的设计要点
第三节 犁体曲面的形成原理及设计方法
一, 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, 目前曲面的形状是
经过长时间积累, 不断修改, 不断完善
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 。
可近似的认为,
犁体曲面的形成原理是由动线
在空间按照一定的规律运动而
成。
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,
W
H
N
θ
导曲线
水平
元线
Θ= f（ z）
N ⊥ H
X
Z
Y
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）
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 θ =f（ z）。
水平直元线形成犁体曲面的三大要素 —
—
水平直元线
导曲线
元线角的变化规律 θ=f （ z）
需要特别指出的是, 导曲线所在的
位置对犁体曲面的性能有较大的影响,
当导曲线在铧尾处时, 所形成的犁体曲
面为翻土型的, 在距铧尖 2/3处时为碎土
型, 界于二者之间的为通用型 。 我们将
在犁体曲面测绘课程设计时联合讲解具
体的设计方法和测绘方法 。
二、犁体曲面的设计要点
1、主视图的绘制
2,俯视图
及其它视
图的绘制
思考题
1、犁体曲面形成的基本原理？
2,水平直元线形成犁体曲面的三大要素？
3、导曲线的位置对曲面工作性质的影响？
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
一,犁体外载特性
二、犁耕牵引阻力及高略契金有理公式
三、犁耕土壤比阻的概念
四、影响牵引阻力的因素和减少阻力的措施
五、犁耕机组的配套计算
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
一, 外载特性 —— 受力特征
由于犁体曲面是一个既不规则又不
对称的空间任意曲面，犁耕过程中，土
壤对曲面的作用力成为一空间任意力系，
在一般情况下，他们不可能简化成为一
个合力。 这样一个外载测量是十分困难
的，只能用近似的方法来解决，目前，
国内最常用的方法是六分力法 。
原理,利用物体在空间受外力作用时, 他将有六
个自由度的结论, 如果将这六个自由度全部给以
约束, 则该物体将处于静止状态, 这说明六个约
束力与可使物体产生运动的外力是等价的, 若能
测得这六个约束力, 我们就可获得物体所受到的
外力 。
例如,一个空间物体受到重力作用时
他将下落, 这个外力的大小我们不得
而之, 但如果给该物体一个约束力使
该物体处于相对静止状态, 测量这个
约束力的大小, 我们就可获得外力的
大小, 如图所示,P为约束力 。
M
mg
P
P
R
采取同样的方法, 将犁体和犁架置于测量空间, 由于土壤
空间力系的作用, 机组可能产生上下前后左右的运动, 如
果在可能运动的方向上施加等价约束, 那么机架将处于相
对静止的状态, 测量这些约束力, 即可获得犁体所受到的
外力 。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的要
求不同，所表达的方法也不同，主要有三种
方法,
1,六分力法：
将 X,Y,Z三个
方向的力向铧
尖简化, 可得
主矢量的 3个分
量 Rx,Ry,Rz和
主矩的 3个分量
Mx,My,Mz。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的
要求不同，所表达的方法也不同，主要有
三种方法,
2、坐标平面法：将测得的外力分别向三个坐标平面
投影（简化）得 3个平面力系,Rxy,Rxz,Ryz。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的
要求不同，所表达的方法也不同，主要有
三种方法,
3,力螺旋法：将
测得的所有外力向
犁体曲面某一点简
化, 将 3个分力和 3
个分力矩合成一个
主矢力 R和一个主
力矩 M。, Rx可作
为决定牵引力大小
的重要依据 。
二, 犁耕牵引阻力
研究力的特性及大小的目的有 2个,
一是给机组设计提供依据, 二是为使
用提供依据 。 例如 Rx就可作为犁耕牵引
阻力 。
☆ 犁耕牵引阻力 —— 耕作时，作用在犁
上的总阻力的纵向水平分力，该力与拖
拉机前进方向相反，可由拖拉机的牵引
力来平衡。
农机机组在工作时，作用于工作部件
上的土壤阻力的纵向水平分力与拖拉机的
动力中心线共线，且牵引阻力与拖拉机牵
引力大小相等，方向相反。
Rxy
Ry
Rx
Rxy
P
由于到目前为止，我们对土壤的物理机械性质了解不
够，无法得到犁耕牵引阻力的数学力学模型，只能用测量
结果处理后的经验公式来描述。目前，最经典的经验表达
式是,
高略契金有理公式
R
x=fG +koab +εabv2 （ kg）
动态阻力项
静态阻力项
综合摩擦项
Rx=fG +koab +εabv2
式中,f— 综合摩擦系数, 0,3— 0,5
G— 犁体重量 （ 公斤 ）
fG— 摩擦项
Koab— 静态阻力项
Ko— 静态阻力系数, 一般为 0,2— 0,7
a— 单犁体耕深 （ cm）
b— 单犁体耕宽 （ cm）
εabv2— 动态阻力项
ε— 动态阻力系数, 250— 400
v— 机组速度 （ m/s）
该公式经常用作
理论分析，实用
价值不大，一般
犁耕土壤比阻法
来表示犁耕牵引
阻力的大小。
三、犁耕土壤比阻 —— 单位耕作
横断面上的纵向水平分力。
（ kg/cm2，或 N/cm2）。
b
a Rx
K=Rx /a.b.n
Rx—— 土壤阻力 kg
a—— 单犁体耕深 cm
b—— 单犁体耕宽 cm
n—— 犁铧数量
四、影响牵引阻力的因素
和减少阻力的措施
1,影响牵引阻力的因素,
犁体曲面形状, 表面光滑程度,
铧刃锋锐程度, 耕深, 耕宽,
前进速度, 土壤状况等 。
2,减少阻力的措施,
⑴ 降低无效阻力：减轻犁的重
量, 增强曲面光滑程度, 提高铧
刃的锋锐程度 （ 自磨刃 ） 等 。
软质材料
硬质材料
仿生学应用 —— 脱土减阻
pronotum
labrum
臭蜣螂（雄）表面形态
Copris ochus Motschulsky
雌
性
臭
蜣
螂
(a) 雌性臭蜣螂前胸背板
(b) 步甲腹部
(c) 雄性臭蜣螂前胸背板
(d) 达乌尔黄鼠毛
(e) 穿山甲鳞片
b c d
e corrugated
dimpled scaly scaly
根据蜣螂体表特性设计的仿生犁
Convex dome a
⑵ 设计合理的犁体曲面：犁翼后
撇, 可减少土垡运动的侧向速度 vy，
避免侧向过分抛扔土垡, 减少抛扔
的能量消耗, vy≤ 1m/s；
V
Vy
Vx
普通犁 高速犁
⑶ 改变犁体曲面的结构形式,栅
条犁、滚子犁、气（水）隔犁、电
极犁、自激振荡犁等；
滚子犁
土垡的运动由滑动
摩擦改为滚动摩擦
水隔犁（气隔犁）
喷液体或气体
电
极
犁
自激振荡犁
振动子
通过高频振荡，
减少犁体曲面与土壤
的接触时间，从而达
到降低摩擦阻力的目
的，这种方式在农村
所使用的畜力犁上由
人工操作，非常普遍。
⑷ 正确的挂结和调整。
五, 犁耕机组的配套计算
配套计算是指动力与机具之
间的合理利用, 为设计犁耕机组
和正确地使用机组提供理论依据 。
依据可能与需要等价的基本原则,
我们来确定犁耕机组的配套计算
公式 。
设,a,b—— 单犁体耕深和耕宽 （ cm） ；
n—— 犁铧个数；
λ —— 牵引力利用系数, 0.8-0.9；
Pt—— 拖拉机额定牵引力 （ kg） ；
K—— 土壤犁耕比阻 （ kg/cm2） ；
一般 K=0.3-0.4 kg/cm2。
※ 可能产生的牵引阻力,
Rx = kabn（ kg）
※ 为平衡牵引阻力所必须的
拖拉机牵引能力 Pt（ kg）
可能 = 需要
则有,λ Pt = kabn
[n] =λ Pt/ kab
注意：取整时
只能舍不能入！
参考资料
拖拉机型号 额定牵引力 Pt 单位
泰山 — 12/15/18 300/350/400 kg
泰山 — 25/30A 600/900 kg
上海 — 50 1176 kg
铁牛 — 55 1372 kg
东方红 — 80 4000 kg
举例：某研究所欲设计与泰山 — 30A轮式拖拉机相配套
的铧式犁机组，已知配套动力为 900kg,牵引力利用系
数 λ=0.9，农业要求的耕深为 a=20cm,设计耕宽为
b=30cm，土壤比阻 K=0.4kg/cm2，试确定机组的犁铧数
量 n？
解,∵ n =λ Pt/ kab
=0.9× 900/0.4× 20× 30
=3.375 ∴ [n]=3
注意：即便是 n= 3.99,[n]=3
思考题
1、犁体外载的特性及表达方法？
2、犁耕牵引阻力及 高略契金有理公式？该公式主要说明了
什么？
3,犁耕土壤比阻？影响犁耕牵引阻力的因素及减少阻力的
主要措施？
4、犁耕机组的配套计算？
5、某研究所欲设计与上海 — 50轮式拖拉机相配套的铧式犁机
组，已知配套动力为 1176kg,牵引力利用系数 λ=0.8，农业要
求的耕深为 a=20cm,设计耕宽为 b=30cm，土壤比阻
K=0.4kg/cm2，试确定机组的犁铧数量 n？
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
一、耕深调节与耕宽调节
二、悬挂参数的选择
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
一, 耕深调节与耕宽调节
1,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, 力调节, 高度调
节 。
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 。
力调节 —— 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 。 但力传感
器可根据土壤的坚硬程度自动调
节耕深, 但需限深轮配合使用 。
高度调节 —— 液压悬挂装置与农机具为铰
连接, 液压系统处于浮动状态 （ 液压油缸
的进出油阀全部打开 ）, 通过改变限深轮
相对机架的高度来调节耕深 。
2,耕宽调节 —— 不是调节机组的工
作幅宽, 而是为防止漏耕和重耕进
行的悬挂犁挂接调节 。
B B
B
重耕
B B
漏耕
二、悬挂参数的选择
A
B
C
拖拉机三点悬挂装置
c
b
a
农具的三个悬挂点
纵垂面
水平面
拖拉机与悬挂犁之间多为三点式后悬
挂, 即由农机具的 2个下悬挂轴, 1个上悬
挂销分别与拖拉机的 2个下拉杆和 1个上拉
杆进行铰连接, 在连接的过程中, 三个挂
接点在空间的位置和安装尺寸的确定非常
关键, 此处我们称之为悬挂参数, 设计不
当, 使用不当就会出现严重的错误 。 不能
正常工作甚至根本就不能工作, 如：不能
入土, 入土后耕深不稳, 耕宽不稳等 。
1、纵垂面内悬挂参数的确定
纵垂面内悬挂参数的合理选择是决定铧
式犁能否正常入土和耕深稳定的关键 。 纵垂
面内的悬挂参数主要是指上悬挂点与 2个下悬
挂点连线的垂直距离的大小 。
h
我们观察一下悬挂犁正常入土的情况,
a—— 预定耕深,γ —— 初始入土角,γ 0——
最终工作隙角,S—— 入土行程。
)(
2
1
0
?? ?? a c t gS
入土行程 —— 指机组的最后一
个犁体从铧尖触地始至达到规
定耕深时止所经过的水平距离 。
一般说来, 入土行程越小, 入土性能越好, 而入土
行程的大小主要取决于两个基本条件：入土隙角和入土
压力 。 入土压力我们可以增减犁的重量来控制, 入土隙
角则靠悬挂参数来决定, 正常的入土角前倾, 设为正值,
γ=5-80,入土后, γ→γ 0→ 0~1o,入土角的正负与悬挂参
数的大小有关 。
γ
mg
三点悬挂机组的悬挂参数有 3种状态,
瞬心在前方 瞬心在后方 瞬心在无穷远处
哪一种符合悬挂犁正常入土的条件？
各有什么特点？ 我们通过对 3种情况分别进
行做机构运动简图的方式来确定悬挂参数
的大小 。
⑴ 瞬心在无穷远处
a
结论：入土角
没有变化，耕
深不稳定。
⑵ 瞬心在后方,
结论,入土角
为负值，不能
正常入土。
⑶ 瞬心在前方,
结论,入土角
为正值，犁体
能正常工作。
1、水平面内悬挂参数的确定
b
水平面内的悬挂参数是指拖拉机 2个下拉
杆与农机具 2个下悬挂点连接时, 2个悬挂点
在水平面内的投影 。 四边形机构的瞬心位置
对犁耕机组的工作质量也有较大的影响 。
一般说来，水平面内悬挂参数的选择
结果不同可使机构运动瞬心 π 2有 3个位置：
在机构的前方、后方、无穷远处，对工作
质量的影响结果分别如下,
瞬心在前方 瞬心在后方 瞬心在无穷远处
⑴ 瞬心在前方
F
n
m
Rx
π2
设某一时刻, 土
壤阻力 Rxy和犁侧板沟
壁反力 F正好使悬挂
机构在水平面内处于
平衡状 态, 则有,
∑ Mπ 2=0,Rxy与 F的合
力 Rx通过瞬心 π 2才能
使机构平衡稳定 。 则
有,Rxy.m－ F.n=0
Rxy
Rx
m
n
F
Rxy
π2
+△ Rxy
+△ F
当某一时刻土壤质地
发生了变化，引起了 Rxy有
增量 （ +Δ Rxy或 -Δ Rxy）
时，如 +Δ Rxy，则将使机
构绕瞬心 π 2 做顺时针运
动，通过机构简图做图法
知，犁侧板尾部将压向沟
墙,从而也使 F产生新的
增量 +Δ F，因此有,
同样，当 Rxy有一负增量 -Δ Rxy时，
在 F 的作用下，机构将绕瞬心做反
时针运动,F将产生一减量（ -Δ F），
∑ Mπ 2=0。
（ Rxy+Δ Rxy）,m -（ F+Δ F）,n=0。
⑵ 瞬心在后方
n
m π2
Rxy
F
设某一时刻, 土
壤阻力 Rxy和犁侧板沟
壁反力 F正好使悬挂机
构在水平面内处于平
衡状态, 则 有,
∑ Mπ 2=0,Rxy与 F的合
力 Rx通过瞬心 π 2才能
使机构平衡稳定 。 则
有,Rxy.m－ F.n=0
n
m π2
Rxy
F
+△ Rxy －△ F
当某一时刻,Rxy有
一增量 Δ + Rxy，其结果
将迫使机构绕瞬心做反
时针运动，通过机构运
动图不难看出，犁侧板
将离开沟墙,F 将有一
负增量－ Δ F,此时
∑ Mπ 2≠0,而且将造成
机构绕瞬心做进一步的
反时针旋转，形成恶性
循环，犁将处于斜行状
态，机构的扭曲变形将
随时发生，无法正常工
作。
⑶ 瞬心在无穷远处
Rxy F
此时, 机构为一平
行四边形机构, 外力稍
有变化即可造成机构的
左右摆动, 是一种极不
稳定的机构 。 当某一时
刻 Rxy有一正增量时, F
也将有一增量, 但由于
机构做平行四边形运动,
犁侧板的土壤反力增量
不大, 与 Rxy的增量不相
适应, ∑ Mπ 2≠ 0。
结论
为了调整的方便及机构自
身平衡的需要，在纵垂面内的
四连杆机构和在水平面内的四
连杆机构的运动瞬心都必须在
机构的前方。
思考题
1、耕深调节与耕宽调节的概念？
2、入土行程？影响入土行程的因素
有哪二个？
3、为什么三点悬挂机构的瞬心必须
设在机构的前方？
引 言
第一节 铧式犁的基本构造和类型
第二节 犁体曲面的工作原理
第三节 犁体曲面的形成原理
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
引言
耕地 是大田农业生产中最基本
也是最重要的工作环节之一 。 其目
的就是在传统的农业耕作栽培制度
中通过深耕和翻扣土壤, 把作物残
茬, 病虫害以及遭到破坏的表土层
深翻, 而使得到长时间恢复的低层
土壤翻到地表, 以利于消灭杂草和
病虫害, 改善作物的生长环境 。
目前所使用的耕地机械，
由于其作业的工作原理不同类
型主要分为三大类,
铧式犁
圆盘犁
凿形犁
铧式犁应用历
史最长, 技术最为
成熟, 作业范围最
广, 铧式犁是通过
犁体曲面对土壤的
切削, 碎土和翻扣
实现耕地作业的 。 视频
圆盘犁是以
球面圆盘作为工
作部件的耕作机
械, 它依靠其重
量强制入土, 入
土性能比铧式犁
差, 土壤摩擦力
小, 切断杂草能
力强, 可适用于
开荒, 粘重土壤
作业, 但翻垡及
覆盖能力较弱,
价格较高 。 视频
凿形犁，又称
深松犁。工作
部件为一凿齿
形深松铲，安
装在机架后横
梁上，凿形齿
在土壤中利用
挤压力破碎土
壤，深松犁低
层，没有翻垡
能力。
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。 视频
圆盘犁和凿形犁在欧洲国家
应用较多，在中国虽有应用，但
量较少，本章重点介绍铧式犁的
基本结构、工作原理、设计方法
和理论分析等。本章除课堂教学
外，尚有二个实验实习 —— 类型
和结构；悬挂犁的调整。一个课
程设计 —— 犁体曲面测绘。
第一节 铧式犁的基本构造和类型
一、铧式犁的基本组成
二、铧式犁的基本类型
三、铧式犁的型号表达
四、主犁体的结构及功用
第一节 铧式犁的基本构造和类型
一、铧式犁的类型
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。
半悬挂犁 —— 运输状态下，机具的重量前部
分由拖拉机承 担，后半部分由机具承担。
铧式犁的工作特点
铧式犁的类型与特点 — 视频
二、铧式犁的基本构成
机架 牵引悬
挂装置
主犁体 行走限
深装置
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
举例说明,
机具类别名称
分类号
组 别 号
耕整机械
1
L-犁,B-耙, G-悬耕机, K-开沟机, Z-筑
埂机, P-平地机
种植施肥机械
2
B-播种机, Z-栽植机, F-施肥机
田间管理和植
保机械
3
Z-中耕机, W-喷雾机, F-喷粉机, M-弥
雾机, Y-喷烟机
收获机械
4
G-收割机, S-割晒机, L-谷物联合收获
机, Y-玉米收获机, M-棉花收获机, H-
花生收获机
1 L —— 3 2 0
单铧犁设计耕宽（ cm）
铧式犁犁铧数量
组别号
分类号
目前，国内耕作机械中铧式犁一般单犁体耕宽 b=20-
30cm,a=18-25cm，最大耕宽为 40cm，最大耕深为 50cm。
四、主犁体的结构及用途
主犁体的构成及作用
主犁体各部分的功用,
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。
思考题
1、铧式犁的基本构造和类型？
2、主犁体的结构及各部件的功用？
第二节 犁体曲面的工作原理
一、犁体曲面的类型
二、犁体曲面的的工作原理
第二节 犁体曲面的工作原理
一, 曲面类型
前面我们已经介绍过，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，
曲面可分为：翻土型、碎土型和
通用型（教材称：螺旋型、熟地
型、半螺旋型）。
翻土型 —— 犁铧起土
角较小, 犁胸部平缓,
易于引导土垡上升,
但翼部扭曲较为明显,
目的在于将上升至曲
面顶部的土垡实现翻
扣 。 这种形式的曲面,
土垡的运动轨迹为一
条螺旋线, 故又称螺
旋犁 。 他主要用于开
荒, 深翻, 消灭杂草
和病虫害 。
碎土型 —— 犁胸部
较陡，翼部几乎为
直立状，土垡沿曲
面上升过程中表现
为上压下挤，从而
使土垡破碎。一般
用于土壤状况较好、
杂草较少且以松土
为主的耕地作业，
故又称熟地型犁。
通用型 —— 形状和性能
基本界于翻土型和碎土
型之间，故又称半螺旋
型，目前包括山东在内
的华东、华中地区应用
较多。
二, 犁体曲面的工作
原理
犁体曲面由铧刃
线, 胫刃线, 接缝线,
顶边线和翼边线组成 。
铧刃线在水平面开出
沟底, 胫刃线在沿前
进方向上铅垂面内开
出沟墙, 形成一耕宽
为 b,耕深为 a的矩形
断面土垡条 。 很显然,
犁体曲面的功能就是
起土, 碎土和翻土 。
理想土垡的翻转过程,
b
a
因为土垡在翻转过程中是要变形的，为了研
究的方便，我们作了如下假设,
1,土垡块在翻转过程中始终保持
矩形断面；
2,始终有一个棱角与沟底相接触，
既只有滚动而无滑动 。
—— 理想土垡的翻转
a
b
土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地
表杂草和病虫害,实现土垡的稳定铺放既
彻底翻扣（不要出现回垡现象）是犁体曲
面工作和设计时的关键所在。是否回垡主
要取决于曲面的形状，或者说是取决于曲
面的设计参数 。
我们观察这样一种现象：设土垡
断面深度为 a，宽度为 b1,b2,b3，在
翻转到某个时刻为土垡的临界状态。
回垡 临界 稳定铺放
a b
1
a
b2
a
b3
当土垡翻转至最终位置时, 如果
支撑点在右侧, 则可保证为稳定铺放,
在正上方则为临界状态 （ 不稳定状
态 ）, 在左侧可产生回垡现象 。 很显
然, 在耕深不变的情况下, 耕宽的改
变可对土垡的稳定铺放产生重要的影
响 。 通过正确的确定土垡的尺寸, 决
定犁体曲面的大小和形状, 以保证土
垡的稳定铺放 。
我们以临界状态为研究对象, 确定土垡翻
转过程中不产生回垡的基本条件, 为犁体曲面
的设计提供依据 。
b
a
A
B
C
D
E
b
∵ △ ABC∽ △ ADE故有对应
边成比例，并设 b/a=k，
则导出,
AB/AC=AE/DE
AC=b,AE=b,ED=a
k4-k2-1=0
k≈1.27
baAB 22 ??
我们称 b/a=k为理想土垡的宽深
比 。 实际上土壤是不均质的, 土垡
在翻转过程中是要变形的, 有的变
形很严重, 含水率高的粘重土壤变
形较小, k≥ 1,27,对沙质土, 土
壤很难成形, 犁体通过后立刻堆积,
k≤ 1,27,一般 k=1。
思考题
1、犁体曲面的主要类型？
2、理想土垡翻转的假设条件？
3、土垡宽深比的概念？它对工作
质量有何 影响？
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
二、犁体曲面的设计要点
第三节 犁体曲面的形成原理及设计方法
一, 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, 目前曲面的形状是
经过长时间积累, 不断修改, 不断完善
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 。
可近似的认为,
犁体曲面的形成原理是由动线
在空间按照一定的规律运动而
成。
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,
W
H
N
θ
导曲线
水平
元线
Θ= f（ z）
N ⊥ H
X
Z
Y
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）
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 θ =f（ z）。
水平直元线形成犁体曲面的三大要素 —
—
水平直元线
导曲线
元线角的变化规律 θ=f （ z）
需要特别指出的是, 导曲线所在的
位置对犁体曲面的性能有较大的影响,
当导曲线在铧尾处时, 所形成的犁体曲
面为翻土型的, 在距铧尖 2/3处时为碎土
型, 界于二者之间的为通用型 。 我们将
在犁体曲面测绘课程设计时联合讲解具
体的设计方法和测绘方法 。
二、犁体曲面的设计要点
1、主视图的绘制
2,俯视图
及其它视
图的绘制
思考题
1、犁体曲面形成的基本原理？
2,水平直元线形成犁体曲面的三大要素？
3、导曲线的位置对曲面工作性质的影响？
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
一,犁体外载特性
二、犁耕牵引阻力及高略契金有理公式
三、犁耕土壤比阻的概念
四、影响牵引阻力的因素和减少阻力的措施
五、犁耕机组的配套计算
第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力
一, 外载特性 —— 受力特征
由于犁体曲面是一个既不规则又不
对称的空间任意曲面，犁耕过程中，土
壤对曲面的作用力成为一空间任意力系，
在一般情况下，他们不可能简化成为一
个合力。 这样一个外载测量是十分困难
的，只能用近似的方法来解决，目前，
国内最常用的方法是六分力法 。
原理,利用物体在空间受外力作用时, 他将有六
个自由度的结论, 如果将这六个自由度全部给以
约束, 则该物体将处于静止状态, 这说明六个约
束力与可使物体产生运动的外力是等价的, 若能
测得这六个约束力, 我们就可获得物体所受到的
外力 。
例如,一个空间物体受到重力作用时
他将下落, 这个外力的大小我们不得
而之, 但如果给该物体一个约束力使
该物体处于相对静止状态, 测量这个
约束力的大小, 我们就可获得外力的
大小, 如图所示,P为约束力 。
M
mg
P
P
R
采取同样的方法, 将犁体和犁架置于测量空间, 由于土壤
空间力系的作用, 机组可能产生上下前后左右的运动, 如
果在可能运动的方向上施加等价约束, 那么机架将处于相
对静止的状态, 测量这些约束力, 即可获得犁体所受到的
外力 。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的要
求不同，所表达的方法也不同，主要有三种
方法,
1,六分力法：
将 X,Y,Z三个
方向的力向铧
尖简化, 可得
主矢量的 3个分
量 Rx,Ry,Rz和
主矩的 3个分量
Mx,My,Mz。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的
要求不同，所表达的方法也不同，主要有
三种方法,
2、坐标平面法：将测得的外力分别向三个坐标平面
投影（简化）得 3个平面力系,Rxy,Rxz,Ryz。
☆ 犁体外载根据不同的测量方法或分析的
要求不同，所表达的方法也不同，主要有
三种方法,
3,力螺旋法：将
测得的所有外力向
犁体曲面某一点简
化, 将 3个分力和 3
个分力矩合成一个
主矢力 R和一个主
力矩 M。, Rx可作
为决定牵引力大小
的重要依据 。
二, 犁耕牵引阻力
研究力的特性及大小的目的有 2个,
一是给机组设计提供依据, 二是为使
用提供依据 。 例如 Rx就可作为犁耕牵引
阻力 。
☆ 犁耕牵引阻力 —— 耕作时，作用在犁
上的总阻力的纵向水平分力，该力与拖
拉机前进方向相反，可由拖拉机的牵引
力来平衡。
农机机组在工作时，作用于工作部件
上的土壤阻力的纵向水平分力与拖拉机的
动力中心线共线，且牵引阻力与拖拉机牵
引力大小相等，方向相反。
Rxy
Ry
Rx
Rxy
P
由于到目前为止，我们对土壤的物理机械性质了解不
够，无法得到犁耕牵引阻力的数学力学模型，只能用测量
结果处理后的经验公式来描述。目前，最经典的经验表达
式是,
高略契金有理公式
R
x=fG +koab +εabv2 （ kg）
动态阻力项
静态阻力项
综合摩擦项
Rx=fG +koab +εabv2
式中,f— 综合摩擦系数, 0,3— 0,5
G— 犁体重量 （ 公斤 ）
fG— 摩擦项
Koab— 静态阻力项
Ko— 静态阻力系数, 一般为 0,2— 0,7
a— 单犁体耕深 （ cm）
b— 单犁体耕宽 （ cm）
εabv2— 动态阻力项
ε— 动态阻力系数, 250— 400
v— 机组速度 （ m/s）
该公式经常用作
理论分析，实用
价值不大，一般
犁耕土壤比阻法
来表示犁耕牵引
阻力的大小。
三、犁耕土壤比阻 —— 单位耕作
横断面上的纵向水平分力。
（ kg/cm2，或 N/cm2）。
b
a Rx
K=Rx /a.b.n
Rx—— 土壤阻力 kg
a—— 单犁体耕深 cm
b—— 单犁体耕宽 cm
n—— 犁铧数量
四、影响牵引阻力的因素
和减少阻力的措施
1,影响牵引阻力的因素,
犁体曲面形状, 表面光滑程度,
铧刃锋锐程度, 耕深, 耕宽,
前进速度, 土壤状况等 。
2,减少阻力的措施,
⑴ 降低无效阻力：减轻犁的重
量, 增强曲面光滑程度, 提高铧
刃的锋锐程度 （ 自磨刃 ） 等 。
软质材料
硬质材料
仿生学应用 —— 脱土减阻
pronotum
labrum
臭蜣螂（雄）表面形态
Copris ochus Motschulsky
雌
性
臭
蜣
螂
(a) 雌性臭蜣螂前胸背板
(b) 步甲腹部
(c) 雄性臭蜣螂前胸背板
(d) 达乌尔黄鼠毛
(e) 穿山甲鳞片
b c d
e corrugated
dimpled scaly scaly
根据蜣螂体表特性设计的仿生犁
Convex dome a
⑵ 设计合理的犁体曲面：犁翼后
撇, 可减少土垡运动的侧向速度 vy，
避免侧向过分抛扔土垡, 减少抛扔
的能量消耗, vy≤ 1m/s；
V
Vy
Vx
普通犁 高速犁
⑶ 改变犁体曲面的结构形式,栅
条犁、滚子犁、气（水）隔犁、电
极犁、自激振荡犁等；
滚子犁
土垡的运动由滑动
摩擦改为滚动摩擦
水隔犁（气隔犁）
喷液体或气体
电
极
犁
自激振荡犁
振动子
通过高频振荡，
减少犁体曲面与土壤
的接触时间，从而达
到降低摩擦阻力的目
的，这种方式在农村
所使用的畜力犁上由
人工操作，非常普遍。
⑷ 正确的挂结和调整。
五, 犁耕机组的配套计算
配套计算是指动力与机具之
间的合理利用, 为设计犁耕机组
和正确地使用机组提供理论依据 。
依据可能与需要等价的基本原则,
我们来确定犁耕机组的配套计算
公式 。
设,a,b—— 单犁体耕深和耕宽 （ cm） ；
n—— 犁铧个数；
λ —— 牵引力利用系数, 0.8-0.9；
Pt—— 拖拉机额定牵引力 （ kg） ；
K—— 土壤犁耕比阻 （ kg/cm2） ；
一般 K=0.3-0.4 kg/cm2。
※ 可能产生的牵引阻力,
Rx = kabn（ kg）
※ 为平衡牵引阻力所必须的
拖拉机牵引能力 Pt（ kg）
可能 = 需要
则有,λ Pt = kabn
[n] =λ Pt/ kab
注意：取整时
只能舍不能入！
参考资料
拖拉机型号 额定牵引力 Pt 单位
泰山 — 12/15/18 300/350/400 kg
泰山 — 25/30A 600/900 kg
上海 — 50 1176 kg
铁牛 — 55 1372 kg
东方红 — 80 4000 kg
举例：某研究所欲设计与泰山 — 30A轮式拖拉机相配套
的铧式犁机组，已知配套动力为 900kg,牵引力利用系
数 λ=0.9，农业要求的耕深为 a=20cm,设计耕宽为
b=30cm，土壤比阻 K=0.4kg/cm2，试确定机组的犁铧数
量 n？
解,∵ n =λ Pt/ kab
=0.9× 900/0.4× 20× 30
=3.375 ∴ [n]=3
注意：即便是 n= 3.99,[n]=3
思考题
1、犁体外载的特性及表达方法？
2、犁耕牵引阻力及 高略契金有理公式？该公式主要说明了
什么？
3,犁耕土壤比阻？影响犁耕牵引阻力的因素及减少阻力的
主要措施？
4、犁耕机组的配套计算？
5、某研究所欲设计与上海 — 50轮式拖拉机相配套的铧式犁机
组，已知配套动力为 1176kg,牵引力利用系数 λ=0.8，农业要
求的耕深为 a=20cm,设计耕宽为 b=30cm，土壤比阻
K=0.4kg/cm2，试确定机组的犁铧数量 n？
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
一、耕深调节与耕宽调节
二、悬挂参数的选择
第五节 悬挂犁悬挂参数的选择
一, 耕深调节与耕宽调节
1,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, 力调节, 高度调
节 。
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 。
力调节 —— 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 。 但力传感
器可根据土壤的坚硬程度自动调
节耕深, 但需限深轮配合使用 。
高度调节 —— 液压悬挂装置与农机具为铰
连接, 液压系统处于浮动状态 （ 液压油缸
的进出油阀全部打开 ）, 通过改变限深轮
相对机架的高度来调节耕深 。
2,耕宽调节 —— 不是调节机组的工
作幅宽, 而是为防止漏耕和重耕进
行的悬挂犁挂接调节 。
B B
B
重耕
B B
漏耕
二、悬挂参数的选择
A
B
C
拖拉机三点悬挂装置
c
b
a
农具的三个悬挂点
纵垂面
水平面
拖拉机与悬挂犁之间多为三点式后悬
挂, 即由农机具的 2个下悬挂轴, 1个上悬
挂销分别与拖拉机的 2个下拉杆和 1个上拉
杆进行铰连接, 在连接的过程中, 三个挂
接点在空间的位置和安装尺寸的确定非常
关键, 此处我们称之为悬挂参数, 设计不
当, 使用不当就会出现严重的错误 。 不能
正常工作甚至根本就不能工作, 如：不能
入土, 入土后耕深不稳, 耕宽不稳等 。
1、纵垂面内悬挂参数的确定
纵垂面内悬挂参数的合理选择是决定铧
式犁能否正常入土和耕深稳定的关键 。 纵垂
面内的悬挂参数主要是指上悬挂点与 2个下悬
挂点连线的垂直距离的大小 。
h
我们观察一下悬挂犁正常入土的情况,
a—— 预定耕深,γ —— 初始入土角,γ 0——
最终工作隙角,S—— 入土行程。
)(
2
1
0
?? ?? a c t gS
入土行程 —— 指机组的最后一
个犁体从铧尖触地始至达到规
定耕深时止所经过的水平距离 。
一般说来, 入土行程越小, 入土性能越好, 而入土
行程的大小主要取决于两个基本条件：入土隙角和入土
压力 。 入土压力我们可以增减犁的重量来控制, 入土隙
角则靠悬挂参数来决定, 正常的入土角前倾, 设为正值,
γ=5-80,入土后, γ→γ 0→ 0~1o,入土角的正负与悬挂参
数的大小有关 。
γ
mg
三点悬挂机组的悬挂参数有 3种状态,
瞬心在前方 瞬心在后方 瞬心在无穷远处
哪一种符合悬挂犁正常入土的条件？
各有什么特点？ 我们通过对 3种情况分别进
行做机构运动简图的方式来确定悬挂参数
的大小 。
⑴ 瞬心在无穷远处
a
结论：入土角
没有变化，耕
深不稳定。
⑵ 瞬心在后方,
结论,入土角
为负值，不能
正常入土。
⑶ 瞬心在前方,
结论,入土角
为正值，犁体
能正常工作。
1、水平面内悬挂参数的确定
b
水平面内的悬挂参数是指拖拉机 2个下拉
杆与农机具 2个下悬挂点连接时, 2个悬挂点
在水平面内的投影 。 四边形机构的瞬心位置
对犁耕机组的工作质量也有较大的影响 。
一般说来，水平面内悬挂参数的选择
结果不同可使机构运动瞬心 π 2有 3个位置：
在机构的前方、后方、无穷远处，对工作
质量的影响结果分别如下,
瞬心在前方 瞬心在后方 瞬心在无穷远处
⑴ 瞬心在前方
F
n
m
Rx
π2
设某一时刻, 土
壤阻力 Rxy和犁侧板沟
壁反力 F正好使悬挂
机构在水平面内处于
平衡状 态, 则有,
∑ Mπ 2=0,Rxy与 F的合
力 Rx通过瞬心 π 2才能
使机构平衡稳定 。 则
有,Rxy.m－ F.n=0
Rxy
Rx
m
n
F
Rxy
π2
+△ Rxy
+△ F
当某一时刻土壤质地
发生了变化，引起了 Rxy有
增量 （ +Δ Rxy或 -Δ Rxy）
时，如 +Δ Rxy，则将使机
构绕瞬心 π 2 做顺时针运
动，通过机构简图做图法
知，犁侧板尾部将压向沟
墙,从而也使 F产生新的
增量 +Δ F，因此有,
同样，当 Rxy有一负增量 -Δ Rxy时，
在 F 的作用下，机构将绕瞬心做反
时针运动,F将产生一减量（ -Δ F），
∑ Mπ 2=0。
（ Rxy+Δ Rxy）,m -（ F+Δ F）,n=0。
⑵ 瞬心在后方
n
m π2
Rxy
F
设某一时刻, 土
壤阻力 Rxy和犁侧板沟
壁反力 F正好使悬挂机
构在水平面内处于平
衡状态, 则 有,
∑ Mπ 2=0,Rxy与 F的合
力 Rx通过瞬心 π 2才能
使机构平衡稳定 。 则
有,Rxy.m－ F.n=0
n
m π2
Rxy
F
+△ Rxy －△ F
当某一时刻,Rxy有
一增量 Δ + Rxy，其结果
将迫使机构绕瞬心做反
时针运动，通过机构运
动图不难看出，犁侧板
将离开沟墙,F 将有一
负增量－ Δ F,此时
∑ Mπ 2≠0,而且将造成
机构绕瞬心做进一步的
反时针旋转，形成恶性
循环，犁将处于斜行状
态，机构的扭曲变形将
随时发生，无法正常工
作。
⑶ 瞬心在无穷远处
Rxy F
此时, 机构为一平
行四边形机构, 外力稍
有变化即可造成机构的
左右摆动, 是一种极不
稳定的机构 。 当某一时
刻 Rxy有一正增量时, F
也将有一增量, 但由于
机构做平行四边形运动,
犁侧板的土壤反力增量
不大, 与 Rxy的增量不相
适应, ∑ Mπ 2≠ 0。
结论
为了调整的方便及机构自
身平衡的需要，在纵垂面内的
四连杆机构和在水平面内的四
连杆机构的运动瞬心都必须在
机构的前方。
思考题
1、耕深调节与耕宽调节的概念？
2、入土行程？影响入土行程的因素
有哪二个？
3、为什么三点悬挂机构的瞬心必须
设在机构的前方？
