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高速水稻插秧机插植部关键机构的设计分析与研究

苏达子  
【摘要】:水稻是我国第一大粮食作物,在农业生产和国民经济中占有举足轻重的地位。但我国水稻机械化种植与收获水平不高的现状严重影响了我国水稻产业的发展。分插机构和移箱机构作为高速水稻插秧机的核心工作部件,其工作性能的好坏直接影响插秧机的插秧效果。本文以高速插秧机核心技术为主题,对高速水稻插秧机的椭圆齿轮分插机构和螺旋轴式移箱机构的关键理论和技术进行了研究。在查阅相关资料和文献的基础上,介绍了国内外水稻插秧机的发展状况和存在的问题。简要介绍了分插机构和移箱机构的工作原理,对比分析了传统分插机构和高速分插机构的优缺点,指出了水稻插秧机械的发展趋势。根据椭圆齿轮传动理论和齿形折算法,针对椭圆齿轮无法使用CAD软件直接建模的问题,阐述了联合应用CAXA电子图版和UG软件对椭圆齿轮进行三维实体建模的方法。根据插植农艺对插秧机秧针轨迹的要求,以椭圆齿轮节曲线为研究对象,通过逆向思维设计,分析了椭圆齿轮的传动特性和设计方法,提出了参数相同但回转中心位置不同的椭圆齿轮也可以满足插秧农艺要求的观点,为后续椭圆齿轮分插机构的研究提供了理论依据。根据农艺对横向送秧量的要求,综合利用MATLAB软件曲线拟合功能和UG软件的曲线投影功能建立了螺旋轴回转过渡曲线的数学模型和实体模型。从降低磨损和减小破坏失效的设计理念出发,对螺旋轴的直径进行了校核。使用UG建立分插机构和移箱机构各零部件的实体模型并进行虚拟装配,通过ADAMS对虚拟样机进行运动学和动力学仿真分析,并对椭圆齿轮和纵输送轴组件进行了优化。利用ANSYS软件分别对螺旋轴和滑块进行了模态分析和强度校核。


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