CN211721120U - 一种切割器机构及稻麦联合收割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种切割器机构及稻麦联合收割机，属于收割设备领域。本实用新型的一种切割器，其传动机构的壳体内部的空腔内容置有主动轮和被动轮，主动轮和被动轮之间为非匀速传动配合，以使得割刀总成上的动刀相对于定刀做非匀速往复运动；在切割器的工作过程中，定刀和动刀之间的相对速度处于周期性变化中，当动刀处于有效的切割行程中时定刀和动刀之间的相对速度较大，因而具有较好的切割性能；当动刀处于无效的转向行程中时定刀和动刀之间的相对速度较小，因而动刀在转向时所需的瞬时加速度较小，不易使得割台发生剧烈抖动。本实用新型的收割机，其割台上的割刀总成和搅龙由非匀速传动的传动机构实现传动，其收割效率较高，收割过程的稳定性较好。

Description

一种切割器机构及稻麦联合收割机

技术领域

本实用新型涉及收割设备技术领域，更具体地说，涉及一种切割器机构及稻麦联合收割机。

背景技术

随着科学技术的不断发展，各行各业逐渐从传统的手工生产向现代化的机械生产转变，尤其是在农业生产的相关领域中，大规模机械化生产在解放了生产力的同时，也大大提高了生产效率。

联合收割机作为收获粮食作物的农用机械，其切割器一般包括圆盘式切割器和往复式切割器。其中，往复式切割器由固定不动的定刀和相对于定刀做往复运动的动刀组成，并通过动刀与定刀之间形成的剪切力实现对粮食作物的切割。现有的联合收割机的切割器基本上采用单一曲柄连杆机构、曲柄滑块机构、摆环机构或行星齿轮机构这几种形式，这些传动机构均是通过传动轴、皮带或链条等方式输入动力。

例如发明创造名称为蔬菜收割机上用于切割蔬菜的切割机构(申请号为2015106172203) 的中国专利文件，该申请案的切割机构包括安装在传送机构前端的固定切刀和活动切刀，固定切刀和活动切刀的前端分别设有锯齿；传送机构上设有传送轴，驱动装置上设有驱动轴，驱动轴和传送轴之间连有第一传动机构，传送轴通过第二传动机构驱动活动切刀左右移动，活动切刀左右移动与固定切刀形成剪切动作，第一传动机构和第二传动机构可传动配合。

但实际生产中发现，当动刀的速度较快时，动刀转向的过程中切割器整体抖动较为激烈，稳定性差；当动刀的速度较慢时，动刀和定刀之间的剪切力很小，切割器的切割效果较差。因此，为了提高切割器在工作时的稳定性，通常的做法是将动刀的速度限定在一定的范围内，牺牲一部分切割器的性能以提高整体的稳定性。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中切割器的切割性能和稳定性不高的不足，提供一种切割器。本方案通过使传动机构内的主动轮和被动轮之间为非匀速传动配合，实现被动轴的非匀速运动，从而使得动刀和定刀之间做非匀速往复运动，进而提高切割器切割性能的同时能够保证切割器在工作时的稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提供一种稻麦联合收割机，其割台上的割刀总成和搅龙由非匀速传动的传动机构实现传动，其收割效率较高，收割过程中整体的稳定性较好。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种切割器，被配置在稻麦联合收割机上，其包括，

割台输入轴总成，所述割台输入轴总成与收割机的驱动件传动连接；

割刀总成，所述割刀总成被配置在收割机的割台上，包括定刀和动刀，所述定刀和动刀能够相互剪切以切割稻麦；

传动机构，所述传动机构的壳体内部的空腔内容置有主动轮和被动轮，所述主动轮设置在与割台输入轴总成可传动地连接的主动轴上，所述被动轮设置在与割刀总成可传动地连接的被动轴上；

所述主动轮和被动轮之间为非匀速传动配合，以使得割刀总成上的动刀相对于定刀做非匀速往复运动。

进一步地，所述主动轮和被动轮为相互啮合的非圆齿轮。

进一步地，所述非圆齿轮为椭圆结构，或类椭圆结构。

进一步地，所述主动轮和被动轮为相互啮合的偏心齿轮。

进一步地，所述主动轮和被动轮为相互摩擦配合的凸轮。

进一步地，所述主动轮和被动轮为相互摩擦配合的偏心轮。

进一步地，所述割刀总成被配置为所述主动轮与被动轮的啮合点或摩擦配合点到主动轴轴线的距离最短时动刀处于转向状态。

进一步地，所述壳体包括设置在其相对两侧面的第一轴承盖和第二轴承盖，所述第一轴承盖和第二轴承盖上设置有轴承，所述轴承与主动轴或被动轴配合。

进一步地，所述传动机构的被动轴上连接有摆环总成，所述摆环总成通过摆动轴总成与割刀总成传动连接。

本实用新型的一种稻麦联合收割机，包括上述的切割器，以及设置在所述割台上的搅龙；所述主动轴上设置有搅龙链轮，所述搅龙链轮与所述搅龙之间为链传动连接。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种切割器，其传动机构的壳体内部的空腔内容置有主动轮和被动轮，主动轮设置在与割台输入轴总成可传动地连接的主动轴上，被动轮设置在与割刀总成可传动地连接的被动轴上；主动轮和被动轮之间为非匀速传动配合，以使得割刀总成上的动刀相对于定刀做非匀速往复运动。因而，在切割器的工作过程中，定刀和动刀之间的相对速度处于周期性变化中，当动刀处于有效的切割行程中时定刀和动刀之间的相对速度较大，因而具有较好的切割性能；当动刀处于无效的转向行程中时定刀和动刀之间的相对速度较小，因而动刀在转向时所需的瞬时加速度较小，不易使得割台发生剧烈抖动。

(2)本实用新型中，主动轮和被动轮可以是相互啮合的非圆齿轮或偏心齿轮，也可以是摩擦配合的凸轮或偏心轮，主动轮和被动轮之间的啮合点或摩擦配合点到主动轴的距离为周期性变化，且当主动轮和被动轮之间的啮合点或摩擦配合点到主动轴的距离最短时，动刀处于转向状态，此时主动轮和被动轮之间的传动比最小，动刀与定刀之间的相对速度最小，因而能够进一步减小动刀在转向时所需的瞬时加速度，从而进一步提高割台的稳定性。

(3)本实用新型的一种稻麦联合收割机，将传动机构的主动轴与割台上的搅龙链传动连接，使得主动轴在带动割台上动刀运动的同时，能够带动割台搅龙运转，从而将割刀总成切割后的作物传送至收割机内部的输送槽上，并运往后续工序。由于搅龙链轮设置在主动轴上，主动轴上的主动轮与被动轴上的被动轮之间的非匀速配合不会影响割台上搅龙的正常运转，因而能够提高收割机的收割效率。

附图说明

图1为本实用新型的稻麦联合收割机的切割器结构示意图；

图2为本实用新型中定刀与动刀运动方式示意图；

图3为本实用新型的切割器的结构示意图；

图4为本实用新型中主动轴和被动轴位置关系示意图；

图5为本实用新型中主动轴和被动轴与第一轴承盖和第二轴承盖之间的连接关系示意图；

图6为本实用新型实施例1中主动轮和被动轮的配合关系示意图；

图7为本实用新型实施例2中主动轮和被动轮的配合关系示意图；

图8为本实用新型实施例3中主动轮和被动轮的配合关系示意图；

图9为本实用新型实施例4中主动轮和被动轮的配合关系示意图。

示意图中的标号说明：110、割台输入轴总成；120、花键套；200、传动机构；201、壳体；202、第一轴承盖；203、第二轴承盖；204、连接耳；211、主动轴；212、主动轮；213、搅龙链轮；221、被动轴；222、被动轮；310、摆环总成；320、摆动轴总成；410、割刀总成； 410、动刀；420、定刀。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

目前，常用的稻麦联合收割机，其切割器传动机构为匀速传动，即传动机构内的主动轮和被动轮之间的角速度相同，因此由传动机构实现传动的割刀总成在运作时，在一个工作行程内动刀和定刀之间为匀速运动，且动刀的速度一般很快，这样才能使得动刀和定刀之间产生足够大的剪切力，从而提高切割器的切割效果。

但是，动刀在完成一个工作行程后，在转向的过程中，由于动刀的相对速度很快，摆环或曲柄需要很大的转向力以向动刀提供足够的瞬时加速度，从而容易使得切割器发生剧烈的抖动，产生较大的噪音的同时也会影响切割器整体运转的稳定性。

为了解决上述问题，参照图1，本实施方式提供了一种稻麦联合收割机使用的切割器，其传动机构200内的主动轮212和被动轮222之间为非匀速传动，具体为非匀角速度传动，从而实现动刀410相对于定刀420的非匀速往复直线运动。

参照图2，动刀410在一个工作行程中只有中间段约占39％的行程是处于有效的切割行程，即图2中动刀410从b点运动到c点的行程，动刀410处在切割行程时需要较大的速度，以与定刀420配合提供足够的剪切力，从而利于切断稻麦杆。位于切割行程前段的约34％行程为过渡行程，即图2中动刀410从a点运动到b点的行程；位于切割行程后段的约27％行程为转向行程，即图2中动刀410从c点运动到d点的行程；动刀410处于过渡行程和转向行程中时其不与定刀420发生剪切作用，因而动刀410在一个工作行程中有约占61％的行程是无效行程，在无效行程中，动刀410和定刀420不切割稻麦秆。

本实施方式所称的实现动刀410相对于定刀420的非匀速往复直线运动，是指动刀410 在过渡行程中，其速度从零开始逐渐增大；当动刀410完成过渡行程时，即动刀410进入切割行程后，其速度已经加速至能够完成切割的范围内，同时动刀410在切割行程中其速度维持在该范围内；当动刀410完成切割行程时并进入转向行程后，其速度可以先增大再减小，也可以持续减小，但动刀410在切割行程过程中至少应当包括一段减速段，该减速段位于切割行程的末段，即动刀410在切割行程的末段的速度逐渐减小，同时在摆环或曲柄提供的转向力作用下速度降至零，动刀410速度为零时所处的状态为转向状态；当动刀410完成一个工作行程并停止运动后，摆环或曲柄继续提供作用力，使得动刀410进入下一工作行程的过渡行程，动刀410在相邻的工作行程中的运动方向相反。

因此，本实施方式的切割器的动刀在切割行程保持较高的速度的同时，能够在转向行程将速度降至较低的范围内，从而降低动刀转向过程中所需的转向力，进而降低动刀在转向状态下的抖动幅度，提高切割器整体的稳定性。

实施例1

参照图1，在本实施例中，切割器包括割台输入轴总成110、传动机构200和割刀总成 400，割台输入轴总成110的一端与传动机构200的主动轴211可传动的连接，割台输入轴总成110的另一端与驱动件可传动地连接，割刀总成400与传动机构200的被动轴221可传动的连接。切割器运作时，驱动件的动力通过割台输入轴总成110传输给传动机构200，传动机构200又将动力传输给割刀总成400，从而实现驱动件驱动割刀总成400的动刀410运动。

具体的，本实施例的割刀总成400包括动刀410和定刀420，定刀420固定在收割机的割台上，动刀410在驱动件的驱动下能够相对于定刀420运动。定刀420包括多个平行设置的定刀刀身，相邻定刀刀身之间的距离相等，动刀410上与定刀刀身对应的位置设置有动刀刀身，动刀刀身的刀刃相对于定刀刀身的刀刃倾斜设置以实现切割行程中持续的剪切作用。其中，动刀刀身可以是对称结构，以使得动刀在相邻的工作行程中，动刀与定刀之间的剪切力大小相同。

割刀总成400与传动机构200的被动轴221的可传动连接，具体是割刀总成400的动刀 410通过摆动轴总成320连接在摆动传动机构上，该摆动传动机构连接在被动轴221上，能够将被动轴221的转动转化成摆动轴总成330的摆动，摆动传动机构具体可以是摆环机构，也可以是曲柄机构。在本实施例中，传动机构200的被动轴221上连接有摆环总成310，摆环总成310通过摆动轴总成320与割刀总成400的动刀410传动连接。

应当指出的是，本实施例对于摆环总成310和摆动轴总成320的具体结构没有限制，只要其能够实现被动轴221的转动到定刀410的摆动的传递即可，摆环总成310和摆动轴总成 320的具体结构和使用方式可以参照相关领域文献中已披露的或按照厂家建议的方式实施，因而本实施例不再赘述相关内容。

参照图3和图4，本实施例的传动机构200，包括壳体201、主动轴211和被动轴221，主动轴211和被动轴221设置在壳体上。参照图5，该壳体201的内部形成有空腔，空腔内容置有主动轮212和被动轮222，主动轮212设置在主动轴211上，被动轮222设置在被动轴221上，主动轮212和被动轮222间相互配合，从而实现主动轴211和被动轴221之间的传动。

具体的，作为一种实施方式，壳体201包括相对设置的第一轴承盖202和第二轴承盖203，以及用于将传动机构200连接在收割机上的连接耳204。第一轴承盖202和第二轴承盖203 上各设置有两个轴承，两个轴承中的一个与主动轴211配合，两个轴承中的另一个与被动轴 221配合。

其中，第一轴承盖202和第二轴承盖203与主动轴211对应的位置是相互贯通的，主动轴211能够穿过第一轴承盖202和第二轴承盖203上的轴承以使得主动轴211的两端分别位于壳体201的两侧。

由于被动轴221处于非匀角速度转动，因此可以将搅龙链轮213设置在主动轴211上，从而使得割台上的搅龙处于匀速运动状态。具体的，搅龙链轮213可以设置在主动轴211一端的端部上，从而方便于搅龙链轮213与主动轴211固定，此时主动轴211的另一端与传动机构200的主动轴211可传动的连接，具体是通过花键套120实现机械扭矩的传递。

本实施例的主动轮212和被动轮222均为非圆齿轮，该非圆齿轮具体指的是齿轮上各轮齿至齿轮的转动中心的距离不同的齿轮，主动轮212和被动轮222之间相互啮合。

一般来说，当主动轮212转动角度Φ₁时，被动轮222相应转动角度Φ₂，则两者转动角关系满足函数Φ₂＝F(Φ₁)，该称为位置函数；当主动轮212瞬时角速度为ω₁，被动轮222瞬时角速度为ω₂，则主动轮212与被动轮222之间的瞬时角速度比为：

i₁₂＝ω₁/ω₂＝(dΦ₁/dt)/(dΦ₂/dt)＝1/(dΦ₂/dΦ₁)＝1/F′(Φ₁),

则有，

i₂₁＝1/i₁₂＝F′(Φ₁)，

可见，瞬时速比是由位置函数的导数来确定的。根据齿轮传动的原理，位置函数是由齿轮的节曲线函数来确定的，因而齿轮的节曲线函数决定了齿轮传动的瞬时速度比。对于圆齿轮传动，位置函数的导函数F′(Φ₁)是一个常数，即传动速度比不变。因此，本实施例中，为了实现两个非圆齿轮在动刀处于切割行程时具有较大的传动比，同时在过渡行程和转向行程中有较小的传动比，因而本实施例中将主动轮212和被动轮222配置为相互啮合的非圆齿轮。

对于非圆齿轮的齿形、齿数以及相关的参数设计，具体是由本实施例所需的主动轮与被动轮之间的瞬时传动比变化规律决定的，相关领域中已经充分公开了如何实现非圆齿轮之间的传动，例如申请号为2010102651526的中国专利文件所公开的技术方案，因而本实施例不再赘述相关内容。

需要特别说明的是，鉴于本实施例所要达到的技术效果，对于相关领域中的非圆齿轮副，只要保证分段函数的交接点段的相对于转动中心的曲率为正即可。两个非圆齿轮的节曲线或母线的函数可以不一样，即节曲线或母线的形状可以不一样，但两者的长度需一样，每一个节曲线或母线的形状在垂直于轴线的排列上必须是上、下及左、右相互对称，同时要求每转过180°，速率比变化一个周期，即齿轮每转过360°时，速率比变化两次。因此，本实施例的非圆齿轮应当被配置为，主动齿轮转动一周，从动齿轮也要转动一周，且速比变化为两个周期。

作为进一步地优化，参照图6，在本实施例中，非圆齿轮的具体结构为椭圆结构或者类椭圆结构，即非圆齿轮的节曲线为偏心率为e的椭圆或类椭圆。此时，主动轮和被动轮之间的最大瞬时速度比与最小瞬时速度比分别是:

i_max＝(1+e)/(1-e),

i_min＝(1-e)/(1+e)

其中，当主动轮212与被动轮222的啮合点到主动轮212的转动中心距离最短时，即主动轮212与被动轮222的啮合点到主动轴211轴线的距离最短时，主动轮212与被动轮222的瞬时传动比最小；主动轮212与被动轮222的啮合点到主动轴211轴线的距离最长时，主动轮212与被动轮222的瞬时传动比最大。

作为更近一步地优化，主动轮212与被动轮222的啮合点到主动轴211轴线的距离最短时，动刀410处于转向状态，从而使得动刀410的相对运动速度为工作行程中的最小值，从而减小动刀410转向时所需的转向力大小。

实施例2

在本实施例中，参照图7，主动轮212和被动轮222为凸轮，且主动轮212和被动轮222 相互之间靠摩擦力实现传动配合，具体可以是非圆摩擦凸轮。主动轮212和被动轮222摩擦配合点与主动轮212的转动中心，以及被动轮222的转动中心位于同一条直线上。

两个非圆摩擦凸轮母线的函数可以不一样，即母线的形状可以不一样，但要求两者的长度一样，每一个母线的形状在垂直于轴线的排列上必须是上、下及左、右相互对称，同时要求从动轮每转过180°，速率比变化一个周期；即从动轮转过360°后，其速率比变化两次。也就是说，主动摩擦凸轮转动一周，从动摩擦凸轮也要转动一周，且速比变化为两个周期。

作为可能的实施方式，本实例的主动轮212和被动轮222可以为椭圆结构或类椭圆结构，主动轮212的转动中心与被动轮222的转动中心之间的距离等于椭圆结构或类椭圆结构的半长轴和半短轴的距离之和。

当主动轮212与被动轮222的摩擦配合点到主动轮212的转动中心距离最短时，即主动轮212与被动轮222的摩擦配合点到主动轴211轴线的距离最短时，主动轮212与被动轮222 的瞬时传动比最小；主动轮212与被动轮222的摩擦配合点到主动轴211轴线的距离最长时，主动轮212与被动轮222的瞬时传动比最大。

主动轮212与被动轮222的摩擦配合点到主动轴211轴线的距离最短时，动刀410处于转向状态，从而使得动刀410的相对运动速度为工作行程中的最小值，从而减小动刀410转向时所需的转向力大小。

实施例3

在本实施例中，参照图8，主动轮212和被动轮222为圆齿轮，且主动轮212和被动轮222的转动中心均偏离于各自的几何中心，从而使得主动轮212和被动轮222的啮合点到主动轮212转动中心的距离处于周期性变化中。

当主动轮212的角速度不变时，主动轮212和被动轮222的啮合点离主动轮212的转动中心越远，其瞬时线速度越高，因而主动轮212和被动轮222之间的传动比越高，进而改变主动轮212的节曲线，实现对被动轮222的非匀速传动。

对于两个相互啮合的偏心圆齿轮，当主动轮转动一周时，从动轮的角速度变化只存在一个周期，而本实施例的切割器非匀速传动需要其在一个转动周期内速率重复变化两次。因此，对于这种形式的传动，可以在从动轴上额外设置第一圆齿轮，同时设置第二从动轴，并在第二从动轴上设置第二圆齿轮，第一圆齿轮与第二圆齿轮相互啮合，且两者之间的传动比为2。

实施例4

在本实施例中，参照图9，主动轮212和被动轮222为相互摩擦配合的圆轮，且主动轮 212和被动轮222的转动中心均偏离于各自的几何中心，从而使得主动轮212和被动轮222 的摩擦配合点到主动轮212转动中心的距离处于周期性变化中。

与实施例3相类似，对于两个相互配合的偏心摩擦轮，当主动轮转动一周时，从动轮的角速度变化只存在一个周期，而本实施例的切割器非匀速传动需要其在一个转动周期内速率重复变化两次。因此，对于这种形式的传动，可以在从动轴上额外设置第一摩擦圆轮，同时设置第二从动轴，并在第二从动轴上设置第二摩擦圆轮，第一摩擦圆轮与第二摩擦圆轮相互配合，且两者之间的传动比为2。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种切割器，被配置在稻麦联合收割机上，其特征在于：包括，

割台输入轴总成(110)，所述割台输入轴总成(110)与收割机的驱动件传动连接；

割刀总成(400)，所述割刀总成(400)被配置在收割机的割台上，包括定刀(420)和动刀(410)，所述定刀(420)和动刀(410)能够相互剪切以切割稻麦；

传动机构(200)，所述传动机构(200)的壳体(201)内部的空腔内容置有主动轮(212)和被动轮(222)，所述主动轮(212)设置在与割台输入轴总成(110)可传动地连接的主动轴(211)上，所述被动轮(222)设置在与割刀总成(400)可传动地连接的被动轴(221)上；

所述主动轮(212)和被动轮(222)之间为非匀速传动配合，以使得割刀总成(400)上的动刀(410)相对于定刀(420)做非匀速往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种切割器，其特征在于：所述主动轮(212)和被动轮(222)为相互啮合的非圆齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种切割器，其特征在于：所述非圆齿轮为椭圆结构，或类椭圆结构。

4.根据权利要求1所述的一种切割器，其特征在于：所述主动轮(212)和被动轮(222)为相互啮合的偏心齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种切割器，其特征在于：所述主动轮(212)和被动轮(222)为相互摩擦配合的凸轮。

6.根据权利要求1所述的一种切割器，其特征在于：所述主动轮(212)和被动轮(222)为相互摩擦配合的偏心轮。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的一种切割器，其特征在于：所述割刀总成(400)被配置为所述主动轮(212)与被动轮(222)的啮合点或摩擦配合点到主动轴(211)轴线的距离最短时动刀(410)处于转向状态。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的一种切割器，其特征在于：所述壳体(201)包括设置在其相对两侧面的第一轴承盖(202)和第二轴承盖(203)，所述第一轴承盖(202)和第二轴承盖(203)上设置有轴承，所述轴承与主动轴(211)或被动轴(221)配合。

9.根据权利要求8所述的一种切割器，其特征在于：所述传动机构(200)的被动轴(221)上连接有摆环总成(310)，所述摆环总成(310)通过摆动轴总成(320)与割刀总成(400)传动连接。

10.一种稻麦联合收割机，其特征在于：包括权利要求1～9中任一项所述的切割器，以及设置在所述割台上的搅龙；所述主动轴(211)上设置有搅龙链轮(213)，所述搅龙链轮(213) 与所述搅龙之间为链传动连接。

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