非圓齒輪動力學建模與分析

摘 要：文章在對非圓齒輪移栽機構的設計基礎上，對非圓齒輪進行動力學分析，利用輔助分析軟件對10個目標參數進行優化，得到符合取苗工作所需理想的“鷹嘴形”軌跡；建立非圓齒輪副的扭轉振動模型，分析并采用數值解法求解其動力學模型，得到非圓齒輪動力學系統在整個時間域上的解。

關鍵詞：移栽；非圓齒輪；動力學；建模

引言

齒輪傳動因傳動準確、平穩可靠，是機械傳動過程中應用非常廣泛的傳動形式[1]。圓齒輪的節曲線為圓形，傳動比為定值，應用比較廣泛[2]。非圓齒輪的傳動比是變數，節曲線是非圓形，可以實現非線性的、變化著的傳動關系，替代平時常用的連桿機構和凸輪機構。更容易實現準確傳遞運動，高速重載下傳動平穩[3]。因此非圓齒輪被廣泛應用于多種行業[4]。課題組發明了多種非圓齒輪行星輪系移栽機構[5]。為了得到取苗爪尖點所需的工作軌跡，將移栽機構栽植臂與非圓行星輪固接，通過非圓齒輪行星輪系的不等速傳動實現取苗臂的擺動[6]。文章在課題組對非圓齒輪移栽機構的設計基礎上，對非圓齒輪進行動力學分析，利用輔助分析軟件對10個目標參數進行優化，得到符合取苗工作所需理想的“鷹嘴形”軌跡；建立非圓齒輪副的扭轉振動模型，分析并采用數值解法求解其動力學模型，得到非圓齒輪動力學系統在整個時間域上的解[7]。