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《浙江理工大学》 2012年
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斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构的设计与试验研究

马成稳  
【摘要】:目前,水稻宽窄行插秧一直未能实现机械化。我校研究团队首开国际先河,研制出高速机上使用的宽窄行分插机构,并于2010年5月下田试验获得成功。然而步行式宽窄行插秧机一直是一个空白,为了填补这个空白,推广机械化宽窄行插秧,造福广大人民。本文针对手扶步行式宽窄行插秧机的工作要求,将交错轴斜齿行星轮系应用于宽窄行分插机构的研究中,成功研制出步行式宽窄行分插机构——交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构。本文的具体研究方法及研究内容如下: 1)通过分析后插旋转式分插机构的工作特点,结合宽窄行种植技术的特殊要求,针对手扶步行式插秧机,采用交错轴斜齿行星轮系作为传动部件,设计出能够满足步行式宽窄行插秧机工作要求的分插机构——交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构。 2)对交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构进行方案设计,并介绍了该宽窄行分插机构的结构特点及工作原理。 3)对该分插机构的运动学特性进行展开分析,其中包括交错轴斜齿行星轮系齿轮中心距分析、传动比分析、角位移分析、角速度分析,斜齿轮螺旋角对行星轴倾角的影响分析等,并建立了该分插机构的运动学模型,得到了该分插机构秧针尖点的位移方程及速度方程。 4)应用Matlab编程技术,对该分插机构的主要影响参数进行了分析,基于Matlab7.1自主开发了斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构的辅助分析与优化软件,通过人机对话的方式,得到一组较优的能够满足步行式宽窄行插秧要求的结构参数。 5)根据优化出的结构参数,对该分插机构零部件进行结构设计。采用Matlab与VB.NET混编技术得到中间轮(非圆齿轮)齿廓,并采用对中间轮齿廓直接拉伸实现非圆齿轮的参数化变形设计。采用逆向旋转法,对分插机构凸轮廓线进行设计。 6)应用UG6.0对分插机构零部件进行三维实体建模,并在UG6.0中完成虚拟装配,得到该分插机构的虚拟样机装配体模型,然后把此虚拟样机装配体模型导入至ADAMS中,添加需要的约束,对其进行运动学仿真,得到秧针尖点的运动轨迹。将仿真结果与编程所得的结果进行对比分析,验证运动学模型的正确性,并分析该分插机构是否能够满足工作要求。 7)按照设计图纸加工分插机构各零部件,并装配得到该分插机构的实体模型。搭建交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构试验台,并利用高速摄像机及其辅助分析软件测试该分插机构的运动学特性,并将测试结果与理论分析结果及仿真试验结果进行对比分析。 本文研制出了交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构,该分插机构由传动部件和栽植臂部件组成。通过参数分析及优化得到一组能够实现宽窄行插秧的结构参数,并完成了零部件设计。通过虚拟样机试验及样机实体试验,验证了理论模型的正确性及实际工作的可靠性。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S223.91

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【参考文献】
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