CN103404279A

CN103404279A - 高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构

Info

Publication number: CN103404279A
Application number: CN2013103176025A
Authority: CN
Inventors: 孙良; 祝建彬; 赵匀
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU; Zhejiang University of Science and Technology ZUST
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明公开了一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构。动力由传动箱传递到中心轴上，中心轴两端分别固有内部传动结构相同的齿轮箱。在两个齿轮箱内的中心非圆锥锥齿轮空套在中心轴的两端，通过牙嵌式法兰与驱动箱固接，中心非圆锥锥齿轮与中间轴上的中间非圆锥锥齿轮啮合，中间非圆锥锥齿轮与固定在行星轴上的行星非圆锥锥齿轮啮合，行星轴伸出右齿轮箱外的一端固定有栽植臂，中间轴与中心轴及行星轴与中间轴之间的轴交角α均为0～45度的锐角，实现所插秧苗行距宽窄分布。本发明秧针具有更好的宽窄行插秧轨迹和姿态，在取秧过程中能保证直取秧，降低伤苗程度，插秧穴口小、秧苗直立性好，且具有体积小、结构简单的优点。

Description

高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构

技术领域

本发明涉及农业机械，尤其涉及适合于高速插秧机宽窄行插秧要求的一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构。

背景技术

宽窄行插秧是指水稻插秧机所插秧苗的行间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整插秧的行间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害，增加叶面积指数，延长叶片寿命，加速干物质积累，从而达到优质高产、节本增效的目的。

宽窄行分插机构是在不改变现有插秧机秧箱结构的基础上实现秧苗宽窄行不等行距种植的部件。在公开号为CN102640604A的文献中公开了一种高速插秧机非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，但该文献中的中心齿轮及与其啮合的中间齿轮均为圆柱类齿轮，包括斜齿和直齿，中间轴和中心轴有一夹角或呈平行布置，由于该夹角为水平面内的交错角，因此，虽然该角度有利于调整取秧点和插秧点，但对于取秧时的秧爪姿态调整却不利，易造成取秧不准确及碰秧门；另外，由于该分插机构中间轴和中心轴在水平面内交错布置，行星轴与中间轴在铅垂面内有一交角，而即便当中间轴和中心轴呈平行布置时，行星轴与中间轴在铅垂面内的交角就要变大，使得整个分插机构空间体积变大，易与插秧机其他部件干涉。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，能够实现精准方块直取秧、插秧穴口小、体积小、结构简单的分插机构，通过调节中间非圆锥锥齿轮与中心非圆锥锥齿轮及行星非圆锥锥齿轮与中间非圆锥锥齿轮之间的轴交角，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型、不同宽窄行农艺要求的宽窄行分插机构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

动力由传动箱内安装在主动输入轴上的主动驱动轮经链条传递到中心链轮上，中心链轮固接在中心轴上，中心轴两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱，伸出左、右齿轮箱外的左上、左下、右上和右下的行星轴上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂。

在右齿轮箱内的右中心非圆锥锥齿轮空套在中心轴的一端，通过右牙嵌式法兰与动力驱动箱的一端固定联接，右中心非圆锥锥齿轮分别与对称布置在右下、右上中间轴上的右下、右上中间非圆锥锥齿轮啮合，右下、右上中间非圆锥锥齿轮分别与固定在右下、右上行星轴上的右下、右上行星非圆锥锥齿轮啮合，右下、右上行星轴伸出右齿轮箱外的一端固定有右下、右上栽植臂，右下、右上中间轴与中心轴及右下、右上行星轴与右下、右上中间轴之间的轴交角α均为0～45度的锐角，使得右下、右上栽植臂上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离，实现所插秧苗行距宽窄分布。

所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

所述的左、右齿轮箱内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮，左上、左下、右上、右下中间非圆锥锥齿轮，左上、左下、右上、右下行星非圆锥锥齿轮五轴齿轮行星系的五轴轴心的相对位置成直线形排列或呈关于中心轴心对称的三角形布置。

本发明具有的有益效果是：

非圆锥锥齿轮兼有非圆齿轮的非匀速比传动及锥齿轮的空间传动特性，采用两级共轭非圆锥锥齿轮传动，使中间轴与中心轴、行星轴与中间轴之间均有不等于0度的轴交角α，中间轴与中心轴、行星轴与中间轴既可布置在同一铅垂面内，也可以不在同一铅垂面内，通过调整中间轴与中心轴、行星轴与中间轴之间轴交角α的大小及相对位置，可以使得栽植臂秧针的宽窄行插秧轨迹和取秧、插秧姿态更利于获得精准方块直取秧、小的插秧穴口，且具有体积小、结构简单的优点；另外，采用两级共轭非圆锥锥齿轮传动，所述的中心非圆锥锥齿轮和行星非圆锥锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮，即便于安装也有利于降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明的栽植臂结构图。

图3是本发明的沿轴向方向投影的行星齿轮传动示意图。

图4是图3的左视图。

图5是本发明的中间非圆锥锥齿轮与行星非圆锥锥齿轮传动布置图，图中α角表示行星非圆锥锥齿轮轴与中间非圆锥锥齿轮轴之间的轴交角。

图6是本发明右侧分插机构形成的插秧轨迹示意图，投影方向为插秧机前进方向的反方向。

图7是图6的左视图。

图8是本发明相邻两对传动箱上的左、右分插机构形成的在插秧机前进方向插秧轨迹示意图。

图中：1.中心链轮，2.中心轴，3.右牙嵌式法兰，3＇.左牙嵌式法兰，4.右下中间非圆锥锥齿轮，4＇.左下中间非圆锥锥齿轮，5.右下行星非圆锥锥齿轮，5＇.左下行星非圆锥锥齿轮，6.右下行星轴，6＇.左下行星轴，7.右下栽植臂，7＇.左下栽植臂，8.右下中间轴，8＇.左下中间轴，9.右中心非圆锥锥齿轮，9＇.左中心非圆锥锥齿轮，10.右上中间轴，10＇.左上中间轴，11.右上中间非圆锥锥齿轮，11＇.左上中间非圆锥锥齿轮，12.右上行星非圆锥锥齿轮，12＇.左上行星非圆锥锥齿轮，13.右上行星轴2，13＇左上行星轴， 14.右上栽植臂，14＇.左上栽植臂，15.右齿轮箱，15＇.左齿轮箱，16.链条，17.主动驱动轮，18.主动输入轴，19.传动箱，20.凸轮，21.拨叉，22.推秧杆，23.弹簧，24.秧门，25.插秧轨迹，26.地面，27.秧苗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，动力由传动箱19内安装在主动输入轴18上的主动驱动轮17经链条16传递到中心链轮1上，中心链轮1固接在中心轴2上，中心轴2两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱15＇、15，伸出左、右齿轮箱15＇、15外的左上、左下、右上和右下的行星轴13＇、6＇、13、6上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂14＇、7＇、14、7。左上、左下、右上和右下栽植臂14＇、7＇、14、7的绝对运动为左上、左下、右上和右下行星非圆锥锥齿轮12＇、5＇、12、5相对左、右传动箱15＇、15的非匀速转动和左、右齿轮箱15＇、15绕中心轴2的圆周运动的合成运动。

在右齿轮箱15内的右中心非圆锥锥齿轮9空套在中心轴的一端，通过右牙嵌式法兰3与动力驱动箱19的一端固定联接，右中心非圆锥锥齿轮9分别与对称布置在右下、右上中间轴8、10上的右下、右上中间非圆锥锥齿轮4、11啮合，右下、右上中间非圆锥锥齿轮4、11分别与固定在右下、右上行星轴6、13上的右下、右上行星非圆锥锥齿轮5、12啮合，右下、右上行星轴6、13伸出右齿轮箱15外的一端固定有右下、右上栽植臂7、14，右下、右上中间轴8、10与中心轴2及右下、右上行星轴6、13与右下、右上中间轴8、10之间的轴交角α均为0～45度的锐角，使得右下、右上栽植臂7、14上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离，实现所插秧苗行距宽窄分布。

在左齿轮箱15＇内的左中心非圆锥锥齿轮9＇空套在中心轴的另一端，通过左牙嵌式法兰3＇与动力驱动箱19的另一端固定联接，在左中心非圆锥锥齿轮9＇的两侧，对称布置有固定在左下、左上中间轴8＇、10＇上的左下、左上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇，左下、左上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇分别与固定在左下、左上行星轴6＇、13＇上的左下、左上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇啮合，左下、左上行星轴6＇、13＇伸出左齿轮箱15＇外的一端固定有左下、左上栽植臂7＇、14＇，分插机构工作时，由于左下、左上中间轴8＇、10＇与中心轴2及左下、左上行星轴6＇、13＇与左上、左下中间轴8＇、10＇之间的轴交角α均为0～45度的锐角，使得左下、左上栽植臂7＇、14＇上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离，从而实现所插秧苗行距宽窄分布。

所述的左、右齿轮箱15＇、15内的左、右中心非圆锥锥齿轮9＇、9，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇、5、12是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

所述的左、右齿轮箱15＇、15内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮8＇、11＇、8、11是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

如图3所示，所述的右齿轮箱15内的右中心非圆锥锥齿轮9，右上、右下中间非圆锥锥齿轮11、8，右上、右下行星非圆锥锥齿轮12、5五轴齿轮行星系的五轴轴心的相对位置成直线形排列或呈关于中心轴心对称的三角形布置。

如图4、图5所示，以右齿轮箱15内的齿轮为例说明：右中心非圆锥齿轮9与右下、右上中间非圆锥齿轮4、11，右下、右上行星非圆锥齿轮5、12与右下、右上中间非圆锥齿轮4、11之间的安装关系。右中心齿轮轴2与右下、右上中间齿轮轴8、10、右下、右上行星轴6、13与右下、右上中间齿轮轴8、10之间的轴交角均α，一般为5～20度，如图6、图7所示，通过调节该角度大小可以形成不同的宽窄行秧针尖点插秧轨迹25。如图8所示为相邻两个传动箱上的左、右一对分插机构形成的插秧轨迹示意图，同一传动箱上左右一对分插机构形成的插秧轨迹25取秧点（秧门24处）宽，插秧点（地面26处秧苗27）窄，相邻传动箱上相邻的两个分插机构形成的插秧轨迹25取秧点（秧门24处）距离比插秧点（地面26处秧苗27）距离窄，使同一传动箱左右两分插机构所插秧苗27行间距为W1，形成窄行，相邻两传动箱相邻两分插机构所插秧苗27行间距为W2，形成宽行，由此实现插秧机宽窄行插秧。

本发明的工作原理是：

分插机构动力由插秧机传动箱19内的主动链轮17经链条16传递到中心链轮1上，带动中心轴2转动，中心轴2带动左、右齿轮箱15＇、15转动，左、右齿轮箱15＇、15内，空套在中心轴2上与传动箱19固定的左、右中心非圆锥锥齿轮9＇、9与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11啮合，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11与左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇、5、12啮合，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇、5、12与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11及左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11与左、右中心非圆锥锥齿轮9＇、9之间的轴交角均为α，一般为5～20度。当左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇、5、12随左下、左上、右下、右上行星轴6＇、13＇、6、13相对左、右齿轮箱15＇、15转动时，带动左下、左上、右下、右上栽植臂7＇、14＇、7、14转动，左下、左上、右下、右上栽植臂7＇、14＇、7、14的转动使拨叉21围绕固定的凸轮20（固定在左、右齿轮箱15＇、15上）摆动，在取秧前拨叉21经过凸轮20的上升段而抬起，将推秧杆22提高至最高点，同时压缩推秧弹簧23；在取秧到插秧前，拨叉21处于凸轮20的最高位置保持段；当秧爪到达插秧位置，拨叉21转至凸轮20缺口，推秧弹簧23回位推动推秧杆22向下快速运动，将秧苗27推入土中，从而顺序完成了水稻秧苗的取秧、插秧动作。由于左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5＇、12＇、5、12与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11及左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4＇、11＇、4、11与左、右中心非圆锥锥齿轮9＇、9之间存在不为0的轴交角α，因此左下、左上、右下、右上栽植臂7＇、14＇、7、14的转动平面与左、右齿轮箱15、15＇的转动平面不是平行平面，引起左下、左上、右下、右上栽植臂7＇、14＇、7、14上的秧针在秧门24处取秧苗27后，其位于地面26的插秧点相对于秧门24上的取秧点向左或向右偏移相应距离，由此实现水稻秧苗的机械化宽窄行移栽。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，动力由传动箱（19）内安装在主动输入轴（18）上的主动驱动轮（17）经链条（16）传递到中心链轮（1）上，中心链轮（1）固接在中心轴（2）上，中心轴（2）两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱（15＇、15），伸出左、右齿轮箱（15＇、15）外的左上、左下、右上和右下的行星轴（13＇、5＇、13、5）上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂（14＇、7＇、14、7）；其特征在于：

在右齿轮箱（15）内的右中心非圆锥锥齿轮（9）空套在中心轴的一端，通过右牙嵌式法兰（3）与动力驱动箱（19）的一端固定联接，右中心非圆锥锥齿轮（9）分别与对称布置在右下、右上中间轴（8、10）上的右下、右上中间非圆锥锥齿轮（4、11）啮合，右下、右上中间非圆锥锥齿轮（4、11）分别与固定在右下、右上行星轴（5、13）上的右下、右上行星非圆锥锥齿轮（6、12）啮合，右下、右上行星轴（5、13）伸出右齿轮箱（15）外的一端固定有右下、右上栽植臂（7、14），右下、右上中间轴（8、10）与中心轴（2）及右下、右上行星轴（5、13）与右下、右上中间轴（8、10）之间的轴交角α均为0～45度的锐角，使得右下、右上栽植臂（7、14）上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离，实现所插秧苗行距宽窄分布。

2.根据权利要求1所述的一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，其特征在于：所述的左、右齿轮箱（15＇、15）内的左、右中心非圆锥锥齿轮（9＇、9），左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮（6＇、12＇、6、12）是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，其特征在于：所述的左、右齿轮箱（15＇、15）内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮（8＇、11＇、8、11）是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种高速插秧机两级共轭非圆锥锥齿轮宽窄行分插机构，其特征在于：所述的左、右齿轮箱（15＇、15）内的左、右中心非圆锥锥齿轮（9＇、9），左上、左下、右上、右下中间非圆锥锥齿轮（11＇、8＇、11、8），左上、左下、右上、右下行星非圆锥锥齿轮（12＇、6＇、12、6）五轴齿轮行星系的五轴轴心的相对位置成直线形排列或呈关于中心轴心对称的三角形布置。