杨树苗移栽机齿轮齿条式扶苗机构设计与研究

编号 zgly0001742623

文献类型 期刊论文

文献题名 杨树苗移栽机齿轮齿条式扶苗机构设计与研究

作者 刘九庆  桂康  杨春梅 

作者单位 东北林业大学机电工程学院 

母体文献 北京林业大学学报 

年卷期 2022,44(6)

页码 146-155

年份 2022 

分类号 TH161 

关键词 树苗移栽机  齿轮齿条式  扶苗机构  动力学仿真 

文摘内容 【目的】我国树苗栽植机械化水平相对较低,扶苗机构为树苗移栽机植苗系统中的关键机构之一。研发针对我国杨树苗移栽机的齿轮齿条式扶苗机构,可以保证树苗移栽设备的栽植效果。【方法】首先针对长杆式树苗移栽作业,分析速生杨树苗的物理特性,得到树苗的长度、地径变化范围数据,提出一种齿轮齿条式扶苗机构的设计方案,分析齿轮齿条式扶苗机构栽植性能与运动参数的关系,计算其扶苗支撑架的初始位置以及确定扶苗工作行程,利用接触碰撞算法计算齿轮齿条啮合的约束条件和运动参数。使用ADAMS仿真软件建立扶苗机构多刚度接触动力学模型并进行仿真,探究齿轮齿条模数对扶苗效果的影响,通过扶苗支撑架质心的位移和速度变化曲线分析扶苗运动的准确性,通过传动齿轮转速变化和齿轮齿条啮合力变化验证扶苗机构结构的传动性能。【结果】齿轮齿条模数为9,扶苗效果最佳,此时扶苗支撑架质心在前进方向上的速度波动较小,并且位移变化稳定,位移和时间量近似于线性关系,扶苗过程接近匀速运动,速度为122 mm/s左右;扶苗运动单次工作行程达到599.9 mm,满足了实际需要大于568.4 mm的设计要求;扶苗机构各级齿轮动力传递稳定,齿面最大接触力为512.6 N,远小于材料强度,没有发生跳跃情况和阻滞情况。【结论】齿轮齿条式扶苗机构可以满足杨树苗栽植的扶苗运动要求,实现零速移栽,保证了树苗栽植直立度,并且有效改善了以往树苗栽植过程中的扶苗方式,具有良好的运动稳定性,安全高效。本研究对造林机械设备具有一定的指导作用。