[发明专利]高速插植传动装置及方法

权利要求书

1.一种高速插植传动装置，其特征在于：包括左箱体（1）、输入锥齿轮轴（2）、右箱体（3）、中间锥齿轮轴（4）、传动锥齿轮轴（5）、凸型半离器（6）、凹型半离器（7）、传动安全弹簧（8）、传动压盘（9）、组合轴（10）、离合销（11）、从动半离合盘（12）、插植安全弹簧（13）、插植压盘（14）、中间轴（15）、插植锥齿轮轴（16）、从动锥齿轮（17）、插植输出轴（18），左箱体（1）、右箱体（3）通过螺栓连接固定成一体构成传动箱体，左箱体（1）的双向推力轴承左半槽（1-1）、第一传动轴承左半槽（1-3）、第二传动轴承左半槽（1-4）、第三传动轴承左半槽（1-5）分别与右箱体（3）的双向推力轴承右半槽（3-1）、第一传动轴承右半槽（3-3）、第二传动轴承右半槽（3-4）、第三传动轴承右半槽（3-5）构成传动箱体的双向推力轴承槽、第一传动轴承槽、第二传动轴承槽、第三传动轴承槽；

输入锥齿轮轴（2）通过轴承垂直安装在传动箱体的双向推力轴承槽中，中间锥齿轮轴（4）通过轴承水平安装在右箱体（3）的中间传动轴承右孔（3-2）中，输入锥齿轮轴（2）的锥齿轮与中间锥齿轮轴（4）的锥齿轮在传动箱体内构成锥齿轮传动；

传动锥齿轮轴（5）、凸型半离器（6）分别通过轴承垂直安装在传动箱体的第一传动轴承槽、第二传动轴承槽中，传动锥齿轮轴（5）与中间锥齿轮轴（4）构成锥齿轮传动；凸型半离器（6）上部设有花键，传动锥齿轮轴（5）下部为花键毂，传动锥齿轮轴（5）的花键毂套装在凸型半离器（6）的花键上并构成轴向移动副；

组合轴（10）上部设有花键，凹型半离器（7）下部为花键毂，凹型半离器（7）的花键毂套装在组合轴（10）的花键上并构成轴向移动副；组合轴（10）上部自下而上依次同轴穿过凸型半离器（6）、传动锥齿轮轴（5），且凸型半离器（6）中心孔、传动锥齿轮轴（5）中心孔均与组合轴（10）构成间隙配合；

传动压盘（9）套装在组合轴（10）上部并通过组合轴（10）的轴肩定位，传动安全弹簧（8）下部套装在组合轴（10）上，且传动安全弹簧（8）下端压在传动压盘（9）上，传动安全弹簧（8）上部套装在凹型半离器（7）的花键毂外，传动安全弹簧（8）上端压在凹型半离器（7）上部圆环形台的下缘；

中间轴（15）下部通过轴承垂直安装在传动箱体的第三传动轴承槽中，插植压盘（14）套装在中间轴（15）上并通过中间轴（15）的轴肩定位；中间轴（15）中上部为花键结构，从动半离合盘（12）中心为花键毂，从动半离合盘（12）的花键毂套装在中间轴（15）的花键上构成轴向移动副；插植安全弹簧（13）套在中间轴（15）上，插植安全弹簧（13）的上下两端分别压在从动半离合盘（12）下缘和插植压盘（14）上；

组合轴（10）下部设有同轴的通孔，中间轴（15）上部伸入组合轴（10）下部的通孔内并构成间隙配合；

中间轴（15）下部为的花键毂结构，插植锥齿轮轴（16）上部为花键结构，插植锥齿轮轴（16）上部的花键安装在中间轴（15）下部花键毂中；

从动锥齿轮（17）固定在插植输出轴（18）的中部，插植输出轴（18）通过轴承水平安装在传动箱体的插植轴承左孔（1-6）和插植轴承右孔（3）-（6）中，插植锥齿轮轴（16）与从动锥齿轮（17）构成锥齿轮传动；

离合销（11）安装在传动箱体中部的离合销孔（1-8）中；

所述凸型半离器（6）下端为沿圆周均布的外凸梯形齿，凹型半离器（7）上端面为沿圆周均布的内凹梯形槽，凸型半离器（6）的梯形齿与凹型半离器（7）的梯形槽互为偶件，在传动安全弹簧（8）的推压作用下，凹型半离器（7）的梯形槽与凸型半离器（6）的梯形齿结合构成完整的圆环；

所述组合轴（10）下端为主动半离合盘（10-1），主动半离合盘（10-1）端面为沿圆周均布的梯形台阶式齿形结构，从动半离合盘（12）的上端面也为梯形台阶式齿形结构，在插植安全弹簧（13）的推压作用下，从动半离合盘（12）与主动半离合盘（10-1）的梯形台阶式齿形结构结合构成完整的圆环；从动半离合盘（12）外表面由两段旋向相反的螺旋面组成，离合销（11）旋入离合销孔（1-8）中一定长度时，离合销（11）伸入端侧面与从动半离合盘（12）螺旋面的最薄处相切，离合销（11）旋出离合销孔（1-8）中一定长度时，离合销（11）与从动半离合盘（12）不接触；组合轴（10）下部设有润滑油孔（10-2），润滑油孔（10-2）与组合轴（10）下部的轴向通孔相连通；

所述左箱体（1）为一体式铸件，左箱体（1）纵向主体为槽形，左箱体（1）自上而下依次设有双向推力轴承左半槽（1-1）、第一传动轴承左半槽（1-3）、第二传动轴承左半槽（1-4）、第三传动轴承左半槽（1-5）、插植轴承左孔（1-6）；左箱体（1）上端水平方向为主箱体与长方体相冠结构，中间传动轴承左孔（1-2）水平设置于长方体中心；左箱体（1）顶部为主箱体与半圆柱体相冠结构，双向推力轴承左半槽（1-1）同轴设于半圆柱体内；第一传动轴承左半槽（1-3）、第二传动轴承左半槽（1-4）重直设于左箱体（1）中上部、中间传动轴承左孔（1-2）下部；左箱体（1）下部为圆柱体与主体箱相冠结构，第三传动轴承左半槽（1-5）同轴设于与圆柱体内；双向推力轴承左半槽（1-1）、第一传动轴承左半槽（1-3）、第二传动轴承左半槽（1-4）、第三传动轴承左半槽（1-5）的中心轴线在同一垂直线上，中间传动轴承左孔（1-2）、插植轴承左孔（1-6）的轴线平行且与双向推力轴承左半槽（1-1）的中心轴线垂直；所述右箱体（3）与左箱体（1）为对称结构。

2.一种利用权利要求1所述高速插植传动装置的传动与插植安全保护、独立离合方法，其特征在于：

正常工作时，在传动安全弹簧（8）的推压作用下，凹型半离器（7）的花键毂在组合轴（10）的花键上轴向移动，使凸型半离器（6）的梯形齿伸入凹型半离器（7）的梯形槽内处于结合状态，实现动力依次由凸型半离器（6）、凹型半离器（7）、组合轴（10）传递；在插植安全弹簧（13）的推压作用下，从动半离合盘（12）的花键毂在中间轴（15）的花键上轴向移动，使用从动半离合盘（12）与组合轴（10）的主动半离合盘（10-1）结合，实现动力由组合轴（10）依次传递至从动半离合盘（12）、中间轴（15）；此时，动力由输入锥齿轮轴（2）输入，经中间锥齿轮轴（4）通过锥齿轮传动传递至传动锥齿轮轴（5），传动锥齿轮轴（5）通过与凸型半离器（6）花键配合结构将动力传递至凸型半离器（6），然后动力依次传递至凹型半离器（7）、组合轴（10）、从动半离合盘（12）、中间轴（15），中间轴（15）通过与插植锥齿轮轴（16）的花键配合结构将动力传递至插植锥齿轮轴（16），然后锥齿轮传动将动力传递至插植输出轴（18），从而驱动分插机构工作；

当插植输出轴（18）上的分插机构在取苗或植苗碰到坚硬物体时所需要驱动力矩急剧增加，此时插植输出轴（18）的输入力矩增加，使用从动半离合盘（12）与组合轴（10）的主动半离合盘（10-1）的梯形台阶式齿形结合面的轴向分力急剧增加，从动半离合盘（12）向下压缩插植安全弹簧（13）并在中间轴（15）上轴向向下滑动，破坏从动半离合盘（12）与主动半离合盘（10-1）的配合，组合轴（10）旋转，但从动半离合盘（12）、中间轴（15）不能旋转，从而实现了插植安全保护；

当组合轴（10）下方的传动发生故障使驱动阻力增加时，阻力通过组合轴（10）传递至凹型半离器（7），使凸型半离器（6）梯形齿与凹型半离器（7）梯形槽的配合面的轴向力增加，凹型半离器（7）向下压缩传动安全弹簧（8）并沿组合轴（10）向下移动，使凸型半离器（6）与凹型半离器（7）分离，动力传动中断，从而保护后面的传动部件；

当插植输出轴（18）上的两个分插机构不需要工作时，旋转离合销（11）使离合销（11）端部伸入至从动半离合盘（12）螺旋面侧面，随着从动半离合盘（12）旋转，在从动半离合盘（12）螺旋面作用下，从动半离合盘（12）在中间轴（15）上轴向向下滑动，从动半离合盘（12）与主动半离合盘（10-1）分离，动力传递中断，插植输出轴（18）无动力输入，从而实现分插机构的独立分离；当需要插植输出轴（18）分插机构工作时，结合过程与上述分离过程相反。