斜齒-異形非圓錐齒輪行星系水稻寬窄行分插機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其是涉及適合于高速插秧機(jī)寬窄行插秧要求的 一種斜齒-異形非圓錐齒輪行星系水稻寬窄行分插機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)水稻種植具有精耕細(xì)作的傳統(tǒng)，由于人多地少的資源條件，決定了我國(guó)水稻 種植需結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，走標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的發(fā)展之路。機(jī)械化種植將成為我國(guó)水稻 種植未來發(fā)展的另一個(gè)主導(dǎo)性技術(shù)。
[0003] 水稻插秧機(jī)所插秧苗的行間距實(shí)行一寬一窄的種植方式，這種植方式利用作物邊 際優(yōu)勢(shì)的增產(chǎn)原理，通過調(diào)整插秧的行間距，增加水稻通風(fēng)和光照，從而增加葉面積指數(shù)， 可以減輕病害，延長(zhǎng)葉片壽命，加速干物質(zhì)積累，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)本增效的目的。但現(xiàn)有寬 窄行分插機(jī)構(gòu)取秧時(shí)直取秧要求仍有很大改進(jìn)空間，還存在取秧不夠準(zhǔn)確、插秧穴口大、易 倒秧的問題。
[0004] 寬窄行分插機(jī)構(gòu)是在不改變現(xiàn)有插秧機(jī)秧箱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)秧苗寬窄行不等 行距種植的部件。公開號(hào)為CN102640604A的專利申請(qǐng)公開了一種高速插秧機(jī)非圓錐齒輪 寬窄行分插機(jī)構(gòu)，雖然該專利申請(qǐng)中第二級(jí)傳動(dòng)采用中間非圓錐齒輪與行星非圓錐齒輪傳 動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律在一定程度上滿足了分插機(jī)構(gòu)秧針的取秧、插秧軌跡和姿態(tài)，由于非圓錐齒 輪為節(jié)曲線擺脫了橢圓特征的一般性錐齒輪，因此能夠進(jìn)一步增大在取秧階段的傳動(dòng)比 值，其橫向偏移量最小值可改善為1. 87_左右。但由于該專利申請(qǐng)中的非圓錐齒輪與行星 非圓錐齒輪都是一般意義上的非圓錐齒輪，除節(jié)曲線為非圓外，齒輪輪齒都為一般常規(guī)齒 形，同時(shí)由于連續(xù)傳動(dòng)齒輪節(jié)曲線的封閉性和凸性要求以及輪齒的壓力角限制，無(wú)法繼續(xù) 提高行星輪系的傳動(dòng)比，因此，對(duì)于秧針的取秧、插秧軌跡和姿態(tài)的適應(yīng)還存在一定缺陷， 依然無(wú)法達(dá)到近乎直取秧的效果。取秧時(shí)不能做到直取秧，易造成取秧不準(zhǔn)確、插秧穴口 大、易倒秧的問題。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310318310. 3的專利公開了一種高速插秧機(jī)異形齒輪寬窄行分插機(jī) 構(gòu)，但該分插機(jī)構(gòu)并沒有充分公開非圓錐異形齒輪的設(shè)計(jì)過程以及保證直取秧時(shí)需要滿足 的參數(shù)要求，公眾無(wú)法從專利文獻(xiàn)中知曉其如何滿足分插機(jī)構(gòu)秧針的取秧、插秧軌跡和姿 態(tài)要求。而本領(lǐng)域技術(shù)人員從該專利的附圖中能知曉，實(shí)際上該分插機(jī)構(gòu)中的非圓錐異形 齒輪齒廓不完整，異形齒部分齒廓由節(jié)曲線直接代替，這樣的異形齒輪需優(yōu)化的參數(shù)繁多， 而且齒輪的異形齒強(qiáng)度很低，在工作時(shí)容易失效，使得分插機(jī)構(gòu)的可靠性不高。
[0006] 綜上所述，有必要將非圓錐異形齒輪的設(shè)計(jì)過程以及如何保證直取秧時(shí)需要滿足 的參數(shù)要求充分公開，使得公眾知曉非圓錐異形齒輪用于分插機(jī)構(gòu)中能切實(shí)實(shí)現(xiàn)直取秧， 同時(shí)使得插秧穴口更小，秧苗直立性更好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于高速插秧機(jī)的斜齒_異形非圓錐齒輪行星 系水稻寬窄行分插機(jī)構(gòu)。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0009] 本實(shí)用新型包括傳動(dòng)箱、主動(dòng)鏈輪、鏈條、中心鏈輪、中心軸、行星輪系、上栽植臂 和下栽植臂；所述的中心軸和主動(dòng)鏈輪軸均通過軸承支承在傳動(dòng)箱上，固定在主動(dòng)鏈輪軸 上的主動(dòng)鏈輪與固定在中心軸上的中心鏈輪通過鏈條連接；兩個(gè)行星輪系對(duì)稱設(shè)置在中心 軸兩端。
[0010] 所述的行星輪系包括齒輪箱、中心斜齒圓柱齒輪、上中間斜齒圓柱齒輪、上中間異 形非圓錐齒輪、上行星異形非圓錐齒輪、下中間斜齒圓柱齒輪、下中間異形非圓錐齒輪和下 行星異形非圓錐齒輪，以及通過軸承支承在齒輪箱內(nèi)的中心軸、上中間軸、上行星軸、下中 間軸和下行星軸；所述的齒輪箱與中心軸的端部固定；所述的中心斜齒圓柱齒輪空套在中 心軸上，并通過牙嵌式法蘭與傳動(dòng)箱固定；上中間異形非圓錐齒輪和上中間斜齒圓柱齒輪 均與上中間軸固定；下中間異形非圓錐齒輪和下中間斜齒圓柱齒輪均與下中間軸固定；所 述中心斜齒圓柱齒輪的兩側(cè)分別與上中間斜齒圓柱齒輪和下中間斜齒圓柱齒輪嚙合；所述 的上行星異形非圓錐齒輪與上行星軸固定，并與上中間異形非圓錐齒輪嚙合；所述的下行 星異形非圓錐齒輪與下行星軸固定，并與下中間異形非圓錐齒輪嚙合。
[0011] 所述上行星軸伸出齒輪箱外的一端與上栽植臂的栽植臂殼體固定，下行星軸伸出 齒輪箱外的一端與下栽植臂的栽植臂殼體固定；上栽植臂和下栽植臂的結(jié)構(gòu)完全一致。
[0012] 所述的上中間異形非圓錐齒輪和下中間異形非圓錐齒輪的節(jié)曲線均包括光滑的 長(zhǎng)凸性球面曲線段和短凸性球面曲線段，長(zhǎng)凸性球面曲線段和短凸性球面曲線段的首、尾 端分別通過徑向曲線段連接，且短凸性球面曲線段上的點(diǎn)相對(duì)球心的向徑小于長(zhǎng)凸性球面 曲線段上的點(diǎn)相對(duì)球心的向徑。
[0013] 所述的上行星異形非圓錐齒輪和下行星異形非圓錐齒輪的節(jié)曲線均包括光滑的 共輒長(zhǎng)凸性球面曲線段和共輒短凸性球面曲線段，共輒長(zhǎng)凸性球面曲線段和共輒短凸性球 面曲線段的首、尾端分別通過徑向曲線段連接，且共輒短凸性球面曲線段上的點(diǎn)相對(duì)球心 的向徑大于共輒長(zhǎng)凸性球面曲線段上的點(diǎn)相對(duì)球心的向徑。
[0014] 所述的上中間軸和下中間軸對(duì)稱設(shè)置在中心軸兩側(cè)，且與中心軸的軸交角均為 9 ;中心斜齒圓柱齒輪、上中間斜齒圓柱齒輪及下中間斜齒圓柱齒輪的螺旋角均為0，0 =〇. 5 0 ;所述的上行星軸和下行星軸對(duì)稱設(shè)置在中心軸兩側(cè)，上行星軸與上中間軸、下行 星軸與下中間軸之間的軸交角均為中;9和f均不等于〇°或90°。
[0015] 所述的上中間斜齒圓柱齒輪與下中間斜齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)完全相同，上中間 異形非圓錐齒輪與下中間異形非圓錐齒輪的幾何參數(shù)完全相同，上行星異形非圓錐齒輪與 下行星異形非圓錐齒輪的幾何參數(shù)完全相同。
[0016] 所述上中間異形非圓錐齒輪和下中間異形非圓錐齒輪的節(jié)曲線的短凸性球面曲 線段及其兩側(cè)相鄰輪齒所在節(jié)曲線段的齒輪重合度均為1。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0018] 1、本實(shí)用新型交錯(cuò)安裝的斜齒圓柱齒輪與異形非圓錐齒輪組合，使得分插機(jī)構(gòu)的 行星輪系在具有非勻速比的同時(shí)具備空間傳動(dòng)特性，而且能在取秧階段獲得較大的傳動(dòng) 比；通過優(yōu)化行星輪系中間軸與中心軸、中間軸與行星軸的軸交角大小，可以得到理想的寬 窄行插秧軌跡。
[0019] 2、本實(shí)用新型解決了交錯(cuò)齒輪_橢圓錐齒輪行星輪系和交錯(cuò)齒輪-非圓錐齒輪行 星輪系分插機(jī)構(gòu)中秧針在取秧時(shí)橫向偏移量大，造成傷秧、漏取秧的問題，實(shí)現(xiàn)了直取秧； 同時(shí)相比之前出現(xiàn)的異形齒輪寬窄行分插機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型的異形非圓錐齒輪不僅齒廓完 整、結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且強(qiáng)度更大，提高了分插機(jī)構(gòu)的可靠性，而且各項(xiàng)參數(shù)更加優(yōu)化，取秧 橫向偏移量更小，降低了傷苗程度，同時(shí)使得插秧穴口更小，秧苗直立性更好，進(jìn)一步減少 了插秧時(shí)秧苗倒伏和漂秧的現(xiàn)象，從而提高了分插機(jī)構(gòu)的工作效率和性能。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0021] 圖2是本實(shí)用新型的行星輪系裝配示意圖。
[0022] 圖3是本實(shí)用新型的行星輪系嚙合狀態(tài)示意圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型的上栽植臂的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0024] 圖5是本實(shí)用新型的下中間異形非圓錐齒輪與下行星異形非圓錐齒輪的嚙合示 意圖。
[0025] 圖6是本實(shí)用新型的下中間軸與下行星軸的軸交角示意圖。
[0026] 圖7是本實(shí)用新型的下中間軸及上中間軸與中心軸的軸交角示意圖。
[0027] 圖8是本實(shí)用新型的上中間異形非圓錐齒輪或下中間異形非圓錐齒輪的節(jié)曲線 示意圖。
[0028] 圖9是本實(shí)用新型的異形非圓錐齒輪副的節(jié)曲線嚙合示意圖。
[0029] 圖10是本實(shí)用新型的異形非圓錐齒輪副的部分齒廓嚙合示意圖。
[0030]圖11是本實(shí)用新型與斜齒-橢圓錐齒輪行星系水稻寬窄行分插機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 對(duì)比圖。
[0031] 圖12是本實(shí)用新型作業(yè)時(shí)形成寬窄行移栽的移栽效果示意圖。
[0032] 圖13是本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的插秧軌跡的正向視圖、側(cè)向視圖以及取秧段軌跡的局 部放大圖。
[0033] 圖14是本實(shí)用新型取苗時(shí)刻的示意圖。
[0034] 圖15是圖14的側(cè)向視圖。
[0035] 圖中：