[发明专利]一种由傅里叶函数分段传动比设计非圆齿轮行星系的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水稻种植机械，特别涉及一种由傅里叶函数分段传动比设计非圆齿轮行星系的方法。

背景技术

旋转式分插机构目前的设计方法是先初步选定一个非圆齿轮的节曲线函数表达式(如椭圆节曲线)，建立旋转式分插机构的运动方程，模拟分插机构的秧针运动轨迹，选择较优的非圆齿轮节曲线函数表达式的参数，以满足设计要求。

这种方法的缺点是，旋转式分插机构秧针静轨迹的基本形状被非圆齿轮节曲线函数表达式所限制，仅通过非圆齿轮节曲线函数表达式的参数改变很难找到理想的分插机构秧针轨迹。如果秧针轨迹不合适，则需要重新选择非圆齿轮节曲线函数表达式，对设计人员的经验要求很高，而且很难找到理想的非圆齿轮节曲线函数表达式。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种由傅里叶函数分段传动比设计非圆齿轮行星系的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种由傅里叶函数分段传动比设计非圆齿轮行星系的方法，高速水稻插秧机旋转式分插机构主要由一个太阳轮、第一中间轮、第二中间轮、第一行星轮、第二行星轮、第一秧针、第二秧针和齿轮箱组成；齿轮箱为行星架H，太阳轮、第一中间轮、第二中间轮、第一行星轮、第二行星轮的旋转轴线位于同一条直线上，太阳轮与机架固定连接，其旋转轴线与行星架H旋转中心重合，第一中间轮的旋转中心D处于太阳轮的旋转中心O和第一行星轮的旋转中心A的中间，第二中间轮的旋转中心C处于太阳轮的旋转中心O和第二行星轮的旋转中心B的中间，其旋转轴线固定连接在齿轮箱上，第一行星轮和第二行星轮的旋转轴线也固定连接在齿轮箱上，第一秧针与第一行星轮固定连接，第二秧针与第二行星轮固定连接；包括以下步骤：

步骤1、求解第一行星轮旋转中心A到齿轮箱旋转中心O的距离l₁和秧针尖点B到第一行星轮旋转中心A的距离l₃：通过数值计算求解齿轮箱旋转中心O到静轨迹S₃的两个极值距离l_max和l_min，即l_max＝l₁+l₃，l_min＝l₃-l₁。通过以上两个式子可得出l₁和l₃；

由秧针静轨迹S₃可求解出第一行星轮自转与行星架H转动之间的传动比i_3H，式中，ω_H为行星架H的转速；ω₃为第一行星轮的自转转速；为行星架H的转角；为第一行星轮的自转转角。当行星架H每转过单位角度时，通过数值计算寻找秧针尖点B在静轨迹S₃上的相应位置，第一秧针在此单位角度内相对于行星架H转过的角度为本发明采用数值点的方式表达秧针静轨迹S₃，所以该传动比i_3H是一个数值点集。

步骤2、经过轮系转化后，可以求得定轴轮系中第一行星轮与太阳轮的总传动比

行星轮系分插机构为对称结构，则齿轮节曲线变化周期为2。现把第一行星轮与太阳轮的总传动比以180°为界线分为两部分，将0°到180°的传动比令为第一行星轮与太阳轮的前段总传动比将180°到360°的传动比令为第一行星轮与太阳轮的后段总传动比同理，将第一行星轮与第一中间轮之间的传动比分为前段传动比和后段传动比将第一中间轮与太阳轮之间的传动比分为前段传动比和后段传动比

步骤3、定轴轮系传动比关系：

步骤3.1、总传动比与分段传动比的关系：定轴轮系中，太阳轮通过第一中间轮带动第一行星轮转动，则当太阳轮转过角度时，第一中间轮的角位移为第一行星轮的角位移为结合步骤2中求得的第一行星轮与太阳轮的总传动比和各分段传动比，并对第一行星轮角位移函数对求导可得到两个式子：和

步骤3.2、分段传动比间的关系：分析齿轮传动可知，形成传动比和的两边非圆齿轮节曲线形状是相同的，仅传动方向相反，所以第一行星轮与第一中间轮的传动比函数与第一中间轮与太阳轮的传动比函数互为倒数，即同理，可得第一行星轮与第一中间轮的传动比函数与第一中间轮与太阳轮的传动比函数互为倒数，即

步骤4、定轴轮系传动比分配：