1.不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构,包括组合式非圆齿轮行星轮系和取苗爪,其特征在于:所述的组合式非圆齿轮行星轮系包括中心轴、行星架、中心不完全变性偏心圆齿轮、中心不完全非圆齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一中间非圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第一行星非圆齿轮和第二行星非圆齿轮;所述中心轴的一端与动力装置连接,另一端与行星架固定;所述的中心不完全变性偏心圆齿轮与机架固定,中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮固定,且中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧;所述的中心不完全变性偏心圆齿轮和中心不完全非圆齿轮均空套在中心轴上;第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧,且均与行星架通过轴承连接;
第一中间非圆齿轮与第一中间轴通过花键连接,第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上,并与第一中间非圆齿轮固定;第二中间非圆齿轮与第二中间轴通过花键连接,第二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上,并与第二中间非圆齿轮固定;所述的第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端,且均与行星架通过轴承连接;第一行星非圆齿轮与第一行星轴通过花键连接,第二行星非圆齿轮与第二行星轴通过花键连接;中心不完全非圆齿轮仅设有单个凹齿,第一中间不完全非圆齿轮和第二中间不完全非圆齿轮均仅设有单个凸齿;第一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星架外,且分别与一个取苗爪的壳体固定;两个取苗爪的推苗凸轮均与行星架固定;当中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮啮合时,中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮分离,第二中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合;当中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时,中心不完全非圆齿轮与中间不完全非圆齿轮分离,第一中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第一中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合;第一中间非圆齿轮与第一行星非圆齿轮啮合,第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合;
所述组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计过程,具体如下:
(1)中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的节曲线设计;
在中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时,必须保证两齿轮转过的节曲线长度相等,则有:式中: 为行星架转过的角位移, 为中心不完全变性偏心圆齿轮在 处对应的向径, 为第二中间非圆齿轮转过的角位移,a为中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮的中心距;
因此,当 时,中心变性不完全偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮转过的节
曲线长度相等,则
式中:α为第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段所对应的圆心角,β为中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线所对应的角度;
根据变性偏心圆齿轮节曲线方程,得中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线方程为:
式中,m11为中心不完全变性偏心圆齿轮的变性系数,中间变量 e为引入变性系数前的偏心圆偏心距,R为引入变性系数前的偏心圆半径;θ为中心不完全变性偏心圆齿轮的初始安装角,即中心不完全变性偏心圆齿轮节曲线上与第二中间非圆齿轮啮合的第一个啮合点的极角;
将 用希腊字母λ代替,将 用希腊字母μ代替,进而求得
式中,k为中心不完全变性偏心圆齿轮的偏心率,k=e/R;
当α、β、e、R、θ以及变性系数m11预先确定后,计算出中心距a1,进而求得第二中间非圆齿轮的角位移则第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段的节曲线向径R21表示为为保证第二中间非圆齿轮的完整和周期内节曲线的光滑连续,采用傅里叶级数构建第二中间非圆齿轮上未与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段节曲线向径R22为为保证第二中间非圆齿轮在整周节曲线光滑连续,则应满足从而求出系数b0,b1,b2,b3,继而得出第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合时完整的节曲线向径方程为(2)中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线设计;
当中间不完全非圆齿轮旋转2π-α时,中心不完全非圆齿轮必须旋转2π-β,从而得到式中, 为中心不完全非圆齿轮的向径, 为中间不完全非圆齿轮的向径;
构建中心不完全非圆齿轮和中间不完全非圆齿轮之间的传动比函数 如下:
式中,c0,c1,c2为传动比函数系数,从而得到
中心变性不完全偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮啮合时的传动比函数
在一个周期内,传动比的变化应该是连续的,故有
从而求出传动比系数c0,c1,c2,得到中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线方程为(3)第二行星非圆齿轮的节曲线设计;
中间不完全非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的啮合点和第二中间非圆齿轮与中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点所夹圆心角相差π-δ0,其中,δ0为中间不完全非圆齿轮转动中心和中心不完全非圆齿轮转动中心连线与中间不完全非圆齿轮转动中心和第二行星非圆齿轮转动中心连线的夹角;第二中间非圆齿轮在 角度时和第二行星非圆齿轮的啮合点对应的向径与第二中间非圆齿轮在 角度时和中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点对应的向径相等,则有第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合的向径方程为第二中间非圆齿轮相对于行星架转过一周,第二行星非圆齿轮也要转过一周,所以由式(1)求出第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的中心距a2,进而求得第二行星非圆齿轮相对于行星架转过的角位移第二行星非圆齿轮节曲线向径
组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计完成后,建立取苗爪秧针尖点形成的取苗轨迹方程如下:
根据几何关系,列出取苗爪秧针尖点H的轨迹方程为
式中,α0为取苗爪安装位置角,即取苗爪秧针尖点和第二行星非圆齿轮转动中心的连线与第二中间非圆齿轮和第二行星非圆齿轮的转动中心连线之间的夹角; 为行星架初始安装角,即中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线相对水平轴x的角度,中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线在水平轴x的逆时针方向时为正,否则为负;S为取苗爪秧针尖点到第二行星非圆齿轮转动中心的距离。
2.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构,其特征在于:所述的中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等,中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。
3.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构,其特征在于:所述的中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等,中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。
4.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构,其特征在于:所述第一中间非圆齿轮与第二中间非圆齿轮的节曲线参数相同,第一中间不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮的节曲线参数相同,第一行星非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的节曲线参数相同。
5.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构,其特征在于:所述取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹,所述取苗轨迹从头部尖点至钵苗盘顶部为取苗段,取苗段长度为38.4mm。