非圓錐齒輪驅(qū)動的同步拉拽式胡蘿卜收獲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，涉及胡蘿卜收獲機，具體涉及一種非圓錐齒輪驅(qū)動的同 步拉拽式胡蘿卜收獲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 胡蘿卜是我國居民食用的一種農(nóng)產(chǎn)品，我國胡蘿卜的年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的三分 之一，但其機械化收獲水平卻非常低，大部分地區(qū)還主要依靠人工收獲，少數(shù)地區(qū)所使用的 胡蘿卜收獲機技術(shù)還不是很成熟，仍存在各種問題。目前，在國內(nèi)外市場上出售的自走式胡 蘿卜收獲機的收獲部件主要是圓盤割刀式收獲部件和液壓傳動驅(qū)動的拉拽式收獲部件。圓 盤割刀式收獲部件是通過圓盤割刀切除胡蘿卜秧苗，收獲過程中容易切傷胡蘿卜，收獲質(zhì)量 不好，損傷率較高;液壓驅(qū)動拉拽式收獲部件是通過兩個液壓馬達(dá)分別驅(qū)動兩組拉拽桿實 現(xiàn)胡蘿卜秧果的分離，收獲過程中兩個液壓馬達(dá)的同步性很難保證，可靠性低，且拉拽桿與 胡蘿卜作用的速度曲線不理想，機構(gòu)的收獲效果沒有達(dá)到最佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非圓錐齒輪驅(qū)動的同步拉拽式收 獲裝置，該裝置采用非圓錐齒輪傳動的方式，根據(jù)需要設(shè)計非圓齒錐輪的節(jié)曲線而確保拉 拽桿所需輸出速度曲線的要求;該裝置采用非圓錐齒輪對兩組拉拽桿同步輸入動力，能滿 足兩組拉拽桿同步作用的要求，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] 本發(fā)明包括裝在安裝架上的拉拽裝置和非圓錐齒輪傳動裝置。所述的拉拽裝置設(shè) 置在輸送帶下方;所述的非圓錐齒輪傳動裝置驅(qū)動拉拽裝置。
[0006] 所述的拉拽裝置包括兩個拉拽桿組件;所述的拉拽組件包括主動軸、主動圓盤、拉 拽桿、從動圓盤和從動軸;所述的主動圓盤和從動圓盤內(nèi)端均開設(shè)有沿圓周均布的η個圓 孔，η 2 5;主動圓盤和從動圓盤的每個圓孔與反向設(shè)置的一對軸承的外圈配合連接;每對軸 承之間通過軸套軸向定位;主動圓盤內(nèi)端每對軸承的內(nèi)圈與一根拉拽桿的一端配合連接， 每根拉拽桿的另一端與從動圓盤內(nèi)端的一對軸承內(nèi)圈配合連接;所述拉拽桿的兩端端部均 與圓螺母連接，實現(xiàn)軸向固定;兩個拉拽桿組件的主動圓盤及從動圓盤軸線均平行設(shè)置;位 于兩個拉拽桿組件內(nèi)側(cè)的一對或兩對拉拽桿相互交錯設(shè)置。兩個拉拽桿組件的主動圓盤外 端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根主動軸通過鍵連接，主動軸端部與軸端蓋通過螺栓固定;兩根 主動軸通過軸承支承在兩個軸承座上，該兩個軸承座通過螺栓固定在安裝架側(cè)部;兩個拉 拽桿組件的從動圓盤外端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根從動軸通過鍵連接，從動軸端部與軸端 蓋通過螺栓固定;兩根從動軸通過軸承支承在兩個軸承座上，該兩個軸承座通過螺栓固定 在安裝架頂部的輸送帶安裝板上。
[0007] 所述的非圓錐齒輪傳動裝置包括液壓馬達(dá)、動力軸、主動非圓錐齒輪和從動非圓 錐齒輪;所述的動力軸通過軸承支承在軸承座上，該軸承座通過螺栓固定在安裝架側(cè)部;所 述液壓馬達(dá)的輸出軸與動力軸通過聯(lián)軸器連接;兩個主動非圓錐齒輪通過鍵反向固定在動 力軸上，且分別與一個從動非圓錐齒輪嚙合;兩個從動非圓錐齒輪與兩個拉拽桿組件的主 動軸通過鍵連接。
[0008] 所述主動非圓錐齒輪和從動非圓錐齒輪的節(jié)曲線設(shè)計過程如下：
[0009] (1)進(jìn)行運動學(xué)分析，得出拉拽桿的運動學(xué)方程。
[0010]拉拽桿水平方向的輸出速度：
[0011] ν= ω R sin( ω t)
[0012] 式中，R為主動圓盤內(nèi)端圓孔中心軸線與主動圓盤圓心的距離，ω為主動圓盤的角 速度。
[0013] 兩個拉拽桿組件內(nèi)側(cè)相對的兩根拉拽桿的水平距離：
[0014] X = L+R cos(1.5JT-<i)-9)-R cos(1.5jt+9)-21
[00?5]式中，L為主動圓盤與從動圓盤的中心距，1為拉拽桿作用桿部分相對安裝桿部分 的安裝圓孔中心軸線的偏距，Φ為相對的兩根拉拽桿安裝桿部分的偏轉(zhuǎn)角，θ= cot為主動 圓盤的角位移。
[0016] (2)根據(jù)胡蘿卜秧苗力學(xué)特性對拉拽桿豎直方向的速度要求推導(dǎo)拉拽桿水平方向 的速度要求，并建立拉拽桿水平方向的速度曲線方程如下：
[0017
[0018] 式中，參數(shù)
纟h = _3600m;x為主動 非圓錐齒輪的轉(zhuǎn)角；
[0019] 由
求出m，從而得到速 度曲線方程中的參數(shù)C2、C3和h;式中，T為主動非圓錐齒輪的轉(zhuǎn)動周期。
[0020] (3)根據(jù)建立的拉拽桿水平方向速度曲線方程和拉拽桿運動方程反求非圓錐齒輪 副的平面節(jié)曲線方程。
[0021 ] 由ν= ω sinco t = 0 'sin0得-Jvdt = cos0，再通過積分求出Θ的曲線方程，進(jìn)而求出 從動非圓錐齒輪的角速度方程，即主動圓盤8的角速度ω的方程。又由于主動非圓錐齒輪的 角速度ωι已知，故而非圓錐齒輪副的傳動比i12可求。再給定非圓錐齒輪副平面的中心距 a， 通過下式求出非圓錐齒輪副的平面節(jié)曲線方程：
[0022]
[0023] 式中，ri為主動非圓錐齒輪水平投影的向徑，r2為從動非圓錐齒輪水平投影的向 徑。
[0024] 根據(jù)主、從動非圓錐齒輪水平投影的向徑，可求解主動非圓錐齒輪的平面節(jié)曲線 坐標(biāo)(xi，yi)和從動非圓錐齒輪的平面節(jié)曲線坐標(biāo)(X2，y2)。
[0025] (4)根據(jù)非圓錐齒輪的平面節(jié)曲線方程，運用投影法求出非圓錐齒輪的空間節(jié)曲 線方程。
[0026] a)主動非圓錐齒輪為一階非圓錐齒輪，采用球面法向投影求其空間節(jié)曲線方程如 下：
[0027]
[0028] 式中，（x，y，z)為主動非圓錐齒輪的空間節(jié)曲線坐標(biāo);Ri為投影的球面半徑;Η為球 面的球心至主動非圓錐齒輪的平面節(jié)曲線所在平面的距離。
[0029] b)從動非圓錐齒輪為五階非圓錐齒輪，采用柱面等半徑值投影求其空間節(jié)曲線方 程如下：
[0030]
[0031] 式中，（Κ,η,ζΟ為從動非圓錐齒輪的空間節(jié)曲線坐標(biāo);R2為投影的柱面半徑，R2 = Ri〇
[0032] 本發(fā)明具有的效益效果是：
[0033]本發(fā)明采用液壓馬達(dá)通過非圓錐齒輪傳動的方式輸入動力，減少一個動力裝置， 精簡了動力傳輸路線，結(jié)構(gòu)簡單，傳輸效率高，并且保證了兩組拉拽桿組件同步運轉(zhuǎn)，提高 了收獲部件的可靠性，更重要的是根據(jù)需要設(shè)計非圓錐齒輪的節(jié)曲線而確保拉拽桿所需輸 出速度曲線的要求，使工作效率最優(yōu)，降低胡蘿卜的損傷率，提高果秧分離效果。本發(fā)明收獲 的胡蘿卜還留有一點秧葉，便于胡蘿卜有比較長的貨架期。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明中拉拽裝置的立體圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明中從動圓盤與拉拽桿及從動軸的裝配剖視圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明中非圓錐齒輪傳動裝置的機構(gòu)原理圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明中拉拽裝置的運動分析圖；
[0039]圖6為本發(fā)明中拉拽桿的輸出速度曲線圖；
[0040] 圖7為本發(fā)明中主、從動非圓錐齒輪的節(jié)曲線嚙合示意圖。
[0041] 圖中：1、胡蘿卜，2、輸送帶，3、拉拽裝置，4、安裝架，5、非圓錐齒輪傳動裝置，6、液壓 馬達(dá)，7、主動軸，8、主動圓盤，9、拉拽桿，10、從動圓盤，11、從動軸，12、動力軸，13-1、主動非 圓錐齒輪，13-2、從動非圓錐齒輪。
【具體實施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0043] 如圖1所示，非圓錐齒輪驅(qū)動的同步拉拽式胡蘿卜收獲裝置，包括裝在安裝架4上的 拉拽裝置3和非圓錐齒輪傳動裝置5。拉拽裝置3設(shè)置在輸送帶2下方;非圓錐齒輪傳動裝置5 驅(qū)動拉拽裝置3。
[0044] 如圖2和圖3所示，拉拽裝置3包括兩個拉拽桿組件;拉拽組件包括主動軸7、主動圓 盤8、拉拽桿9、從動圓盤10和從動軸11;主動圓盤8和從動圓盤10內(nèi)端均開設(shè)有沿圓周均布 的五個圓孔;主動圓盤8和從動圓盤10的每個圓孔與反向設(shè)置的一對軸承的外圈配合連接； 每對軸承之間通過軸套軸向定位;主動圓盤8內(nèi)端每對軸承的內(nèi)圈與一根拉拽桿9的一端配 合連接，每根拉拽桿9的另一端與從動圓盤10內(nèi)端的一對軸承內(nèi)圈配合連接;拉拽桿9的兩 端端部均與圓螺母連接，實現(xiàn)軸向固定;兩個拉拽桿組件的主動圓盤8及從動圓盤10軸線均 平行設(shè)置;位于兩個拉拽桿組件內(nèi)側(cè)的一對或兩對拉拽桿9相互交錯設(shè)置。兩個拉拽桿組件 的主動圓盤8外端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根主動軸7通過鍵連接，主動軸7端部與軸端蓋通 過螺栓固定;兩根主動軸7通過軸承支承在兩個軸承座上，該兩個軸承座通過螺栓固定在安 裝架4側(cè)部;兩個拉拽桿組件的從動圓盤10外端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根從動軸11通過鍵 連接，從動軸11端部與軸端蓋通過螺栓固定;兩根從動軸11通過軸承支承在兩個軸承座上， 該兩個軸承座通過螺栓固定在安裝架4頂部的輸送帶安裝板上。
[0045] 如圖4所示，非圓錐齒輪傳動裝置5包括液壓馬達(dá)6、動力軸12、主動非圓錐齒輪13-1和從動非圓錐齒輪13-2;動力軸12通過軸承支承在軸承座上，該軸承座通過螺栓固定在安 裝架4側(cè)部;液壓馬達(dá)6的輸出軸與動力軸12通過聯(lián)軸器連接;兩個主動非圓錐齒輪13-1通 過鍵反向固定在動力軸12上，且分別與一個從動非圓錐齒輪13-2嚙合;兩個從動非圓錐齒 輪13-2與兩個拉拽桿組件的主動軸7通過鍵連接。
[0046] 主動非圓錐齒輪13-1和從動非圓錐齒輪13-2的節(jié)曲線設(shè)計過程如下：
[0047] (1)如圖5所示，進(jìn)行運動學(xué)分析，得出拉拽