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专利号: 2015102131191
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.斜齿交错-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;运用三阶非均匀B样条曲线,选取m+n+1个平面型值点Vi(i=

1,2,…,m+n+1)定义长凸性球面曲线段和短凸性球面曲线段在平面内的二维曲线段,其中,m、n均为大于4的整数;长凸性球面曲线段的起点为V0,终点为Vm,θ0为起点V0的初始相位角,且长凸性球面曲线段对应的圆心角为2π-θZ;短凸性球面曲线段的起点为Vm+1,终点为Vm+n+1,短凸性球面曲线段对应的圆心角为θZ;令长凸性球面曲线段上相邻型值点间的圆心角相等,短凸性球面曲线段上相邻型值点间的圆心角相等,可得长凸性球面曲线段和短凸性球面曲线段上相邻型值点的圆心角分别为(2π-θZ)/m和θZ/(n+1);型值点Vi的位置由柱面坐标定义,其解析表达式为:或

式中,Vi(x)、Vi(y)、Vi(z)分别为各型值点的x、y、z轴坐标,ri为各型值点在xoy平面的向径,R为长凸性球面曲线段和短凸性球面曲线段所在球面的球面半径;由给定型值点分别反算曲线控制顶点,再由控制顶点以及三次B样条基函数即可定义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;

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轭长凸性球面曲线段和共轭短凸性球面曲线段,共轭长凸性球面曲线段和共轭短凸性球面曲线段的首、尾端分别通过径向曲线段连接,且共轭短凸性球面曲线段上的点相对球心的向径大于共轭长凸性球面曲线段上的点相对球心的向径;长凸性球面曲线段、短凸性球面曲线段、共轭长凸性球面曲线段和共轭短凸性球面曲线段满足如下关系:(1)啮合点所在的球面圆弧线与长凸性球面曲线段、共轭长凸性球面曲线段的交点相对各自轴心的向径曲线段之和为定值,啮合点所在的球面圆弧线与短凸性球面曲线段、共轭短凸性球面曲线段的交点相对各自轴心的向径曲线段之和为定值,即L11+L21=L12+L22=L,其中,L11为啮合点所在的球面圆弧线与长凸性球面曲线段的交点相对其轴心的向径曲线段弧长,L21为啮合点所在的球面圆弧线与共轭长凸性球面曲线段的交点相对其轴心的向径曲线段弧长,L12为啮合点所在的球面圆弧线与短凸性球面曲线段的交点相对其轴心的向径曲线段弧长,L22为啮合点所在的球面圆弧线与共轭短凸性球面曲线段的交点相对其轴心的向径曲线段弧长,L为啮合点所在的球面圆弧线在上行星异形非圆锥齿轮与上中间异形非圆锥齿轮的轴心或下行星异形非圆锥齿轮与下中间异形非圆锥齿轮的轴心之间的弧线段弧长;(2)长凸性球面曲线段的弧长C11等于共轭长凸性球面曲线段的弧长C21,短凸性球面曲线段的弧长C12等于共轭短凸性球面曲线段的弧长C22;(3)上行星异形非圆锥齿轮与上中间异形非圆锥齿轮或下行星异形非圆锥齿轮与下中间异形非圆锥齿轮的转动周期比值为1,保证两者的节曲线均为封闭曲线;通过搜索迭代求解得到中心距弧长L的最优值,使其满足上述三个关系,即可得到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。

2.根据权利要求1所述的斜齿交错-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θ;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β,β=0.5θ;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 θ和 均不等于0°或90°。

3.根据权利要求1所述的斜齿交错-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。

4.根据权利要求1所述的斜齿交错-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。

5.根据权利要求1所述的斜齿交错-异形非圆锥齿轮行星系水稻宽窄行分插机构,其特征在于:所述的中心斜齿圆柱齿轮与上中间斜齿圆柱齿轮及下中间斜齿圆柱齿轮的传动比均为1;分插机构秧针尖点所形成的轨迹取秧段偏移量△S1≤1mm。