非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、水稻機(jī)械化種植是提高插秧效率、增加農(nóng)民收入的主要措施之一。但是中國目前水稻機(jī)械化面積只占到水稻種植總面積的2.8％。目前在市場上銷售的各種乘坐式高速插秧機(jī)，其關(guān)鍵部件--分插機(jī)構(gòu)，大部分都是R本的偏心齒輪分插機(jī)構(gòu)或是橢圓齒輪分插機(jī)構(gòu)，并且都已被日本申報(bào)了專利保護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)乘坐式高速插秧機(jī)的國產(chǎn)化，就必須設(shè)計(jì)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的分插機(jī)構(gòu)，該分插機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)我國不同地區(qū)的插秧要求，能提高我國水稻種植機(jī)械化水平。本論文發(fā)明的非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)就

2、是在此背景下誕生的。并申報(bào)了兩個(gè)發(fā)明專利(200810162111.7；200810162112.1)。
　　 本論文首先分析了非圓齒輪節(jié)曲線的設(shè)計(jì)和齒廓的設(shè)計(jì)方法，然后以非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以運(yùn)動(dòng)軌跡為優(yōu)化目標(biāo)開發(fā)了非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件，并建立了虛擬樣機(jī)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析。本論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1)對非圓齒輪節(jié)曲線的設(shè)計(jì)和齒廓的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并對不同的非圓齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)

3、性進(jìn)行了比較。利用包絡(luò)法原理建立了非圓齒輪齒廓的數(shù)學(xué)模型并開發(fā)了非圓齒輪齒廓設(shè)計(jì)軟件。為非圓齒輪的高精度制造掃除了障礙。使非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用成為可能。
　　 2)為提高插秧質(zhì)量，對非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究，建立了巴斯噶蝸線齒輪分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，對該機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度進(jìn)行了研究。為非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件的開發(fā)提供了數(shù)學(xué)模型。
　　 3)提出分插機(jī)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。

4、然后利用VB6.0平臺開發(fā)了非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件。該軟件具有良好的工作界面，便于設(shè)計(jì)者進(jìn)行理論分析和參數(shù)優(yōu)化，圖形具有形象直觀，信息量大等特點(diǎn)。通過輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件，獲得一組優(yōu)化參數(shù)：a0=-70°，ψ0.49°，l=19.9969mm，b=3.2mm，S=155mm，δ0=0，ω=200r/min，α=40.4965mm，株距為13.mm，這組優(yōu)化參數(shù)下取秧角=12.58°，推秧角=72.08°，兩角差值59.50°，

5、相對運(yùn)動(dòng)軌跡為腰子形，絕對運(yùn)動(dòng)軌跡高度295mm，能夠適應(yīng)大苗的插秧要求，可以同時(shí)滿足南方和北方地區(qū)不同的插秧要求。
　　 4)按照優(yōu)化參數(shù)結(jié)果進(jìn)行了非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在AutoCAD下完成了裝配圖，同時(shí)分析了在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。
　　 5)建立了巴斯噶蝸線齒輪分插機(jī)構(gòu)的三維模型，完成了虛擬裝配和虛擬樣機(jī)的開發(fā)。基于ADAMS分析軟件對所設(shè)計(jì)的分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和分析，動(dòng)態(tài)仿真得到的運(yùn)動(dòng)軌跡和輔助設(shè)