[发明专利]非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置

权利要求书

1.非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置，包括装在安装架上的 拉拽装置和传动装置，其特征在于：所述的传动装置为非圆锥齿轮传动装置； 所述的拉拽装置设置在输送带下方；所述的非圆锥齿轮传动装置驱动拉拽装 置；

所述的拉拽装置包括两个拉拽杆组件；所述的拉拽组件包括主动轴、主 动圆盘、拉拽杆、从动圆盘和从动轴；所述的主动圆盘和从动圆盘内端均开 设有沿圆周均布的n个圆孔，n≥5；主动圆盘和从动圆盘的每个圆孔与反向 设置的一对轴承的外圈配合连接；每对轴承之间通过轴套轴向定位；主动圆 盘内端每对轴承的内圈与一根拉拽杆的一端配合连接，每根拉拽杆的另一端 与从动圆盘内端的一对轴承内圈配合连接；所述拉拽杆的两端端部均与圆螺 母连接，实现轴向固定；两个拉拽杆组件的主动圆盘及从动圆盘轴线均平行 设置；位于两个拉拽杆组件内侧的一对或两对拉拽杆相互交错设置；两个拉 拽杆组件的主动圆盘外端盖开设的轴孔分别与一根主动轴通过键连接，主动 轴端部与轴端盖通过螺栓固定；两根主动轴通过轴承支承在两个轴承座上， 该两个轴承座通过螺栓固定在安装架侧部；两个拉拽杆组件的从动圆盘外端 盖开设的轴孔分别与一根从动轴通过键连接，从动轴端部与轴端盖通过螺栓 固定；两根从动轴通过轴承支承在两个轴承座上，该两个轴承座通过螺栓固 定在安装架顶部的输送带安装板上；

所述的非圆锥齿轮传动装置包括液压马达、动力轴、主动非圆锥齿轮和 从动非圆锥齿轮；所述的动力轴通过轴承支承在轴承座上，该轴承座通过螺 栓固定在安装架侧部；所述液压马达的输出轴与动力轴通过联轴器连接；两 个主动非圆锥齿轮通过键反向固定在动力轴上，且分别与一个从动非圆锥齿 轮啮合；两个从动非圆锥齿轮与两个拉拽杆组件的主动轴通过键连接。

2.根据权利要求1所述的非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置， 其特征在于：所述主动非圆锥齿轮和从动非圆锥齿轮的节曲线设计过程如下：

(1)进行运动学分析，得出拉拽杆的运动学方程；

拉拽杆水平方向的输出速度：

v＝ωRsin(ωt)

式中，R为主动圆盘内端圆孔中心轴线与主动圆盘圆心的距离，ω为主动圆盘 的角速度；

两个拉拽杆组件内侧相对的两根拉拽杆的水平距离：

X＝L+Rcos(1.5π-φ-θ)-Rcos(1.5π+θ)-2l

式中，L为主动圆盘与从动圆盘的中心距，l为拉拽杆作用杆部分相对安装 杆部分的安装圆孔中心轴线的偏距，φ为相对的两根拉拽杆安装杆部分的 偏转角，θ＝ωt为主动圆盘的角位移；

(2)根据胡萝卜秧苗力学特性对拉拽杆竖直方向的速度要求推导拉拽 杆水平方向的速度要求，并建立拉拽杆水平方向的速度曲线方程如下：

v=mx33-3600mx0≤x<π340hπ3≤x<2π3-mx33+180x2-(h+1802m)x+c22π3≤x<4π3-40h4π3≤x<5π3mx33-360mx2+(h+3602m)x+c35π3≤x<2π]]>

式中，参数c2=1803m3+180h,]]>c3=3603m3-360h,]]>h＝-3600m；x为 主动非圆锥齿轮的转角；

由2∫0T6(mx33-3600mx)dx+hT6=∫0T2ωsin(ωt)dt]]>求出m，从而得到 速度曲线方程中的参数c₂、c₃和h；式中，T为主动非圆锥齿轮的转动周期；

(3)根据建立的拉拽杆水平方向速度曲线方程和拉拽杆运动方程反求非 圆锥齿轮副的平面节曲线方程；

由v＝ωsinωt＝θ'sinθ得-∫vdt＝cosθ，再通过积分求出θ的曲线方 程，进而求出从动非圆锥齿轮的角速度方程，即主动圆盘8的角速度ω的方程； 又由于主动非圆锥齿轮的角速度ω₁已知，故而非圆锥齿轮副的传动比i₁₂可求； 再给定非圆锥齿轮副平面的中心距a，通过下式求出非圆锥齿轮副的平面节曲 线方程：

r1=ai12r2=a-r1=ai121+i12]]>

式中，r₁为主动非圆锥齿轮水平投影的向径，r₂为从动非圆锥齿轮水平投影的 向径；

根据主、从动非圆锥齿轮水平投影的向径，可求解主动非圆锥齿轮的平 面节曲线坐标(x₁,y₁)和从动非圆锥齿轮的平面节曲线坐标(x₂,y₂)；

(4)根据非圆锥齿轮的平面节曲线方程，运用投影法求出非圆锥齿轮的 空间节曲线方程；

a)主动非圆锥齿轮为一阶非圆锥齿轮，采用球面法向投影求其空间节曲 线方程如下：

x=λx1y=λy1z=R12-x2-y2λ=R1x12+y12+H2]]>

式中，(x,y,z)为主动非圆锥齿轮的空间节曲线坐标；R₁为投影的球面半径； H为球面的球心至主动非圆锥齿轮的平面节曲线所在平面的距离；

b)从动非圆锥齿轮为五阶非圆锥齿轮，采用柱面等半径值投影求其空间 节曲线方程如下：

R=R2η=arctany2x2z′=x22+y22]]>

式中，(R，η，z′)为从动非圆锥齿轮的空间节曲线坐标；R₂为投影的柱面半 径，R₂＝R₁。