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变形椭圆齿轮式扎穴机构设计与工作参数试验优化

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农业机械学报 2017年第4期48卷 90-96页

作者：冯金龙王金武周文琪唐汉刘春香东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 黑龙江工程学院机电工程学院哈尔滨150050

针对深施型液态施肥机扎穴机构多参数下动力学性能差等问题,探索多工作参数下的变形椭圆齿轮式扎穴机构动力学变化规律,通过建立变形椭圆齿轮行星轮系的节曲线方程,采用Visual Basic 6.0语言,编写了变形椭圆齿轮式扎穴机构运动学仿真与... 详细信息

针对深施型液态施肥机扎穴机构多参数下动力学性能差等问题,探索多工作参数下的变形椭圆齿轮式扎穴机构动力学变化规律,通过建立变形椭圆齿轮行星轮系的节曲线方程,采用Visual Basic 6.0语言,编写了变形椭圆齿轮式扎穴机构运动学仿真与优化软件,调节变形椭圆齿轮的长半轴长度、变形椭圆齿轮偏心率与变形椭圆齿轮变形系数等相关参数,优化并得到一组机构较优参数。搭建了扎穴机构动力学特性测试试验台,进行动力学特性试验。采用旋转中心复合试验设计方案,以行星架转速和土槽车前进速度为试验影响因素,以太阳轮轴所受扭矩和喷肥针入土时受到的拉压力为试验影响指标。在试验台上利用扭矩传感器、信号采集仪和DASP-10处理软件,测得太阳轮轴扭矩和喷肥针入土时受到的拉压力,建立试验影响因素和影响指标的关系模型及响应曲面图,并运用Design-Expert 8.0.10软件对试验数据进行分析。试验结果表明,当行星架转速64.4 r/min,前进速度0.61 m/s时,太阳轮轴扭矩为5.05 N·m,喷肥针受到的拉压力为20.03 N,此时机构动力学性能最优。应用此参数组合进行测试验证,验证了其合理性。该研究结果可保证扎穴机构在多工作参数下工作时,机具具有良好的扎穴性能。

关键词：液态施肥机扎穴机构变形椭圆齿轮运动学仿真试验优化

基于三次拉格朗日曲线拟合轨迹的斜置式扎穴机构研究

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农业机械学报 2017年第5期48卷 79-85页

作者：王金武周文琪王秀李鑫王金龙李树伟东北农业大学工程学院哈尔滨150030 北京农业智能装备技术研究中心北京100097

为更好地满足斜置式扎穴机构喷肥针的入出土轨迹姿态以及不损伤作物的农艺要求,提出基于三次拉格朗日曲线拟合扎穴轨迹的逆向设计参数优化方法,为得到理想的"杏胡形"扎穴轨迹,通过改变相对轨迹上若干型值点的坐标,控制喷肥针入出土姿态... 详细信息

为更好地满足斜置式扎穴机构喷肥针的入出土轨迹姿态以及不损伤作物的农艺要求,提出基于三次拉格朗日曲线拟合扎穴轨迹的逆向设计参数优化方法,为得到理想的"杏胡形"扎穴轨迹,通过改变相对轨迹上若干型值点的坐标,控制喷肥针入出土姿态并建立喷肥针的运动学模型,采用Matlab GUI开发平台,编写了斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构的逆向设计与运动学分析仿真软件,最终得到非规则齿轮行星轮系的节曲线、喷肥针的入出土角及喷肥针尖的速度随行星架转角的变化曲线。通过高速摄影试验,观察和分析了在扎穴机构不同斜置角度下喷肥针尖相对运动轨迹的变化规律。试验结果表明,随着机构斜置角度的增大,喷肥针轨迹横向尺寸不变,纵向尺寸减小,扎穴轨迹段曲线逐渐向里收缩。在保证喷肥针扎入土壤一定深度情况下,喷肥针入出土角逐渐增大,随着机构斜置角度的增大,喷肥针轨迹的穴口宽度逐渐增大。

关键词：液态施肥机扎穴机构运动轨迹三次拉格朗日曲线

卵形-全正圆齿轮行星系变速扎穴机构设计与试验

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农业机械学报 2018年第5期49卷 136-142页

作者：王金武周文琪李鑫冯金龙江东璇王金峰东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319

针对深施型液态施肥机扎穴机构始终无法满足喷肥针垂直姿态入出土问题,分别根据卵形非圆齿轮与全正圆齿轮行星轮系的组合啮合特性,设计了一种实现变速垂直扎穴的新型卵形-全正圆齿轮行星系扎穴机构。采用卵形齿轮相互啮合原理,控制扎穴... 详细信息

针对深施型液态施肥机扎穴机构始终无法满足喷肥针垂直姿态入出土问题,分别根据卵形非圆齿轮与全正圆齿轮行星轮系的组合啮合特性,设计了一种实现变速垂直扎穴的新型卵形-全正圆齿轮行星系扎穴机构。采用卵形齿轮相互啮合原理,控制扎穴机构在工作周期内的瞬时角速度变化,实现变速扎穴,满足喷肥针在入土与出土过程中水平绝度速度趋近于零的特定要求,达到穴口最小。以喷肥针垂直姿态扎穴并满足小穴口为设计目标,建立机构数学模型,以扎穴机构转速120 r/min、前进速度1.2 m/s和扎穴深度80 mm为约束条件,得到机构的结构参数为卵形齿轮长半轴距离39.9 mm、偏心率0.15、正圆齿轮节曲线直径68 mm和喷肥针长度140 mm,并运用ADAMS软件进行虚拟试验验证。通过高速摄像与扎穴试验,得到喷肥针在前进速度1.2 m/s、扎穴转速120 r/min与扎穴深度80 mm下的轨迹形状、水平绝对速度曲线以及穴口宽度。结果表明,卵形-全正圆齿轮行星系变速扎穴机构在高转速与前进速度下,喷肥针始终保证垂直姿态入出土,实现了小穴口的目标。

关键词：液态施肥机扎穴机构卵形齿轮变速扎穴性能试验

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非规则齿轮行星系扎穴机构反求设计与试验

农业机械学报 2015年第11期46卷 70-75页

作者：王金武周文琪张春凤潘振伟王金峰唐汉东北农业大学工程学院哈尔滨150030 北京农业智能装备工程技术研究中心北京100097

针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题,设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度,提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动... 详细信息

针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题,设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度,提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动学仿真分析方法。通过微调静轨迹曲线上的少量型值点,得到了一组机构最佳优化参数,应用Pro/E软件建立扎穴机构模型,并利用ADAMS软件对其进行模拟仿真,得到喷肥针尖点运动轨迹曲线。试验台试验结果表明:穴口宽度为30.3 mm、穴距为221.9 mm,该扎穴机构能够满足喷肥针入出土垂直度好、穴口小的设计要求。

关键词：液态施肥机扎穴机构非圆齿轮反求设计

斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构工作参数试验优化

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农业机械学报 2017年第6期48卷 66-70页

作者：王金武周文琪王金峰张春凤江东璇东北农业大学工程学院哈尔滨150030 北京农业智能装备技术研究中心北京100097

为探明深施型液态施肥机扎穴机构工作参数对作物损伤率、穴口宽度以及穴距的影响机理,设计了一种斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构。通过联轴器使扎穴机构满足斜置式扎穴状态,使其扎穴轨迹平面与垄面呈一定角度变化,实现斜入式扎穴。... 详细信息

为探明深施型液态施肥机扎穴机构工作参数对作物损伤率、穴口宽度以及穴距的影响机理,设计了一种斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构。通过联轴器使扎穴机构满足斜置式扎穴状态,使其扎穴轨迹平面与垄面呈一定角度变化,实现斜入式扎穴。采用二次回归正交旋转组合设计进行最佳工作参数试验,以行星架转速、前进速度和斜置角度为试验影响因素,以穴口宽度、穴距和作物损伤率为优化指标,利用响应曲面方法进行优化,运用DesignExpert 8.0.10软件对试验数据进行分析,得到因素与指标之间的回归方程及响应曲面图。试验结果表明,当行星架转速75.0 r/min、前进速度0.48 m/s、斜置角度23.3°时,穴口宽度为40.2 mm,穴距为220 mm,作物损伤率为0.33%,此时机构性能最优,应用此参数组合进行斜入式扎穴测试验证,验证了其合理性。

关键词：深施型液态施肥机扎穴机构斜入式扎穴非规则齿轮优化

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深施型液态施肥机扎穴机构动力学优化

农业工程学报 2011年第1期27卷 165-169页

作者：王金武王金峰鞠金艳东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为保证液态施肥机在高速作业下仍具有良好的可靠性,以液态施肥机扎穴机构为研究对象,将太阳轮x、y方向峰值力和波动力作为目标函数,运动学优化结果作为目标函数的约束条件,应用Visual Basic6.0软件开发出基于"种间竞争"改进遗传算法动... 详细信息

为保证液态施肥机在高速作业下仍具有良好的可靠性,以液态施肥机扎穴机构为研究对象,将太阳轮x、y方向峰值力和波动力作为目标函数,运动学优化结果作为目标函数的约束条件,应用Visual Basic6.0软件开发出基于"种间竞争"改进遗传算法动力学优化软件。软件得到优化参数为:喷肥针尖和行星轮轴连线与行星架的初始夹角-42o、行星架初始角位移45o、喷肥针尖与行星轮轴心距离285mm。根据动力学优化结果,应用Pro/E和ADAMS对扎穴机构进行设计与仿真验证。结果表明,根据优化参数设计的扎穴机构既能满足工作要求,又具有较好的力学特性。

关键词：机构优化动力学分析施肥机扎穴机构

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液态施肥机椭圆齿轮扎穴机构优化设计与仿真

农业机械学报 2011年第2期42卷 80-83页

作者：郗晓焕王金武郎春玲张成亮东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为减少深施液态肥时土壤回带现象,建立了扎穴机构数学模型,利用VB编写了计算机辅助分析软件,并仿真得到影响施肥效果的因素以及喷肥针长度、摇臂长度、喷肥针与摇臂的夹角、行星架的初始位置等有关参数。其中一组优化后参数为:摇臂长度1... 详细信息

为减少深施液态肥时土壤回带现象,建立了扎穴机构数学模型,利用VB编写了计算机辅助分析软件,并仿真得到影响施肥效果的因素以及喷肥针长度、摇臂长度、喷肥针与摇臂的夹角、行星架的初始位置等有关参数。其中一组优化后参数为:摇臂长度197 mm,喷肥针长度180 mm,喷肥针与摇臂的夹角76°,行星架的初始角度31°,行星轮轴心和喷肥针尖D的连线与行星架中心连线的初始夹角-70°。通过验证,优化后扎穴机构大大减少了喷肥针土壤回带现象。

关键词：液态施肥机扎穴机构优化设计计算机辅助分析

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液肥注射式变形齿轮扎穴机构设计与试验

东北农业大学学报 2017年第2期48卷 90-96页

作者：冯金龙周文琪唐汉于文昌王金武东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省农业机械工程科学研究院哈尔滨150081

针对现有扎穴机构存在传动系统复杂、扎穴穴口较大等问题,设计传动系统简单且可实现穴口小变形齿轮扎穴机构。根据变形齿轮啮合特点,构建扎穴机构变形齿轮行星轮系节曲线数学模型。应用VB语言开发该扎穴机构仿真优化软件,分析变形齿轮... 详细信息

针对现有扎穴机构存在传动系统复杂、扎穴穴口较大等问题,设计传动系统简单且可实现穴口小变形齿轮扎穴机构。根据变形齿轮啮合特点,构建扎穴机构变形齿轮行星轮系节曲线数学模型。应用VB语言开发该扎穴机构仿真优化软件,分析变形齿轮长半轴a、变形齿轮偏心率e、变形齿轮变形系数m1等重要参数对扎穴轨迹影响,通过人机交互方式优化可满足扎穴机构工作要求的结构参数。应用Pro/E软件建立扎穴机构三维模型,ADAMS软件模拟仿真,喷肥针尖运动轨迹曲线与理论分析轨迹一致,验证机构设计合理性。台架试验总平均穴口宽度为21.1 mm、穴距220.1 mm。结果表明,该扎穴机构满足喷肥针扎穴穴口性能要求,可为深施型液态施肥机设计提供理论参考。

关键词：扎穴机构变形齿轮仿真分析性能试验

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深施型液态施肥机扎穴机构研究进展

东北农业大学学报 2013年第5期44卷 157-160页

作者：王金峰王金武鞠金艳何剑南东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江科技大学机械工程学院哈尔滨150027

扎穴机构是深施型液态施肥机重要的工作部件,其性能影响施肥质量、工作可靠性和作业速度。本文阐述了曲柄摇杆式、椭圆齿轮行星系和全椭圆齿轮行星系三种扎穴机构的组成及工作原理,对各自的结构特点、研究方法和存在问题进行比较与分析... 详细信息

扎穴机构是深施型液态施肥机重要的工作部件,其性能影响施肥质量、工作可靠性和作业速度。本文阐述了曲柄摇杆式、椭圆齿轮行星系和全椭圆齿轮行星系三种扎穴机构的组成及工作原理,对各自的结构特点、研究方法和存在问题进行比较与分析,并提出进一步研究方向,可为加快深施型液态施肥机的改进设计提供参考。

关键词：液态施肥机扎穴机构研究进展