50] 异形非圆锥齿轮的齿廓I和齿廓IV处于啮合状态时，节曲线K与节曲线: 相切。由于齿廓I、IV的模数与其他轮齿不同，因此齿距和轮齿高度也不相同。为了实现异 形非圆锥齿轮的连续传动，需要保证上中间异形非圆锥齿轮12和下中间异形非圆锥齿轮8 的节曲线分别传动至g段、GI段、^段时的齿轮重合度ea均为1，即当节曲线末端点tn与点t'n重合时，齿廓III与齿廓VI刚好分离，同时齿廓I和齿廓IV刚好进入啮合状态；当 节曲线与节曲线^相切时，齿廓I和齿廓IV、齿廓III和齿廓VI均处于分离状态；当 节曲线起始点h与点t':重合时，齿廓I与齿廓IV刚好分离，同时齿廓II和齿廓V刚好进 入啮合状态。
[0051] 根据非圆锥齿轮的齿廓数值计算方法可知，每段齿廓的齿顶高度和齿根高度由相 应的节曲线弧长控制。为保证上述节曲线段的重合度￡ 3为1，则必须改变齿廓II、III、IV的 齿顶高高度，以及齿廓I、V、VI的齿根高高度，即调整生成上述齿廓的节曲线的相应弧长。 其中，齿廓II、III的节曲线外侧齿廓分别只由节曲线€ &段内的数据点生成，齿廓I 的节曲线内侧齿廓和齿根过度线由节曲线^段内的数据点生成，齿廓IV的节曲线外侧 齿廓只由节曲线段内的数据点生成，齿廓v、vi的节曲线内侧齿廓分别只由节曲线段 忍、内的数据点生成。
[0052] 如图1、图2和图3所示，行星轮系的第一级齿轮为斜齿轮副传动，设定传动比为 恒定值1，第二级齿轮为异形非圆锥齿轮副传动。如图11、图12、图13、图14和图15所示， 为实现宽窄行插秧的宽行400mm、窄行200mm的行距要求，分插机构秧针尖点的插秧轨迹27 要满足插秧过程总偏移量AS=50mm，同时，为了提高插秧质量，又要保证轨迹取秧段的偏 移量AS1要尽量小，保证直取秧。第一级齿轮传动比恒为1，所以总传动比取决于第二级齿 轮的传动比，因此分插机构在前进方向轨迹取秧段的偏移量AS1主要取决于第二级齿轮 在该段的传动比值，且传动比值越高，偏移量越小。如图11所示，异形非圆锥齿轮副相比于 斜齿-椭圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构的椭圆锥齿轮副，两种齿轮副传动比的整体 趋势相同，保证了插秧轨迹的整体形状相近，插秧轨迹的轨迹推秧段和回程段传动比值基 本相同，使秧针在这两段的运动轨迹基本相同；在取秧段和送秧段的传动比值异形非圆锥 齿轮副大于椭圆锥齿轮副，使异形非圆锥齿轮副传动的轨迹横向偏移量小于椭圆锥齿轮副 传动。如图11所示的异形非圆锥齿轮副的传动比曲线下，分插机构秧针尖点所形成的轨迹 取秧段偏移量ASI= 0.86mm，在实现宽窄行插秧的同时保证了取秧动作为"直取秧"。
[0053] 该斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构的工作原理是：
[0054] 动力由传动箱21内的主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，带动中心轴2 转动，中心轴2带动齿轮箱16转动，齿轮箱16内，空套在中心轴2上与传动箱21固定的中 心斜齿圆柱齿轮17分别与上中间斜齿圆柱齿轮11、下中间斜齿圆柱齿轮4啮合；上中间异 形非圆锥齿轮12与上行星异形非圆锥齿轮14啮合，下中间异形非圆锥齿轮8与下行星异 形非圆锥齿轮6啮合。当上行星异形非圆锥齿轮14随上行星轴13相对齿轮箱16转动时， 带动上栽植臂15转动；当下行星异形非圆锥齿轮6随下行星轴5相对齿轮箱16转动时，带 动下栽植臂7转动；栽植臂的转动使拨叉23围绕固定在齿轮箱16上的凸轮22摆动，在取 秧前拨叉23经过凸轮22的上升段而抬起，将推秧杆24提高至最高点，同时压缩推秧弹簧 25,完成取秧动作；在取秧到插秧前，拨叉23处于凸轮22的最高位置保持段；当秧针到达 插秧位置，拨叉23转至凸轮22缺口，推秧弹簧25回位推动推秧杆24向下快速运动，将秧 苗推入土中，完成推秧动作。由于上行星异形非圆锥齿轮14与上中间异形非圆锥齿轮12 之间及下行星异形非圆锥齿轮6与下中间异形非圆锥齿轮8之间的轴交角9,中心斜齿圆 柱齿轮17与上中间斜齿圆柱齿轮11之间及中心斜齿圆柱齿轮17与下中间斜齿圆柱齿轮 4之间的轴交角0均不为零，因此上栽植臂15、下栽植臂7的转动平面与齿轮箱16的转动 平面不是平行平面，引起栽植臂上的秧针在秧门26上取秧苗29后，其位于地面28的插秧 点相对于取秧点偏移相应距离，由此实现水稻秧苗的机械化宽窄行移栽。
【主权项】
1. 斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构，包括传动箱、主动链轮、链条、 中心链轮、中心轴、行星轮系、上栽植臂和下栽植臂；所述的中心轴和主动链轮轴均通过轴 承支承在传动箱上，固定在主动链轮轴上的主动链轮与固定在中心轴上的中心链轮通过链 条连接；两个行星轮系对称设置在中心轴两端，其特征在于： 所述的行星轮系包括齿轮箱、中心斜齿圆柱齿轮、上中间斜齿圆柱齿轮、上中间异形非 圆锥齿轮、上行星异形非圆锥齿轮、下中间斜齿圆柱齿轮、下中间异形非圆锥齿轮和下行星 异形非圆锥齿轮，以及通过轴承支承在齿轮箱内的中心轴、上中间轴、上行星轴、下中间轴 和下行星轴；所述的齿轮箱与中心轴的端部固定；所述的中心斜齿圆柱齿轮空套在中心轴 上，并通过牙嵌式法兰与传动箱固定；上中间异形非圆锥齿轮和上中间斜齿圆柱齿轮均与 上中间轴固定；下中间异形非圆锥齿轮和下中间斜齿圆柱齿轮均与下中间轴固定；所述中 心斜齿圆柱齿轮的两侧分别与上中间斜齿圆柱齿轮和下中间斜齿圆柱齿轮啮合；所述的上 行星异形非圆锥齿轮与上行星轴固定，并与上中间异形非圆锥齿轮啮合；所述的下行星异 形非圆锥齿轮与下行星轴固定，并与下中间异形非圆锥齿轮啮合； 所述上行星轴伸出齿轮箱外的一端与上栽植臂的栽植臂壳体固定，下行星轴伸出齿轮 箱外的一端与下栽植臂的栽植臂壳体固定；上栽植臂和下栽植臂的结构完全一致； 所述的上中间异形非圆锥齿轮和下中间异形非圆锥齿轮的节曲线均包括光滑的长凸 性球面曲线段和短凸性球面曲线段，长凸性球面曲线段和短凸性球面曲线段的首、尾端分 别通过径向曲线段连接，且短凸性球面曲线段上的点相对球心的向径小于长凸性球面曲线 段上的点相对球心的向径； 所述的上行星异形非圆锥齿轮和下行星异形非圆锥齿轮的节曲线均包括光滑的共辄 长凸性球面曲线段和共辄短凸性球面曲线段，共辄长凸性球面曲线段和共辄短凸性球面曲 线段的首、尾端分别通过径向曲线段连接，且共辄短凸性球面曲线段上的点相对球心的向 径大于共辄长凸性球面曲线段上的点相对球心的向径； 所述的上中间轴和下中间轴对称设置在中心轴两侧，且与中心轴的轴交角均为9 ;中 心斜齿圆柱齿轮、上中间斜齿圆柱齿轮及下中间斜齿圆柱齿轮的螺旋角均为PP=〇. 5 0 ; 所述的上行星轴和下行星轴对称设置在中心轴两侧，上行星轴与上中间轴、下行星轴与下 中间轴之间的轴交角均为巾；9和巾均不等于0°或90°。2. 根据权利要求1所述的斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构，其特征 在于：所述的上中间斜齿圆柱齿轮与下中间斜齿圆柱齿轮的几何参数完全相同，上中间异 形非圆锥齿轮与下中间异形非圆锥齿轮的几何参数完全相同，上行星异形非圆锥齿轮与下 行星异形非圆锥齿轮的几何参数完全相同。3. 根据权利要求1所述的斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构，其特征 在于：所述上中间异形非圆锥齿轮和下中间异形非圆锥齿轮的节曲线的短凸性球面曲线段 及其两侧相邻轮齿所在节曲线段的齿轮重合度均为1。
【专利摘要】本实用新型公开了斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构。现有宽窄行分插机构直取秧要求仍有很大改进空间，还存在取秧不够准确、易倒秧的问题。本实用新型的中心斜齿圆柱齿轮的两侧分别与上中间斜齿圆柱齿轮和下中间斜齿圆柱齿轮啮合，上行星异形非圆锥齿轮与上中间异形非圆锥齿轮啮合；下行星异形非圆锥齿轮与下中间异形非圆锥齿轮啮合；上中间异形非圆锥齿轮和下中间异形非圆锥齿轮的节曲线均包括长凸性球面曲线段和短凸性球面曲线段；上行星异形非圆锥齿轮和下行星异形非圆锥齿轮的节曲线均包括共轭长凸性球面曲线段和共轭短凸性球面曲线段。本实用新型的异形非圆锥齿轮齿廓完整、强度大，取秧横向偏移量更小，秧苗直立性更好。
【IPC分类】A01C11/02
【公开号】CN204741760
【申请号】CN201520268943
【发明人】毛世民, 祝建彬, 张委
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月29日