專利名稱：凸輪推桿行星系分插機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)用機(jī)具領(lǐng)域，具體說是一種適合于高速水稻插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
水稻是我國的主要糧食作物之一，在我國的糧食生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。水稻插秧機(jī)性能的好壞是實(shí)現(xiàn)水稻種植機(jī)械化的關(guān)鍵技術(shù)之一。國內(nèi)自主產(chǎn)品多為曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)，只能在200-220次/分鐘的頻率下工作， 由于機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動慣性力大無法實(shí)現(xiàn)高速插秧的缺點(diǎn)，日本農(nóng)機(jī)化研究所于1985年研究成功了第三代高速插秧機(jī)。這種高速插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)，主要由橢圓齒輪機(jī)構(gòu)或偏心齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。與曲柄連桿分插機(jī)構(gòu)相比，這種分插機(jī)構(gòu)在一定程度上降低了運(yùn)動慣性、提高了插秧速度。目前， 我國高速插秧機(jī)多為引進(jìn)日本和韓國技術(shù)，取得了一些自主知識產(chǎn)權(quán)，分插機(jī)構(gòu)也多為橢圓齒輪機(jī)構(gòu)或偏心齒輪機(jī)構(gòu)。這種由橢圓齒輪機(jī)構(gòu)或偏心齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成的分插裝置，在工作中振動依然較大，零件磨損較嚴(yán)重，影響了使用壽命和精確取秧動作，甚至在工作中會發(fā)生秧苗脫落的現(xiàn)象。另外，這種行星非圓齒輪分插機(jī)構(gòu)制造困難，加工費(fèi)用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種水稻插秧機(jī)的高速分插機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以滿足高速插秧的作業(yè)要求，適應(yīng)不同的插秧速度。為了達(dá)到上述要求，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為通過圓周運(yùn)動和擺動的復(fù)合實(shí)現(xiàn)插秧作業(yè)所需的特定工作曲線，通過兩個對稱分布的栽植臂實(shí)現(xiàn)插秧效率的提高，降低慣性力，采用正齒圓柱行星齒輪機(jī)構(gòu)減少震動，完成精確取秧動作。具體的實(shí)現(xiàn)方法為在分插器的主動軸上裝有凸輪推桿機(jī)構(gòu)，主動軸通過從動軸傳遞轉(zhuǎn)動，帶動齒輪盒做等速圓周運(yùn)動，利用凸輪推桿機(jī)構(gòu)和扇形齒輪齒條機(jī)構(gòu)將主動軸的轉(zhuǎn)動分解出一路擺動運(yùn)動，通過與從動軸同心的空心軸驅(qū)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(jī)構(gòu)及齒輪盒的合成運(yùn)動作用下，使栽植臂相對齒輪盒做非勻速轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)栽植臂所需的特定工作曲線。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.主要運(yùn)動部件為中心對稱分布，運(yùn)動慣性小，有利于實(shí)現(xiàn)插秧作業(yè)的高速化；2.行星齒輪機(jī)構(gòu)采用普通圓柱齒輪，制造工藝簡單、工作穩(wěn)定，工作過程中振動較小；3.采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的分解可以通過凸輪曲線的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對秧夾運(yùn)動曲線、取秧角和插秧角的精確控制。


圖1是本專利的機(jī)構(gòu)原理圖；圖2是本專利的總體結(jié)構(gòu)外形示意圖；圖3是本專利的總體結(jié)構(gòu)裝配圖正視圖；圖4是本專利的總體結(jié)構(gòu)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(nèi)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ο
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)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?shù)綑M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(jī)構(gòu)整體作圓周運(yùn)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(zhuǎn)動，帶動推桿齒條12做往復(fù)擺動，并且通過推桿齒條和固聯(lián)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(fù)擺動。兩空心軸半軸11的外端分別與行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪5固連，并帶動太陽輪做往復(fù)擺動運(yùn)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(shù)比為1 1，圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)一周帶動推桿齒條完成一次往復(fù)運(yùn)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(zhuǎn)動180°的過程中完成一次往復(fù)擺動。通過對行星系齒輪直徑、秧夾長度、凸輪曲線的優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)工作曲線的優(yōu)化。本發(fā)明通過凸輪推桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的分解，然后通過行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的綜合，最終實(shí)現(xiàn)插秧作業(yè)所需的運(yùn)動曲線。以下對本發(fā)明的部分細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jù)圓周45°范圍，扇形齒輪加工在其中的一個連接臂外側(cè)。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M支撐在固定在縱向軸殼體10的軸承座22上，這種結(jié)構(gòu)保證了橫向軸和空心軸的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。另外行星架內(nèi)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(nèi)殼體和行星架外殼體之間由行星架螺釘觀連接。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(tǒng)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(cè)通過軸承蓋31和軸承蓋螺釘30定位和密封，這種結(jié)構(gòu)縮小了分插機(jī)構(gòu)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(nèi)殼體6A和行星架外殼體6B上。行星輪軸外側(cè)同秧夾1固連，最終將運(yùn)動傳遞到秧夾上。
權(quán)利要求
1.一種行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，主要由行星齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、秧夾以及傳動部件組成，其結(jié)構(gòu)特征為a.運(yùn)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(qū)動推桿做往復(fù)運(yùn)動，推桿與齒條固連帶動扇形齒輪做往復(fù)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(fù)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(lián)接在行星輪輪軸上，在行星輪系及凸輪推桿機(jī)構(gòu)的合成作用下，栽植臂相對齒輪盒做非勻速轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其特征為齒輪盒內(nèi)行星齒輪機(jī)構(gòu)中的齒輪均為正齒圓柱齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其特征為由一套凸輪推桿機(jī)構(gòu)控制雙側(cè)行星齒輪機(jī)構(gòu)，完成兩行分插作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其特征為通過一組行星齒輪機(jī)構(gòu)可以同時驅(qū)動兩個栽植臂，實(shí)現(xiàn)分插器回轉(zhuǎn)一周完成兩次栽插作業(yè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)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(fù)責(zé)傳遞行星架的轉(zhuǎn)動， 空心軸同太陽輪固連負(fù)責(zé)傳遞往復(fù)擺動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征為空心軸由三段組成，用螺釘連接，中段為中空結(jié)構(gòu)并加工有扇形齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4所述的行星系凸輪推桿分插機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)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(shù)比為1 2，推桿通過齒條帶動扇形齒輪運(yùn)動，縱向軸旋轉(zhuǎn)一周凸輪推桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動太陽輪完成一次往復(fù)擺動。
全文摘要
本發(fā)明“凸輪推桿行星系分插機(jī)構(gòu)”涉及一種水稻插秧機(jī)高速分插機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要由行星齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、秧夾、傳動部件組成。齒輪盒在主軸驅(qū)動下，帶動栽植臂與秧夾進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動，凸輪推桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒輪齒條形成往復(fù)擺動，與扇形齒輪同軸安裝的太陽輪也形成擺動，經(jīng)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(yùn)動復(fù)合在一起形成滿足插秧作業(yè)中取秧、插秧所需的工作曲線。行星齒輪機(jī)構(gòu)上安裝有兩個秧夾，旋轉(zhuǎn)一周完成兩次插秧作業(yè)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、中心對稱、制造簡單、工作可靠、可作為高速插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)。
文檔編號A01C11/02GK102282940SQ201110123328
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉先黎, 尚濤, 張桂蘭, 才宏偉, 李濤 申請人:劉先黎, 尚濤, 張桂蘭, 才宏偉, 李濤