變性偏心圓-非圓行星系分插機構(gòu)分析、設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、水稻是中國的主要糧食作物,水稻的播種面積超過了29962千公頃,占糧食播種面積的27.6％,稻谷產(chǎn)量18791萬噸,占糧食產(chǎn)量的40.7％,并且中國是世界上種植水稻最古老的國家,稻作歷史約有七千年,是世界栽培稻起源地之一。但是我國水稻生產(chǎn)機械化總體水平不高,基本采用人工育秧,插秧,收獲,勞動強度大,生產(chǎn)效率底下,而且伴隨著人力資源價格的提升,這種人工方式顯示出的弊病越來越明顯。水稻插秧機械化對擴大水稻種植面積,提高水稻產(chǎn)量,減輕水稻種植

2、強度,降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)業(yè)效益起著非常重要的作用。
　　 水稻插秧機的核心部件為分插機構(gòu),其性能的優(yōu)劣直接決定了插秧機的整機水平。目前在市場上銷售的高速插秧機的旋轉(zhuǎn)式分插機構(gòu)一般都是采用了日本研制的偏心齒輪分插機構(gòu)或橢圓齒輪分插機構(gòu)。上述的分插機構(gòu)一般只是考慮秧針軌跡是否能達到插秧的要求,而對秧針相對速度(秧針相對速度的大小決定了分插機構(gòu)的“傷秧率”的大小)并沒有進行考慮。為了降低分插機構(gòu)的“傷秧率”,提高水稻的產(chǎn)量,我們就必

3、須設(shè)計出一種新的分插機構(gòu)來達到滿足秧針軌跡的前提下降低秧針相對速度的目的。
　　 本文成功的設(shè)計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型分插機構(gòu)——變性偏心圓-非圓齒輪行星系分插機構(gòu),研究內(nèi)容主要有:
　　 1)通過對日本的高速插秧機旋轉(zhuǎn)式分插機構(gòu)以及目前常用的曲柄搖桿分插機構(gòu)的工作機理和運動特性分析,指出旋轉(zhuǎn)式分插機構(gòu)的核心技術(shù)是非勻速傳動機構(gòu)。
　　 2)本論文首次提出了將變性應用到偏心-非圓齒輪中,形成了一種新的變性偏心圓

4、-非圓齒輪,對齒輪節(jié)曲線的封閉性和凸凹性進行了驗證,并將這種新的齒輪應用到了分插機構(gòu)上。建立了變性偏心圓-非圓齒輪行星系分插機構(gòu)運動學模型,論述了變性偏心圓-非圓齒輪分插機構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點。
　　 3)以建立的齒輪和分插機構(gòu)的數(shù)學模型,分別自主開發(fā)了齒輪齒廓生成軟件和變性偏心圓-非圓齒輪行星系分插機構(gòu)的輔助分析與優(yōu)化軟件。介紹了非圓齒輪齒廓生成的包絡法原理和兩種軟件的基本功能模塊、特點。
　　 4)根據(jù)我國農(nóng)藝要求

5、,提出分插機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目標和方法,分析參數(shù)變化對分插機構(gòu)運動特性的影響,利用自主開發(fā)的軟件采用人機交互的優(yōu)化方法,優(yōu)化出分插機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù),來滿足高速插秧機的插秧工作要求。將變性偏心圓-非圓齒輪分插機構(gòu)與原來的分插機構(gòu)在秧針相對速度和軌跡上進行了對比,突出了這種新的變性偏心圓-非圓齒輪行星系分插機構(gòu)的優(yōu)勢。
　　 5)按照優(yōu)化得到的結(jié)構(gòu)參數(shù),進行變性偏心齒輪-非圓齒輪行星系分插機構(gòu)的整體設(shè)計,討論了設(shè)計中應該注意的問題,最后在