实施方案
[0028] 以下结合附图所示对本发明作进一步说明。
[0029] 如图1、2和4所示,一种行星齿轮传动的绿篱机传动及剪切机构,包括传动机构组件、剪切机构组件、第一壳体1和第二壳体9。第二壳体9呈筒状,固定在第一壳体1顶面。
[0030] 如图2、3和4所示,传动机构组件包括第一轴承5、第二轴承6、第三轴承11、滚针轴承12、第一齿轮7、第二齿轮8、第三齿轮13、第四齿轮14、第一传动轴3、第二传动轴4、行星架底座18、第一销轴19和下齿圈17;第一传动轴3、第一齿轮7、第二齿轮8、第一轴承5和第二轴承6均设置在第一壳体1内;第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15、上齿圈16、行星架底座18、第一销轴19和下齿圈17均设置在第二壳体9内;第二传动轴4的底端设置在第一壳体1内,顶端设置在第二壳体9内;第一传动轴3通过第一轴承5和第二轴承6支承在第一壳体1上。第一传动轴3通过第一轴承5和第二轴承6支承在第一壳体1上。第一传动轴3的一端由驱动装置驱动(本实施例中为小型汽油机的输出轴与第一传动轴3通过联轴器连接),另一端与第一齿轮7(锥齿轮)过盈配合,第一齿轮7设有十五个齿,第一齿轮7与第二齿轮8(锥齿轮)啮合,第二齿轮8设有十八个齿,第二传动轴4的一端与第二齿轮8过盈配合,另一端与第三齿轮13过盈配合,第三齿轮13加工有九个齿;第二传动轴4通过第三轴承11支承在行星架底座18上;第三轴承11采用角接触球轴承,可以承受一定的轴向力;行星架底座18的花键与第二壳体9内的花键槽连接;第三齿轮13、第四齿轮14和下齿圈17组成行星轮系减速机构,第四齿轮14同时与第三齿轮13和下齿圈17啮合;第四齿轮14设有十四个齿,下齿圈17设有三十七个齿,行星轮系减速机构的减速比为5.1,第三齿轮13的上平面、第四齿轮14的上平面和下齿圈17的上平面均平齐,第三齿轮13齿宽为5mm,第四齿轮14齿宽为5mm,下齿圈17的齿宽为8mm,第四齿轮14的下平面与下齿圈17的下平面有3mm的距离。第一销轴19中部与第四齿轮14过盈配合,底端与滚针轴承12的内圈过盈配合;滚针轴承12的外圈与行星架底座
18开设的深度为6mm的圆形轨道构成滚动磨擦副;下齿圈17的花键与第二壳体9内的花键槽连接。
[0031] 如图2、3和4所示,剪切机构组件包括第五齿轮15、上齿圈16、第二销轴20和刀片21。第五齿轮15与第一销轴19顶端过盈配合,并与上齿圈16啮合,上齿圈16的花键与第二壳体9内的花键槽连接;第二壳体9的上平面比上齿圈16的上平面高出3mm;第五齿轮15加工有二十三个齿,上齿圈16加工有四十六个齿;第五齿轮15的端面上设有一体成型的第二销轴
20,第二销轴20的中心轴线在第五齿轮15端面上的投影为第五齿轮15分度圆上的点;第五齿轮15的分度圆直径等于上齿圈16的分度圆半径,从而当第五齿轮15沿上齿圈16滚动时,第五齿轮15上的第二销轴20运动轨迹是一条过上齿圈16旋转中心的直线,即第二销轴20沿上齿圈16的直径方向作往复直线运动;刀片21尾部嵌入第二壳体9侧壁顶部开设的槽口内,并与第二销轴20固定;第二销轴20带动刀片21作往复直线运动。第五齿轮15的齿宽为5mm,上齿圈16的齿宽为9mm,并且第五齿轮15的上平面比上齿圈16的上平面高1-2mm,从而可以避免刀片21在上齿圈16上的摩擦。
[0032] 如图1和4所示,上齿圈16、下齿圈17和行星架底座18的花键大小、形状完全一致,且花键的各个键齿周向位置一一对齐。第一壳盖2与第一壳体1侧面通过螺栓连接,第一壳盖2的设置方便第一传动轴3、第二传动轴4、第一齿轮7和第二齿轮8的拆装。第二壳盖10与第二壳体9顶面通过螺栓连接,第二壳盖10的设置在防尘的同时方便第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15、上齿圈16、行星架底座18、第一销轴19和下齿圈17的拆装。
[0033] 该行星齿轮传动的绿篱机传动及剪切机构的主要参数如下:
[0034] 总减速比:6.12
[0035] 1)第一齿轮7和第二齿轮8组成的第一级齿轮减速机构主要参数:
[0036] 减速比:1.2
[0037] 齿轮模数:1.25
[0038] 第一齿轮7齿数:15
[0039] 第二齿轮8齿数:18
[0040] 第一齿轮7齿宽:5mm
[0041] 第二齿轮8齿宽:5mm
[0042] 2)第三齿轮13、第四齿轮14和下齿圈17形成的第二级齿轮减速机构主要参数:
[0043] 减速比:5.1
[0044] 齿轮模数:1.25
[0045] 第三齿轮13齿数:9
[0046] 第四齿轮14齿数:14
[0047] 下齿圈17齿数:37
[0048] 第三齿轮13齿宽:5mm
[0049] 第四齿轮14齿宽:5mm
[0050] 下齿圈17齿宽:8mm
[0051] 3)第五齿轮15和上齿圈16的主要参数:
[0052] 齿轮模数:1.25
[0053] 第五齿轮15齿数:23
[0054] 上齿圈16齿数:46
[0055] 第五齿轮15齿宽:5mm
[0056] 上齿圈16齿宽:9mm
[0057] 第一级齿轮减速机构设置较小的减速比是因为第一传动轴3所承受的扭矩不宜过大,从而延长第一传动轴3的使用寿命。
[0058] 该行星齿轮传动的绿篱机传动及剪切机构的工作原理如下:
[0059] 驱动装置(小型汽油机)将动力传递给第一传动轴3,第一传动轴3经过一对锥齿轮(第一齿轮7和第二齿轮8)的减速(减速比为1.2)将动力再传递给第二传动轴4,第二传动轴4上的第三齿轮13与下齿圈17和第四齿轮14组成行星轮系减速机构(减速比为5.1),从而第三齿轮13带动第四齿轮14绕第二传动轴4运动,第四齿轮14和其正上方的第五齿轮15通过第一销轴19连接,从而带动第五齿轮15在上齿圈16上滚动,第一销轴19底端与滚针轴承12配合,沿着行星架底座18上的圆形轨道旋转;第五齿轮15分度圆上的第二销轴20上安装刀片21,第五齿轮15在上齿圈16上滚动的同时带动刀片21沿着上齿圈16的直径方向做往复直线运动,实现对园林的修剪。
[0060] 如图5和6所示,为本发明的刀片与传统绿篱机采用曲柄滑块机构的刀片的位移和加速度曲线对比图。在曲柄滑块机构中设置曲柄长度为50mm,连杆长度为100mm,滑块与曲柄偏距为10mm,曲柄转速为500r/min;本发明设置第五齿轮15半径为25mm,上齿圈16半径为50mm,第二传动轴4的转速为500r/min。由图5可知,两机构在曲柄与第二传动轴4转速相同情况下旋转一圈时,刀片往复运动的行程均为100mm,即通过以上参数的设置可以保证两机构运动效率和刀片往复运动的位移一致。由图6可知,在保证两机构运动效率和刀片往复运动的位移一致的前提下,本发明的刀片加速度曲线明显比曲柄滑块机构的刀片的加速度曲线更平稳,加速度波动更小,从而本发明工作时产生的振动更小,噪声更小。