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本研究以高速分插机构——正齿行星轮分插机构为依托,基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件平台,建立了正齿行星轮分插机构的三维数字化虚拟样机,并对其进行了较为系统的运动学及动力学仿真分析,得到的相关仿真分析数据对正齿行星轮分插机构优化设计提供了重要的参考,并为高速插秧机分插机构的设计与制造提供一种新的方法与手段。将虚拟样机技术理论与农业机械产品的研制有机结合,在理论和实践两个方面都具有重要的意义。论文的主要内容包括:
(1)对正齿行星轮分插机构机理和虚拟样机技术理论进行深入研究,在此基础上利用Pro/E三维实体设计软件完成正齿行星轮分插机构各零件建模,并进行分插机构的虚拟装配,形成正齿行星轮分插机构的虚拟装配模型。
(2)使用Pro/E软件与ADAMS软件的专用接口模块Mech/Pro,成功的解决了Pro/E件软与ADAMS软件之间数据传输问题。把在Pro/E中建立的正齿行星轮分插机构虚拟装配模型文件,导入到ADAMS软件中,施加约束、作用力和运动激励,并对机构性能进行虚拟检测,在试验中检验计算机模型,同时互相修正,最终形成分插机构虚拟样机。
(3)对椭圆齿轮传动的角位移关系、传动比变化和正齿行星轮分插机构的运动过程进行分析,并对推秧装置和分插机构各个工作过程中的关键部件进行了受力分析,为动力学仿真分析提供理论基础。
(4)椭圆齿轮传动的仿真分析,是实现正齿行星轮分插机构的关键,通过对椭圆齿轮的理论分析和对ADAMS软件的研究,解决了非圆齿轮或偏心齿轮的非匀速传动的仿真问题,并与理论结果进行了对比分析。
(5)使用ADAMS件软对分插机构虚拟样机进行动态仿真和运动学、动力学分析,得出秧针运动轨迹图和秧针尖点位移、速度、加速度曲线图及各关键构件受力、力矩曲线图,并将结果与物理试验分析结果进行对比分析和研究,检验正齿行星轮分插机构的运动学和动力学模型的正确性。本研究得到的机构运动仿真分析方法和过程,适用于其他常见机构的新产品开发。