非圆—椭圆齿轮行星系取苗机构的参数优化与设计

【摘要】蔬菜移栽种植具有促进蔬菜早熟丰产，提高复种指数，便于集中管理，有利于防御自然灾害，节约用种，降低成本等优势。采用蔬菜机械移栽技术，可以减少自然灾害的影响，减轻作业劳动强度，提高劳动生产率，保证作业质量，达到增产、增收的目标。而自动蔬菜移栽机具有工作强度低、效率高等优点，是未来蔬菜移栽机的发展方向。而作为自动蔬菜移栽机的关键部件，取苗机构性能的优劣将直接影响自动蔬菜移栽机的作业性能。因此，开展对取苗机构的研究具有重要的意义。本文具体研究内容如下：(1)基于取苗机构作业对象特点及取苗机构性能要求，提出了取苗机构各个重要部件及整体结构设计方案，论述了该取苗机构的工作原理，提出了一种构建新型非圆齿轮节曲线方程的方法，并且建立该取苗机构运动学理论模型；(2)以建立的运动学理论模型为基础，利用可视化开发平台VisualBasic6.0，自主开发取苗机构优化分析软件。介绍了该软件人机交互界面及功能，基于该软件分析取苗机构各个主要结构参数对取苗轨迹的影响，完成取苗机构的参数优化并输出各个重要参数值；(3)完成由优化分析软件所确定的非圆齿轮几何参数设计，并且提出一种新型非圆齿轮，能够实现输出变化范围较大的传动比；(4)分析现有取苗机构的不足，完成取苗机构的驱动部件、取苗臂及整体结构设计，并且对取苗机构几个关键部分进行改进设计，主要包括添加消除齿侧间隙装置、取苗爪的改进设计；(5)利用UG8.0完成取苗机构的三维实体模型及虚拟装配，并利用ADAMS完成取苗机构的虚拟样机试验。通过分析虚拟样机试验得到的取苗运动轨迹、取苗爪尖点速度曲线、太阳轮受力情况等重要参数值，验证了新型非圆齿轮应用于取苗机构的可行性及取苗机构的可靠性；(6)完成取苗机构试验样机加工，在试验台上进行试验并测试取苗机构的运动学特性，进一步验证新型取苗机构应用的可实现性。本文使用自主开发的优化分析软件，可以方便地获取一组满足设计要求的参数，完成对取苗机构的理论分析、结构设计、试验样机加工及试验。通过分析虚拟样机试验及试验得到的结果不仅可知本文设计的非圆-椭圆齿轮行星系取苗机构可以适应高速作业要求，而且验证了该取苗机构的可靠性及正确性。
【作者】俞腾飞；
【导师】俞高红；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】穴盘苗；取苗机构；新型非圆齿轮；参数优化；试验研究；

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