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凸輪推桿行星系分插機構.pdf

關 鍵 詞:
凸輪 推桿 行星 系分插 機構
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摘要
申請專利號:

CN201110123328.9

申請日:

20110513

公開號:

CN102282940A

公開日:

20111221

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01C11/02,F16H37/12 主分類號: A01C11/02,F16H37/12
申請人: 尚濤,劉先黎,張桂蘭,李濤,才宏偉
發明人: 尚濤,劉先黎,張桂蘭,李濤,才宏偉
地址: 130025 吉林省長春市南關區亞泰大街4026號3棟2門403室
優先權: CN201110123328A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110123328.9

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明“凸輪推桿行星系分插機構”涉及一種水稻插秧機高速分插機構。該機構主要由行星齒輪機構、凸輪推桿機構、秧夾、傳動部件組成。齒輪盒在主軸驅動下,帶動栽植臂與秧夾進行回轉運動,凸輪推桿機構驅動齒輪齒條形成往復擺動,與扇形齒輪同軸安裝的太陽輪也形成擺動,經過過渡齒輪傳動最終傳遞到同行星輪軸固定的栽植臂與秧夾上,同齒輪盒的圓周運動復合在一起形成滿足插秧作業中取秧、插秧所需的工作曲線。行星齒輪機構上安裝有兩個秧夾,旋轉一周完成兩次插秧作業。該機構結構緊湊、中心對稱、制造簡單、工作可靠、可作為高速插秧機分插機構。

權利要求書

1.一種行星系凸輪推桿分插機構,主要由行星齒輪機構、凸輪推桿機構、秧夾以及傳動部件組成,其結構特征為:a.運動通過錐齒輪從縱向傳動軸傳遞到橫向傳動軸上,圓柱凸輪固連在縱向傳動軸上,凸輪驅動推桿做往復運動,推桿與齒條固連帶動扇形齒輪做往復擺動;b.扇形齒輪通過空心軸與太陽輪固連,空心軸帶動太陽輪做往復擺動,并通過正齒行星輪系將這一擺動傳遞給栽植臂;c.栽植臂聯接在行星輪輪軸上,在行星輪系及凸輪推桿機構的合成作用下,栽植臂相對齒輪盒做非勻速轉動。2.根據權利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機構,其特征為:齒輪盒內行星齒輪機構中的齒輪均為正齒圓柱齒輪。3.根據權利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機構,其特征為:由一套凸輪推桿機構控制雙側行星齒輪機構,完成兩行分插作業。4.根據權利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機構,其特征為:通過一組行星齒輪機構可以同時驅動兩個栽植臂,實現分插器回轉一周完成兩次栽插作業。5.根據權利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機構,其結構特征為:橫向傳動軸同空心軸同心,空心軸空套在橫向傳動軸上,橫向傳動軸同行星架固連負責傳遞行星架的轉動,空心軸同太陽輪固連負責傳遞往復擺動。6.根據權利要求1、3所述的行星系凸輪推桿分插機構,其結構特征為:空心軸由三段組成,用螺釘連接,中段為中空結構并加工有扇形齒輪。7.根據權利要求1、3、4所述的行星系凸輪推桿分插機構,其結構特征為:縱向傳動軸為主動軸,橫向傳動軸為從動軸,主動錐齒輪和從動錐齒輪齒數比為1∶2,推桿通過齒條帶動扇形齒輪運動,縱向軸旋轉一周凸輪推桿機構驅動太陽輪完成一次往復擺動。

說明書

技術領域

本發明涉及一種農用機具領域,具體說是一種適合于高速水稻插秧機的分插機構。

技術背景

水稻是我國的主要糧食作物之一,在我國的糧食生產中具有舉足輕重的地位。水稻插秧機性能的好壞是實現水稻種植機械化的關鍵技術之一。

國內自主產品多為曲柄搖桿式分插機構,只能在200-220次/分鐘的頻率下工作,由于機械慣性和振動的原因,限制了其工作速度的提高。為了克服曲柄連桿分插機構運動慣性力大無法實現高速插秧的缺點,日本農機化研究所于1985年研究成功了第三代高速插秧機。這種高速插秧機的分插機構,主要由橢圓齒輪機構或偏心齒輪機構構成。與曲柄連桿分插機構相比,這種分插機構在一定程度上降低了運動慣性、提高了插秧速度。目前,我國高速插秧機多為引進日本和韓國技術,取得了一些自主知識產權,分插機構也多為橢圓齒輪機構或偏心齒輪機構。這種由橢圓齒輪機構或偏心齒輪機構構成的分插裝置,在工作中振動依然較大,零件磨損較嚴重,影響了使用壽命和精確取秧動作,甚至在工作中會發生秧苗脫落的現象。另外,這種行星非圓齒輪分插機構制造困難,加工費用較高。

發明內容

本發明涉及一種水稻插秧機的高速分插機構,該機構可以滿足高速插秧的作業要求,適應不同的插秧速度。

為了達到上述要求,本發明采用的技術方案為:

通過圓周運動和擺動的復合實現插秧作業所需的特定工作曲線,通過兩個對稱分布的栽植臂實現插秧效率的提高,降低慣性力,采用正齒圓柱行星齒輪機構減少震動,完成精確取秧動作。具體的實現方法為:在分插器的主動軸上裝有凸輪推桿機構,主動軸通過從動軸傳遞轉動,帶動齒輪盒做等速圓周運動,利用凸輪推桿機構和扇形齒輪齒條機構將主動軸的轉動分解出一路擺動運動,通過與從動軸同心的空心軸驅動正齒行星輪系的太陽輪不等速擺動,再通過行星輪系將太陽輪的擺動傳遞給栽植臂,最終在行星齒輪機構及齒輪盒的合成運動作用下,使栽植臂相對齒輪盒做非勻速轉動,實現栽植臂所需的特定工作曲線。

本發明的優點在于:

1.主要運動部件為中心對稱分布,運動慣性小,有利于實現插秧作業的高速化;

2.行星齒輪機構采用普通圓柱齒輪,制造工藝簡單、工作穩定,工作過程中振動較小;

3.采用圓柱凸輪機構實現運動的分解可以通過凸輪曲線的優化,實現對秧夾運動曲線、取秧角和插秧角的精確控制。

附圖說明

圖1是本專利的機構原理圖;

圖2是本專利的總體結構外形示意圖;

圖3是本專利的總體結構裝配圖正視圖;

圖4是本專利的總體結構裝配圖A-A向剖面圖;

圖中各部件名稱為:1.秧夾、2.行星輪軸、3.行星齒輪、4.傳動齒輪、5.太陽齒輪、6.行星架殼體、6A.行星架內殼體、6B.行星架外殼體、7.橫向傳動軸、8.從動錐齒輪、9.扇形齒輪殼體、10.縱向軸殼體、11.空心半軸、12.推桿齒條、13.主動錐齒輪、14.縱向傳動軸、15.圓柱凸輪、16.推桿蓋板、17A.上推桿套、17B.下推桿套、18.錐齒輪、19.圓錐滾子軸承、20.縱向軸軸承座、21.縱向軸軸承座螺釘、22.軸承座、23.行星架球軸承、24.空心軸球軸承、25.橫向軸球軸承、26.縱向軸殼體蓋板、27.縱向軸殼體蓋板螺釘、28.行星架螺釘、29.秧夾支撐座、30.軸承蓋螺釘、31.軸承蓋、32.傳動輪球軸承、33.橫向軸螺母、34.秧夾支撐座螺釘、35.行星輪軸球軸承、36.推桿蓋板螺釘、37.凸輪滾子、38.凸輪滾子軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施例進行說明。

本發明的動力由錐齒輪18輸入,通過縱向傳動軸14傳遞到主動錐齒輪13。通過主動錐齒輪和從動錐齒輪8的嚙合,動力傳輸到橫向傳動軸7。橫向傳動軸兩端同行星架殼體6固連,帶動行星齒輪機構整體作圓周運動。同時安裝在縱向傳動軸上的圓柱凸輪15隨著縱向傳動軸轉動,帶動推桿齒條12做往復擺動,并且通過推桿齒條和固聯在空心軸扇形齒輪殼體9上的扇形齒輪的嚙合帶動空心軸做往復擺動。兩空心軸半軸11的外端分別與行星齒輪機構的太陽輪5固連,并帶動太陽輪做往復擺動運動。主動錐齒輪和從動錐齒輪的傳動比為2∶1,太陽輪和行星輪3的齒數比為1∶1,圓柱凸輪旋轉一周帶動推桿齒條完成一次往復運動,行星齒輪軸2同秧夾1固連。在以上條件的約束之下,秧夾可以在行星架殼體轉動180°的過程中完成一次往復擺動。通過對行星系齒輪直徑、秧夾長度、凸輪曲線的優化可以實現插秧機工作曲線的優化。本發明通過凸輪推桿機構實現運動的分解,然后通過行星齒輪機構實現運動的綜合,最終實現插秧作業所需的運動曲線。

以下對本發明的部分細部結構進一步說明。縱向傳動軸14由兩個圓錐滾子軸承19支撐。推桿齒條12截面為矩形,推桿套由上推桿套17A和下推桿套17B組成,兩推桿套分別固定在推桿蓋板16和縱向軸殼體10上。兩個空心半軸11和位于中間的扇形齒輪殼體9通過螺釘連接組成了空心軸總成,空心軸兩端與太陽齒輪連接用于傳遞擺動。扇形齒輪殼體為圓柱型殼體零件,兩端的法蘭盤通過兩個對稱的連接臂連接,每個連接臂占據圓周45°范圍,扇形齒輪加工在其中的一個連接臂外側。裝配后從動錐齒輪8位于扇形齒輪殼體9的中間,扇形齒輪殼體的連接臂之間的空隙可以為空心軸的擺動提供足夠的空間,并保證空心軸總成的剛度要求。橫向傳動軸7通過兩個橫向軸球軸承25支撐在空心軸上,空心軸通過兩個空心軸球軸承24支撐在固定在縱向軸殼體10的軸承座22上,這種結構保證了橫向軸和空心軸的靈活運轉。另外行星架內殼體6B通過行星架球軸承23支撐在軸承座上,行星架外殼體6A通過花鍵和橫向軸螺母33同橫向軸連接,行星架內殼體和行星架外殼體之間由行星架螺釘28連接。此種支撐方式避免了橫向軸對行星架的完全懸臂支撐提高了系統整體剛度。傳動齒輪4采用懸臂梁支撐,通過兩個傳動輪球軸承32支撐在行星架外殼體上,外側通過軸承蓋31和軸承蓋螺釘30定位和密封,這種結構縮小了分插機構的總體寬度。行星齒輪3和行星輪軸之間由花鍵連接,行星輪軸通過兩個行星輪軸球軸承35分別支撐在行星架內殼體6A和行星架外殼體6B上。行星輪軸外側同秧夾1固連,最終將運動傳遞到秧夾上。

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