旋刀式割草機(jī)的設(shè)計(jì)【含全套CAD圖紙】

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購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題目 ： 旋刀式割草機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二 0** 年 * 月 ____________________________________________________________________________________________ 1 目 錄 1 國(guó)內(nèi)外旋刀式割草機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r ............................ 3 草機(jī)的分類 ................................................ 3 草機(jī)割草的基本要求及注意事項(xiàng) .............................. 3 究的內(nèi)容和方法 ............................................ 4 期目標(biāo) .................................................... 4 2 整機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 .............................................. 4 計(jì)原則 .................................................... 4 刀式割草機(jī)的設(shè)計(jì)方案 ...................................... 5 3 旋刀式割草 機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................... 7 草機(jī)工作部分設(shè)計(jì) .......................................... 8 桿的設(shè)計(jì) ................................................. 11 架的設(shè)計(jì) ................................................. 11 4 旋刀式割草機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................. 15 力傳遞方案 ............................................... 15 動(dòng)比的計(jì)算 ............................................... 15 5 主要部件的強(qiáng)度分析 ........................................... 16 6 總結(jié) ............................................................ 17 致謝 .............................................................. 19 參考文獻(xiàn) ......................................................... 20 ____________________________________________________________________________________________ 2 摘 要 本次 我 設(shè)計(jì)的手推 旋 刀式割草機(jī)主要由 框型 連接 成 的行走輪、支架、和割草機(jī)構(gòu)組成，行走輪的內(nèi)圈 設(shè)計(jì) 有齒輪，割草機(jī)構(gòu)由滾刀構(gòu)成。滾刀的軸架 放置 于支架上，該軸的兩端分別裝有與行走輪的內(nèi)圈齒輪相嚙合形成行星輪系的小齒輪，滾刀刀片其刀刃為扭曲弧度形固定于刀架上，且在刀刃的前后設(shè)有切削角度，這樣當(dāng)割草 機(jī)工作時(shí)，刀刃與草形成一定 合適的 角度，有力的提高了刀片與草之間的切削力，從而 盡量的 減小了滾刀片在切割草的同時(shí)撕拉草筋而損傷草根的程度，有效地提高了割草機(jī)的割草效率，對(duì)草坪 的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā) 展 更有 好處 。本次設(shè)計(jì)的手推割草機(jī)適于 家里 庭院及私人花園等草地使用，不需 要 電力或柴油為動(dòng)力，無(wú) 噪音 及 雜物 等污染，符合 現(xiàn)代 環(huán)保要求。人們?cè)诟畈?工作中 ，既 可以 鍛煉身體又 可以達(dá)到 修整草坪的目的。 關(guān)鍵詞：割草機(jī)； 環(huán)保 ； 割草 ____________________________________________________________________________________________ 3 he of of up of on at of on of is to s on on or no of of of ____________________________________________________________________________________________ 4 1 國(guó)內(nèi)外旋刀式割草機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 草機(jī)的分類 按切割器類型可以分為旋刀式、往復(fù)式、滾刀式 等 。其 中，應(yīng)用最多的是旋刀式割草機(jī)、滾刀式割草機(jī)和往復(fù)式割草機(jī)。 往復(fù)式割草機(jī)割茬低而整齊，草坪損失少，單位割幅的金屬用量和功率消耗低，從而達(dá)到成本低的效果 。它的 工作 速度一般為 4~5km/h。旋刀式割草機(jī)是由橫向懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草上部的葉片，它適于 35~75圍內(nèi)割草。由于 其工作中 低廉，維修方便，使用靈活，只要將刀 磨得鋒利 ，就 能 達(dá)到較為理想的割草效果。因 而 ， 市場(chǎng)上 的草坪 大 都使用旋刀式割草機(jī)作業(yè)， 從而 使旋刀式割草機(jī)稱為國(guó)內(nèi)外最流行的割草機(jī)。 按配套動(dòng)力和作業(yè)方式分可以分為：手推式、手扶自行式、和 拖拉機(jī)懸掛式割草機(jī)。 按動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式主要分為人力驅(qū)動(dòng)、 電力 驅(qū)動(dòng)和 發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)三種形式。其中，以各種 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的割草機(jī)最多，發(fā)動(dòng)機(jī)多 使用 單缸汽油機(jī)。 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的割草機(jī)按牽引方式或懸掛方式可分為前置 的 、側(cè)置 的 、后置 的 、中置的 割草機(jī)。 當(dāng)今 ，也 存在著 旋刀式手推隨行式割草機(jī)，大部分采用中置 式 懸掛，而滾刀手推隨行式割草機(jī) 大多 采用 了 前置 的 掛接，大型割草機(jī)則 會(huì) 采用混合牽引方式。 草機(jī)割草的基本要求及注意事項(xiàng) 本要求 （ 1）割草高度可根據(jù) 實(shí)際 要求 來 調(diào)整，適應(yīng) 的 高度調(diào)整范圍 較大 ，當(dāng)草坪要求修剪 比較 低能 夠 達(dá)到 要求。 （ 2）割草 平整 、 整齊 ，同一 個(gè)往返中 割草高度 要求 一致，兩次作業(yè)行程銜接 較為平滑、 沒有 接茬。 （ 3）對(duì) 不同的 地形適應(yīng)能力 較為 強(qiáng)， 行走 能力強(qiáng)，隨地形 不同變化 剪草高度 較為一致。 （ 4）割草機(jī)對(duì)草坪碾壓 較為輕 、傷害 比較少 。 （ 5）草屑 等得 收集 要求 干凈，被切割細(xì)碎性能好， 有利于 灑落在草坪下及時(shí) 的 腐爛。 （ 6）割草機(jī) 的整體 質(zhì)量 較好 ，故障 較少 ，節(jié)省 有用 燃料、效率 較為 高。 （ 7） 方便 于操作、 靈活輕便 、維修方便，零部件 互換性 和 通用性較 好。 （ 8）正確 的 掌握修剪草坪時(shí)間 同時(shí) 制定科學(xué)的修剪 頻率 和修剪 高度 。 意事 項(xiàng) （ 1）不可以將手 推式 割草機(jī)用于割攀藤植物、屋頂或陽(yáng)臺(tái)上的 雜草 ，那樣 會(huì)有可能 傷害到 自己 身體。 （ 2）每次 在 使用之前都 必須仔細(xì)的 進(jìn)行檢查，確認(rèn)螺栓、螺母、工具 等 都沒有磨損或 破壞 ，對(duì)于磨 損 或 破 壞了的刀片應(yīng)當(dāng) 及時(shí)的進(jìn)行 更換。 （ 3）檢查一下要割草草坪表面，要 及時(shí) 清除干凈石頭等堅(jiān)硬的物體，這些物品碰到刀 片 時(shí) 有可能 會(huì)飛甩出去而 沒辦法 控制。 （ 4） 如果 旁邊有人， 特別 是兒童和 婦女 的時(shí)候，不 應(yīng)該 使用 這種 割草機(jī)。 （ 5）割草時(shí)一定要穿防滑底靴子。 （ 6）旋轉(zhuǎn)的刀片 有 可能會(huì)造成傷害，刀片轉(zhuǎn)筒和操作人員之間的安全距離 要 通過導(dǎo)桿 分 隔開的，一定要保持這個(gè)安全距離。在斜坡上割草時(shí)尤其要注意 這點(diǎn) ，一定要科學(xué)的 順著斜坡的方向割 草 。 ____________________________________________________________________________________________ 5 （ 7）當(dāng)后退拉動(dòng)割草機(jī)時(shí)要小心，有 可能會(huì)有 絆倒的危險(xiǎn)。 （ 8）任何時(shí)候都不 能 將手或 者 腳放在運(yùn)動(dòng) 的 部件的上方或下方。 （ 9）如果刀具遇到障礙或 者 堅(jiān)硬的物體時(shí)，一定要適當(dāng)?shù)?全面 檢查割草機(jī)。 （ 10）只 能 在能見度 較 好，視野 比較 清晰的時(shí)候才 能 進(jìn)行 正常 工作。 究的內(nèi)容和方法 根據(jù) 目前 我國(guó)割草機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題 和 人們草坪割草機(jī)的高要求，對(duì)現(xiàn) 在有 的割草機(jī)進(jìn)行 不同程度地 改進(jìn)。在旋刀式割草機(jī)基礎(chǔ)上，通過對(duì) 它進(jìn)行 做減噪 處理和刀片的 強(qiáng)化 處理，利用現(xiàn)代 科學(xué) 設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出一款結(jié)構(gòu) 比較 簡(jiǎn)單、操作 狠 方便、低噪音、高效率的旋刀式割草機(jī)。 在 設(shè)計(jì)旋刀式草坪割草機(jī)整體結(jié)構(gòu)，主要由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、 工作軸 、 傳動(dòng) 軸、割草機(jī)機(jī)架、行走輪、旋刀刀片組成。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī) 為其 提供動(dòng)力， 通過 工作 軸和 傳動(dòng) 軸為旋刀裝置提供動(dòng)力 。 旋刀裝置主要部件為刀片。 討論分析 旋刀式割草機(jī) 的基礎(chǔ)參數(shù)，參考 現(xiàn) 有旋刀式割草機(jī) 的 基本 參數(shù)，既要保證 工作 的 要求，又要 求 盡量 的 減小 噪音污染并提高刀片 使 用壽命 。根據(jù)選 用 的有關(guān)參數(shù)，由經(jīng)驗(yàn) 的 公式計(jì)算 旋刀式割草機(jī) 所 要 的功率，根據(jù)該功率選擇 合適 的 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 。 該課題的研究方法 有 ：理論 方面的 設(shè)計(jì)、繪制模擬 的 樣機(jī) 并 實(shí)現(xiàn) 仿真模擬 。既要保證 割草機(jī)的使用 方面的 要求，又要 求 減小 噪音污染，并提 高 刀片的 有效 使用壽命 。 期目標(biāo) （ 1）整機(jī)結(jié)構(gòu) 比較 簡(jiǎn)單， 維護(hù) 很 方便， 質(zhì)量 較 輕，尺寸 較 小，機(jī)動(dòng)性 較 好。 （ 2） 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為工作動(dòng)力源，人作為行走動(dòng)力， 造價(jià)低、可靠性高、使用簡(jiǎn)便，具有節(jié)省能源，降低污染的特點(diǎn)。 （ 3）適于 一般草坪維護(hù)，成本低廉 ，有利于 大規(guī)模推廣應(yīng)用。 2 整機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)刀式割草機(jī)設(shè)計(jì)遵循的原則 (1)第一個(gè)滿足 農(nóng)藝要求和適應(yīng)情節(jié)草坪區(qū)、良好的指導(dǎo)和操作的靈活性。 (2)吸收的設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械在國(guó)內(nèi)外新技術(shù) ,采用新原理、新結(jié)構(gòu)和新工藝 ,設(shè)計(jì)合理 ,使用可靠 ,優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)、可廣泛推廣。 (3)高度的零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。 (4)機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)單、維修方便 ,輕質(zhì)量 ,良好的流動(dòng)性。 ____________________________________________________________________________________________ 6 刀式割草機(jī)的設(shè)計(jì)方案 圖 2刀式割草機(jī) 實(shí)物圖 圖 2刀式割草機(jī) 簡(jiǎn)圖 輪架 如圖 2 - 2所示 ,旋轉(zhuǎn)刀式割草機(jī)工業(yè)腳輪 ,在框架下 ,引擎框架 ,推桿 ,工作軸 ,工業(yè)輪子和刀片 ,等。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)功率 ,輸出軸通過花鍵和配備刀片軸相連 ,驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀工作 ,使其實(shí)現(xiàn)割草 ,發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制旋鈕 ,旋轉(zhuǎn)旋鈕控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和停止 ,從而實(shí)現(xiàn)控制工作速度 ,實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刀的控制工作。 手推割草機(jī)的權(quán)力是來自行走輪驅(qū)動(dòng) ,推力驅(qū)動(dòng)的人。指 “ 人機(jī)工程手冊(cè)》 ,人們步行速度約為 3 ~ 5公里 /小時(shí) ,48 ~ 64米 /分鐘 ,即考慮削減推割草機(jī) ,選擇人步行速度 48米 /分鐘 ,秒。 綜合以上因素 ,推桿的大小機(jī)械設(shè)計(jì)支持 ,并根據(jù)不同性別和年齡將推桿可以調(diào)整高度和角度的設(shè)計(jì)。站在大小的工作操作 ,以及人體需要活動(dòng)空間。 由《人機(jī)工程手冊(cè)》查得，人體身高尺寸（成年男性）多在 170 右。因此，推桿距地面的高度取為 1000 毫米 ,且可在 840~1300 毫米之間調(diào)節(jié)，符合人體作業(yè)適應(yīng)度。 ____________________________________________________________________________________________ 7 設(shè)計(jì)原則 :工作場(chǎng)所的高度取決于力量 ,運(yùn)營(yíng)商的高度的操作對(duì)象的大小 ,以及視野。 精密加工 ,使用肘部的支持。 (設(shè)計(jì)大小男人 :105 ~ 115 女性 :100 ~ 100毫米 ) B:副固定在工作臺(tái)高度 :113毫 米 C:輕體力勞動(dòng)。 (男 :95 ~ 100毫米女人 :90 ~ 90毫米 ) D:辛勤工作。 (男 :80 ~ 95毫米女人 :75 ~ 75毫米 ) 這個(gè)設(shè)計(jì)屬于 D 范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)。 因?yàn)橐恢皇滞剖礁畈輽C(jī) ,力量來自人步行和推力。應(yīng)考慮的因素、結(jié)構(gòu)尺寸和行走輪直徑不宜太大。旋轉(zhuǎn)刀片速度需求 71 ~ 97米 /秒 ,速度范圍可以選擇旋轉(zhuǎn)到一個(gè)合理水平的噪音 ,并能正常工作。 如果車輪直徑太大 ,會(huì)使機(jī)器底盤 ,影響整個(gè)機(jī)器的協(xié)調(diào) ,如果車輪直徑太小 ,很難 ,不能滿足設(shè)計(jì)要求 ,以滿足人們的推力約為 200 N 可以推割草機(jī)。 初步選擇 外輪 D = 80毫米直徑 , 由理查德 · 人機(jī)工程手冊(cè) ,人體身高大小在 170厘米 (男性 )。因此 ,把離地面高度為 100厘米 ,100 ~ 100厘米之間 ,可以調(diào)整 ,符合人體健康。 能耗計(jì)算 割草的功耗割草機(jī)的設(shè)計(jì)功耗 ,電源提供的 ,不包括在計(jì)算。旋轉(zhuǎn)刀剪草坪割草機(jī)上平地消耗功率的計(jì)算公式 , 式 —— 機(jī)速度 (米 /秒 ); B m); —— 伐區(qū)的莖每平方米需要功率 ,通常需要 = 200 ~ 300。 所需的割草機(jī)權(quán)力。 選擇 通過上述分析的割草機(jī)的各種參數(shù) : 割草機(jī)的總體寬度 :495毫米 ; 割草機(jī)切割長(zhǎng) 度 :400毫米 ; 割草高度 :25 ~ 50 旋轉(zhuǎn)葉片寬度 :B = 58毫米 ; 螺旋刀厚度 :l = 3毫米 ; 底盤高度從地面 :h = 350毫米 ; 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 :n = 3600 r / 螺旋刀的速度 :n = 3600 r / 秒 ; 螺旋刀片速度 :v = 71 ~ 71米 /秒 ; 切削速度之間 71 ~ 97毫秒 ,適當(dāng) ; 人們繼續(xù)推動(dòng) 15 ~ 20公斤 ,F = 200 n; P =陣線 = 200 * ____________________________________________________________________________________________ 8 設(shè)置草地類型 :原位。 本田 它的 主要技術(shù)參數(shù)如表 2 - 1所示 : 3 旋刀式割草機(jī) 主要部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 草機(jī)工作部分 設(shè)計(jì) 圖 3組結(jié)構(gòu)圖 表 2田 油機(jī)技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)參數(shù) 汽油機(jī)型號(hào) 油機(jī)型式 單缸、四沖程 氣缸直徑（ 塞直徑（ 量（ 31 標(biāo)定轉(zhuǎn)速 (r/3600 最大功率（ 4 旋轉(zhuǎn)方向 逆時(shí)針方向（面向輸出軸） 化油器型式 膜片式 ____________________________________________________________________________________________ 9 點(diǎn)火 系統(tǒng) 晶體 化，無(wú)觸點(diǎn) 火花塞編號(hào) 起動(dòng)方式 手拉反 沖起動(dòng) 外形尺寸（長(zhǎng) ×寬 ×高）（ 198×234×240 調(diào)速器型式 離心重錘式 燃油箱容量（ L） 1 凈重（ 圖 3 - 1 所示 :旋轉(zhuǎn)刀螺紋圓柱銷定位螺母固定在工作軸 ,通過花鍵軸與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸 ,軸上的軸向定位打開 11 毫米深孔和兩個(gè)螺紋圓柱銷的位置。工作部件組成一組這樣的機(jī)構(gòu) ,旋轉(zhuǎn)刀可以隨時(shí)改變。 圖 3刀 圖 3刀結(jié)構(gòu)圖 旋轉(zhuǎn)葉片結(jié)構(gòu)圖如圖 3 - 2所示 ,材料是 65 等溫淬火后的硬度 42 ~ 50,。 材料是 40 金結(jié)構(gòu)鋼 、調(diào)質(zhì)處理、硬度的 ,28日 內(nèi)部花鍵軸端 ,結(jié)構(gòu)如圖 3 - 3所示。 ____________________________________________________________________________________________ 10 圖 3動(dòng)軸 圖 （ 1）軸徑的初步計(jì)算 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件 ≈= ≤ []T? ,式中： — 扭轉(zhuǎn)相應(yīng)切力 ， T —— 軸所受的扭矩， ； — 軸的抗扭截面系數(shù)， 3 n —— 軸的轉(zhuǎn)速， r ； P —— 軸傳遞的功率， d —— 計(jì)算截面處軸的直徑， 已知 110,40τ0 == 中30 95500000 ]? ， 得3333 09550000P 9550000= 0 . 2 [ ] 0 . 2 [ ]n n????， 對(duì)于空心軸，3 40` )β1( ≥ n 中 β 為空心軸的內(nèi)徑與外徑之比，通常取β = 已知 P =n=3600 r/的材料選用 40110,40τ0 == 將其代入式中，得 實(shí)心軸軸徑 0 ≥ 330 =×=； 空心軸軸徑 1( ≥ 3 43 40` =××=。 故輸出軸的實(shí)心部分最小軸徑要大于 心部分最小軸徑要大于 （ 2） 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) ____________________________________________________________________________________________ 11 圖 3動(dòng)結(jié)構(gòu)軸 傳動(dòng) 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如上圖 3一有內(nèi)花鍵 ， 另一端直接與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相連 ；通過花鍵連接將動(dòng)力傳導(dǎo)至工作軸。 作軸 的設(shè)計(jì) 材料是合金結(jié)構(gòu)鋼 40質(zhì)處理，硬度為 28, ， ,軸上一端為外花鍵，結(jié)構(gòu)如下圖 3 圖 3作軸 軸徑的初步計(jì)算 同上，工作軸最小軸徑要大于 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 圖 3作軸 結(jié)構(gòu)圖 工作 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如上圖 3一端有加工有外花鍵 ， 與傳動(dòng)軸相連，另一端連接旋刀，帶動(dòng)旋刀進(jìn)行割草作業(yè)。 ____________________________________________________________________________________________ 12 動(dòng)機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸和工作軸通過花鍵連接，以此調(diào)整旋刀離地的高度，實(shí)現(xiàn)對(duì)割草高度的調(diào)節(jié)。 圖 3動(dòng)機(jī)構(gòu) 桿 的設(shè)計(jì) 材料是低合金結(jié)構(gòu)鋼 成的鋼管，有推桿和推桿套兩部 分組成，可伸縮滿足不同身高的人對(duì)割草機(jī)的操縱，結(jié)構(gòu)如下 3 圖 3桿 結(jié)構(gòu)圖 架的設(shè)計(jì) 向輪的 設(shè)計(jì) 割草機(jī)的行走輪，采用工業(yè)腳輪和工業(yè)車輪的設(shè)計(jì)理念，充分考慮割草機(jī)低速行駛的特點(diǎn)，行走輪材料采用聚甲醛 料選擇依據(jù)：聚甲醛耐磨性和剛性高于尼龍，尤其是彈性模量高、硬度高，這事其他塑料所不能比的；聚甲醛自潤(rùn)滑性能好，耐磨性好，摩擦因數(shù)為 限值為 51 1 0 P a m /s? ；聚甲醛有較小的蠕變性和吸濕性，故其尺寸穩(wěn)定性好；長(zhǎng)期使用溫 度為 100℃ ；用聚四氟乙烯填充的聚甲醛，可顯著降低米擦因數(shù)，提高耐磨性極限值。因此聚甲醛聚甲醛常被用來制作相對(duì)強(qiáng)度有一定要求的一般結(jié)構(gòu)零件，適用于在輕載荷、霧潤(rùn)滑或少潤(rùn)滑條件下工作的各種耐磨受力傳動(dòng)零件，以及制作間摩擦自潤(rùn)滑零件。 ____________________________________________________________________________________________ 13 走輪的大小尺寸應(yīng)與割草機(jī)的整體形狀和尺寸緊緊相連。根據(jù)機(jī)具整體設(shè)計(jì)方案并參考 14688相關(guān)國(guó)標(biāo)數(shù)據(jù)，割草機(jī)的前輪采用萬(wàn)向輪，以方便割草機(jī)的轉(zhuǎn)向，以實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)靈活的割草作業(yè)，后輪采用腳輪形式。 萬(wàn)向輪的外徑是 =160 ，其具體形狀參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中工業(yè)腳輪的形狀和尺寸。結(jié)構(gòu)采用萬(wàn)向輪支架裝配，萬(wàn)向輪支架材料選用 將支架焊接在割草機(jī)機(jī)架上。由公式得：外輪的轉(zhuǎn)速 34 8 1 0 / 1 6 0 3 . 1 4 1 4 4 . 2 1 r / m i ? ? ? 萬(wàn)向輪結(jié)構(gòu)如圖 3 圖 3向輪 結(jié)構(gòu)圖 輪 的設(shè)計(jì) 輪子材料是聚甲醛 架材料為 于萬(wàn)向輪和腳輪的支架結(jié)構(gòu)尺寸不相同，為了是機(jī)架在平地上保持水平，取腳輪的外徑為 170具體形狀參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中工業(yè)車輪的形狀和 尺寸。結(jié)構(gòu)采用腳輪支架裝配，同樣焊接在割草機(jī)底部底部。結(jié)構(gòu)如圖 3 ____________________________________________________________________________________________ 14 圖 3輪 結(jié)構(gòu)圖 架 的設(shè)計(jì) （ 1）機(jī)架材料是低合金結(jié)構(gòu)鋼 成的結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼，由下機(jī)架和上機(jī)架兩部分組成，可通過調(diào)節(jié)銷軸實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)架高度的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)旋刀離地高度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)割草高度的調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)如下 3 圖 3架 結(jié)構(gòu)圖 （ 2） 銷 軸 的選擇 銷 主要分為用于固定零件之間相對(duì)位置的定位銷，用于連接的連接銷和用于安全裝置中的過載剪斷元件的安全銷。本設(shè)計(jì)中上機(jī)架和下機(jī)架的鉸接處用銷軸連接。銷軸 材料選用 35 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 28~38面氧化。 根據(jù)具體的情況要求 以及方便操作的要求，選用銷軸 306× （ 882開口銷（ 91考 ____________________________________________________________________________________________ 15 慮到割草機(jī)工作時(shí)對(duì)銷軸有一些沖擊，故取許用剪切應(yīng)力 0τ =，許用壓應(yīng)力0σ = ，抗拉強(qiáng)度 70σ = 。 發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量為 油箱容量為 1L，裝滿燃油時(shí)燃油質(zhì)量為 機(jī)架材料采用 16質(zhì)量為 作用在每個(gè)銷軸上的力為 0)=×++= 銷軸工作面的擠壓應(yīng)力 M P ××==， 計(jì) 算結(jié)果：≤ σ的強(qiáng)度條件，安全。 銷軸的剪切應(yīng)力 M P 2 =××=×=。 計(jì)算結(jié)果： 的強(qiáng)度條件，安全。 銷軸的彎曲應(yīng)力 M P 80. 1. 5b )F ( a ≈σ 33 =×× ×+×=× +。 計(jì)算結(jié)果： σσ的強(qiáng)度條件，安全。 殼的設(shè)計(jì) 外殼材料選用 用依據(jù)是 一定的強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度非常高，有良好的吸振性、減振性和潤(rùn)滑性，有良好的切削加工性與鑄造性，可用于制造外罩、手把等形狀簡(jiǎn)單、對(duì)強(qiáng)度無(wú)要求的零件。 圖 3殼 結(jié)構(gòu)圖 外殼的外形上方下圓，外殼的頂部有四個(gè)孔，可使用螺釘將其固定在機(jī)架底部。起到安全防護(hù)和收集草屑的作用。在外殼的一端有延伸的排草口。因?yàn)樾督Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，在兩端有刃口和翼片，當(dāng)旋刀旋轉(zhuǎn)割草作業(yè)時(shí)，翼片可將刀殼內(nèi)的空氣排出，這時(shí) 刀殼內(nèi)形成負(fù)壓，當(dāng)草長(zhǎng)的較高，割草機(jī)前進(jìn)時(shí)，刀殼前部下緣會(huì)把草按倒；當(dāng)草長(zhǎng)得茂盛而發(fā)生倒伏時(shí)，刀殼外的空氣刀殼內(nèi)時(shí)，可對(duì)倒伏的草起到提升的作用。翼片旋轉(zhuǎn)形成的氣流可將刀刃切下的草屑懸浮到氣流中，經(jīng)排草口排除刀殼，就地灑落。從而避免出現(xiàn)草屑在刀殼內(nèi)堵塞的現(xiàn)象。 ____________________________________________________________________________________________ 16 4 旋刀式割草機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的手推旋刀式割草機(jī)的傳動(dòng)部分采用花鍵連接的軸組成。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作使得輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過花鍵連接的工作軸旋轉(zhuǎn)，使得旋刀也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過旋刀的高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，將草坪上多余高 度的草割斷。 力傳遞方 案 動(dòng)力傳動(dòng)方案 如圖 4示： 圖 4力傳動(dòng)方案 動(dòng)比的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 3600r/ n 表示，旋耕刀的轉(zhuǎn)速為 3600 r/ 'n 表示，則割草機(jī)的傳動(dòng)比 1 ==。 動(dòng)系統(tǒng) 計(jì)算與 工作軸 設(shè)計(jì) 割草機(jī)的傳動(dòng)軸和輸出軸之間用花鍵連接，花鍵連接有外花鍵和內(nèi)花鍵組成，花鍵連接具有受力均勻、可 承受較大載荷、對(duì)中性好、導(dǎo)向性好等特點(diǎn)，花鍵連接的齒數(shù)尺寸、配合等均按標(biāo)準(zhǔn)選取。本設(shè)計(jì)采用定心精度越高，定心的穩(wěn)定性好的矩形花鍵，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。 荷計(jì)算 輸入轉(zhuǎn)矩 =×== 549 名義切向力 2 0 0 0/2 0 0 0 =×==單位載荷 t /06/(6 5 3)/( =×== 面接觸強(qiáng)度計(jì)算 齒面壓應(yīng)力 M P ===σ取 ==== 。 齒面許用壓應(yīng)力 M P 4)8 3 5)/(σσ ××××== 。 計(jì)算結(jié)果： σ σH 強(qiáng)度條件，安全。 根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 齒根彎曲應(yīng)力 ,取 S , M P F 22 =××==σ 。 齒根許用彎曲應(yīng)力 M P 5)9 8 0)/(σσ 4321 =××××==。 計(jì)算結(jié)果：≤ σ的強(qiáng)度條件，安全。 根剪切強(qiáng)度計(jì)算 應(yīng)力集中系數(shù) ____________________________________________________________________________________________ 17 ?????????????????????????????????????????????????????????????? 23/??????????????????????????????????? ?????????? ?????????????????????? 23/ 剪切應(yīng)力 0 0 01 6 0 0 0 33 =× ×== πτ。 齒根最大剪切應(yīng)力 M P a x =×== αττ。 許用剪切應(yīng)力 M P === στ。 計(jì)算結(jié)果：τ ≤ 全。 面耐磨能力計(jì)算 齒面壓應(yīng)力 σ 2 M P 齒面磨損許用壓應(yīng)力1 1 1 0 M P ?。 計(jì)算結(jié)果：1≤ σ的強(qiáng)度條件，安全。 花鍵副長(zhǎng)期工作無(wú)磨損時(shí)耐磨損能力計(jì)算 齒面壓應(yīng)力 σ 2 M P 齒面磨損許用壓應(yīng)力（查表 5σ 0 . 0 3 2 2 0 7 6 . 6 4 M P ? ?。 計(jì)算結(jié)果：1≤ σ的強(qiáng)度條件，安全。 外花鍵的扭轉(zhuǎn)與彎曲強(qiáng)度計(jì)算 彎矩 =， 彎曲應(yīng)力 3332000 3 2 0 0 0 0 0 M P 1 4 2 3 . 7 5? ?? ? ??。 當(dāng)量應(yīng)力 M P 22 =×+=+=。 許用壓應(yīng)力 0 . 2 1 2 3 4/ ( ) 8 3 5 / (1 . 2 5 1 . 2 5 1 . 1 1 . 1 1 . 5 ) 2 9 4 . 4 4 M P av p K K K?? ? ? ? ? ? ? ?計(jì)算結(jié)果：≤ σ的強(qiáng)度條件，安全。 5 主要部件的強(qiáng)度分析 軸的校核 對(duì)工作軸進(jìn)行 扭轉(zhuǎn)剛度 校核 計(jì)算 對(duì) 工作 軸進(jìn)行受力分析，其受 力分析圖如下：軸材料選用 合金結(jié)構(gòu)鋼 40b = , ， 。 ____________________________________________________________________________________________ 18 圖 5作軸的受力圖 圖 5作軸扭矩圖 工 作 軸 所 受 扭 矩 =×== 0 4 9m i n )/( )(9 5 4 9，軸的 扭轉(zhuǎn)變形角用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示，階梯軸的扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式為 ???? 式中： 階梯軸第 i 段上所受的扭矩， 。 G —— 軸 的 材 料 的 剪 切 彈 性 模 量 ， 對(duì)于鋼材，= 。 階梯軸第 i 段幾面的極慣性矩， 4對(duì)于圓軸，324。 階梯軸第 i 段的長(zhǎng)度， z —— 階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 工作軸的扭轉(zhuǎn)角為 ???? 4 14 11073.5 3 3 3 344 4 4 441 2 . 9 2 1 0 9 0 2 . 9 2 1 0 1 1 2 . 9 2 1 0 1 4 2 . 9 2 1 0 3 05 . 7 3 1 0 ( ) 0 . 8 83 . 1 4 2 3 3 . 1 4 4 0 3 . 1 4 6 0 3 . 1 4 2 01 4 5 8 . 1 1 03 2 3 2 3 2 3 2? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 ? ???? ， ??? 為軸每米長(zhǎng)的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場(chǎng)合有關(guān)。對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取 ? ? m/)(1~?? ；對(duì)于精密傳動(dòng)軸，可取 ? ? m/)(?? ；對(duì)于精度要求不高的軸， ? ? m/)(1 ??? 。在割草機(jī)工作軸的傳動(dòng)中，因?yàn)槭且话銈鲃?dòng)，所以取 ? ? m/)(1~?? 。 計(jì)算結(jié)果：滿足強(qiáng)度條件，安全。 6 總結(jié) （ 1）本文 分析了目 前 草坪割草機(jī)械 的現(xiàn)狀及存在問題，研究 了普通草坪 的狀況，為 旋刀式割草機(jī) 參數(shù)提供依據(jù)。 （ 2）針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi) 草坪面積不大卻形狀各異、要求割草靈活方便的問題， 結(jié)合 草坪修剪及方便實(shí)用和 農(nóng)藝特點(diǎn)，吸收了 刀式剪草機(jī) 及其它 經(jīng)典 機(jī)型的設(shè)計(jì)理念，提出 旋刀式割草機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)的 設(shè)計(jì)思路。 ____________________________________________________________________________________________ 19 （ 3）在整機(jī)設(shè)計(jì)中，以 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為 動(dòng)力，體積小、成本低、工作可靠、。采用 裝配式 機(jī)架， 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力帶動(dòng)旋刀工作，發(fā)動(dòng)機(jī) 固定在機(jī)架上方，使整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 又可根據(jù)不同工作環(huán)境以及工作要求調(diào)整機(jī)架 。 行走 輪與機(jī)架直接固定，通過操向桿實(shí)行轉(zhuǎn)向。其他零部件經(jīng)過計(jì)算校核后，盡可能采用通用件或標(biāo)準(zhǔn)件，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、 操作簡(jiǎn)易 、 維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低廉 的設(shè)計(jì)原則。 ____________________________________________________________________________________________ 20 致 謝 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成 ， 首先感謝母校 江西農(nóng)業(yè) 大學(xué)的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì)，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)、知道知識(shí)的可貴與獲取知識(shí)的辛勤。 在我的設(shè)計(jì)過程中，還得到了眾多 學(xué)生 的支持和幫助，在此，我對(duì)這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，還有許多美好的設(shè)想由于時(shí)間和自身因素?zé)o 法得以實(shí)現(xiàn)，這不能不說是本次設(shè)計(jì)的遺憾之處。不過，至少它啟發(fā)了我的的思維，提高了我的動(dòng)手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識(shí)，這為我在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。也為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 最后，再一次衷心的感謝贈(zèng)與我知識(shí)、給予我?guī)椭乃欣蠋煟銈儌鬟f的知識(shí)使我受用一生，你們的恩情我會(huì) 永生難忘 ！雖然說謝謝二字不足以表達(dá)我的感情，但是仍然對(duì)你們說聲 “ 謝謝 你們啊 ” ， “ 桃李不言，下子成溪 ” ！ ____________________________________________________________________________________________ 21 參 考 文 獻(xiàn) [1]趙大偉 ,石 淑英 J]2001(2):27[2]盧希誠(chéng) ,尚樹堂 ,水敬琪 [J]1988(3):37[3]盧希誠(chéng) ,尚樹堂 ,J]1993(1):33[4]周忠旺 J]2002(10):22. [5]馬曉春 D]東北林業(yè)大學(xué) ,2005. [6]高敏 式割草機(jī)改型設(shè)計(jì)研究 [D]南京理工大學(xué) ,2006. [7]金立剛 D]大連理工大學(xué) ,2006. [8]林元德 刀式剪草機(jī)及使用維修 [J]1989(5):25. [9]苗少君 ,董金寶 J]1994(2):69[10]劉靜 J].,2001(6):811] 我國(guó)微型旋刀式割草機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思路探討 [J] [12]吳宗澤 M] [13]何月娥 ,楊孝文 M]1986. [14]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組 冊(cè)） [M]1982:763. [15]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) 2 卷） [M]1[16] 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 編 委 會(huì) . 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 第 3 卷） [M]. 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社 ,[17]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) 3 卷） [M]業(yè)出版 社 ,2 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖紙簡(jiǎn)介 ____________________________________________________________________________________________ 1 ____________________________________________________________________________________________ 2 ____________________________________________________________________________________________ 3 ____________________________________________________________________________________________ 4 ____________________________________________________________________________________________ 5 ____________________________________________________________________________________________ 6 ____________________________________________________________________________________________ 7 ____________________________________________________________________________________________ 8 ____________________________________________________________________________________________ 9 ____________________________________________________________________________________________ 10 ____________________________________________________________________________________________ 11