前插式直齿双控制分插机构设计与运动分析-农业机械学报2010(08)

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1、２０１０年８月农业机械学报第４１卷第８期ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．０８．０１１前插式直齿双控制分插机构设计与运动分析１２１３４赵伟康高阳薛永风于健孙良（１．宁夏大学机械工程学院，银川７５００２１；２．北方民族大学化学与化学工程学院，银川７５００２１；３．宁夏农业机械化技术推广站，银川７５００２１；４．浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州３１００１８）【摘要】阐述了水稻高速插秧机前插式直齿双控制分插机构设计方法和工作原理，建立了机构的运动学分析模型，使用ＡＤＡＭＳ软件对该机构的运动进行了优化和仿真，获得了分插机构的运动轨迹和运动特性曲线。结果表

2、明该机构能够实现插秧时秧爪所需的主要运动学目标。关键词：高速插秧机分插机构运动学分析设计＋中图分类号：ＴＨ１２２；Ｓ２２３９１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）０８００４８０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄＫｉｎｅｍａｔｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤｏｕｂｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＦｏｒｗａｒｄＴｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｔｈＳｐｕｒＧｅａｒｓ１２１３４ＺｈａｏＷｅｉｋａｎｇＧａｏＹａｎｇＸｕｅＹｏｎｇｆｅｎｇＹｕＪｉａｎＳｕｎＬｉａｎｇ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｉｎｇｘｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａ

3、ｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ２ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＥｔｈｎｉｃｓ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ３ＮｉｎｇｘｉａＴｅｃｈｎｉｃａｌＡｄｖｉｃｅＳｔａｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆＦａｒｍｉｎｇ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ４ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｃｈｉｎｅａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｗｏｒｋｉ

4、ｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｆｏｒｗａｒｄｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｔｈｓｐｕｒｇｅａｒｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｗａｓｂｕｉｌｔ．ＢｙｕｓｉｎｇＡＤＡＭＳ，ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙａｎｄｍｏｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕ

5、ｌｔｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｇｏａｌｓｗｈｉｌｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＨｉｇｈｓｐｅｅｄｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒ，Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，Ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，Ｄｅｓｉｇｎ轮传动产生的齿隙变化会产生振动，椭圆齿轮加引言工工艺复杂，不同程度地增加了水稻插秧机的制分插机构是水稻插秧机的核心工作部件。自造和使用成本。采用粉末冶金技术加工非圆齿轮２０世纪８０年代以来，为提高插秧机的性能和工作可大大简化工艺，但一次性投入大，轮齿的强度也［１］效率，国内外科研人员开

6、发了多种高速插秧机分较低。插机构并已投入市场。高速插秧机分插机构不同前插式直齿双控制分插机构是针对现有旋转式于传统的插秧机分插机构，采用了旋转式栽植臂，分插机构的问题而设计的一种高速分插机构。与现使分插机构旋转一周插秧两次，有效地提高了插行使用的分插机构相比，减少了齿轮的个数，把非圆秧的效率。但这些分插机构大多采用偏心齿轮、齿轮机构变为普通四杆机构和直齿圆柱齿轮传动，椭圆齿轮等变速传动机构，在啮合过程中偏心齿大大降低了制造难度和制造成本。收稿日期：２００９０９０４修回日期：２０１００３０３作者简介：赵伟康，高级工程师，主要从事机械设计与农业机械化研究，Ｅｍａｉｌ：ｚｗｋ＿ｎｘ＠１６

7、３．ｃｏｍ第８期赵伟康等：前插式直齿双控制分插机构设计与运动分析４９１机构原理与设计２机构运动分析通过插秧时栽植臂秧针运动过程的分析可知，设曲柄回转中心坐标为Ｏ（０，０），旋转臂的回栽植臂秧针的运动为复合运动，由二个简单运动合转角速度为ω，则曲柄的角速度为２ω。［２－４］成，即行星轮心随行星轮架的圆周运动和栽植臂绕建立Ａ、Ｂ点的位移方程行星轮轴的圆弧摆动，其摆动角位移与太阳轮相同。ｘＡ＝ＬＯＡｃｏｓ（２ωｔ）{（１）据此提出设计构想：原有旋转臂结构不变，采