環(huán)保草坪修剪機結(jié)構(gòu)設(shè)計
附錄1:外文翻譯
割草機的創(chuàng)新設(shè)計與受力分析
關(guān)鍵詞:割草機，修剪灌木，修剪角落，應(yīng)力分析
摘要
隨著人們生活條件的日益苛刻，國內(nèi)日益增多的城市綠地草坪機械已進(jìn)入快速發(fā)展時期。摘要:通過對現(xiàn)有割草機存在的問題進(jìn)行研究分析，結(jié)合創(chuàng)新思維方式，基于系統(tǒng)理論，提出了制約割草機創(chuàng)新設(shè)計的因素，即修剪灌木和草坪與修剪邊角機械一體化，創(chuàng)新設(shè)計出小面積的綠地服，同時具有低噪音、環(huán)保的多功能割草機。并利用計算機軟件對割草機的重要部件進(jìn)行力學(xué)分析。
1 .介紹
割草機是農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、園藝和園林行業(yè)必不可少的一種通用機械，但適用于體積小、形狀不規(guī)則或地形起伏大且操作復(fù)雜、使用方便、靈活緊湊的割草機很少見到。為此，在基礎(chǔ)研究中廣泛應(yīng)用了一些割草機技術(shù)，設(shè)計了一種簡單實用的割草機，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作頭突出高度可調(diào)的特點。我國生產(chǎn)的割草機起步較晚，一般是小型制造企業(yè)，產(chǎn)品使用比較單一，沒有規(guī)模化批量，所以長割草機主要是進(jìn)口的。我們的割草機主要從日本、美國、意大利、瑞典等國家進(jìn)口，進(jìn)口價格從幾千到幾百萬不等。
2 .創(chuàng)新與創(chuàng)新設(shè)計——基于系統(tǒng)約束理論的創(chuàng)新思維方式。
“創(chuàng)新”的起源可以追溯到1912年，美國經(jīng)濟學(xué)家約瑟夫·熊彼特的《經(jīng)濟發(fā)展導(dǎo)論》一書。創(chuàng)新是新的生產(chǎn)要素與生產(chǎn)條件相結(jié)合的生產(chǎn)制度的引入。包括:引進(jìn)新產(chǎn)品，引進(jìn)新的生產(chǎn)方法，開拓新的市場，獲取原材料或半成品的新的供應(yīng)來源，創(chuàng)建新的經(jīng)營組織形式。 [ 1 ]創(chuàng)新設(shè)計是指設(shè)計師在設(shè)計中充分的創(chuàng)造性思維、科學(xué)、技術(shù)、文化、藝術(shù)、社會、經(jīng)濟等特征，設(shè)計出一種新穎性、創(chuàng)造性和實用性的新產(chǎn)品的實踐，其目的是在產(chǎn)品概念設(shè)計階段產(chǎn)生新的市場競爭力概念或創(chuàng)意最有可能的創(chuàng)造性解決方案。創(chuàng)新設(shè)計就是要設(shè)定一個具體的目標(biāo)，然后找到實現(xiàn)這一目標(biāo)的正確路徑。設(shè)計問題是多種多樣的，根據(jù)設(shè)計問題的類型，需要采取不同的解決和創(chuàng)新策略以及相應(yīng)的設(shè)計方法。針對不同類型的設(shè)計問題制定了相應(yīng)的解決策略。[ 2 ]在本文中，一種基于系統(tǒng)理論的約束創(chuàng)新思維方法是對現(xiàn)有割草機進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。解決問題的系統(tǒng)創(chuàng)新思維分為三個步驟: [ 3 ]通過充分條件解決重建問題；2項戰(zhàn)略；3應(yīng)用相關(guān)思維激勵工具。該方法提供了對現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng)新解決方案的客觀評價，指出方案滿足兩個充分條件將被視為創(chuàng)新設(shè)計。這兩個條件是完全封閉的世界條件和質(zhì)量變化條件。[ 4 ]
3 .割草機案例研究
3.1對目前割草機存在的問題進(jìn)行初步分析，主要是單一的功能只能執(zhí)行一項工作，人們要做不同的事情，如割草修剪灌木，就需要不同的設(shè)備來完成這項工作，從而增加了不便的成本。而且他們用內(nèi)燃機作為動力，噪音大，污染大，同時能耗也大，不能滿足國家的節(jié)能要求。隨著我國人民生活水平的提高，人們對綠色生活的認(rèn)識水平要求越來越高，特別是在社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和辦公環(huán)境周邊的綠色區(qū)域越來越高，需要開發(fā)出一種適合小面積草坪、低噪音、易操作、用途廣泛的割草機。
3.2在回答問題時
( 1 )割草高度可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)高度調(diào)整范圍，當(dāng)草坪修剪低能耗要求達(dá)到要求時。
( 2 )割草整齊、平整，割草前行程一致，兩個作業(yè)行程銜接順暢。
( 3 )割草機質(zhì)量好，故障少，節(jié)能，效率高。
( 4 )操作方便，輕巧靈活，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)和調(diào)試，割草機零部件均為標(biāo)準(zhǔn)件，零部件通用性和互換性強。
( 5 )采用電機驅(qū)動低噪聲。
( 6 )上加割草修剪灌木功能。
3.3有系統(tǒng)的創(chuàng)新思維解決問題
3.3.1總體方案設(shè)計手推式割草機采用手動驅(qū)動。搜索《人體工程學(xué)手冊》，人的行走速度約為3 - 5公里/小時，即48 - 64米/分鐘，考慮到推式割草機切割，選定人的行走速度為48米/分鐘，即0.8米/秒。人為因素的平均高度，設(shè)計扶手和支架尺寸，并根據(jù)性別和年齡對扶手的高度和長度進(jìn)行設(shè)計調(diào)整。站立工作的大小關(guān)系到手術(shù)的進(jìn)行，以及身體對空間的需求。本文將修剪高度可調(diào)的割草機、修剪器和灌木修剪器的邊角，通過融合創(chuàng)新設(shè)計和使用電機驅(qū)動，低碳環(huán)保，低噪音，特別是對小型靜音場所要求較高的場所。
3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新包括:
( 1 )在原有割草機的基礎(chǔ)上增加修剪灌木的工具，使其具有修剪灌木的功能。修剪灌木部分是高度和角度可調(diào)的，工具可調(diào)角度是180 1856前沿的先進(jìn)材料和工程技術(shù)II度可調(diào)修剪30cm高度，以適應(yīng)不同高度不同形狀的灌木。傳動軸與工具連接，方便工具通過萬象調(diào)整截面高度和角度。通過固定桿松開工具本體，連接桿兩端分別設(shè)有鎖緊結(jié)構(gòu)，鎖緊結(jié)構(gòu)需要調(diào)節(jié)工具的高度和角度時，鎖緊結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)完成閉合。為了適應(yīng)刀具高度的變化，我們設(shè)計了伸縮結(jié)構(gòu)調(diào)度軸，采用花鍵連接。
( 2 )為解決割草機死的問題，增加了外部割草刀片。安裝在安裝支架上的外部割草機刀片修剪襯套。外部割草刀采用齒輪傳動結(jié)構(gòu)，并依靠支架附在機體上獲得動力。
( 3 )為實現(xiàn)修剪灌木和割草轉(zhuǎn)換兩種功能，在割草機上增加一個分流器，通過分流器離合器控制電機的換向，即把動力傳遞給兩個傳動軸。驅(qū)動軸連接在割草機底部的刀片上，完成割草工作。另一個連接到前割草機的修剪器驅(qū)動軸襯套部分，用于完成修剪器襯套或拐角的構(gòu)造工作。為了減輕自身割草機的重量，修剪機和灌木角修剪機可以非常方便地拆卸和安裝。割草和修剪灌木不是同時進(jìn)行的，驅(qū)動軸通過超越離合器與轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接。當(dāng)電動割草機正向工作時，修剪灌木時電動機反轉(zhuǎn)?？赡骐姍C反轉(zhuǎn)控制按鈕調(diào)節(jié)割草機扶手。所述軟件的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1角剪電動割草機均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.3.3應(yīng)力分析
為了保證割草機的使用壽命，應(yīng)用軟件對割草機的重要部件進(jìn)行了三維應(yīng)力分析，具體如下。選擇驅(qū)動齒輪軸材質(zhì)為40Cr。根據(jù)UG庫材料對應(yīng)的國產(chǎn)材料牌號，采用相應(yīng)的材料40Cr對Tron _ 40錐齒輪軸進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。最大應(yīng)力為38.08 MPa，遠(yuǎn)小于材料許用應(yīng)力。
圖2錐齒輪軸應(yīng)力分析圖
4 .結(jié)論
本文提出了一種基于系統(tǒng)理論的約束創(chuàng)新思維方法，對現(xiàn)有割草機進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。理論上通過采用創(chuàng)新設(shè)計將修剪高度可調(diào)的割草機、灌木修剪機和邊角修剪機融合在一起，創(chuàng)新設(shè)計采用電機驅(qū)動，低碳環(huán)保，低噪音，特別是對于小型場地和在場地靜音要求較高的場所使用。同時割草機通過創(chuàng)新設(shè)計，具有使用方便、攜帶方便、靈活的特點，可以有效降低勞動強度。
附錄2:外文原文
致謝
本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師何榮國老師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)思想，以及敏銳的洞察力，始終令學(xué)生敬佩，并將影響我的一生。值此成文之際，謹(jǐn)向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝！
對于我來說此次的畢業(yè)設(shè)計，不僅僅是我四年大學(xué)知識成果的檢驗，也對我以后的學(xué)習(xí)、工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，畢業(yè)設(shè)計的鍛煉讓我重新復(fù)習(xí)了之前遺忘的知識，并且深感自己所學(xué)機械設(shè)計專業(yè)的博大精深。這是一次理論與實際相結(jié)合的鍛煉。即使在整個設(shè)計方案里，我遇到了很多麻煩，甚至是之前完全沒有過接觸過的東西，但是都在老師的指導(dǎo)以及我的努力學(xué)習(xí)下逐一戰(zhàn)勝了，而且積累了很多實踐的經(jīng)驗。雖然我所設(shè)計的方案可能還存在很多缺點，但是我盡力去更好的完成整個設(shè)計，這個過程對我未來的學(xué)習(xí)與工作都是很重要的。
通過這次訓(xùn)練，提高了自己的動手能力和設(shè)計能力，為學(xué)生日后順利進(jìn)入工作崗位作下了鋪墊。本次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生收獲頗多，這與何老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。何老師公務(wù)繁忙，但是還是經(jīng)常抽時間來視察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度，就畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的問題給予耐心指導(dǎo)。
特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長的道路上給予的無私的愛。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們！
最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評閱老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意！謝謝！
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