旋转式分插机构作为高速插秧机的核心关键部件,一直是机插秧技术研究热点和难点问题。提出具有工程应用价值的新型高效分插机构,对促进国产高速插秧机技术水平、提升产品竞争力,具有重要的研究意义和广阔的市场前景。　　 本文在深入研究偏心齿轮传动特性的基础上,提出了一种具有齿侧间隙补偿结构的双转臂式差动偏心齿轮系分插机构。对偏心齿轮传动特性进行了新分析,提出一种准确计算偏心渐开线齿轮转角关系的不等分模型,将其应用到差动偏心齿轮系分插机构的运动分析中,给出了完整的旋转式分插机构设计方法,结合ADAMS动力学分析,验证了该新型分插机构设计和分析的正确性。本文具体研究工作如下:　　 (1)针对超级稻大株距稀植要求,提出了一种双转臂式差动偏心齿轮系分插机构。利用在齿轮盒内中心轮两侧同相位安装3级小偏心率齿轮,形成两自由度差动轮系驱动栽植臂的新结构,可以使秧爪获得适于分秧、插秧的运动轨迹和姿态,适合配置在高速插秧机上从株距200 mm到280 mm栽插苗高小于352mm的秧苗,特别适合超级稻稀植。由于偏心齿轮的偏心率比日本的偏心齿轮行星系分插机构更小,差动偏心齿轮系分插机构具有更好的传动平稳性。　　 (2)针对等分模型存在模型假设引起的转角误差问题,提出了一种准确计算偏心渐开线齿轮转角关系的不等分模型及解法,该模型校正了等分模型下配对齿工作齿廓的交叉或分离,当基准齿工作齿廓坐标点数为5000点时,啮合点搜索的坐标控制精度可达到0.001mm,转角误差精度可达到0.001°。计算表明,转角误差随着齿轮偏心率的增大而变大,多级传动时转角误差被逐级放大。不等分模型解法可以求得偏心齿轮系分插机构准确的齿轮盒和栽植臂相对运动关系,从而得到准确的秧爪取秧和推秧位置与姿态。正反侧从动齿轮输出转角在180°处不等于中心轮转角,使得正向侧和反向侧栽植臂的秧爪轨迹不重合,ADAMS仿真结果验证了不等分模型求解的正确性。当偏心率为0.1043时,两者的轨迹偏差不大于1.01mm。　　 (3)综合考虑分插机构的工作性能指标和结构实现要求,应用人机交互的可视化设计方法,给出了完整的分插机构优化设计过程,可以为不同结构的旋转式分插机构设计提供参考。基于不等分模型求解了齿轮盒围绕中心轮两侧的各级偏心齿轮传动关系,以齿侧法向间隙为非负最小和顶隙大于零为目标,优化了偏心齿轮传动的中心距。以秧爪取秧角和推秧角最小为优化目标,利用人机交互的可视化设计方法优化了二杆插秧机械手参数,使秧爪基本上顺着秧苗方向进出秧门,栽插直立度非常理想。利用反转法建立了行星轮非匀速输出转角驱动下推秧机构的运动学模型,优化了推秧机构的结构参数,得到了准确的凸轮轮廓和推秧动作关系,同时使凸轮机构具有合适的压力角,理论上克服了拨叉动作时产生的较大冲击。运动模拟表明,优化参数正确,分插机构运转良好,适合从株距200mm到280mm栽插苗高小于352mm的秧苗,特别适合超级稻稀植。　　 (4)应用SolidWorks和ADAMS平台进行双转臂式差动偏心齿轮系分插机构的协同设计与动态仿真,研究偏心齿轮副的齿侧间隙补偿方法及其动力学特性,保证机构运转可靠。用ADAMS中的Torsion Spring模块来替代错位扭转机构,该模块参数分别为刚度系数1000N·mm/°,阻尼系数1.0N·mm·s/°,初始角度10°,预载荷10N’。仿真结果表明添加有侧隙补偿装置的分插机构插秧轨迹更加平滑,有效的补偿齿轮副侧隙引起的机构运动误差问题。　　 (5)应用拆杆组法对分插机构进行了受力分析的几何表示,获得了ADAMS下各分析位置处的力学特性曲线。带侧隙补偿装置的分插机构各个齿轮轴心受力呈现类似正弦曲线的变化趋势且没有突变,表明机构运转平稳。同时,得到了分插机构的驱动力矩曲线和驱动功率,可为整机功率分配提供参考。分析了各级齿轮在工作过程中真实的齿轮接触力变化曲线,为齿轮强度校核和使用寿命评估提供计算基础。