草坪修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
草坪修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
全日制普通本科生
畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明
本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：
年 月 日
目 錄
摘要……………………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………1
1 緒論………………………………………………………………………………2
1.1 引言………………………………………………………………………2
1.2 手推式割草機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展和使用…………………………………2
1.3 設(shè)計(jì)手推式割草機(jī)的意義………………………………………………2
1.4 作品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)…………………………………………………3
2 總體方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………3
2.1 總體要求…………………………………………………………………3
2.2 手推式剪草機(jī)設(shè)計(jì)與制作的具體任務(wù)…………………………………3
2.3 其他工作設(shè)計(jì)方案比較…………………………………………………4
2.4 主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………………5
2.5 工作原理…………………………………………………………………5
2.6 總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………5
2.7 兩種方案的比較及最終選擇……………………………………………6
3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………6
3.1 機(jī)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算…………………………………………………………6
3.2 剪草機(jī)后輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………7
3.3 大齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算過程…………………………………………………8
3.4 后輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算過程………………………………………………12
3.5 后輪軸滾動(dòng)軸承的選用…………………………………………………15
3.6 后輪軸鍵的選擇…………………………………………………………15
4 增速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………16
4.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………16
4.2 齒輪軸滾動(dòng)軸承的選用…………………………………………………19
4.3 齒輪軸鍵的選擇…………………………………………………………20
5 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………20
5.1 端面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算……………………………………20
6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………23
6.1 刀具的概述………………………………………………………………23
6.2 刀具的運(yùn)動(dòng)分析…………………………………………………………24
6.3 刀具的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù)……………………………………………25
6.4 固定刀片設(shè)計(jì)……………………………………………………………27
6.5 活動(dòng)刀片設(shè)計(jì)……………………………………………………………27
7 剪草機(jī)機(jī)架與萬向輪設(shè)計(jì)………………………………………………………28
7.1 萬向輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………28
7.2 機(jī)架的設(shè)計(jì)………………………………………………………………28
8 剪草機(jī)的使用方法………………………………………………………………28
9 剪草機(jī)使用后的維護(hù)……………………………………………………………29
10 總結(jié)………………………………………………………………………………29
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………30
致謝…………………………………………………………………………………31
附錄…………………………………………………………………………………31
草坪修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要：為了更好的適應(yīng)人們的需求，通過仔細(xì)分析對(duì)比，改進(jìn)了原有的切割形式。本設(shè)計(jì)中，手推式剪草機(jī)主要利用滾動(dòng)的輪子帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。手推式剪草機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接平穩(wěn)，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環(huán)境。能更好的滿足客戶的需要。本文基于機(jī)械設(shè)計(jì)和相關(guān)的理論研究，設(shè)計(jì)了手推式剪草機(jī)的傳動(dòng)部分，并且用凸輪和推桿的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了端面齒輪和撥桿。此次設(shè)計(jì)的手推式剪草機(jī)的左右兩側(cè)對(duì)稱，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小，彎曲性能好,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
關(guān)鍵詞：草坪修剪機(jī) ；剪草 ；手推 ；改進(jìn)設(shè)計(jì)
Abstract : In order to adapt to the demands of the people, through analysis and comparison, I improve the original form of cutting. This design, hand thrust lawnmowers mainly use the scroll wheel drive mechanical motion. Hand thrust lawnmowers has simple structure, low noise, smooth operation, and very easy to use, bring convenience to people around, comfortable and quiet environment. To better meet the needs of the client.Based on the mechanical design and relevant theory research and design, hand thrust lawnmowers transmission part, and the design method of CAM and putting the end gear and dial design. The design of the hand thrust about lawnmowers, its characteristic is the symmetry of simple structure, smooth operation, small bending, friction, good performance, do not appear to jam, strong adaptability.
Keywords：the lawn cropper; cut grass ; hand pushing ; improvement design
1 緒論
1.1 引言
本作品設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)一款體積小，質(zhì)量輕，噪音小，使用方便，適合小面積草坪的剪草處理的手推式草坪修剪機(jī)。作品設(shè)計(jì)的應(yīng)用主要是家庭式草坪。家庭草坪面積不大，如果購買市面上的高能耗剪草機(jī)價(jià)格過于昂貴，且不需要這么大的功耗，造成了資源的浪費(fèi)，所以有必要設(shè)計(jì)一款適合家庭使用的小功率，高效，低成本的剪草機(jī)來解決上述問題。本次設(shè)計(jì)作品采用人力傳動(dòng)，定動(dòng)刀片剪草，無污染，割草效率高，使用起來輕便靈活，適合家用庭院式草坪剪草。
1.2 手推式割草機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展和使用
國內(nèi)目前生產(chǎn)的剪草機(jī)械按動(dòng)力劃分可以分為機(jī)動(dòng)和人推的兩類。以刀具類型可分為滾刀式和旋刀式兩大類。滾刀式剪草機(jī)由帶有刀片的滾筒和不動(dòng)的床刀組成。它較旋刀式剪草機(jī)有更好的修剪質(zhì)量,是高質(zhì)量草坪最常用的剪草機(jī)型[2]。適用于草高30～80 mm 的草坪,其問題主要是價(jià)格貴,維修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。而旋刀式剪草機(jī)(又稱懸刀式) 是由橫向懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草的上部葉片,它適于25～80 mm 范圍內(nèi)剪草[3]。它的價(jià)格相對(duì)低廉，保養(yǎng)、維修和使用都很方便，是國內(nèi)外目前最流行的剪草機(jī)。此外，還有甩繩式和甩刀式剪草機(jī)。
國外大多使用滾筒式、圓盤式或水平旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，這些割草機(jī)堅(jiān)固耐用，工作速度快。如荷蘭公司生產(chǎn)的616和617型圓盤割草機(jī)，為使割刀接近地面就行作業(yè)，所以機(jī)器上裝有可調(diào)節(jié)的浮動(dòng)系統(tǒng)，從而使割刀與地形相近[4]，降低割茬高度，北歐割草機(jī)以其操作簡(jiǎn)單、維修方便獨(dú)特的防碰撞裝置、先進(jìn)的掛鉤裝置，減少機(jī)械對(duì)草坪留茬的壓力[5]，使草苗更快、更健康的生長(zhǎng)。
目前市面上的剪草機(jī)大多引擎這會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，帶來環(huán)境污染，在辦公和學(xué)習(xí)的地方，這種動(dòng)力引擎的剪草機(jī)非常不受歡迎[6]。由于保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高;同時(shí)動(dòng)力引擎剪草機(jī)主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草割斷，通過旋轉(zhuǎn)氣流把草排出，因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得操作很不舒服。雖然當(dāng)前的先進(jìn)剪草機(jī)剪草效率較高，剪草效果較好，但是價(jià)格也較昂貴，對(duì)于一般的用戶難以接受[7]。所以研究一款操作方便，噪音小，無污染且造價(jià)較低的手推式草坪修剪機(jī)勢(shì)在必行。
1.3 設(shè)計(jì)手推式草坪修剪機(jī)的意義
大多數(shù)的剪草機(jī)都帶有動(dòng)力引擎剪草機(jī)有動(dòng)力裝置，保養(yǎng)，維護(hù)費(fèi)用較高；同時(shí)動(dòng)力引擎剪草機(jī)主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草排出，因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使操作很不舒適。利用人力推動(dòng)行走輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換作為動(dòng)力源[8]，這樣的一款剪草機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接平穩(wěn)，噪音極小，適合小面積草坪修剪，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環(huán)境。
1.4 作品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
1）通過人力推動(dòng)作為動(dòng)力源，具有節(jié)省能源、無污染的特點(diǎn)
2）體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、保養(yǎng)方便、成本低廉，無廢氣及噪音等污染, 是小面積草坪修剪的首選產(chǎn)品。
3）該機(jī)采用固定刀片與活動(dòng)刀片相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的剪切原理，結(jié)構(gòu)緊湊，剪草效率高。
4) 剪草的高度可在20—60mm之間調(diào)整，割幅330mm，,質(zhì)量29kg（刀片材料由9SiCr制作）；
5)采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、不卷曲變形的特點(diǎn)；
6)前輪采用萬向輪，具有良好的導(dǎo)向性，后輪的一個(gè)輪子裝上壽命長(zhǎng)的球軸承，使剪草機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)；
7)金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)于不同身高的操作者同樣適用；
8)底盤獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止草堵塞出口通道；
9) 剪草的效果較理想，且成本低，是小面積草坪修剪的首選產(chǎn)品。
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 總體要求
利用輪子運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)變速箱中的齒輪實(shí)現(xiàn)刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。手推式剪草機(jī)由變速齒輪、端面齒輪、撥桿和剪刀等構(gòu)件組成，端面齒輪和撥桿是一對(duì)工作組合。端面齒輪通過自身的轉(zhuǎn)動(dòng)將旋轉(zhuǎn)方向的力傳動(dòng)給撥桿，引起水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使刀具自身往復(fù)運(yùn)動(dòng)。采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增速），采用端面凸輪機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)），將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng),采用的剪草高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2.2 手推式割草機(jī)設(shè)計(jì)與制作的具體任務(wù)
我們所設(shè)計(jì)的手推式草坪剪草機(jī)首先要通過一個(gè)傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行修剪草動(dòng)作刀片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與人行進(jìn)的方向垂直，經(jīng)前面增速機(jī)構(gòu)傳遞過來的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。
通過分析得到手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖，如圖1所示：
圖1 手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖
Fig 1 Hand push lawn mower composition block diagram
2.3 其他工作設(shè)計(jì)方案的比較
能實(shí)現(xiàn)手推式草坪修草功能的技術(shù)原理較多，但各有利弊，具體分析如下：
（1）用腳驅(qū)動(dòng)
用腳驅(qū)動(dòng)時(shí)，一般操作者都需站在或坐在被驅(qū)動(dòng)的機(jī)器上用力，這樣所設(shè)計(jì)的修草機(jī)，除了要完成剪草動(dòng)作外，還要承受操作者的自重，且要有方向控制裝置，使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，不適合小面積草坪使用。
（2）用手驅(qū)動(dòng)
用手驅(qū)動(dòng)，可避免用腳驅(qū)動(dòng)時(shí)存在的問題，使所設(shè)計(jì)的機(jī)器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設(shè)計(jì)手動(dòng)式修草機(jī)。
（3）用打的方式
即用刀片或打草繩將草打斷。用此法修草時(shí)所需的速度非常高，以其在草還沒被打倒之前將草打斷，這樣的修草產(chǎn)品已有，但效果不好。
（4）用剪的方式
即用刀將草剪斷，用兩個(gè)刀片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理較易將草剪斷，且不需要很高的速度。因此，我們選擇設(shè)計(jì)成手動(dòng)式剪草機(jī)[9]。手動(dòng)的形式又用手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，操作者要完成的動(dòng)作過多，操作不方便[10]。要使操作者只通過簡(jiǎn)單的操作即可完成剪草動(dòng)作，可以用手推剪草機(jī)向前行駛，靠剪草機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成往復(fù)移動(dòng)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計(jì)成手動(dòng)式草坪剪草機(jī)是合理而可行的。
2.4 主要技術(shù)指標(biāo)
外形尺寸：850×490×390mm
輸入功率：
輪子轉(zhuǎn)速：
力矩：
凈質(zhì)量：
變速要求：?jiǎn)渭?jí)刀具，一固定刀片和一活動(dòng)刀片相互運(yùn)動(dòng)
單根剪草載荷：f=0.5N
同時(shí)剪草量：
2.5 工作原理
本次設(shè)計(jì)的手推式剪草機(jī)主要利用輪子運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)變速箱中的齒輪實(shí)現(xiàn)刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。手推式剪草機(jī)由變速齒輪、端面齒輪、撥桿和剪刀等構(gòu)件組成，端面齒輪和撥桿是一對(duì)工作組合[11]。端面齒輪通過自身的轉(zhuǎn)動(dòng)將旋轉(zhuǎn)方向的力傳動(dòng)給撥桿，引起水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使刀具自身往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
剪草機(jī)工作時(shí)由人推動(dòng)機(jī)器行走，從而使剪草機(jī)的后輪1傳動(dòng)，帶動(dòng)與其同在一根軸上的大齒輪2傳動(dòng)，通過齒輪2與齒輪3組成的增速機(jī)構(gòu)使速度得以提升，并帶動(dòng)端面凸輪4（為了實(shí)現(xiàn)幾何形狀封閉和便于調(diào)整，采取兩個(gè)端面凸輪以背靠背形式裝配）回轉(zhuǎn)，端面凸輪4帶動(dòng)撥桿5運(yùn)動(dòng)，通過端面凸輪4與撥桿5組成的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使固定其上的活動(dòng)刀片與固定在機(jī)架上的固定刀片形成相對(duì)交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，完成剪草動(dòng)作。手推式草坪修剪機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2：
1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.增速機(jī)構(gòu) 3.轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) 4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)
圖2 手推式草坪修剪機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
Fig 2 Hand push lawn-trimming machine mechanism
2.6 總體結(jié)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)由輪子帶動(dòng)，通過一對(duì)單級(jí)減速器進(jìn)行傳遞轉(zhuǎn)矩，再由端面齒輪和撥桿組合變化運(yùn)動(dòng)方向，最終輸出往復(fù)剪切運(yùn)動(dòng)?？傮w方案設(shè)計(jì)如圖3所示：
圖3 總體方案設(shè)計(jì)
Fig 3 The overall scheme design
2.7 兩種方案的比較及最終選擇
選擇這個(gè)設(shè)計(jì)方案能夠更好的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。無引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)。采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增速），提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)剪草機(jī)工作效率不高的問題；采用端面凸輪機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)），將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)[12]，從而滿足剪草運(yùn)動(dòng)要求，形狀類似冠輪，解決了端面凸輪加工難的問題。采用的剪草高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，解決了目前手動(dòng)剪草機(jī)不易實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)的問題。
另一方案，用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，直接帶動(dòng)割草圓盤旋轉(zhuǎn)割草的方式。機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，刀具拆裝方便。但草柔軟，且一端自由，采取割的方式將草截?cái)噍^難實(shí)現(xiàn)，割草的數(shù)目不多。要想割的效率快，必須采用大功率。
我采用的剪草機(jī)方案結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，與之相比軸的位置較為容易定位，而蝸輪蝸桿傳動(dòng)的割草機(jī)一水平一豎直的軸造成了機(jī)架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。并且增速機(jī)構(gòu)采用端面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)組合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)實(shí)際為一凸輪推桿的運(yùn)動(dòng)組[13]。同時(shí)剪草的數(shù)量較多，在功率一定得情況下，剪得方式始終比割得方式效率高。
3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 機(jī)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算
草坪上的草為特殊纖維材料，較易剪斷，不需要太大的載荷。通過實(shí)際運(yùn)用中割草機(jī)械的分析，可以假設(shè)剪一根草所需載荷為f=0.5N，同時(shí)剪草數(shù)量最多為500根。可得F=250N；端面齒輪上所受力的大小為：
輪子提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)剪刀，進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)。假設(shè)輪子的直徑為D=200mm；輪子周長(zhǎng)為C=628.3mm。
假定人的正常行走步數(shù)為500mm/s。
假定刀具所受的力全部來自輪子的轉(zhuǎn)矩所引起的運(yùn)動(dòng)。
則 （1）
軸Ⅰ上的所傳遞的功率大小為：
軸Ⅱ上的所傳遞的功率大小為：
輪子所傳遞的功率大小為：
手推式剪草機(jī)對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)要求
（1）合理選用模數(shù)：
在現(xiàn)代變速箱設(shè)計(jì)中，各檔齒輪模數(shù)的選擇是不同的。但為了經(jīng)濟(jì)性和用途的要求，初選模數(shù)：m=2。
（2）合理選用壓力角：
對(duì)于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。當(dāng)壓力角越大時(shí)，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會(huì)變厚，齒面曲率半徑增大，從而可以提高輪齒的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。
合理選用螺旋角：
3.2 剪草機(jī)后輪的設(shè)計(jì)
后輪是行走輪，通過人力推動(dòng)剪草機(jī)使行走輪往前轉(zhuǎn)動(dòng)，行走輪安在后輪軸上，帶動(dòng)軸上面的齒輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的傳動(dòng)，后輪的設(shè)計(jì)尺寸如下圖所示：
圖4 后輪零件圖
Fig4 rear wheel drawing
3.3 大齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算過程
（1）輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)：
轉(zhuǎn)速：
軸Ⅱ上的轉(zhuǎn)速：
計(jì)算輪子傳遞的轉(zhuǎn)矩： （2）
可得：
軸上的轉(zhuǎn)矩為:
（2）齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)：
選擇齒輪材料、熱處理、精度等級(jí)及其齒數(shù)
剪草機(jī)為一般工作機(jī)器，齒輪選擇常用材料及熱處理，8級(jí)精度。小齒輪：40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度280HBS；大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。二者硬度相差40HBS。
選擇小齒輪齒數(shù)：=23，大齒輪齒數(shù)：
（3）基本參數(shù)的選擇
試選載荷系數(shù)：
選擇的齒寬系數(shù)為：
查得彈性系數(shù)為：
按齒面硬度查取接觸疲勞極限：
小齒輪：, 大齒輪：；
（4）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N
假定工作機(jī)載荷有輕微沖擊，每星期左右修剪一次草坪，每周工作8h，預(yù)期使用壽命為50年。
小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： （3）
可得：
大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：
（5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
查得接觸疲勞壽命系數(shù)：小齒輪, 大齒輪
接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)
有公式：
（4）
（5）
試算小齒輪分度圓直徑：
（6）
可得：
為了保證制造工藝簡(jiǎn)單，取
模數(shù)：
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：
小齒輪分度圓直徑：
大齒輪分度圓直徑：
大齒輪齒寬，圓整??；
小齒輪齒寬(加寬5mm)
中心距： （7）
小齒輪齒全高：
大齒輪齒全高：
齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表所示：
（6）計(jì)算載荷系數(shù)K
查得使用系數(shù)
圓周力
，
查得動(dòng)載荷系數(shù)
查得齒間載荷分配系數(shù),
查得齒向載荷分布系數(shù) 一般經(jīng)仔細(xì)跑合，取
計(jì)算載荷系數(shù)：
（8）
（7）修正計(jì)算：
已取>,符合接觸疲勞強(qiáng)度條件。
（8）齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核過程
確定設(shè)計(jì)參數(shù)
載荷系數(shù)K=
小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：
查得齒形系數(shù)：
,
應(yīng)力修正系數(shù)：
，
查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：小齒輪,大齒輪
按齒面硬度查得彎曲疲勞極限：小齒輪,大齒輪
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)
由公式
（9）
可得
由公式，，可得 （10）
齒根彎曲應(yīng)力
；
結(jié)論：計(jì)算可得彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。
3.4 手推式剪草機(jī)中軸Ⅰ(后輪軸)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
（1）選擇軸Ⅰ的材料
該軸無特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，
初步估算軸徑：
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式：
（11）
取
（2）軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸Ⅰ上零件的軸向定位周向定位
大齒輪在軸Ⅰ上為對(duì)稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。
齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。
根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為，配合為，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。
考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性：考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角。
軸Ⅰ的強(qiáng)度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：=3911N·mm
齒輪端面分度圓直徑：
(12)
圓周力：
(13)
徑向力：
(14)
軸向力： （15）
垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：
圖5 軸Ⅰ垂直面上截面的彎矩圖
Fig 5 vertical upper section bending moment
水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：
圖6 軸Ⅰ水平面上截面的支反力
Fig 6 axis horizontal cross section of the supporting reaction force
截面C處的合成彎矩為：
圖7 軸Ⅰ水平面上截面的彎矩及合成彎矩
Fig 7 shaft water plane section moment and resultant bending moment
按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取，該截面上的計(jì)算應(yīng)力：
（16）
通過查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于<，故安全。
3.5 后輪軸滾動(dòng)軸承的選用
軸承的轉(zhuǎn)速為=113.04r/min，軸承徑向載荷=285N,軸向力忽略不計(jì)，裝軸承處的軸頸直徑為30mm，預(yù)計(jì)計(jì)算壽命為：
=8×300×10=24000h
故可選用深溝球軸承。
3.5.1 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
根據(jù)式p=，=1.0-1.2，取=1.2
故p==1.2×285=342N
3.5.2 求基本額定動(dòng)載荷
軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值
C==1450. （17）
3.5.3 選用滾動(dòng)軸承及驗(yàn)算
按照設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇C=7750N的6005深溝球軸承。此軸承的基本額定靜載荷=4950N。驗(yàn)算如下：
（1） 求當(dāng)量動(dòng)載荷p=1.2×285=342N
（2） 驗(yàn)算6005軸承的壽命，根據(jù)式
>24000h （18）
由此可見，軸承的壽命高于預(yù)期的計(jì)算壽命，符合要求。
3.6 后輪軸鍵的選擇
3.6.1 選擇鍵的聯(lián)接的類型和尺寸
鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇：鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來選定。鍵的主要尺寸是其截面尺寸（一般以鍵寬B×鍵高H表示）與長(zhǎng)度L。鍵的截面尺寸B×H按軸的直徑D由標(biāo)準(zhǔn)中選取定。鍵的長(zhǎng)度L一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定。即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的一般的輪轂長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為L(zhǎng)=（1.5-2）d，這里d是軸的直徑。所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列[15]。普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸可以查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。
后輪軸上三處有鍵槽，中間的鍵槽用于齒輪的軸向定位，兩端用于后輪周向定位。一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵A型。兩端安裝后輪處也選用普通平鍵A型。
后輪軸安裝齒輪處D=42mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查得截面尺寸為12×8，即寬度為12mm，高度為8mm，取鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=90mm。
安裝后輪的軸徑為18mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以查到截面尺寸為：6×6，即寬度為6mm，高度為6mm，取鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=28mm。
3.6.2 校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度
（1）安裝齒輪處的鍵的強(qiáng)度校核
鍵、軸的材料為鋼，齒輪的材料也為鋼，故查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：[]=100-120MPA,取平均值[]=110MPA。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=36-12=24mm，
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=0.5×8=4mm。由式得：
==14.30mpa<110mpa
符合要求,故合格
（2）安裝后輪處的鍵的強(qiáng)度校核
鍵、軸的材料為鋼，輪轂為鑄鐵，所以以鑄鐵的許用擠壓應(yīng)力計(jì)算，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：[]=50-60MPA，取平均值，[]=55MPA。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=28-6=22mm，
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=0.5×6=3mm。由式得：
==48.5mpa<55mpa
符合要求,故合格
4增速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 手推式剪草機(jī)中軸Ⅱ（齒輪軸）的設(shè)計(jì)
（1）選擇軸Ⅱ的材料
該軸無特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，
初步估算軸徑：
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式：
取
（2）軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸Ⅱ上零件的軸向定及位周向定位。
從左輪子連接處向右?。?
。
考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性：考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角。
（3）軸Ⅱ的強(qiáng)度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：
齒輪端面分度圓直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：
圖8 垂直面上截面的彎矩圖
Fig 8 The vertical plane section bending moment
水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：
圖9 水平面上截面的支反力
Fig 9 level section of the forces
截面C處的合成彎矩為：
圖10水平面上截面的彎矩及合成彎矩圖：
圖10 水平面上截面的彎矩及合成彎矩圖
Fig 10 level section moment and resultant bending moment
按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取，該截面上的計(jì)算應(yīng)力：
通過查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于<，故安全。
4.2 齒輪軸滾動(dòng)軸承的選用
軸承的轉(zhuǎn)速 ，軸承徑向載荷，軸向力忽略不計(jì)，裝載軸承處的軸頸直徑為18mm，預(yù)期壽命為：
×300×10=24000h
故可選用深溝球軸承。
4.2.1 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
根據(jù)式p=，=1.0-1.2，取=1.2
故p==321.6N
4.2.2 求基本額定動(dòng)載荷
軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值
C==1967.44N （19）
4.2.3 選用滾動(dòng)軸承及驗(yàn)算
按照設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇C=4620N的6003深溝球軸承。此軸承的基本額定靜載荷=4950N。驗(yàn)算如下：
（1）求當(dāng)量動(dòng)載荷p=1.2×268=321.6N
（2） 驗(yàn)算6005軸承的壽命，根據(jù)式
>24000h （20）
由此可見，軸承的壽命高于預(yù)期的計(jì)算壽命，符合要求。
4.3 齒輪軸鍵的選擇
4.3.1 選擇鍵的聯(lián)接的類型和尺寸
齒輪軸上兩處有鍵槽且對(duì)稱布置，用于端面凸輪的周向定位，一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接，并且選用圓頭普通平鍵A型。
齒輪軸安裝凸輪的軸徑為D=18mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查得截面尺寸為6×6，即寬度為6mm，高度為6mm，取鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=28mm。
4.3.2 校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度
鍵、軸的材料為鋼，凸輪的材料也為鋼，故查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：[]=100-120MPA,取平均值[]=110MPA。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=28-6=22mm，
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=0.5×6=3mm。由式得：
==13.68mpa<110mpa 強(qiáng)度合格
5 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 端面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算
端面齒輪的形狀如圖11所示：
圖11 端面齒輪的形狀
Fig11 The end gear shape
對(duì)撥桿的運(yùn)動(dòng)要求為：
當(dāng)端面齒輪轉(zhuǎn)過時(shí)，推桿上升20mm；
端面齒輪再轉(zhuǎn)過時(shí)，撥桿下降20mm；
推桿繼續(xù)轉(zhuǎn)過時(shí)，撥桿又停止不動(dòng)。
撥桿在端面齒輪處安裝[16]，撥桿上升對(duì)應(yīng)的端面齒輪所旋轉(zhuǎn)的角度，c為。在端面齒輪上撥桿與端面齒輪接觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角度所對(duì)應(yīng)的行程為：
式中d為撥桿與端面齒輪接觸點(diǎn)在端面齒輪上離中心位置的直徑大小。
圖12 端面齒輪的輪廓曲線
Fig 12 the end gear profile curve
假設(shè)在端面齒輪上的運(yùn)動(dòng)行程為,接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)的位移為,可得運(yùn)動(dòng)軌跡方程為：
在式中各參數(shù)：
為端面齒輪旋轉(zhuǎn)的角度；
k為與端面齒輪運(yùn)動(dòng)行程與接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)的位移的相關(guān)參數(shù)。
代入特殊值，可得：k=0.023
從而得出接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)位移的軌跡方程為：
(21)
推程階段 ：
遠(yuǎn)休止階段 ：
Y=20
回程階段 ：
近休止階段 ：
Y=0
由此可得出端面齒輪在各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)形式。
通過上述運(yùn)動(dòng)分析可以求出撥桿在端面齒輪上的工作輪廓線。
由于端面齒輪為六個(gè)相同的近似于凸輪的結(jié)構(gòu)。故只需研究撥桿一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作輪廓線即可。計(jì)算結(jié)果可得端面齒輪的工作輪廓線對(duì)應(yīng)的值如下表：
表1 端面齒輪的工作輪廓線
Table 1 The end face gear Contour Line
（mm）
(mm)
0
0
2.269
0.118
4.538
0.474
6.807
1.066
9.076
1.895
11.345
2.960
13.614
4.263
15.883
5.802
18.152
7.578
20.421
9.591
22.690
11.841
24.959
14.328
27.228
17.051
29.497
20.000
通過上述表中參數(shù)，我們可以近似加工出端面齒輪的工作輪廓線。度數(shù)越分的密，端面齒輪的形狀越精確。
6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 刀具的概述
手推式剪切機(jī)采用剛性切割式，運(yùn)動(dòng)方式選擇往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。
往復(fù)式切割裝置由上、下兩組刀片組成，分動(dòng)和雙動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。本設(shè)計(jì)采用單動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式。單動(dòng)切割器是動(dòng)刀片在定刀上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；其特點(diǎn)是：，刀片的行程與上、下刀片的距離均相等。
剪切時(shí)，草兩側(cè)同時(shí)受到切割，在一個(gè)行程中，運(yùn)動(dòng)速度的大小有變化，合理切割的方法是利用較大的速度來剪切[17]。刀片的速度圖如圖2—11所示。剪刀自點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度自零逐漸增加，在沒有達(dá)到之前，因切刀不相接觸，不發(fā)生切割。刀片到達(dá)時(shí)，兩刀刃開始接觸，這時(shí)稱為始切速，然后刀片繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入切割，直到刀片到達(dá)時(shí)，兩刀刃相向接觸完畢，這以后不再切割，這時(shí)稱為終切速。由到為切割速度的變化范圍。由圖可知大于終切速。
圖13 切割速度的變化
Fig 13 The cutting speed changes
6.2 刀具的運(yùn)動(dòng)分析
刀片一個(gè)行程時(shí)間內(nèi)機(jī)器前進(jìn)的距離稱為切刀的進(jìn)程，以H表示，切刀一秒鐘內(nèi)運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)距離為：
（22）
（23）
式中：——機(jī)器的前進(jìn)速度
——刀具水平運(yùn)動(dòng)的距離
——輪子的周長(zhǎng)
一個(gè)行程所需要的時(shí)間為： （24）
一個(gè)行程運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)距離：x=20mm
可得切刀的進(jìn)程H為：H=
由于端面齒輪旋轉(zhuǎn)一周刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)6次，刀具行程運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)對(duì)稱的加速減速運(yùn)動(dòng)，速度從0到達(dá)的所需的時(shí)間與到達(dá)0的時(shí)間均為。
運(yùn)動(dòng)分析可知，刀具呈現(xiàn)勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方程式為：
可得：
切刀的平均速度：
將切刀的平均速度與機(jī)器的前進(jìn)速度的比值稱為刀機(jī)速比。
，據(jù)類似的茶樹修剪機(jī)和采茶機(jī)的試驗(yàn)分析，可得動(dòng)力轉(zhuǎn)速較小的手推式剪草機(jī)傳動(dòng)的效率較高。
6.3 刀具的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù)
刀片是切割裝置的主要部件，由于使用條件和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的不同，使刀片的參數(shù)隨不同的機(jī)型而有些差異。
手推式剪草機(jī)的主要參數(shù)如下表2所示：
表2 手推式剪草機(jī)的主要參數(shù)
Table2 The hand thrust lawnmowers Main Parameters
項(xiàng)目
切割器的形式
切割幅寬
刀片間距
刀片運(yùn)動(dòng)形式
刀片往復(fù)頻率
刀片形狀
配套動(dòng)力
操作人數(shù)
凈重
手推式剪草機(jī)
往復(fù)切割
330mm
16mm
單動(dòng)
860r/min
平形
149.1W
113r/min
1人
30kg
切割角的增大使切口變得不整齊。當(dāng)?shù)镀谐淘跁r(shí)，刀片的切割角和楔角不影響剪草的質(zhì)量。往復(fù)式刀刃的切割角和楔角如圖14所示。
圖14 往復(fù)式刀刃的切割角和楔角
Fig14 The reciprocating blade cutting angle and wedge angle
試驗(yàn)分析可知行程與剪草質(zhì)量的關(guān)系：
刀片的刀距行程對(duì)剪草的質(zhì)量沒有顯著的影響。剪草質(zhì)量比較好的行程在20mm~40mm，碎片也相應(yīng)較少。切割間距在10~30mm時(shí)，切口平整；切割間距在30mm以上時(shí)，切口就不平整；切割間距大于40mm時(shí)，采摘面就象抓采樣的，漏采的也增多。
切割速度比與正常草芽葉、碎片的關(guān)系：
手推式剪切機(jī)刀片的切割速度比在2.5以下時(shí)，正常芽葉多，碎片少。對(duì)采摘質(zhì)量沒有大的影響。對(duì)類似作物的試驗(yàn)，任何往復(fù)刀片，當(dāng)切割速度比在2.5以下時(shí)，正常芽葉稍有減少的趨勢(shì)；切割速比在2.5~10時(shí)，剪草質(zhì)量無明顯的差別。切割速度比在小于3時(shí)，剪草面切口出現(xiàn)明顯的不平整。
表3 往復(fù)式刀片的主要技術(shù)參數(shù)
Table 3 The main technical parameters of the Reciprocating Blade
項(xiàng)目
刀片
刀間距
刀高
切割角
刀角
硬度（HRC）
往復(fù)式刀片
動(dòng)刀片
16mm
35mm
定刀片
6.4 固定刀片設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，剪草幅度是330mm，因此固定刀片的長(zhǎng)度是330mm，刀齒寬度是4m，刀齒間隙是16mm具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：
圖15 固定刀片的結(jié)構(gòu)及尺寸圖
Fig15 The f ixed blade structure and size of the figure
6.5 活動(dòng)刀片的設(shè)計(jì)
活動(dòng)刀片相對(duì)于固定刀片往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，它比固定刀片稍短，總長(zhǎng)是300mm，刀齒寬度是4mm刀齒間隙是16mm，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：
圖16 活動(dòng)刀片的結(jié)構(gòu)及尺寸圖
Fig16 The activities of the blade structure and size figure
圖16 活動(dòng)刀片的結(jié)構(gòu)及尺寸圖
Fig16 The activities of the blade structure and size figure
7剪草機(jī)機(jī)架與萬向輪設(shè)計(jì)
7.1萬向輪的設(shè)計(jì)
萬向輪的設(shè)計(jì)主要考慮剪草機(jī)在剪草機(jī)在剪草時(shí)能夠方便靈活的轉(zhuǎn)向，操作起來更加靈活自如，具體設(shè)計(jì)尺寸如下圖：
圖17 萬向輪零件圖
Fig17 Moxianglun drawing
7.2機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架的設(shè)計(jì)主要考慮與內(nèi)部零件的配合和經(jīng)濟(jì)性，盡量降低成本，外形的設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)潔實(shí)用的輪廓設(shè)計(jì)，材料選用HT200。
8 剪草機(jī)的使用方法
修剪是草坪養(yǎng)護(hù)管理中的核心內(nèi)容?？茖W(xué)地對(duì)草坪進(jìn)行定期修剪，可提高草坪質(zhì)量，使草坪整齊美觀，而且具有較高的坪用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可促進(jìn)分蘗，形成致密的草坪，改善通氣性，減少病蟲害的發(fā)生[18]，有效地抑制雜草生長(zhǎng)，提高其美觀性。草坪修剪應(yīng)遵循“三分之一” 原則，即被剪去的部分占草坪總高度的三分之一以內(nèi)。如修剪量過大，將會(huì)由于葉面積大量損失而導(dǎo)致草坪草光合作用急劇下降。由于修剪不及時(shí)而導(dǎo)致失剪的草坪，仍應(yīng)遵循“三分之一” 原則，切忌一次修剪就達(dá)到需求的標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)通過少量多次修剪，逐步剪到需要的高度。草坪修剪的時(shí)間與草坪草的種類、草坪草的生長(zhǎng)發(fā)育和肥料供給等有關(guān)。北方草坪草在春秋是兩個(gè)生長(zhǎng)高峰期，修剪量加大和修剪次數(shù)增多，晚秋應(yīng)逐漸減少修剪次數(shù)，夏季有休眠現(xiàn)象，也應(yīng)根據(jù)情況減少修剪次數(shù)[19]。草坪修剪頻率決定于草坪的生育狀態(tài)、草坪的用途、草坪的質(zhì)量及草坪草的種類，其中主要取決于草坪的生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)勢(shì)。
9 剪草機(jī)使用后的維護(hù)
剪草前應(yīng)先檢查剪草機(jī)械刀片是否損壞，螺母、螺栓的緊固情況，輪胎壓力情況.；剪草前應(yīng)清除草坪上的木棍、石頭、瓦塊、鐵絲等雜物[20]。對(duì)于固定設(shè)施，如噴灌管埋頭等，應(yīng)作好標(biāo)志，以防損壞刀片在剪草前，應(yīng)測(cè)量草坪的高度，將剪草機(jī)調(diào)整到合理的剪草高度；剛澆過水、下過大雨或者霉雨季節(jié)等，潮濕的草地最好不要剪草；不得在坡度大于15度的地方采用該手推式剪草機(jī)修剪草坪。
剪草機(jī)的選擇要根據(jù)草坪要求的修剪質(zhì)量、草坪草種、修剪高度、配套動(dòng)力、地形地貌及剪草機(jī)的幅寬等因素確定[21]。無論選用何種剪草機(jī)，都應(yīng)保證剪草機(jī)的刀片始終鋒利。因?yàn)榈镀h利，草坪草的修剪傷口能迅速愈合，病菌浸染的機(jī)會(huì)少， 同時(shí)傷口不留白茬，景觀效果也好?？傊?，選擇的總原則是在達(dá)到修剪草坪質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的機(jī)型。
10 總結(jié)
本次設(shè)計(jì)旨在研究出一款體積小、質(zhì)量輕、噪音小、無污染、操作靈活，適合小面積草坪的剪草處理的手推式草坪修剪機(jī)，基于以上的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)歷了幾次大的方案變動(dòng)，最后決定采用人力推動(dòng)行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過后輪軸傳動(dòng)到齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)增速，用端面凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式作為轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最后通過定動(dòng)刀片往復(fù)式切割實(shí)現(xiàn)剪草的方案，最終決定采用這個(gè)方案是因?yàn)樗臃显O(shè)計(jì)要求，質(zhì)量輕、噪音小、無污染且操作方便靈活，取代了最開始的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力輸出，用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，直接帶動(dòng)割草圓盤旋轉(zhuǎn)割草的方式，這種方式因?yàn)榈镀枰咚傩D(zhuǎn)必須采用大功率的電機(jī)，剪草效果一般，機(jī)器的持續(xù)使用性不強(qiáng)，而且蝸輪蝸桿傳動(dòng)的割草機(jī)一水平一豎直的軸造成了機(jī)架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,加工成本高，不適合小面積一般用戶的使用需求。方案最終確定后，我馬上查閱了許多關(guān)于機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的書籍，以解決方案中的不足與問題，使之更加合理與可行，隨后我對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與增速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)于定動(dòng)刀片的設(shè)計(jì)也查閱了相關(guān)書籍，如農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)等，了解了其工作原理和結(jié)構(gòu)，完成了每個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，然后是裝配圖的初繪制，一邊繪制一邊校正其結(jié)構(gòu)尺寸的合理性與整體性，最后的階段是說明書的撰寫與零件圖和裝配圖的正式繪制。經(jīng)歷本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我無論在機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面，還是計(jì)算機(jī)繪圖方面的能力都有了顯著地提高，熟練掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)了我分析與解決問題的能力。
總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力得到了很大的提升，設(shè)計(jì)中需要用到許多大學(xué)期間學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，以前這些知識(shí)都是分散的，現(xiàn)在通過這次設(shè)計(jì)，我感覺我能把這些知識(shí)都整合在一起，系統(tǒng)合理的運(yùn)用，這是一個(gè)很大的提升，對(duì)于我以后專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用和解決實(shí)際問題很有裨益。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳國蘭.園林機(jī)械的歷史[J].城建機(jī)械設(shè)備1992,(3)：6-11.
[2] 張淑娟,全臘珍.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社. 2007：3-15.
[3] 劉靜.我國剪草機(jī)市場(chǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車[J].2001：20-25.
[4] 劉國強(qiáng).我國草坪機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].木材加工機(jī)械.2002：18-28.
[5] 張軍巧.淺談草坪機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化研究[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2002：36-45.
[6] 許廣桐,樊東溫.SGC手動(dòng)草坪修剪機(jī)[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,1998：30-38
[7] 李凱捷,王琦.草坪割草機(jī)拋射物試驗(yàn)及設(shè)計(jì)開發(fā)試驗(yàn)臺(tái)的研究[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2005：20-26.
[8] 徐元德.環(huán)保型園林機(jī)械及設(shè)施的開發(fā)[J].建筑機(jī)械化,2000,(5)：5-15.
[9] 楊國鳳.旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的正確使用和維護(hù)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械化與電氣化,2004：32-39.
[10] 馬曉春.割草機(jī)的設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)特性[D].東北林業(yè)大學(xué),2005：6-15
[11] 成洪凱,馮星,白桂艷,李春城.懸臂式多功能割草機(jī)的研究與應(yīng)用[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007：12-18.
[12] 周忠旺.草坪割草機(jī)的設(shè)計(jì)與割草質(zhì)量[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2002：41-49.
[13] 趙大偉,石淑英.淺析旋刀式草坪割草機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量狀況[J].林業(yè)勞動(dòng)安全,2001：36-42
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