专利名称：凸轮推杆行星系分插机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农用机具领域，具体说是一种适合于高速水稻插秧机的分插机构。
背景技术：
水稻是我国的主要粮食作物之一，在我国的粮食生产中具有举足轻重的地位。水稻插秧机性能的好坏是实现水稻种植机械化的关键技术之一。国内自主产品多为曲柄摇杆式分插机构，只能在200-220次/分钟的频率下工作， 由于机械惯性和振动的原因，限制了其工作速度的提高。为了克服曲柄连杆分插机构运动惯性力大无法实现高速插秧的缺点，日本农机化研究所于1985年研究成功了第三代高速插秧机。这种高速插秧机的分插机构，主要由椭圆齿轮机构或偏心齿轮机构构成。与曲柄连杆分插机构相比，这种分插机构在一定程度上降低了运动惯性、提高了插秧速度。目前， 我国高速插秧机多为引进日本和韩国技术，取得了一些自主知识产权，分插机构也多为椭圆齿轮机构或偏心齿轮机构。这种由椭圆齿轮机构或偏心齿轮机构构成的分插装置，在工作中振动依然较大，零件磨损较严重，影响了使用寿命和精确取秧动作，甚至在工作中会发生秧苗脱落的现象。另外，这种行星非圆齿轮分插机构制造困难，加工费用较高。
发明内容
本发明涉及一种水稻插秧机的高速分插机构，该机构可以满足高速插秧的作业要求，适应不同的插秧速度。为了达到上述要求，本发明采用的技术方案为通过圆周运动和摆动的复合实现插秧作业所需的特定工作曲线，通过两个对称分布的栽植臂实现插秧效率的提高，降低惯性力，采用正齿圆柱行星齿轮机构减少震动，完成精确取秧动作。具体的实现方法为在分插器的主动轴上装有凸轮推杆机构，主动轴通过从动轴传递转动，带动齿轮盒做等速圆周运动，利用凸轮推杆机构和扇形齿轮齿条机构将主动轴的转动分解出一路摆动运动，通过与从动轴同心的空心轴驱动正齿行星轮系的太阳轮不等速摆动，再通过行星轮系将太阳轮的摆动传递给栽植臂，最终在行星齿轮机构及齿轮盒的合成运动作用下，使栽植臂相对齿轮盒做非勻速转动，实现栽植臂所需的特定工作曲线。本发明的优点在于1.主要运动部件为中心对称分布，运动惯性小，有利于实现插秧作业的高速化；2.行星齿轮机构采用普通圆柱齿轮，制造工艺简单、工作稳定，工作过程中振动较小；3.采用圆柱凸轮机构实现运动的分解可以通过凸轮曲线的优化，实现对秧夹运动曲线、取秧角和插秧角的精确控制。
图1是本专利的机构原理图；图2是本专利的总体结构外形示意图；图3是本专利的总体结构装配图正视图；图4是本专利的总体结构装配图A-A向剖面图；图中各部件名称为1.秧夹、2.行星轮轴、3.行星齿轮、4.传动齿轮、5.太阳齿轮、6.行星架壳体、6A.行星架内壳体、6B.行星架外壳体、7.横向传动轴、8.从动锥齿轮、 9.扇形齿轮壳体、10.纵向轴壳体、11.空心半轴、12.推杆齿条、13.主动锥齿轮、14.纵向传动轴、15.圆柱凸轮、16.推杆盖板、17A.上推杆套、17B.下推杆套、18.锥齿轮、19.圆锥滚子轴承、20.纵向轴轴承座、21.纵向轴轴承座螺钉、22.轴承座、23.行星架球轴承、24.空心轴球轴承、25.横向轴球轴承、26.纵向轴壳体盖板、27.纵向轴壳体盖板螺钉、28.行星架螺钉、29.秧夹支撑座、30.轴承盖螺钉、31.轴承盖、32.传动轮球轴承、33.横向轴螺母、 34.秧夹支撑座螺钉、35.行星轮轴球轴承、36.推杆盖板螺钉、37.凸轮滚子、38.凸轮滚子轴ο
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施例进行说明。本发明的动力由锥齿轮18输入，通过纵向传动轴14传递到主动锥齿轮13。通过主动锥齿轮和从动锥齿轮8的啮合，动力传输到横向传动轴7。横向传动轴两端同行星架壳体6固连，带动行星齿轮机构整体作圆周运动。同时安装在纵向传动轴上的圆柱凸轮15随着纵向传动轴转动，带动推杆齿条12做往复摆动，并且通过推杆齿条和固联在空心轴扇形齿轮壳体9上的扇形齿轮的啮合带动空心轴做往复摆动。两空心轴半轴11的外端分别与行星齿轮机构的太阳轮5固连，并带动太阳轮做往复摆动运动。主动锥齿轮和从动锥齿轮的传动比为2 1，太阳轮和行星轮3的齿数比为1 1，圆柱凸轮旋转一周带动推杆齿条完成一次往复运动，行星齿轮轴2同秧夹1固连。在以上条件的约束之下，秧夹可以在行星架壳体转动180°的过程中完成一次往复摆动。通过对行星系齿轮直径、秧夹长度、凸轮曲线的优化可以实现插秧机工作曲线的优化。本发明通过凸轮推杆机构实现运动的分解，然后通过行星齿轮机构实现运动的综合，最终实现插秧作业所需的运动曲线。以下对本发明的部分细部结构进一步说明。纵向传动轴14由两个圆锥滚子轴承 19支撑。推杆齿条12截面为矩形，推杆套由上推杆套17A和下推杆套17B组成，两推杆套分别固定在推杆盖板16和纵向轴壳体10上。两个空心半轴11和位于中间的扇形齿轮壳体9通过螺钉连接组成了空心轴总成，空心轴两端与太阳齿轮连接用于传递摆动。扇形齿轮壳体为圆柱型壳体零件，两端的法兰盘通过两个对称的连接臂连接，每个连接臂占据圆周45°范围，扇形齿轮加工在其中的一个连接臂外侧。装配后从动锥齿轮8位于扇形齿轮壳体9的中间，扇形齿轮壳体的连接臂之间的空隙可以为空心轴的摆动提供足够的空间， 并保证空心轴总成的刚度要求。横向传动轴7通过两个横向轴球轴承25支撑在空心轴上， 空心轴通过两个空心轴球轴承M支撑在固定在纵向轴壳体10的轴承座22上，这种结构保证了横向轴和空心轴的灵活运转。另外行星架内壳体6B通过行星架球轴承23支撑在轴承座上，行星架外壳体6A通过花键和横向轴螺母33同横向轴连接，行星架内壳体和行星架外壳体之间由行星架螺钉观连接。此种支撑方式避免了横向轴对行星架的完全悬臂支撑提高了系统整体刚度。传动齿轮4采用悬臂梁支撑，通过两个传动轮球轴承32支撑在行星架外壳体上，外侧通过轴承盖31和轴承盖螺钉30定位和密封，这种结构缩小了分插机构的总体宽度。行星齿轮3和行星轮轴之间由花键连接，行星轮轴通过两个行星轮轴球轴承35分别支撑在行星架内壳体6A和行星架外壳体6B上。行星轮轴外侧同秧夹1固连，最终将运动传递到秧夹上。
权利要求
1.一种行星系凸轮推杆分插机构，主要由行星齿轮机构、凸轮推杆机构、秧夹以及传动部件组成，其结构特征为a.运动通过锥齿轮从纵向传动轴传递到横向传动轴上，圆柱凸轮固连在纵向传动轴上，凸轮驱动推杆做往复运动，推杆与齿条固连带动扇形齿轮做往复摆动；b.扇形齿轮通过空心轴与太阳轮固连，空心轴带动太阳轮做往复摆动，并通过正齿行星轮系将这一摆动传递给栽植臂；c.栽植臂联接在行星轮轮轴上，在行星轮系及凸轮推杆机构的合成作用下，栽植臂相对齿轮盒做非勻速转动。
2.根据权利要求1所述的行星系凸轮推杆分插机构，其特征为齿轮盒内行星齿轮机构中的齿轮均为正齿圆柱齿轮。
3.根据权利要求1所述的行星系凸轮推杆分插机构，其特征为由一套凸轮推杆机构控制双侧行星齿轮机构，完成两行分插作业。
4.根据权利要求1所述的行星系凸轮推杆分插机构，其特征为通过一组行星齿轮机构可以同时驱动两个栽植臂，实现分插器回转一周完成两次栽插作业。
5.根据权利要求1所述的行星系凸轮推杆分插机构，其结构特征为横向传动轴同空心轴同心，空心轴空套在横向传动轴上，横向传动轴同行星架固连负责传递行星架的转动， 空心轴同太阳轮固连负责传递往复摆动。
6.根据权利要求1、3所述的行星系凸轮推杆分插机构，其结构特征为空心轴由三段组成，用螺钉连接，中段为中空结构并加工有扇形齿轮。
7.根据权利要求1、3、4所述的行星系凸轮推杆分插机构，其结构特征为纵向传动轴为主动轴，横向传动轴为从动轴，主动锥齿轮和从动锥齿轮齿数比为1 2，推杆通过齿条带动扇形齿轮运动，纵向轴旋转一周凸轮推杆机构驱动太阳轮完成一次往复摆动。
全文摘要
本发明“凸轮推杆行星系分插机构”涉及一种水稻插秧机高速分插机构。该机构主要由行星齿轮机构、凸轮推杆机构、秧夹、传动部件组成。齿轮盒在主轴驱动下，带动栽植臂与秧夹进行回转运动，凸轮推杆机构驱动齿轮齿条形成往复摆动，与扇形齿轮同轴安装的太阳轮也形成摆动，经过过渡齿轮传动最终传递到同行星轮轴固定的栽植臂与秧夹上，同齿轮盒的圆周运动复合在一起形成满足插秧作业中取秧、插秧所需的工作曲线。行星齿轮机构上安装有两个秧夹，旋转一周完成两次插秧作业。该机构结构紧凑、中心对称、制造简单、工作可靠、可作为高速插秧机分插机构。
文档编号A01C11/02GK102282940SQ201110123328
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者刘先黎, 尚涛, 张桂兰, 才宏伟, 李涛 申请人:刘先黎, 尚涛, 张桂兰, 才宏伟, 李涛