论文部分内容阅读
本论文在综述了现有的水稻插秧机分插机构的基础上,研究了水稻插秧机工作轨迹的形成原理,得出具有变速传动特点的非圆齿轮是分插机构的核心发明要素。同时,分析了现有分插机构上应用的非圆齿轮（偏心-非圆齿轮、椭圆齿轮）传动特性,并分析对比了变形椭圆齿轮的传动特点。利用变形椭圆齿轮传动比变化空间大的优点,设计了应用于步行式插秧机上的变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,该机构可以形成尾部具有环扣的静轨迹,从而使插秧穴口更小,更有利于保证秧苗的直立性。另外,开发了变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构辅助设计优化软件,便于对机构进行参数优化;同时,采用齿条刀具加工非圆齿轮的方法建立了变形椭圆齿轮齿廓曲线的数学模型,开发了变形椭圆齿轮齿廓设计软件,解决了变形椭圆齿轮齿廓设计问题。最后从虚拟样机和理论模拟两个角度验证了本论文设计的变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构的正确性。本论文主要工作内容和结论如下:1.对水稻插秧机分插机构的相对运动轨迹和绝对运动轨迹的形成过程进行了研究,得出具有变速传动特性的非圆齿轮是分插机构的核心发明要素,为新型分插机构的研究提供了方向。2.分析了现有分插机构上应用的非圆齿轮（偏心-非圆齿轮和椭圆齿轮）的传动比特性,并分析对比了变形椭圆齿轮的传动比特性,得出结论:变形椭圆齿轮的传动比变化空间更大,将其作为分插机构的传动部件,有利于分插机构形成更理想的插秧轨迹。3.采用齿条刀具加工非圆齿轮齿廓的方法建立了变形椭圆齿轮齿廓曲线数学模型,并利用Matlab开发了变形椭圆齿轮齿廓设计软件。4.利用VB语言开发了变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构辅助设计优化软件。经过优化,获得一组优化参数:a = 22mm,m 1 =1.3, e= 0.4,S = 160mm,δ 0 = 110°,α 0= -26°,φ0=15°,ω= 200 r/ min, R= 22mm, H= 130mm。按照该组优化参数设计的变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,其相对运动轨迹为具有环扣的海豚型曲线,取秧角为12.26°,推秧角为67.96°,两角差值为55.70°,插秧穴口小于15mm,绝对运动轨迹高度达到250mm,可以满足南方和北方地区不同的插秧要求。5.利用UG和Adams软件开发了变形椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构虚拟样机,并进行了运动学仿真。仿真运动轨迹与辅助设计优化软件计算得到的运动轨迹完全一致,从虚拟样机和理论模型两个角度相互验证了本设计的正确性。