非圓齒輪行星系分插機構的優(yōu)化設計和動態(tài)仿真.pdf

1、水稻機械化種植是提高插秧效率、增加農民收入的主要措施之一。但是中國目前水稻機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，其關鍵部件--分插機構，大部分都是R本的偏心齒輪分插機構或是橢圓齒輪分插機構，并且都已被日本申報了專利保護。為了實現乘坐式高速插秧機的國產化，就必須設計出具有自主知識產權的分插機構，該分插機構能夠適應我國不同地區(qū)的插秧要求，能提高我國水稻種植機械化水平。本論文發(fā)明的非圓齒輪分插機構就

2、是在此背景下誕生的。并申報了兩個發(fā)明專利(200810162111.7；200810162112.1)。
　　 本論文首先分析了非圓齒輪節(jié)曲線的設計和齒廓的設計方法，然后以非圓齒輪分插機構的運動學數學模型為基礎，以運動軌跡為優(yōu)化目標開發(fā)了非圓齒輪分插機構輔助設計與優(yōu)化軟件，并建立了虛擬樣機進行了動態(tài)仿真分析。本論文主要研究內容和結果如下：
　　 1)對非圓齒輪節(jié)曲線的設計和齒廓的設計進行了研究，并對不同的非圓齒輪傳動平穩(wěn)

3、性進行了比較。利用包絡法原理建立了非圓齒輪齒廓的數學模型并開發(fā)了非圓齒輪齒廓設計軟件。為非圓齒輪的高精度制造掃除了障礙。使非圓齒輪分插機構在實際生產中的應用成為可能。
　　 2)為提高插秧質量，對非圓齒輪行星系分插機構的運動特性進行了研究，建立了巴斯噶蝸線齒輪分插機構的運動學數學模型，對該機構的位移、速度、加速度進行了研究。為非圓齒輪分插機構輔助設計與優(yōu)化軟件的開發(fā)提供了數學模型。
　　 3)提出分插機構優(yōu)化的目標函數。

4、然后利用VB6.0平臺開發(fā)了非圓齒輪分插機構輔助設計與優(yōu)化軟件。該軟件具有良好的工作界面，便于設計者進行理論分析和參數優(yōu)化，圖形具有形象直觀，信息量大等特點。通過輔助設計與優(yōu)化軟件，獲得一組優(yōu)化參數：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)化參數下取秧角=12.58°，推秧角=72.08°，兩角差值59.50°，

5、相對運動軌跡為腰子形，絕對運動軌跡高度295mm，能夠適應大苗的插秧要求，可以同時滿足南方和北方地區(qū)不同的插秧要求。
　　 4)按照優(yōu)化參數結果進行了非圓齒輪分插機構的整體結構設計，并在AutoCAD下完成了裝配圖，同時分析了在設計中應該注意的問題。
　　 5)建立了巴斯噶蝸線齒輪分插機構的三維模型，完成了虛擬裝配和虛擬樣機的開發(fā)?；贏DAMS分析軟件對所設計的分插機構進行動態(tài)仿真和分析，動態(tài)仿真得到的運動軌跡和輔助設