變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構的理論分析與優(yōu)化設計.pdf

1、本論文在綜述了現(xiàn)有的水稻插秧機分插機構的基礎上,研究了水稻插秧機工作軌跡的形成原理,得出具有變速傳動特點的非圓齒輪是分插機構的核心發(fā)明要素。同時,分析了現(xiàn)有分插機構上應用的非圓齒輪(偏心-非圓齒輪、橢圓齒輪)傳動特性,并分析對比了變形橢圓齒輪的傳動特點。利用變形橢圓齒輪傳動比變化空間大的優(yōu)點,設計了應用于步行式插秧機上的變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構,該機構可以形成尾部具有環(huán)扣的靜軌跡,從而使插秧穴口更小,更有利于保證秧苗的直立性。

2、另外,開發(fā)了變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構輔助設計優(yōu)化軟件,便于對機構進行參數(shù)優(yōu)化;同時,采用齒條刀具加工非圓齒輪的方法建立了變形橢圓齒輪齒廓曲線的數(shù)學模型,開發(fā)了變形橢圓齒輪齒廓設計軟件,解決了變形橢圓齒輪齒廓設計問題。最后從虛擬樣機和理論模擬兩個角度驗證了本論文設計的變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構的正確性。本論文主要工作內容和結論如下:
　　 1.對水稻插秧機分插機構的相對運動軌跡和絕對運動軌跡的形成過程進行了研究,

3、得出具有變速傳動特性的非圓齒輪是分插機構的核心發(fā)明要素,為新型分插機構的研究提供了方向。
　　 2.分析了現(xiàn)有分插機構上應用的非圓齒輪(偏心一非圓齒輪和橢圓齒輪)的傳動比特性,并分析對比了變形橢圓齒輪的傳動比特性,得出結論:變形橢圓齒輪的傳動比變化空間更大,將其作為分插機構的傳動部件,有利于分插機構形成更理想的插秧軌跡。
　　 3.采用齒條刀具加工非圓齒輪齒廓的方法建立了變形橢圓齒輪齒廓曲線數(shù)學模型,并利用Matlab開

4、發(fā)了變形橢圓齒輪齒廓設計軟件。
　　 4.利用VB語言開發(fā)了變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構輔助設計優(yōu)化軟件。經過優(yōu)化,獲得一組優(yōu)化參數(shù):a=22mm,m1=1.3,e=0.4,S=160mm,δ0=110°,a0=-26°,(ψ)=15°,ω=200r/min,R=22mm,H=130mm。按照該組優(yōu)化參數(shù)設計的變形橢圓齒輪傳動后插旋轉式分插機構,其相對運動軌跡為具有環(huán)扣的海豚型曲線,取秧角為12.26°,推秧角為67.96