基于帕斯卡蜗线齿轮水稻钵苗移栽机构的设计及优化

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1、万方数据摘要摘要稻米是我国国民最为喜爱的主食，约占60％的国人以稻米为主食，所以水稻产量的高低是确保我国粮食安全的关键。近些年来我国城市化、城镇化的进程在不断的推进。目前，我国水稻收获的机械化能力基本上能满足国情，但较低的水稻种植机械化水平已经影响了水稻生产能力及产量的提高，因此能否快速发展水稻种植机械化是我国在保证粮食安全方面面临的主要问题。水稻钵苗移栽技术是水稻种植方式的一次创新，水稻钵苗移栽育出的秧苗根部带有钵型的营养土块，移栽时带钵土，不伤根，无植伤，相比毯状苗插秧方式能增产10％～20％，增产效果明显。钵苗移栽技术使得水稻种植从高积温

2、带向低积温带扩大，增加了精品粮种植面积并且是唯一适应南方超级稻的种植方式。目前，国内外市场上已经推广使用的用于水稻钵苗移栽的机器结构复杂，效率低，成本高，可靠性差，作业质量难以保证，这些因素成为了限制水稻钵苗移栽技术在我国大面积推广的主要原因。因此研发出一种结构简单、性能稳定、价格低廉、高效且作业质量好的水稻钵苗移栽机构，是保证水稻钵苗移栽技术广泛推广和应用的有效方法，并且能够提高我国水稻种植机械化水平。本文对目前国内外钵苗移栽机构现状进行研究，分析了各型号移栽机的利弊，利用创新优化设计手段，研制出了一种基于帕斯卡蜗线齿轮不等速传动原理而形成的

3、高速水稻钵苗移栽机构。本文主要研究的内容包括以下几方面：(1)通过研究与分析国内外现存已发明创造的移栽机构的工作原理，发现了水稻钵苗移栽机构研究所面临的难题，即如何通过一个机构简单高效的在一个周期内连续完成取秧、输送和栽植这一套移栽过程。(2)本文分析了帕斯卡蜗线齿轮副节曲线特性，研究了与其共轭齿轮的传动规律，针对现有水稻钵苗移栽机的缺点，首次提出了把帕斯卡蜗线齿轮应用到移栽机构中，形成不等速变传动比的行星轮系进行传动，从而提出了基于帕斯卡蜗线齿轮水稻钵苗移栽机构。(3)通过对帕斯卡蜗线齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构回转运动的分析，建立了其运动学

4、和动力学模型，求解出了移栽机构中各个齿轮运动学方程，了解了机构的动力性能，为合理有效的改进设计提供了有关数据，同时也为辅助优化设计软件的开发提供了理论基础。(4)利用VisualBasic6．0软件开发平台，借助CAA技术，根据水稻钵苗移栽的农艺要求及移栽机构的工作要求，确定了机构的优化目标。基于第三章建立的移栽机构的数学模型，开发了“回转式帕斯卡蜗线齿轮行星系水稻钵苗移栽机构计算机辅助分析软件”，并优化出了一组满足工作要求的移栽机构设计参数。(5)根据第四章软件优化得到的设计参数，在AutoCAD2008设计平台上，完成了整个移栽机构的结构设

5、计和图纸绘制，为样机研制夯实了基础。(6)根据得到的二维结构设计图纸，利用三维建模软件UGNX8．0，建立了该机构的三维模型，并对其进行装配、干涉检查。利用ADAMS软件对虚拟样机进行了运动学分析，得到的移栽机构的绝对、相对运动轨迹和夹秧片尖点的速度、加速度曲线与第四章VB优化软l万方数据东北农业大学工学硕士学位论文件得到的理论分析结果完全吻合，验证了该套机构的实际可行性，为样机的研制提供了理论依据。关键词钵苗移栽机构；帕斯卡蜗线齿轮；参数优化；结构设计；虚拟仿真万方数据DesignandOptimizationofRiceSeedlingTr

6、ansplanterMechanismBasedonPascalSpiralGearAbstractRiceisthefavoritestaplefoodformycountry,accountingforabout60％ofthecountry’Speopleliveonrice，SOriceyieldisthekeyofensuringfoodsecurityinChina．Inrecentyears，China'surbanizationprocessisconstantlyadvancing．Thereforethedevelopmen

7、tofthericeplantingmachineistheonlywaywhichmustbepassedtotheincreaseofgrainyield-Atpresent，China·Sriceharvestmechanizationcapabilitycallbasicallymeettheconditions，Butthelowerriceplantingmechanizationlevelhasaffectedtheproductioncapacityandtheyieldofrice，Therefore，whetherwecan

8、developthericeplantingmechanizationrapidlyinChinaisamajorprobleminensuringf