基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计-论文.pdf

《基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3O卷第7期农业工程学报V01．3ONo．72014年4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr．20149基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计孙良，祝建彬，陈建能，赵匀※，武传宇(1．浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018；2．浙江省种植装备技术重点实验室，杭州310018)摘要：针对目前非圆锥齿轮行星系分插机构运动轨迹、姿态设计中存在的对机构参数选择和参数对设计目标影响的不确定性问题，提出一种基于球面曲线的空间行星轮系机构逆向设计方法。在利用样条曲线描述光滑、连续、封闭理想平面插秧轨迹的

2、基础上，采用保测地曲率投影方式将平面轨迹映射到给定球面获得目标球面轨迹；由二杆三自由度空间开式机构复演球面轨迹，并根据杆件的空问几何关系建立行星轮系机构的总传动比反求模型；通过在杆件上依附非圆锥齿轮、非圆齿轮，实现基于给定运动要求的各级传动比分配和齿轮节曲线再现；利用Matlab编写反求程序，并在高速水稻宽窄行分插机构的设计中，实现非圆齿轮一非圆锥齿轮行星轮系宽窄行分插机构的参数反求。最后，通过设计并加工机构实物进行台架试验，由高速摄像技术测试并得到了与给定球面轨迹一致的插秧轨迹，验证了方法的可行性，为宽窄行分插机构设计提供了新的方法。关键词：农业机械；优化；逆向设计；插秧机；球面曲线；分插机

3、构；非匀速传动；非圆锥齿轮doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．07．002中图分类号：$223．9文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一07—0009-09孙良，祝建彬，陈建能，等．基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计[J]．农业工程学报，2014，30(7)：9—17．SunLiang，ZhuJianbin，ChenJianneng，eta1．Reversedesignoftransplantingmechanismwithspatialplanetarygeartrainbasedonsphericalcurve[J]．Trans

4、actionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(7)：9-17．(inChinesewithEnglishabstract)轮系机构。O引言为此，本文在水稻宽窄行插秧机分插机构研究不等速行星轮系机构与连杆机构、凸轮机构相中提出一种基于球面曲线的空间不等速传动非圆比不仅能实现复杂运动轨迹，且结构紧凑、工作连齿轮型星系机构的逆向设计方法。由等行距插秧机续平稳，在工程机械、纺织机械和农业机械等领域的平面轨迹，保测地曲率投影得到宽窄行插秧的球中有广泛的应用[1-7]。目前，对不等速行星

5、轮系机构面轨迹，确定空间非圆齿轮型星系的结构和参数，设计方法主要由给定特殊非圆齿轮(如椭圆、偏心以解决在传统设计过程中的对机构参数初选的不．非圆等)机构，再进行参数优化的正向设计【8训，确定性，实现复杂空间轮系的求解。但是特殊的非圆齿轮，不具备一般性传动比要求，1球面轨迹表示将抑制给定机构对运动特性的表达，且对参数的选择具有盲目性；基于运动要求(传动比变化规律、由于球面曲线是一种特殊的曲面盐线，传统的运动轨迹特征)的逆向设计L1孓"】，可获得一般性非曲线正投影、法向投影方式等存在目标曲线变形圆齿轮副，且能实现机构参数与传动比、运动要大，影响运动轨迹描述和合理节曲线表示，而直接求之间的关联设计，

6、但主要用于解决简单非圆平拟合理想球面曲线无法保证曲线点严格落于球面，面齿轮副机构[18-21】，不适合复杂空间不等速行星且对由球面曲线求解的机构姿态具有不确定性。保测地曲率球面投影，是对理想平面曲线离散采样，收稿日期：2013．09．26修订日期：2014—02．16将采样点对应到球面上，相邻采样点间的平面弧长基金项目：国家自然科学基金资助项目(5ll75073)，(51205364)、浙江省自然科学基金资助项目(LQI2E05016、R1110502)、浙江理工大学与球面上对应点的弧长相同，而且各点处的平面曲科研创新团队专项资助、机械设计及理论浙江省重中之重学科和浙江理率与其球面上相应点的测

7、地曲率相同【2]。工大学重点实验室优秀青年人才培养基金项目(ZSTUMD2012B002)1．1保测地曲率投影球面轨迹作者简介：孙良(1981一)，男，汉，浙江绍兴人，讲师，主要从事因3次非均匀B样条曲线具有二阶连续可导，农业机械设计、机构数值分析。杭州浙江理工大学机械与自动控制学院，310018。Email：liangsun@zstu．edu．cn且基函数次数与控制点数无关的性质，采用3次※通信