基于等径凸轮的强制推秧机构反求设计、仿真分析及试验研究.doc

基于等径凸轮的强制推秧机构反求设计、仿真分析及试验研究水稻插秧机可以有效减轻农民劳动强度，大大提高生产效率，减少水田抛荒率。分插机构是插秧机的核心工作部件，推秧机构作为分插机构中的重要部分，其作用是将秧苗从插秧机秧箱上取下并插入水田中，其性能的好坏直接影响着水稻的插秧质量。一直以来，插秧机专家对推秧机构进行了深入的研究，本文在总结传统推秧机构优缺点的基础上，提出一种新型的推秧机构——基于等径凸轮的强制推秧机构。本文主要研究内容如下：1）提出了基于等径凸轮的强制推秧机构，根据推秧杆理想运动学曲线建立推秧机构运动学模型，并得到等径凸轮的数学模型；基于VB语言开发了该推秧机构的辅助分析软件；经过参数优化后得到一组较优的机构参数。2）分析了等径凸轮强制推秧机构的工作循环，建立推秧机构的动力学模型；编写了推秧机构动力学分析软件，利用软件对推秧机构中的关键零件如推秧杆、拨叉、滚子杆、等径凸轮等作了受力分析，得到其在一个工作周期内受力情况与行星架转角的关系。3）根据优化后的机构参数对等径凸轮强制推秧机构进行结构设计，进行三维建模、虚拟装配和干涉检验。4）建立了等径凸轮强制推秧机构的虚拟样机；基于虚拟样机测试秧针尖点和推秧杆末端的运动轨迹；通过与运动学和动力学理论分析结果相比较，验证了所推导的等径凸轮强制推秧机构运动学模型及动力学模型的正确性以及结构设计的合理性。5）研制了等径凸轮强制推秧机构试验样机，测试其运动学特性并将试验结果与理论计算结果相比较，再次验证理论模型的正确性。