斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于农业机械领域，尤其是涉及适合于高速插秧机宽窄行插秧要求的 一种斜齿-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构。
【背景技术】
[0002] 我国水稻种植具有精耕细作的传统，由于人多地少的资源条件，决定了我国水稻 种植需结合我国经济技术条件，走标准化、低成本的发展之路。机械化种植将成为我国水稻 种植未来发展的另一个主导性技术。
[0003] 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，增加水稻通风和光照，从而增加叶面积指数， 可以减轻病害，延长叶片寿命，加速干物质积累，达到优质高产、节本增效的目的。但现有宽 窄行分插机构取秧时直取秧要求仍有很大改进空间，还存在取秧不够准确、插秧穴口大、易 倒秧的问题。
[0004] 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。公开号为CN102640604A的专利申请公开了一种高速插秧机非圆锥齿轮 宽窄行分插机构，虽然该专利申请中第二级传动采用中间非圆锥齿轮与行星非圆锥齿轮传 动，其运动规律在一定程度上满足了分插机构秧针的取秧、插秧轨迹和姿态，由于非圆锥齿 轮为节曲线摆脱了椭圆特征的一般性锥齿轮，因此能够进一步增大在取秧阶段的传动比 值，其横向偏移量最小值可改善为1. 87_左右。但由于该专利申请中的非圆锥齿轮与行星 非圆锥齿轮都是一般意义上的非圆锥齿轮，除节曲线为非圆外，齿轮轮齿都为一般常规齿 形，同时由于连续传动齿轮节曲线的封闭性和凸性要求以及轮齿的压力角限制，无法继续 提高行星轮系的传动比，因此，对于秧针的取秧、插秧轨迹和姿态的适应还存在一定缺陷， 依然无法达到近乎直取秧的效果。取秧时不能做到直取秧，易造成取秧不准确、插秧穴口 大、易倒秧的问题。
[0005] 申请号为201310318310. 3的专利公开了一种高速插秧机异形齿轮宽窄行分插机 构，但该分插机构并没有充分公开非圆锥异形齿轮的设计过程以及保证直取秧时需要满足 的参数要求，公众无法从专利文献中知晓其如何满足分插机构秧针的取秧、插秧轨迹和姿 态要求。而本领域技术人员从该专利的附图中能知晓，实际上该分插机构中的非圆锥异形 齿轮齿廓不完整，异形齿部分齿廓由节曲线直接代替，这样的异形齿轮需优化的参数繁多， 而且齿轮的异形齿强度很低，在工作时容易失效，使得分插机构的可靠性不高。
[0006] 综上所述，有必要将非圆锥异形齿轮的设计过程以及如何保证直取秧时需要满足 的参数要求充分公开，使得公众知晓非圆锥异形齿轮用于分插机构中能切实实现直取秧， 同时使得插秧穴口更小，秧苗直立性更好。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是提供一种应用于高速插秧机的斜齿_异形非圆锥齿轮行星 系水稻宽窄行分插机构。
[0008] 为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0009] 本实用新型包括传动箱、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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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0，0 =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中;9和f均不等于〇°或90°。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 本实用新型的有益效果是：
[0018] 1、本实用新型交错安装的斜齿圆柱齿轮与异形非圆锥齿轮组合，使得分插机构的 行星轮系在具有非匀速比的同时具备空间传动特性，而且能在取秧阶段获得较大的传动 比；通过优化行星轮系中间轴与中心轴、中间轴与行星轴的轴交角大小，可以得到理想的宽 窄行插秧轨迹。
[0019] 2、本实用新型解决了交错齿轮_椭圆锥齿轮行星轮系和交错齿轮-非圆锥齿轮行 星轮系分插机构中秧针在取秧时横向偏移量大，造成伤秧、漏取秧的问题，实现了直取秧； 同时相比之前出现的异形齿轮宽窄行分插机构，本实用新型的异形非圆锥齿轮不仅齿廓完 整、结构更加简单，而且强度更大，提高了分插机构的可靠性，而且各项参数更加优化，取秧 横向偏移量更小，降低了伤苗程度，同时使得插秧穴口更小，秧苗直立性更好，进一步减少 了插秧时秧苗倒伏和漂秧的现象，从而提高了分插机构的工作效率和性能。
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型的结构原理示意图。
[0021] 图2是本实用新型的行星轮系装配示意图。
[0022] 图3是本实用新型的行星轮系啮合状态示意图。
[0023]图4是本实用新型的上栽植臂的结构剖视图。
[0024] 图5是本实用新型的下中间异形非圆锥齿轮与下行星异形非圆锥齿轮的啮合示 意图。
[0025] 图6是本实用新型的下中间轴与下行星轴的轴交角示意图。
[0026] 图7是本实用新型的下中间轴及上中间轴与中心轴的轴交角示意图。
[0027] 图8是本实用新型的上中间异形非圆锥齿轮或下中间异形非圆锥齿轮的节曲线 示意图。
[0028] 图9是本实用新型的异形非圆锥齿轮副的节曲线啮合示意图。
[0029] 图10是本实用新型的异形非圆锥齿轮副的部分齿廓啮合示意图。
[0030]图11是本实用新型与斜齿-椭圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构的总传动比 对比图。
[0031] 图12是本实用新型作业时形成宽窄行移栽的移栽效果示意图。
[0032] 图13是本实用新型实现的插秧轨迹的正向视图、侧向视图以及取秧段轨迹的局 部放大图。
[0033] 图14是本实用新型取苗时刻的示意图。
[0034] 图15是图14的侧向视图。
[0035] 图中：