水稻種植機(jī)械化的標(biāo)志是插秧機(jī)的廣泛使用。分插機(jī)構(gòu)作為插秧功能的直接實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu),得到了各國(guó)深入的研究。雖然目前高速分插機(jī)構(gòu)的發(fā)展已經(jīng)較為成熟,但是仍然存在諸多問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行組成結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)的優(yōu)化是十分有必要、有意義的工作。本文以新型曲柄搖桿分插機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,綜合應(yīng)用了機(jī)構(gòu)學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、CAE仿真分析等知識(shí),探求了分插機(jī)構(gòu)的一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律,研究了機(jī)構(gòu)中各關(guān)鍵參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,論述了基于拓?fù)鋵W(xué)的分插機(jī)構(gòu)優(yōu)化的一般過(guò)程,以及參數(shù)的選擇方法。主要研究成果如下:(1)建立了一般分插機(jī)構(gòu)的兩桿數(shù)學(xué)模型和研究對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,研究了機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,提取出了該分插機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)為搖桿的擺動(dòng)角度和速度。(2)應(yīng)用拓?fù)湓偕O(shè)計(jì)法,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合,得到了6種功能相同的新型分插機(jī)構(gòu),并對(duì)比了各個(gè)方案的特點(diǎn)。(3)建立了分插機(jī)構(gòu)的一般化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,使用Recur Dyn和Matlab對(duì)其進(jìn)行了仿真分析,創(chuàng)建了搖桿角度變化數(shù)據(jù)庫(kù)Z(JD,GC),通過(guò)實(shí)例論述了機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選的一般過(guò)程。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S223.91
【部分圖文】：

如圖 1.1 所示的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖為日本發(fā)明的曲柄搖桿式分面低副連接，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)維護(hù)方便，所以得到了無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速插秧，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大，導(dǎo)致機(jī)無(wú)法保證，嚴(yán)重影響插秧質(zhì)量，限制了插秧機(jī)的工作效率經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減輕質(zhì)量，目前也僅能實(shí)現(xiàn) 260~270 次/

ǔ萋制?陌滄埃?（b）橢圓齒輪（齒輪正心安裝）圖 1.2 偏心齒輪和橢圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.2.2 國(guó)內(nèi)分插機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于插秧機(jī)的研究工作起步于二十世紀(jì) 70 年代，受到日本曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的影響，我國(guó)的傳統(tǒng)式分插機(jī)構(gòu)是對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)參數(shù)的改良。而自二十世紀(jì) 90 年代以來(lái)，我國(guó)在高速分插機(jī)構(gòu)方面也取得了很多成績(jī)。如圖 1.3 所示的機(jī)構(gòu)是 1993 年吉林省四平農(nóng)機(jī)所在日本的旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)滑道式分插機(jī)構(gòu)。其分插頻率可達(dá) 360~400 次/min，并且可以在14-24厘米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)株距，足以適應(yīng)我國(guó)南方和北方水稻的種植農(nóng)藝要求。雖然旋轉(zhuǎn)滑道式機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高速插秧，但是其缺點(diǎn)也很突出�；纼�(nèi)摩擦阻力較大，加工成本過(guò)高、插秧質(zhì)量難以控制等[25]。

圖 1.3 旋轉(zhuǎn)滑道式分插機(jī)構(gòu)示意圖 圖 1.4 橢圓差速式高速分插機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)如圖 1.4、圖 1.5 和圖 1.6 所示的三種機(jī)構(gòu)均是由浙江大學(xué)研發(fā)的高速分插構(gòu)。他們對(duì)這三種類型的分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，并利用計(jì)算機(jī)技進(jìn)行了參數(shù)化，為分插機(jī)構(gòu)的研究做出了巨大貢獻(xiàn)。
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