針對一種創(chuàng)新設計的橢圓齒輪-不完全非圓齒輪行星系旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機構(gòu),運用動態(tài)靜力學分析方法和動力學方程組序列求解法,建立機構(gòu)的動力學模型,利用基于VB軟件的動力學分析軟件,計算得到機構(gòu)各運動構(gòu)件受力及運動副約束反力的變化曲線。搭建機構(gòu)動力學試驗臺,開展機構(gòu)空載動力學試驗,測試得到機構(gòu)在130、160、190 r/min 3種不同工作轉(zhuǎn)速下的動力學特性,通過分析得出:移栽臂工作產(chǎn)生的振動是支座X向振動的主要因素,是支座Y向振動的非主要因素。同時驗證了機構(gòu)動力學模型的正確性,為機構(gòu)的動力學性能優(yōu)化提供了可靠模型和試驗基礎。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機械學報. 2016,47(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

橢圓齒輪-不完全非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構(gòu)簡圖

可使秧針按照移栽要求的軌跡和姿態(tài)(取秧角和推秧角)運動，其中一個移栽臂工作過程與行星架轉(zhuǎn)角之間的關系如圖2所示。圖2移栽機構(gòu)工作循環(huán)圖Fig．2Workingcyclediagramoftransplantingmechanism移栽機構(gòu)正常運轉(zhuǎn)的一個工作周期包括:取秧過程、運秧過程、推秧過程和空運行過程。在運秧過程中，移栽臂始終夾緊秧苗，各內(nèi)部構(gòu)件雖無相對運動但相互作用力較大，彈簧處于最大壓縮狀態(tài)，凸輪與撥叉緊密接觸，由于接觸力(忽略摩擦力)的作用線通過凸輪的旋轉(zhuǎn)中心，故凸輪受到撥叉的力矩為零;驅(qū)動部分，凸鎖止弧與凹鎖止弧處于鎖止狀態(tài)，此時中間橢圓齒輪、行星橢圓齒輪以及移栽臂相對行星架均無相對轉(zhuǎn)動。在推秧和取秧過程中，凸輪相對撥叉轉(zhuǎn)動，使撥叉發(fā)生擺動，撥叉擺動后帶動推秧桿滑動，實現(xiàn)推秧和取秧動作，故需將凸輪、撥叉和推秧桿與移栽臂分離出來作受力分析。另外，在推秧過程中，太陽輪與中間輪通過瞬心線附加板傳動，在對太陽輪和中間輪進行分析時，需對瞬心線附加板傳動階段進行單獨分析。在空運行過程中，凸輪與撥叉不接觸，凸輪不受力，撥叉不發(fā)生擺動，應將撥叉、推桿與栽植臂殼體作為整體附加到行星輪上研究。2移栽機構(gòu)動力學建模2.1動力學分析的目的與思路橢圓齒輪-不完全非圓齒輪行星系移栽機構(gòu)動力學分析的目的是求出機構(gòu)在一個工作周期內(nèi)各運動構(gòu)件受力、運動副約束反力和驅(qū)動力。為了簡化問題，將移栽機構(gòu)機械系統(tǒng)視為具有理想、穩(wěn)定約束的剛體系統(tǒng)，重點研究各運動構(gòu)件間運動副約束反力在一個完整工作周期內(nèi)的變化規(guī)律。本文動力學分析的基本思路是:首先對移栽機構(gòu)4個運動過程中的各個運動構(gòu)件受力狀態(tài)進行分析;然后運用動態(tài)靜力學方法建立解析形式的剛體動力學微分方程，并按照動力學方程序列求解法確定?

?孤鐘氬Σ嫖尷嗷プ饔昧?取秧過程凸輪控制撥叉擺動，撥叉帶動推秧桿滑動(與推秧過程方向相反，故滑道阻力方向應反向)，需求解撥叉對凸輪的作用力矩;運秧過程凸輪與撥叉雖無相對運動但始終保持接觸，需求解撥叉對凸輪的作用力，由于作用線經(jīng)過凸輪轉(zhuǎn)動中心故作用力矩為零。限于篇幅，移栽臂動力學建模過程將另外撰文研究。2.3驅(qū)動部分動力學分析與建模2.3.1以行星輪為研究對象設行星輪與中間輪在嚙合點J處受力為FJx、FJy，與行星架的作用力為FO1x、FO1y。行星輪在非空運行過程受力分析如圖3。圖3行星輪受力分析圖Fig．3Forceanalysisofplanetarygear由圖3有∑Fx=FO1x+FJx+(FZ－FHT－FKT－FBx')cosα1+FBy'(cos－π2－α)1－(m3－mB－mT)［x··O1－φ··1x(y1C－yO1)－(φ·1x+φ·H)2(x1C－xO1)］=0(1)∑Fy=FO1y+FJy－(m3－mB－mT)g+sinα1(Fz－FHT－FKT－FBx')(+sin－π2－α)1·FBy'－(m3－mB－mT)［y··O1+(x1C－xO1)·φ··1x－(φ·1x+φ·H)2(y1C－yO1)］=0(2)∑MO1=MJ－(m3－mB－mT)g(x1C－xO1)+FBx'y'B－FBy'x'B+(FZ－FHT－FKT)y'TC－JCO1φ··1x－(m3－mB－mT)［y··O1(x1C－xO1)－x··O1(y1C－yO1)］=0(3)第5期葉秉良等:旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機構(gòu)動力學分析與試驗55

【參考文獻】：
期刊論文
[1]移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 于曉旭,趙勻,陳寶成,周脈樂,張昊,張智超.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2014(08)
[2]蔬菜缽苗旋轉(zhuǎn)式取苗機構(gòu)動力學分析與試驗[J]. 葉秉良,李麗,俞高紅,劉安,趙勻.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2014(06)
[3]旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機構(gòu)的機理分析與參數(shù)優(yōu)化[J]. 俞高紅,黃小艷,葉秉良,胡海軍,俞騰飛.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(03)
[4]水稻缽苗移栽機變性卵形齒輪分秧機構(gòu)的運動機理分析[J]. 徐洪廣,趙勻,張允慧,趙雄.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(11)
[5]水稻缽苗“D形”靜軌跡移栽機構(gòu)逆向設計與分析[J]. 趙雄,陳建能,王英,趙勻,李傳龍.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(08)
[6]基于動力學序列求解法的橢圓齒輪動力學分析[J]. 張國鳳,趙勻,陳建能.  浙江理工大學學報. 2005(02)
[7]機械化移栽方式對水稻產(chǎn)量及主要性狀的影響[J]. 高連興,趙秀榮.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2002(03)

博士論文
[1]面向空間軌跡和姿態(tài)要求的寬窄行分插機構(gòu)研究[D]. 孫良.浙江理工大學 2014

碩士論文
[1]非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化與設計[D]. 王林偉.浙江理工大學 2014



本文編號：3035449