高速寬窄行異形非圓錐齒輪分插機(jī)構(gòu)機(jī)理分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、寬窄行水稻插秧機(jī)相比等行距插秧機(jī)具有使水稻增產(chǎn)、防蟲害等優(yōu)勢(shì)，其核心工作部件高速寬窄行分插機(jī)構(gòu)是通過(guò)栽植臂機(jī)構(gòu)與行星輪系的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使栽植臂上秧針尖點(diǎn)形成合適的寬窄行軌跡以完成取秧和插秧工作?，F(xiàn)有的寬窄行分插機(jī)構(gòu)包括斜置式分插機(jī)構(gòu)和垂直式空間齒輪系分插機(jī)構(gòu)。斜置式分插機(jī)構(gòu)是通過(guò)原有等行距分插機(jī)構(gòu)的傾斜布置以達(dá)到斜取秧的要求，存在斜取秧動(dòng)作，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)取秧時(shí)容易引起傷苗率高，取秧不均勻等問(wèn)題。垂直式空間齒輪系分插機(jī)構(gòu)的斜取秧動(dòng)作得到一定的改

2、善，但其取秧直立度主要取決于空間齒輪系的傳動(dòng)比，傳動(dòng)比越大，直取秧效果越佳。
　　為進(jìn)一步增加空間齒輪行星系的傳動(dòng)比，本文在非圓錐齒輪的基礎(chǔ)上，提出一種基于球面節(jié)曲線的異形非圓錐齒輪。通過(guò)打破傳統(tǒng)齒輪（平面齒輪和空間齒輪）節(jié)曲線的封閉特性，運(yùn)用自由樣條擬合的方法獲得角度連續(xù)，向徑不連續(xù)的球面曲線，并根據(jù)非連續(xù)節(jié)曲線計(jì)算異形非圓錐齒輪齒廓，以獲取高傳動(dòng)比值的空間齒輪副，并應(yīng)用于高速寬窄行分插機(jī)構(gòu)當(dāng)中。本論文主要研究的內(nèi)容如下：

3、>　　1）研究國(guó)內(nèi)外各類寬窄行分插機(jī)構(gòu)工作原理，分析寬窄行機(jī)械插秧所需的理想插秧軌跡與姿態(tài)要求，提出一種基于球面節(jié)曲線的異形非圓錐齒輪，并應(yīng)用于空間行星輪系寬窄行分插機(jī)構(gòu)中，以進(jìn)一步提升栽植臂的直取秧姿態(tài)。
　　2）分析異形非圓錐齒輪齒輪副的傳動(dòng)特性和影響因子，并將異形非圓錐齒輪與斜齒交錯(cuò)齒輪組合成為一個(gè)空間不等速傳動(dòng)行星輪系，應(yīng)用于高速插秧機(jī)寬窄行分插機(jī)構(gòu)當(dāng)中，利用Denavit-Hartenberg矩陣變換法建立該分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

4、學(xué)模型。
　　3）分析異形非圓錐齒輪齒廓形成的特點(diǎn)。建立了異形非圓錐齒輪齒形和齒根過(guò)渡曲線的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，根據(jù)齒輪傳動(dòng)過(guò)程中重合度的關(guān)系，合理計(jì)算節(jié)曲線突變段齒形和齒根的形狀。利用Matlab編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序，利用該程序可以實(shí)現(xiàn)異形非圓錐齒輪齒廓設(shè)計(jì)。
　　4）通過(guò)分析栽植臂位置、姿態(tài)、速度編寫該機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助分析與模擬軟件。分析齒輪形狀參數(shù)和機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)軌跡取秧段橫向偏移量、軌跡插秧段穴口、取秧點(diǎn)至插秧點(diǎn)的橫向偏移量等