非圓齒輪驅(qū)動(dòng)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(jī)械領(lǐng)域，涉及胡蘿卜收獲機(jī)，具體涉及一種非圓齒輪驅(qū)動(dòng)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(jī)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(jī)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(chǎng)上出售的自走式胡 蘿卜收獲機(jī)的收獲部件主要是圓盤割刀式收獲部件和液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)拉拽式收獲部件是通過兩個(gè)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩組拉拽桿實(shí) 現(xiàn)胡蘿卜秧果的分離，收獲過程中兩個(gè)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(jī)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非圓齒輪驅(qū)動(dòng)的同步拉拽式收獲 裝置，該裝置采用非圓齒輪傳動(dòng)的方式，根據(jù)需要設(shè)計(jì)非圓齒輪的節(jié)曲線而確保拉拽桿所 需輸出速度曲線的要求;該裝置采用非圓齒輪與錐齒輪配合作用，對(duì)兩組拉拽桿同步輸入 動(dòng)力，能滿足兩組拉拽桿同步作用的要求，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齒輪傳動(dòng)裝置。所述的拉拽裝置設(shè)置 在輸送帶下方;所述的非圓齒輪傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)拉拽裝置。
[0006] 所述的拉拽裝置包括兩個(gè)拉拽桿組件;所述的拉拽桿組件包括主動(dòng)軸、主動(dòng)圓盤、 拉拽桿、從動(dòng)圓盤和從動(dòng)軸。所述的主動(dòng)圓盤和從動(dòng)圓盤內(nèi)端均開設(shè)有沿圓周均布的η個(gè)圓 孔，η 2 5;主動(dòng)圓盤和從動(dòng)圓盤的每個(gè)圓孔與反向設(shè)置的一對(duì)軸承的外圈配合連接;每對(duì)軸 承之間通過軸套軸向定位;主動(dòng)圓盤內(nèi)端每對(duì)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(dòng)圓盤內(nèi)端的一對(duì)軸承內(nèi)圈配合連接;拉拽桿的兩端端部均與圓 螺母連接，實(shí)現(xiàn)軸向固定;兩個(gè)拉拽桿組件的主動(dòng)圓盤及從動(dòng)圓盤軸線均平行設(shè)置;位于兩 個(gè)拉拽桿組件內(nèi)側(cè)的一對(duì)或兩對(duì)拉拽桿相互交錯(cuò)設(shè)置。兩個(gè)拉拽桿組件的主動(dòng)圓盤外端蓋 開設(shè)的軸孔分別與一根主動(dòng)軸通過鍵連接，所述的主動(dòng)軸端部與軸端蓋通過螺栓固定;兩 根主動(dòng)軸通過軸承支承在兩個(gè)軸承座上，該兩個(gè)軸承座通過螺栓固定在安裝架側(cè)部;兩個(gè) 拉拽桿組件的從動(dòng)圓盤外端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根從動(dòng)軸通過鍵連接，所述的從動(dòng)軸端 部與軸端蓋通過螺栓固定;兩根從動(dòng)軸通過軸承支承在兩個(gè)軸承座上，該兩個(gè)軸承座通過 螺栓固定在安裝架頂部的輸送帶安裝板上。
[0007] 所述的非圓齒輪傳動(dòng)裝置包括動(dòng)力軸、主動(dòng)非圓齒輪、從動(dòng)非圓齒輪、液壓馬達(dá)、 主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪;所述的主動(dòng)非圓齒輪與傳動(dòng)軸通過鍵連接，傳動(dòng)軸與液壓馬達(dá) 的輸出軸通過聯(lián)軸器連接;所述的從動(dòng)非圓齒輪與動(dòng)力軸通過鍵連接，并與主動(dòng)非圓齒輪 嚙合;動(dòng)力軸的兩端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 的動(dòng)力軸固定有反向設(shè)置的兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪，每個(gè)主動(dòng)錐齒輪與一個(gè)從動(dòng)錐齒輪嚙合;兩 個(gè)從動(dòng)錐齒輪固定在兩個(gè)拉拽桿組件的主動(dòng)軸上;所述的主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪的傳動(dòng) 比為1。
[0008] 主動(dòng)非圓齒輪和從動(dòng)非圓齒輪的節(jié)曲線設(shè)計(jì)過程如下：
[0009] (1)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得出拉拽桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0010] 拉拽桿在t時(shí)刻水平方向的輸出速度：
[0011] V= ω Rsin( ω t)
[0012] 式中，R為主動(dòng)圓盤內(nèi)端圓孔中心軸線與主動(dòng)圓盤圓心的距離，ω為主動(dòng)圓盤的角 速度。
[0013] 兩個(gè)拉拽桿組件內(nèi)側(cè)相對(duì)的兩根拉拽桿的水平距離：
[0014] X = L+Rcos (1 · 531- Φ -Θ) -Rcos (1 · 53Τ+Θ) -21
[00?5]式中，L為主動(dòng)圓盤與從動(dòng)圓盤的中心距，1為拉拽桿作用桿部分相對(duì)安裝桿部分 的安裝圓孔中心軸線的偏距，Φ為相對(duì)的兩根拉拽桿安裝桿部分的偏轉(zhuǎn)角，θ= ω t為拉拽 桿的角位移。
[0016] (2)根據(jù)胡蘿卜秧苗力學(xué)特性對(duì)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V隨液壓馬達(dá)的輸出軸角位移變化的曲線要求，并建立拉拽桿水平方向的速度曲線 方程如下：
[0018] 式中，參數(shù)
X為主 動(dòng)非圓齒輪的轉(zhuǎn)角；
[0019] 由
求出參數(shù)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(dòng)非圓齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方程反求非圓齒輪副 的節(jié)曲線。
[0021] 由
再通過積分求出Θ的曲線方程，進(jìn)而 求出從動(dòng)非圓齒輪的角速度方程，即主動(dòng)圓盤的角速度ω的方程。
[0022] 又由于主動(dòng)非圓齒輪的角速度Co1已知，故而非圓齒輪副的傳動(dòng)比i12可求。再給定 非圓齒輪副的中心距a，通過下式求出非圓齒輪副的節(jié)曲線方程：
[0024]式中，η為主動(dòng)非圓齒輪的向徑，r2為從動(dòng)非圓齒輪的向徑。
[0025]本發(fā)明具有的效益效果是：
[0026]本發(fā)明采用液壓馬達(dá)通過非圓齒輪傳動(dòng)與兩對(duì)錐齒輪配合的方式輸入動(dòng)力，減少 一個(gè)動(dòng)力裝置，并且保證了兩組拉拽桿組件同步運(yùn)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(jì)非圓齒輪的節(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(diǎn)秧葉，便于胡 蘿卜有比較長(zhǎng)的貨架期。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明中拉拽裝置的立體圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明中從動(dòng)圓盤與拉拽桿及從動(dòng)軸的裝配剖視圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明中非圓齒輪傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)原理圖；
[0031 ]圖5為本發(fā)明中拉拽裝置的運(yùn)動(dòng)分析圖；
[0032]圖6為本發(fā)明中拉拽桿的輸出速度曲線圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明中主動(dòng)非圓齒輪與從動(dòng)非圓齒輪的節(jié)曲線嚙合示意圖。
[0034] 圖中：1、胡蘿卜，2、輸送帶，3、拉拽裝置，4、安裝架，5、非圓齒輪傳動(dòng)裝置，6、液壓馬 達(dá)，7、主動(dòng)軸，8、主動(dòng)圓盤，9、拉拽桿，10、從動(dòng)圓盤，11、從動(dòng)軸，12、動(dòng)力軸，13-1、主動(dòng)非圓 齒輪，13-2、從動(dòng)非圓齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036] 如圖1所示，非圓齒輪驅(qū)動(dòng)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和非圓齒輪傳動(dòng)裝置5。拉拽裝置3設(shè)置在輸送帶2下方;非圓齒輪傳動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)拉 拽裝置3。
[0037] 如圖2和圖3所示，拉拽裝置3包括兩個(gè)拉拽桿組件;拉拽桿組件包括主動(dòng)軸7、主動(dòng) 圓盤8、拉拽桿9、從動(dòng)圓盤10和從動(dòng)軸11;
[0038] 主動(dòng)圓盤8和從動(dòng)圓盤10內(nèi)端均開設(shè)有沿圓周均布的五個(gè)圓孔;主動(dòng)圓盤8和從動(dòng) 圓盤10的每個(gè)圓孔與反向設(shè)置的一對(duì)軸承的外圈配合連接;每對(duì)軸承之間通過軸套軸向定 位;主動(dòng)圓盤8內(nèi)端每對(duì)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(dòng)圓盤10內(nèi)端的一對(duì)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(shí)現(xiàn)軸 向固定;兩個(gè)拉拽桿組件的主動(dòng)圓盤8及從動(dòng)圓盤10軸線均平行設(shè)置;位于兩個(gè)拉拽桿組件 內(nèi)側(cè)的一對(duì)或兩對(duì)拉拽桿9相互交錯(cuò)設(shè)置。兩個(gè)拉拽桿組件的主動(dòng)圓盤8外端蓋開設(shè)的軸孔 分別與一根主動(dòng)軸7通過鍵連接，主動(dòng)軸7端部與軸端蓋通過螺栓固定;兩根主動(dòng)軸7通過軸 承支承在兩個(gè)軸承座上，該兩個(gè)軸承座通過螺栓固定在安裝架4側(cè)部;兩個(gè)拉拽桿組件的從 動(dòng)圓盤10外端蓋開設(shè)的軸孔分別與一根從動(dòng)軸11通過鍵連接，從動(dòng)軸11端部與軸端蓋通過 螺栓固定;兩根從動(dòng)軸11通過軸承支承在兩個(gè)軸承座上，該兩個(gè)軸承座通過螺栓固定在安 裝架4頂部的輸送帶安裝板上。
[0039] 如圖4所示，非圓齒輪傳動(dòng)裝置5包括動(dòng)力軸12、主動(dòng)非圓齒輪13-1、從動(dòng)非圓齒輪 13-2、液壓馬達(dá)6、主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪;主動(dòng)非圓齒輪13-1與傳動(dòng)軸通過鍵連接，傳動(dòng) 軸與液壓馬達(dá)6的輸出軸通過聯(lián)軸器連接;從動(dòng)非圓齒輪13-2與動(dòng)力軸12通過鍵連接，并與 主動(dòng)非圓齒輪13-1嚙合;動(dòng)力軸12的兩端通過軸承