链式开沟机链传动机理及初步仿生试验研究

本文为了解决目前普通开沟链条难以适应沟渠开挖设备的工矿问题,设计出一种新型开沟链条—刀式矿土复合型开沟链条,并开创性地提出了在土壤介质链传动过程中便于土壤颗粒移动的一种新式轮夹啮链条的链传动结构框架,而且针对此结构框架提出了链条的两种设计技术方案—相邻相同开沟链条、相间相同开沟链条。同时运用概率法解尺寸链的原理,详细推导出了此种链条节距、链长公差的计算公式,为进一步的设计提供了理论依据。 基于此种开沟链条,提出一种新型刀式矿土复合型链式开沟机的结构方案,并对此结构方案的链式开沟机的工作原理、总功率的确定等进行了理论研究。 本文还分析了土壤性质对土壤介质中链传动的影响,深入剖析了链传动过程中链刀切削土壤的切削机理,并建立了土壤颗粒由切下、输送到抛出的运动模型和所处不同状态时速度计算公式,而且针对土壤介质链传动过程中链条的受力情况、受力计算进行了详细的分析和推导。 最后为了减少土壤介质链传动过程中摩擦、磨损严重等问题,根据土壤动物体表几何非光滑结构单元减粘降阻脱附理论对链条表面进行了凸包仿生、波纹仿生和凹坑仿生,并进行了样件加工。在吉林大学地面机械仿生技术教育部重点试验室进行了仿生链节开沟牵引阻力的对比试验,并对试验结果进行了深入的分析,以确定合理的仿生方案。