CN106233924B - 一种番茄果秧分离振动发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种番茄果秧分离振动发生器，主要目的是使动力传递均衡，运转平稳，延长番茄果秧分离振动发生器的使用寿命。主要技术方案为一种番茄果秧分离振动发生器，包括:机架；输入轴，能够转动地设置在机架上；第一非圆齿轮，固定地设置在机架上；动力输出机构，其包括：输出轴和第一圆齿轮；输出轴能够转动地设置在机架上；第一圆齿轮能够传动地设置在输出轴上；行星机构包括：三个均匀分布的行星转轴和能够传动地设置在其上的第二非圆齿轮和第二圆齿轮，第二非圆齿轮与第一非圆齿轮啮合，第二圆齿轮与第一圆齿轮啮合。

Description

一种番茄果秧分离振动发生器

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种番茄果秧分离振动发生器。

背景技术

目前，世界加工番茄种植区主要集中在美国加利福尼亚地区、欧洲地中海地区和中国的新疆、内蒙古、甘肃等地。加工番茄的种植面积大，机械化采收正在逐步推广。

番茄果秧分离是番茄机械化收获的重要环节之一，振动发生器作为其驱动部件，传动效果直接影响番茄收获机的工作性能。目前，国内外加工番茄果秧分离振动发生器主要采用偏心块式，利用两个对称偏心块转动产生的对称力偶，带动果秧分离装置转动，但是，该传动方式导致果秧分离装置在运动过程中产生的偏心力偶，易使机架产生共振，导致机器发生故障；同时存在冲击载荷大，易堵塞等问题，且传动过程不可靠，难以实现精确传动，导致分离效果不稳定。也有振动发生器通过非圆齿轮传动，但其动力传递不均衡，进而影响振动发生器的使用寿命或导致设备故障。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种番茄果秧分离振动发生器，主要目的是使动力传递均衡，运转平稳，延长番茄果秧分离振动发生器的使用寿命。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种番茄果秧分离振动发生器，包括:

机架；

输入轴，能够转动地设置在所述机架上；

第一非圆齿轮，固定地设置在所述机架上，所述第一非圆齿轮的中心线与所述输入轴的轴线重合；

动力输出机构，其包括：输出轴和第一圆齿轮；所述输出轴能够转动地设置在所述机架上；所述第一圆齿轮能够传动地设置在所述输出轴上；

行星机构，其包括：输入系杆、行星转轴、第二非圆齿轮、第二圆齿轮和输出系杆；

所述输入系杆能够传动地设置在所述输入轴上，用于支撑和驱动所述行星转轴围绕所述输入轴转动；

所述输出系杆能够转动地设置在所述输出轴上，用于支撑所述行星转轴；

所述行星转轴的两端分别被所述输入系杆和所述输出系杆支撑；所述行星转轴为三个，三个所述行星转轴呈正三角分布；三个所述第二非圆齿轮分别能够传动地设置在三个所述行星转轴上，并分别与所述第一非圆齿轮啮合；三个所述第二圆齿轮分别能够传动地设置在三个所述行星转轴上，并分别与所述第一圆齿轮啮合。

优选地，所述输入轴与所述输出轴同轴设置；

所述输入轴与所述输出轴通过组合滚针轴承连接；

所述输入轴套装在所述组合滚针轴承外壁上；所述输出轴插装在所述组合滚针轴承的内部。

进一步地，所述组合滚针轴承由一个滚针轴承和一个深沟球轴承组成。

优选地，所述输入系杆的套装在所述输入轴上，与所述输入轴通过花键传动连接；

所述输入系杆具有呈正三角分布的三个安装孔，用于安装所述行星转轴。

优选地，所述输出系杆具有呈正三角分布的三个安装孔，用于安装所述行星转轴；

所述第一圆齿轮套装在所述输出轴上，通过花键传动连接。

优选地，所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的极径和等于所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的极径和。

优选地，所述第一非圆齿轮与第二非圆齿轮的节曲线方程为：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

式中：r1为所述第一非圆齿轮的极径，r2为所述第二非圆齿轮的极径，为所述第一非圆齿轮的角位移，为所述第二非圆齿轮的角位移，为输入角位移，为所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比，a为所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的中心距，为所述第一非圆齿轮相对所述机架的角位移。

优选地，所述输出轴与所述输入轴的传动比为i_4H，

为输入角位移。

优选地，所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的传动比为 其中，为所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比，i_4H为所述输出轴与所述输入轴的传动比。

优选地，所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比为27/26。

本发明实施例提出的一种番茄果秧分离振动发生器，输入轴匀速转动时，输出轴成一定规律周期性转动，动力传动平稳、可靠。行星机构具有均匀设置的三个行星转轴、三个第二非圆齿轮和三个第二圆齿轮，可以平衡第一非圆齿轮和第一圆齿轮的受力，可以保证本发明实施例提供的番茄果秧分离振动发生器平稳运转，并延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种番茄果秧分离振动发生器的示意图；

图2为本发明实施例提供的输入系杆、输出系杆和行星机构的组合示意图；

图3为本发明实施例提供的第一非圆齿轮、第一圆齿轮和行星机构的组合示意图；

图4为本发明实施例提供的输入轴、输出轴和组合滚针轴承的组合示意图。

图中所示：

1为机架，2为输入轴，3为同步带轮，4为外壳，5为第二非圆齿轮，6为第一非圆齿轮，7为行星转轴，8为第二圆齿轮，9为第一圆齿轮，10为输出轴，11为组合滚针轴承，11-1为深沟球轴承，11-2为滚针轴承，12为输出系杆，13为输入系杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种番茄果秧分离振动发生器，包括:机架1、输入轴2、第一非圆齿轮6、动力输出机构和行星机构。

机架1用于支撑动力输入机构、动力输出机构；机架1连接在番茄收获机上或其它用于番茄果秧分离的机器设备上；机架1优选成型钢材焊接固定，以使连接可靠。

输入轴2能够转动地设置在机架1上；本实施例优选输入轴2通过带座轴承与机架1连接，以实现输入轴2的转动；当然，也不排除轴承与轴承座独立安装，同样可以是输入轴2达到转动的目的；当然也可以通过输送轴2和固定在机架1上的轴套配合，以进行转动，轴套与机架的固定可以通过焊接完成。

第一非圆齿轮6固定地设置在机架1上，本实施例优选第一非圆齿轮6通过螺栓固定在机架1上，便于拆卸。第一非圆齿轮6通过螺栓与机架1固定时，采用螺栓穿过设置在机架1上的通孔，再穿过设置在第一非圆齿轮6上的通孔，进而锁紧，以将螺栓的螺纹端向内，防止出现剐蹭。当然，也可以通过焊接与机架1固定，连接可靠。第一非圆齿轮6的中心线与输入轴2的轴线重合；本实施例优选第一非圆齿轮6套装在输入轴2上并通过轴承与输入轴2连接，以使第一非圆齿轮6可以相对输入轴2转动。第一非圆齿轮6与输入轴2之间通过轴承连接，使输入轴2可以支撑第一非圆齿轮6，以使第一非圆齿轮6的固定更可靠。

动力输出机构包括：输出轴10和第一圆齿轮9；输出轴10能够转动地设置在机架1上，本实施例优选输出轴10通过带座轴承与机架1连接，以实现输出轴10的转动；当然，也不排除轴承与轴承座独立安装，同样可以是输出轴10达到转动的目的。

第一圆齿轮9能够传动地设置在输出轴10上；本实施例优选第一圆齿轮9套装在输出轴10上并通过花键传动连接，以传递动力；花键连接可以传递更大动力，避免了平键传动中平键易损坏的风险。当然可以不排除第一圆齿轮9与输出轴10通过平键传动连接，成本较低。

行星机构包括：输入系杆13、行星转轴7、第二非圆齿轮5、第二圆齿轮8和输出系杆12；

输入系杆13能够传动地设置在输入轴2上，用于支撑和驱动行星转轴7围绕输入轴2转动；输入系杆13为板结构，呈正三角状；输入系杆13的每个角上设置有安装孔，用于安装行星转轴7。本实施例优选输入系杆13通过花键与输入轴2传动连接，以使在传递较大动力时更可靠；当然，本实施例也不排除输入系杆13通过平键与输入轴2传动连接，加工方便，成本较低。

输出系杆12能够转动地设置在输出轴10上，用于支撑行星转轴7；输出系杆12为板结构，呈正三角状；输出系杆12的每个角上设置有安装孔，用于安装行星转轴7。输出系杆12与输入系杆13对称设置，分别支撑行星转轴7的两端。

行星转轴7的两端分别被输入系杆13和输出系杆12支撑；本实施例优选输入系杆13和输出系杆12分别与行星转轴7通过轴承连接，利用孔用弹性挡圈减少轴向窜动、便于定位，输入系杆13起到支撑和连接的作用；当然，本实施例也不排除，输入系杆13和输出系杆12与行星转轴7通过带座轴承连接。行星转轴7为三个，三个行星转轴7呈正三角分布，相互平行设置。三个第二非圆齿轮5分别能够传动地设置在三个行星转轴7上，本实施例优选第二非圆齿轮5通过花键与行星转轴7连接，使动力传递可靠，当然，也不排除通过平键连接或其它固定连接。第二非圆齿轮5分别与第一非圆齿轮6啮合；三个第二圆齿轮8分别能够传动地设置在三个行星转轴7上，本实施例优选第二圆齿轮8通过花键与行星转轴7连接，使连接可靠，当然也不排除通过平键或其它固定连接来传递动力。第二圆齿轮8分别与第一圆齿轮9啮合。每个行星转轴7的一端设置一个第二非圆齿轮5，另一端设置一个第二圆齿轮8；三个第二非圆齿轮5沿输入轴2圆周方向均匀分布；三个第二圆齿轮8沿输出轴10圆周方向均匀分布。本实施例优选，输入系杆13与输出系杆12对称分布，通过行星转轴7连接并实现同步转动；本实施例中输入系杆13实现驱动并支撑行星转轴7，输出系杆12只有连接、支撑的作用，能够有效减小行星转轴7的受力，实现变速变向传动。

在工作过程中，动力输入轴2上的输入系杆13驱动行星机构围绕输入轴2转动，使固定在机架1上的第一非圆齿轮6驱动行星转轴7上的第二非圆齿轮5；动力再通过行星转轴7上的第二圆齿轮8传递至输出轴10上的第一圆齿轮9，使输出轴10成一定规律周期性转动，动力传动平稳、可靠。行星机构具有均匀设置的三个行星转轴7、三个第二非圆齿轮5和三个第二圆齿轮8，可以平衡第一非圆齿轮6和第一圆齿轮9的受力，可以保证本发明实施例提供的番茄果秧分离振动发生器平稳运转，并延长其使用寿命。

作为上述实施例的优选，输入轴2与输出轴10同轴设置；输入轴2与输出轴10通过组合滚针轴承11连接；输入轴2套装在组合滚针轴承11外壁上，与组合滚针轴承11的外圈配合；输出轴10插装在组合滚针轴承11的内部，与组合滚针轴承11内圈的内圈配合；输入轴2的端部具有组合滚针轴承11，以与组合滚针轴承11配合，输入轴2与组合滚针轴承11套优选通过焊接连接。组合滚针轴承11套的外部设置有组合滚针轴承11外压盖，组合滚针轴承11外压盖与组合滚针轴承11套通过螺栓连接，能保证接触并有防尘作用。

当输入轴2输入动力时，带动输入系杆13、输出系杆12和输出轴10一起转动，从而实现不同传动比的运动。运作过程中会出现输入轴2和输出轴10偏斜的状况，使用组合滚针轴承11不仅保证两个轴同心，还能承受一定的载荷，输出可靠的传动比。

参考图4，本实施例优选的组合滚针轴承11由一个滚针轴承11-2和一个深沟球轴承11-1组合而成，其结构紧凑体积小，旋转精度高；组合滚针轴承11在径向空间受到限制时，能为轴承配置定位，可在承受很高径向负荷同时承受一定的轴向负荷。输入轴2设置在组合滚针轴承11上具有深沟球轴承11-1的一端，输出轴10设置在组合滚针轴承11上具有滚针轴承11-2的一端，以使输出轴10更能抵抗振动。

作为上述实施例的优选，行星机构还具有外壳4，外壳4固定地设置在机架1上，本实施例优选通过紧固件与机架1连接。外壳4可以储油，具有润滑和防尘的作用。

作为上述实施例的优选，输入系杆13的套装在输入轴2上，与输入轴2通过花键传动连接；

作为上述实施例的优选，第一非圆齿轮6套装在输入轴2上，通过轴承与输入轴2转动连接。输入轴2上还设有同步带轮3，以接收外部的动力输入；本实施例中同步带轮3用于与驱动电机或驱动马达连接，以驱动输入轴2转动。

作为上述实施例的优选，输入系杆13具有呈正三角分布的三个安装孔，用于安装行星转轴7；

第一圆齿轮9套装在输出轴10上，通过花键传动连接，连接可靠。

作为上述实施例的优选，第一非圆齿轮6与第二非圆齿轮5的极径和等于第一圆齿轮9与第二圆齿轮8的极径和。

作为上述实施例的优选，第一非圆齿轮6与第二非圆齿轮5的节曲线方程为：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

式中：r1为第一非圆齿轮6的极径，r2为第二非圆齿轮5的极径，为第一非圆齿轮6的角位移，为第二非圆齿轮5的角位移，为输入角位移，为第一圆齿轮9与第二圆齿轮8的传动比，a为第一非圆齿轮6与第二非圆齿轮5的中心距，为第一非圆齿轮相对机架的角位移。本实施例优选a为113.75mm，为-10/3，能够更好地实现果秧分离。

作为上述实施例的优选，输出轴10与输入轴2的传动比为i_4H，

为输入角位移。此传动比能够更好地实现番茄的果秧分离。

作为上述实施例的优选，第一非圆齿轮6与第二非圆齿轮5的传动比为 其中，为第一圆齿轮9与第二圆齿轮8的传动比，i_4H为输出轴10与输入轴2的传动比。

作为上述实施例的优选，第一圆齿轮9与第二圆齿轮8的传动比为27/26。本实施例优选，第二圆齿轮8齿数为52，第一圆齿轮9齿轮齿数为54，使番茄的分离效果更好。

工作时，电机或液压马达带动同步带轮3转动，驱动输入轴2匀速转动，带动输入系杆13转动，进而驱动输出轴10转动，同时，行星转轴7围绕输入轴2转动，此时第二非圆齿轮5与第一非圆齿轮6啮合，第二圆齿轮8与第一圆齿轮9之间啮合，将齿轮啮合传动比传递至输出轴10，进而通过输出轴10驱动振动装置。本实施例提供的番茄果秧分离振动发生器将输入轴2的匀速转动转变为输出轴10的变速变向运动，带动加工番茄植株摆动，利用加工番茄果实与茎秧质量集中度的差别，令两者产生相对运动，产生克服果秧连接力的惯性力使果实与茎秧的分离。输出轴10成一定规律周期性转动，动力传动平稳、可靠，行星机构具有均匀设置的三个行星转轴7、三个第二非圆齿轮5和三个第二圆齿轮8，可以平衡第一非圆齿轮6和第一圆齿轮9的受力，可以保证本发明实施例提供的番茄果秧分离振动发生器平稳运转，并延长其使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，包括:

机架；

输入轴，能够转动地设置在所述机架上；

第一非圆齿轮，固定地设置在所述机架上，所述第一非圆齿轮的中心线与所述输入轴的轴线重合；

动力输出机构，其包括：输出轴和第一圆齿轮；所述输出轴能够转动地设置在所述机架上；所述第一圆齿轮能够传动地设置在所述输出轴上；

行星机构，其包括：输入系杆、行星转轴、第二非圆齿轮、第二圆齿轮和输出系杆；

所述输入系杆能够传动地设置在所述输入轴上，用于支撑和驱动所述行星转轴围绕所述输入轴转动；

所述输出系杆能够转动地设置在所述输出轴上，用于支撑所述行星转轴；

所述行星转轴的两端分别被所述输入系杆和所述输出系杆支撑；所述行星转轴为三个，三个所述行星转轴呈正三角分布；三个所述第二非圆齿轮分别能够传动地设置在三个所述行星转轴上，并分别与所述第一非圆齿轮啮合；三个所述第二圆齿轮分别能够传动地设置在三个所述行星转轴上，并分别与所述第一圆齿轮啮合；

所述第一非圆齿轮与第二非圆齿轮的节曲线方程为：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

当时：

式中：r1为所述第一非圆齿轮的极径，r2为所述第二非圆齿轮的极径，为所述第一非圆齿轮的角位移，为所述第二非圆齿轮的角位移，为输入角位移，为所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比，a为所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的中心距，为所述第一非圆齿轮相对所述机架的角位移。

2.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述输入轴与所述输出轴同轴设置；

所述输入轴与所述输出轴通过组合滚针轴承连接；

所述输入轴套装在所述组合滚针轴承的外壁上；所述输出轴插装在所述组合滚针轴承的内部。

3.根据权利要求2所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述组合滚针轴承由一个滚针轴承和一个深沟球轴承组成。

4.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述输入系杆套装在所述输入轴上，与所述输入轴通过花键传动连接；

所述输入系杆具有呈正三角分布的三个安装孔，用于安装所述行星转轴。

5.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述输出系杆具有呈正三角分布的三个安装孔，用于安装所述行星转轴；

所述第一圆齿轮套装在所述输出轴上，通过花键传动连接。

6.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的极径和等于所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的极径和。

7.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述输出轴与所述输入轴的传动比为i_4H，

为输入角位移。

8.根据权利要求7所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，

所述第一非圆齿轮与所述第二非圆齿轮的传动比为其中，为所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比，i_4H为所述输出轴与所述输入轴的传动比。

9.根据权利要求1所述的番茄果秧分离振动发生器，其特征在于，所述第一圆齿轮与所述第二圆齿轮的传动比为27/26。