高速水稻插秧机分插机构的仿真分析与优化设计

摘要

我国主要的粮食作物是水稻，水稻种植业是一种需要投入大量劳动力、精耕细作的集约型农业。几千年来，水稻作为我国很重要的粮食作物主要依靠人工种植和收割的，这样不仅速度慢而且种植效率低。近些年国家对水稻插秧机机械化研究投入正逐步加大。
　　对传统高速水稻插秧机在取秧阶段工作时容易造成伤秧、插秧工作过程容易出现漂秧或插不进秧的现象，本文提出了采用新型双偏心卵形齿轮行星系分插机构的设计方案。首先是基于标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线研究，对新型双偏心卵形齿轮行星系各项参数进行理论分析，通过Matlab软件编程，研究出了新型双偏心卵形齿轮行星系的构建思路。这种研究思路以标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线为基础并结合二分法、辛普生算法、无约束优化法等数值分析方法，构建成了新型双偏心卵形齿轮研究的思路。
　　根据新的研究思路，建立了双偏心卵形齿轮行星系三维模型，由于要对新型双偏心卵形齿轮分插机构进行仿真分析，故首先要对于双偏心卵形齿轮行星系进行装配，再对双偏心卵形齿轮分插机构的整体机构进行装配，最终给出新型双偏心卵形齿轮分插机构整机虚拟装配的结果。再利用ADAMS软件针对于新型双偏心卵形齿轮分插机构的整机进行仿真分析，分析结果表明，一方面由于双偏心卵形齿轮相对于其他传统齿轮行星系的设计变量多，结构优化更加灵活，高速工作时运转稳定性更好；另一方面如果秧针轨迹与秧箱的方向接触位置形成的夹角接近90°，那么在取秧时就会很好的避免对秧苗造成损伤，提高在栽植时秧苗的质量。又由于按照以上仿真结果分析得出，其不再严格符合三角直立性要求，故对双偏心卵形齿轮行星系分插机构的秧箱导轨进行了优化。减少了对秧苗的损伤，优化了插植后秧苗直立性，更加满足农艺要求。
　　论文通过对新型双偏心卵形齿轮分插机构的研究，不仅提高了插秧机高速运转时的整体稳定性，又在符合农艺要求的基础上，大大提高了秧苗的栽植质量。为企业提供了新的研究方法，可以大批量生产新型机器，提高水稻机械化水平的进程。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3 分插机构研究

1.4 本课题研究的主要内容及预期效果

1.5本章小结

第二章 非圆齿轮研究设计方法

2.1非圆齿轮的传动应用

2.2 非圆齿轮的设计方法

2.3 非圆齿轮的特点

2.4 本章小结

第三章 分插机构齿轮行星系的数学建模

3.1 非圆齿轮节曲线理论的分析

3.2双偏心卵形齿轮的设计

3.3 双偏心卵形齿轮程序的编写

3.4本章小结

第四章 双偏心卵形齿轮分插机构运动学分析

4.1 双偏心卵形齿轮行星系的组成及工作原理

4.2 双偏心卵形齿轮行星系分插机构动力学理论分析

4.3本章小结

第五章 分插机构三维仿真分析及优化设计

5.1分插机构三维模型的建立

5.2 整机模型基于ADAMS软件的仿真

5.3 仿真结果分析

5.4 试验分析

5.5 本章小结

第六章 全文总结及展望

6.1全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

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