变形偏心非圆齿轮行星系分插机构设计和参数优化

提出了一种变形偏心非圆齿轮分插机构,利用变形特性对分插机构取秧、送秧、插秧和回程的时间进行了重新分配,减小了秧针的相对速度.对分插机构进行了运动学分析和建立了数学模型,应用VB编程语言开发了运动分析模拟软件及其优化程序.在程序界面上显示分插机构的各种运动特性和优化结果,提高了人机交互的效率,可以方便快捷地得到一组优化数据,提高机器开发成功率.     

偏心齿轮—非圆齿轮行星系分插机构运动机理分

简述了一种旋转式行星系分插机构,用于高速水稻插秧机前插式作业.分析了偏心齿轮-非圆齿轮行星系分插机构的工作机理和结构特点,建立了该机构的运动学模型.基于Visual Basic 6.0开发了该分插机构辅助分析与优化软件,通过人机交互方式,优化出满足高速插秧机插秧要求的结构参数为e=3 mm, R=19 mm,α0=-40°,φ0=36°, S=155 mm, H=180 mm.     

双偏心卵形齿轮行星系分插机构的分析研究

鉴于已有的高速水稻插秧机中的椭圆齿轮行星系分插机构在取秧过程中易出现伤秧、插秧过程中易出现倒秧或插不进秧的情况,借助于计算机辅助软件对双偏心卵形齿轮行星系在高速水稻插秧机旋转式分插机构上进行了应用研究,提出了以标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线作为基础,对无函数表达式节曲线的双偏心卵形齿轮行星系各项参数进行理论分析,建立双偏心卵形齿轮行星系的实体模型,为了将其与插秧机上其他零部件进行装配,给出了双偏心卵形齿轮行星系旋转式分插机构虚拟制造结果。对改装后的插秧机分插机构的虚拟样机进行仿真,与椭圆齿轮行星系分插机构在插秧性能方面进行比较。结果表明:由于双偏心卵形齿轮相对于标准椭圆齿轮的设计变量多,因而结构优化更灵活,安装在插秧机上稳定性好。因此,双偏心卵形齿轮行星系分插机构比椭圆齿轮行星系分插机构更能满足在高速化条件下插秧轨迹的要求。     

基于不等分模型的差动偏心齿轮系分插机构运动分析

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0.001 mm,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齿轮盒和栽植臂准确的相对运动关系,从而得到秧爪取秧和推秧准确的位置与姿态.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1.01 mm.     

椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构运动分析与试验

步行式水稻插秧机上使用的后插曲柄摇杆式分插机构存在工作时振动大的问题,为此设计了椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,分析了该分插机构的工作原理与结构特点,建立了机构的运动学模型,开发了机构辅助分析与参数优化软件,优化出满足步行式插秧机工作要求的结构参数,最后利用高速摄像技术对分插机构运动特性进行了试验验证.     

一种补偿分插机构非匀速齿轮传动侧隙的机构设计

针对高速插秧机非匀速齿轮传动型分插机构存在齿轮侧隙,导致栽植臂出现晃动影响取秧和插秧准确性的问题,通过将盘形凸轮与行星轮固结于一体在行星轮轴上,利用弹簧将铰接在行星架上的摆杆进行力封闭,设计了一种补偿分插机构非匀速齿轮传动侧隙的摆动从动件凸轮机构。通过静力矩分析得出摆动凸轮机构在行星架中的安装条件,估算了非匀速齿轮传动的侧隙和侧隙引起的行星轮转角误差。利用ADAMS软件仿真了分插机构各级齿轮啮合的接触力变化情况和行星轮轴力矩特性曲线。结果表明,在栽植臂阻力矩和惯性力矩的反驱动作用下,该侧隙补偿机构始终施加给予行星轮转向相反的补偿力矩,能使各级齿轮啮合力不为0,始终保持轮齿接触,不发生齿轮倒转引起的冲击,保证了栽植臂取秧位置稳定、插秧位置准确和分插机构的运行的稳定性。     

拖拉机用齿轮变位系数的选择

在拖拉机设计中，主传动系统大部分采用齿轮。由于标准齿轮传动有一定局限性。因此目前广泛采用变化齿轮。本文通过作者设计实践，就选择变位系数的条件与方法，高强度变位齿轮的变位系数的选择，使节点处于两对齿轮啮合区时齿轮变位系数的选择，对及齿轮接触疲劳强度的比较分析等进行了论述。     

基于ADAMS的椭圆齿轮分插机构运动仿真及改进

利用UG对高速旋转式水稻插秧机分插机构的各部件进行建模并完成整体装配,通过ADAMS进行运动学仿真。针对特定参数下轴心在焦点的椭圆齿轮分插机构秧针尖点的运动轨迹不符合农艺要求的问题,通过调整椭圆齿轮的轴心位置对分插机构进行改进。结果表明,改变椭圆齿轮的轴心位置可以达到较好的作业要求,为分插机构的改进与优化设计提供了依据。     

偏心齿轮系插秧机构的运动特性研究

以偏心齿轮的几何特性和啮合传动的参数方程为基础，导出了偏心齿轮行星轮系运动的参数方程，分析了其运动特性，并用以研究高速旋转式插秧机的运动特性。     

水稻秸秆整株还田机的设计与试验

阐述了1ZT-210型水稻秸秆整株还田机的总体结构设计。田间试验证明,水稻秸秆整株还田机的翻土和覆盖性能较好,可获得良好的土壤耕作层,耕深达18cm,秸秆在15cm深度以下覆盖率达95%。满足保护性耕作农艺要求,能够保证水稻移栽作业质量。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

2自由度夹子式水稻穴盘钵苗拔抛机械手设计与试验

根据2自由度机械手拔抛穴盘钵苗的特点和机理,设计了一种2自由度夹子式机械手,简述了其工作对象特征,主要结构组成及控制电路,对关键部件夹秧机构进行了设计,通过Pro/E建模及虚拟装配对秧夹的开闭合过程进行仿真,保证开闭合运动的精度和可靠性。在试验平台上,进行了不同穴盘类型、不同钵土含水率、不同秧夹弹簧拉伸力以及不同穴盘进给模式对机械手拔秧效果影响的试验研究。试验结果表明:穴盘类型和钵土含水率对拔秧成功率有显著影响(P0.01),采用红色穴盘育秧或保持钵土含水率大于30%可以提高拔秧成功率;夹秧机构上复位弹簧拉伸力在15 N和22 N间变化对拔秧成功率没有显著影响;采用自动进给穴盘模式不会对拔秧成功率产生显著影响,秧苗自动输送进给机构的性能满足钵苗行输送进给的要求。     

4SY-1.8改进型油菜割晒机主要装置设计与试验

针对油菜成熟度不一致而导致联合收获损失率大、收获期短的问题,对适合油菜分段收获的4SY-1.8型油菜割晒机进行了改进,提出了一种集成横向和纵向输送的组合式茎秆输送装置,分析确定了拨禾轮、切割装置、组合输送装置等关键部件的结构参数及运行参数。田间试验表明:油菜割晒机能实现有序中间条铺,收割机械直播油菜时,茎秆上层铺放角23.6°,下层铺放角17.1°,铺放角度差小于10°,根差小于0.12 m;收割人工直播油菜时,茎秆上层铺放角小于5°,下层铺放角小于2°,角度差小于5°,根差小于0.1 m。作业质量满足行业标准要求。     

水稻插秧机异形非圆锥齿轮宽窄行分插机构研究

针对现有旋转式高速宽窄行分插机构取秧过程总传动比无法进一步增大而限制了对秧针直取秧姿态作出进一步改善的问题,提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮传动机构,与交错齿轮组合成空间行星轮机构并应用于高速宽窄行分插机构中。以首尾连接两段光滑的非均匀B样条曲线建立封闭的异形非圆锥齿轮节曲线理论模型,调节节曲线过渡段齿形高度以实现齿轮连续传动。建立了分插机构理论模型,分析了异形非圆锥齿轮对插秧轨迹形状与姿态的影响。基于优化后的结构参数建立了分插机构三维模型和加工实物模型,分别对机构仿真轨迹和速度以及高速摄影获取的试验插秧轨迹和速度进行对比分析,同时,完成了基于旋转土槽的实际栽插试验,验证了分插机构建模的正确性以及机构的可行性。最后,通过与斜齿交错-非圆锥齿轮行星系宽窄行分插机构的插秧轨迹速度进行对比,得出该机构在取秧过程具有更优的直取秧动作。     

摘穗与秸秆粉碎复式作业机构设计与试验

设计了一种摘穗与秸秆粉碎复式作业机构.该机构主要由摘穗板、一对拉茎辊和一个切割刀辊组成.拉茎辊带有凸棱,凸棱上按一定间隔设有开口,切割刀辊上装有缺口圆盘刀片,刀片与拉茎辊凸棱的开口配合,茎秆下拉时,切割刀辊将茎秆切碎,一套机构实现摘穗和秸秆切碎2个功能.建立了茎秆下拉运动方程,分析了茎秆在机构间的运动规律,理论上证明了茎秆下拉的运动轨迹具有较好的直线度.初步试验表明,该机构的摘穗效果良好,籽粒损伤率和果穗损失率低、茎秆折断减少,功耗是摘穗机构与秸秆切碎机构分置时的35％,节能效果显著.     

基于节曲线凸性判别的行星轮系移栽机构解析

为了建立非圆齿轮凸性与理想移栽轨迹之间的直接联系,使行星轮系移栽机构更好地满足作业要求,提出一种基于非圆齿轮节曲线凸性指标的不等速行星轮系机构参数求解方法。根据给定的运动轨迹,建立全局坐标系;将轮系简化为二杆二自由度开链机构（2R机构）,建立基于移栽轨迹的机构运动求解模型,提出非圆齿轮节曲线凸性判定指标,确立轮系中心位置变化范围即解析区域。根据运动学原理,由二杆二自由度开链机构复演理想移栽轨迹,求解轮系传动比,建立不等速传动比计算与分配模型,得到杆长、杆长比、轮系传动比、非圆齿轮节曲线凸性值等移栽机构参数,建立可以形成给定移栽轨迹的移栽机构参数信息图。避免了调试非圆齿轮节曲线的盲目性、优化机构尺寸和结构设计中双臂干涉等问题,为设计可形成特定轨迹的轮系机构提供参考。对几种常见移栽轨迹进行计算分析,以“鹰嘴形”水稻钵苗移栽轨迹为例进行非圆齿轮行星轮系钵苗移栽机构的设计仿真与样机试验,仿真轨迹、试验轨迹与给定理想轨迹基本一致,验证了计算模型的正确性与设计机构的可行性。