小型手推式城市綠地割草機(jī)設(shè)計(jì)含11張CAD圖
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城市綠地割草機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要
本課題設(shè)計(jì)了一種由小型汽油機(jī)帶動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，人工推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)完成作業(yè)的割草機(jī)。
設(shè)計(jì)的割草機(jī)組成部分主要有：旋刀，集草袋，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)殼支撐座等。擬采用發(fā)動(dòng)機(jī)XY168F，這款發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為：5.5HP/3600rpm。
工作裝置則是運(yùn)用割草刀裝在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上，通過高速旋轉(zhuǎn)切割草莖。 將割草刀的非刃口做成風(fēng)機(jī)葉片，割草作業(yè)時(shí)將草吹成直立狀態(tài)，便于切割并與罩殼形成渦流將碎草送入集草裝置--集草袋。護(hù)罩為渦流形狀的草坪修剪機(jī)的支架也是沖壓件，用于保護(hù)操作者和行人安全，并給切下物導(dǎo)向。
行走裝置則是由割草機(jī)調(diào)高裝置和行走輪組成。通過手柄另行走輪相對(duì)割草機(jī)的護(hù)罩進(jìn)行調(diào)節(jié)，輪子降低時(shí)，割草刀下降，則割草高度上升；反之亦然。
關(guān)鍵詞：割草機(jī)；刀具；罩殼；傳動(dòng)軸
Design of lawn mower in urban green space
Abstract
This paper designs a kind of lawn mower which is driven by a small gasoline engine to drive the blade.
The design of the lawn mower components mainly include: rotary knife, collecting straw bag, transmission mechanism, engine and chassis support. The engine XY168F is to be used, the maximum power of this engine is: 5.5HP/3600rpm.
The working device USES a mowing knife to be mounted on the engine's output shaft, cutting the stalk through high speed. The blade of the blade is made into a fan blade, and the grass is blown into an upright position when mowing the grass, which is convenient for cutting and forming a vortex with the cover shell to send the grass into the collecting plant -- collecting straw bag. The bracket for the eddy-shaped lawn trimmer is also a stamping part to protect the operator and pedestrian safety and to guide the cutting.
The walking device is composed of a lawn mower and a walking wheel. When the wheel is reduced, the cutting blade is lowered, and the grass height is increased. And vice versa.
Key words: grass cutter；reamer；transmission shaft；mantle；design of structure
protection
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 割草機(jī)研究背景 1
1.2 我國(guó)割草機(jī)的發(fā)展 2
1.3 手推式割草機(jī)的使用 4
2 總體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 割草機(jī)的分類 5
2.2 割草機(jī)的基本要求 5
2.3 總體設(shè)計(jì) 6
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 8
3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 8
3.2 旋刀設(shè)計(jì) 8
3.3外殼設(shè)計(jì) 11
3.4傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.5離合器的設(shè)計(jì) 14
3.6調(diào)高裝置設(shè)計(jì) 14
3.7 車輪及把手選擇 15
3.8 消音減噪設(shè)計(jì)? 15
4 結(jié)論 16
參考文獻(xiàn) 17
III
1 緒 論
1.1 割草機(jī)研究背景
在割草機(jī)出現(xiàn)之前,鐮刀是修剪草地的主要工具,保證牧草質(zhì)量的主要用途是放牧牛羊。隨著網(wǎng)球、高爾夫和足球的興起,人們?cè)絹碓娇释麚碛忻利惼秸倪\(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。1805,來自英國(guó)的英國(guó)人Pollak Nate發(fā)明了第一種除草和并能收獲谷物的機(jī)器，由人們驅(qū)動(dòng)機(jī)器。驅(qū)動(dòng)旋刀修剪草莖的方法是通過齒輪進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng),而旋刀割草機(jī)的基礎(chǔ)也來自于它。1830年,英國(guó)工程師比爾.鮑丁獲得了滾輪割草機(jī)。1832,蘭薩機(jī)械公司首先進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)滾輪割草機(jī),1902英國(guó)人在倫敦制造了由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾筒割草機(jī)，該原理目前仍在使用中。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,割草機(jī)早在二十世紀(jì)初期就得到了迅速發(fā)展。[1]
圖1.1 鐮刀割草
自第一臺(tái)滾刀割草機(jī)問世已有100多年的歷史了。主要用于牧場(chǎng)的機(jī)械已發(fā)展成幾十個(gè)品種,適合不同場(chǎng)合使用。在中國(guó)割草機(jī)的生產(chǎn)起步較晚,生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍偏小,產(chǎn)品的使用是比較簡(jiǎn)單的,并且沒有大規(guī)模批量生產(chǎn),所以長(zhǎng)期時(shí)間段以來,主要是進(jìn)口的割草機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1999年底,有10萬種在中國(guó)園林機(jī)械。1999,割草機(jī)的銷售量約為3萬臺(tái),此中2.4萬是進(jìn)口的。中國(guó)的割草機(jī)進(jìn)口主要來自日本、美國(guó)、意大利、瑞典等國(guó)家,從3800元到5萬8000元的進(jìn)口價(jià)格。
人們對(duì)居住環(huán)境的需求隨著社會(huì)進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展變得越來越高。城市環(huán)境的保護(hù)越來越受到人們的關(guān)注。中國(guó)的草坪建設(shè)也迅速發(fā)展起來。草坪有美化環(huán)境,鞏固土壤,保護(hù)坡面,凈化空氣等功能，這些功能已成為大家的共識(shí)。
經(jīng)濟(jì)和生存環(huán)境共同發(fā)展依然是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，而草坪業(yè)的發(fā)展在這中間也有著舉足輕重的作用。因?yàn)楦鞣N各樣認(rèn)為和自然的因素，我國(guó)大多的草地已然瀕臨或者說已經(jīng)逐漸退化。我國(guó)近幾年已經(jīng)將改善生態(tài)環(huán)境、調(diào)整、整改農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)，大力發(fā)展退耕還林還草。隨著措施的改善與進(jìn)步預(yù)計(jì)對(duì)政策的落實(shí)，草坪業(yè)已然呈現(xiàn)出日新月著的勢(shì)態(tài)，種植面積不斷擴(kuò)展，效果收獲頗豐。但是草坪收割中依然有很多的不足，比如收割大多以人工為主，作業(yè)所需勞動(dòng)強(qiáng)度高但效率緩不濟(jì)急且成本高等許多缺點(diǎn)。因而需要當(dāng)代大學(xué)生開拓思維改變這種局面，設(shè)計(jì)市場(chǎng)所需要的多功能割草機(jī)。
1.2 我國(guó)割草機(jī)的發(fā)展
1.2.1 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
（1）發(fā)展概述
園林機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今已逾百年的歷史。世界上第一臺(tái)割草機(jī)在1830年制造出來，標(biāo)志著這一產(chǎn)業(yè)揭開了發(fā)展的帷幕，在這之后許多不同類型的用以園林養(yǎng)護(hù)的機(jī)械裝備相繼出現(xiàn)。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，小型園林機(jī)械也開始進(jìn)入歐美等相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家和部分區(qū)域的家庭，逐漸變?yōu)槊考颐繎舻某Ｓ闷餍担?20 世紀(jì)末，各個(gè)國(guó)家主要城市的綠化作業(yè)和維護(hù)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，隨著世界經(jīng)濟(jì)不斷增加，同時(shí)，隨著機(jī)械制造技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。從市場(chǎng)布局來看，目前歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)是割草機(jī)產(chǎn)品的主要消費(fèi)市場(chǎng)。而對(duì)于大部分發(fā)展中國(guó)家而言，園林機(jī)械行業(yè)正處于持續(xù)發(fā)展階段。
圖1.2園林的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)
（2）行業(yè)發(fā)展特征和趨勢(shì)
由于人力資源、運(yùn)營(yíng)資源持續(xù)增長(zhǎng)，歐美國(guó)家部分區(qū)域割草機(jī)生產(chǎn)廠商紛紛將產(chǎn)能向具有資源優(yōu)勢(shì)的發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域轉(zhuǎn)移，在當(dāng)?shù)亟◤S，采辦由當(dāng)?shù)仄髽I(yè)制造的零件產(chǎn)物進(jìn)行裝配或者與當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)企業(yè)進(jìn)行包含OEM、ODM 等內(nèi)容的各種形式的協(xié)作[2]。國(guó)際產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移為發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域的割草機(jī)械企業(yè)帶來了大量管理經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)技術(shù)，締造了優(yōu)良的發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來了許多的的商業(yè)機(jī)遇。在與中外合資生產(chǎn)廠商洽談合作時(shí)，國(guó)內(nèi)整機(jī)生產(chǎn)商或者零部件生產(chǎn)商會(huì)根據(jù)對(duì)方的需求進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管和生產(chǎn)， 而中外合資生產(chǎn)廠商會(huì)按期或不按期對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。通過與中外合資生產(chǎn)廠商的合作，發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域的割草機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)可以向國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)深造,大范圍升高自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水準(zhǔn)和技術(shù)開發(fā)能力，為產(chǎn)品能在國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2.2 市場(chǎng)供求狀況及變動(dòng)趨勢(shì)
（1）國(guó)際市場(chǎng)
伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們?cè)絹碓叫枰G色健康的生活和優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境，園藝活動(dòng)已成了日常生活的重要組成部分。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的園林機(jī)械市場(chǎng)相對(duì)成熟，其消費(fèi)需求占全球市場(chǎng)份額的絕大部分。此外，其他國(guó)家和對(duì)綠色環(huán)保的重視也逐步提升，增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資，園林機(jī)械產(chǎn)品的需求穩(wěn)步增加，逐漸成為國(guó)際市場(chǎng)中不可或缺的組成部分。將來世界園藝設(shè)備行業(yè)將保持4.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，2017 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到217億美元，而作為園藝裝備中的重要組成部分，也將迎來需求的不斷增加。
①歐洲 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
歐洲各國(guó)有較好的自然環(huán)境保護(hù)、較早的城市化進(jìn)程起步，它們是園林機(jī)械的起源地，也是主要的消費(fèi)市場(chǎng)。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的別墅、私家花園有較高的普及率，大約有70%的居民有打理花園的愛好。德國(guó)是歐洲最大的割草機(jī)市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2006年德國(guó)共有 3,900 萬戶家庭，其中約有43%的家庭擁有自己的花園，逾 60%的德國(guó)住戶在余暇時(shí)間或多或少參加了園藝活動(dòng)，70%的德國(guó)家庭擁有的割草機(jī)器不少于8件。
② 亞洲 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
日本的城市化進(jìn)程始于1920年，當(dāng)下城市化率已超過90%。日本政府高度重視城市化進(jìn)程中的綠化建設(shè)，并出臺(tái)了大量的鼓勵(lì)政策。得益于政府的大力支持和推動(dòng)，目前日本的綠化覆蓋率已經(jīng)達(dá)到國(guó)土面積的70%左右，綠化覆蓋區(qū)的養(yǎng)護(hù)對(duì)園林機(jī)械產(chǎn)品有大量的需求。除此之外，日本有2,600多個(gè)高爾夫俱樂部和逾 900萬活躍的高爾夫球手。 高爾夫球場(chǎng)草坪養(yǎng)護(hù)設(shè)備也將成為園林機(jī)械產(chǎn)品銷售的重點(diǎn)增長(zhǎng)目標(biāo)。除日本外，亞洲其他大多數(shù)國(guó)家仍屬于發(fā)展中國(guó)家，收入水準(zhǔn)相對(duì)較低，在園林機(jī)械方面的投資相對(duì)較少。然而，整個(gè)亞洲地區(qū)的綠地、人口和 GDP絕對(duì)數(shù)量較大，近年來伴隨經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人均收入水平持續(xù)提升，人們改善居住環(huán)境、增加綠地面積的需求也在不斷上升，亞洲正逐步變成園林機(jī)械行業(yè)的新興市場(chǎng)。增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
（2）國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
隨著中國(guó)GDP總量的持續(xù)增加，人均收入水平不斷升高，并持續(xù)增加的面積的綠地，在中國(guó)割草機(jī)行業(yè)取得了持續(xù)、健康發(fā)展，2007年市場(chǎng)容量為十五億九千萬，2015年將達(dá)到八十七億四千萬億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為23.74%。根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)調(diào)查，在割草機(jī)市場(chǎng)園林機(jī)械產(chǎn)品的比例是最高的，達(dá)到55%。按這樣的比重計(jì)算，2015年國(guó)內(nèi)園藝設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)容量將達(dá)到四十八億七百萬。盡管市場(chǎng)容量相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)仍有略大的差別， 但隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)提高、居民生活水準(zhǔn)的持續(xù)增長(zhǎng)、綠色環(huán)保意識(shí)深入人心，政府和普通消費(fèi)者均會(huì)不斷增大在園藝活動(dòng)、環(huán)境保護(hù)、綠化建設(shè)等領(lǐng)域的投資，從而帶動(dòng)割草機(jī)市場(chǎng)的持續(xù)快速增長(zhǎng)。各國(guó)有較好的自然環(huán)境保護(hù)、較早的城市化進(jìn)程起步
1.3 手推式割草機(jī)的使用
目前，綠地設(shè)計(jì)是城市建設(shè)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，草坪是綠化的一種重要表現(xiàn)形式。當(dāng)下城市綠地修整草坪主要使用身背柴油機(jī)作動(dòng)力，或者使用電動(dòng)/汽油機(jī)的割草機(jī)，這些割草機(jī)噪音大，體積龐大，使用起來及其不方便，易擾民，且容易出現(xiàn)故障，不太適合城市綠化需求。隨著人民生活水平的不斷提高，全面建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的迫切要求，人們對(duì)周圍生活環(huán)境綠化要求標(biāo)準(zhǔn)逐步增高，城市綠化問題變得及為重要，因此開發(fā)一種便捷的適合城市綠地使用、可調(diào)整高度的、無噪音的手推式割草機(jī)成為當(dāng)務(wù)之急，本次設(shè)計(jì)就是專為城市綠地設(shè)計(jì)的。[3]
在割草機(jī)出現(xiàn)之前,鐮刀是修剪草地的主要工具,保證牧草質(zhì)量的主要用途是放牧牛羊。隨著網(wǎng)球、高爾夫和足球的興起,人們?cè)絹碓娇释麚碛忻利惼秸倪\(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。1805,來自英國(guó)的英國(guó)人Pollak Nate發(fā)明了第一種除草和并能收獲谷物的機(jī)器，由人們驅(qū)動(dòng)機(jī)器。驅(qū)動(dòng)旋刀修剪草莖的方法是通過齒輪進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng),而旋刀割草機(jī)的基礎(chǔ)也來自于它。1830年,英國(guó)工程師比爾.鮑丁獲得了滾輪割草機(jī)。1832,蘭薩機(jī)械公司首先進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)滾輪割草機(jī),1902英國(guó)人在倫敦制造了由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾筒割草機(jī)，該原理目前仍在使用中。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,割草機(jī)早在二十世紀(jì)初期就得到了迅速發(fā)展。
自第一臺(tái)滾刀割草機(jī)問世已有100多年的歷史了。主要用于牧場(chǎng)的機(jī)械已發(fā)展成幾十個(gè)品種,適合不同場(chǎng)合使用。在中國(guó)割草機(jī)的生產(chǎn)起步較晚,生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍偏小,產(chǎn)品的使用是比較簡(jiǎn)單的,并且沒有大規(guī)模批量生產(chǎn),所以長(zhǎng)期時(shí)間段以來,主要是進(jìn)口的割草機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1999年底,有10萬種在中國(guó)園林機(jī)械。1999,割草機(jī)的銷售量約為3萬臺(tái),此中2.4萬是進(jìn)口的。中國(guó)的割草機(jī)進(jìn)口主要來自日本、美國(guó)、意大利、瑞典等國(guó)家,從3800元到5萬8000元的進(jìn)口價(jià)格。
人們對(duì)居住環(huán)境的需求隨著社會(huì)進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展變得越來越高。城市環(huán)境的保護(hù)越來越受到人們的關(guān)注。中國(guó)的草坪建設(shè)也迅速發(fā)展起來。草坪有美化環(huán)境,鞏固土壤,保護(hù)坡面,凈化空氣等功能，這些功能已成為大家的共識(shí)。
經(jīng)濟(jì)和生存環(huán)境共同發(fā)展依然是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，而草坪業(yè)的發(fā)展在這中間也有著舉足輕重的作用。因?yàn)楦鞣N各樣認(rèn)為和自然的因素，我國(guó)大多的草地已然瀕臨或者說已經(jīng)逐漸退化。我國(guó)近幾年已經(jīng)將改善生態(tài)環(huán)境、調(diào)整、整改農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)，大力發(fā)展退耕還林還草。隨著措施的改善與進(jìn)步預(yù)計(jì)對(duì)政策的落實(shí)，草坪業(yè)已然呈現(xiàn)出日新月著的勢(shì)態(tài)，種植面積不斷擴(kuò)展，效果收獲頗豐。但是草坪收割中依然有很多的不足，比如收割大多以人工為主，作業(yè)所需勞動(dòng)強(qiáng)度高但效率緩不濟(jì)急且成本高等許多缺點(diǎn)。因而需要當(dāng)代大學(xué)生開拓思維改變這種局面，設(shè)計(jì)市場(chǎng)所需要的多功能割草機(jī)。
園林機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今已逾百年的歷史。世界上第一臺(tái)割草機(jī)在1830年制造出來，標(biāo)志著這一產(chǎn)業(yè)揭開了發(fā)展的帷幕，在這之后許多不同類型的用以園林養(yǎng)護(hù)的機(jī)械裝備相繼出現(xiàn)。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，小型園林機(jī)械也開始進(jìn)入歐美等相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家和部分區(qū)域的家庭，逐漸變?yōu)槊考颐繎舻某Ｓ闷餍担?20 世紀(jì)末，各個(gè)國(guó)家主要城市的綠化作業(yè)和維護(hù)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，隨著世界經(jīng)濟(jì)不斷增加，同時(shí)，隨著機(jī)械制造技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。從市場(chǎng)布局來看，目前歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)是割草機(jī)產(chǎn)品的主要消費(fèi)市場(chǎng)。而對(duì)于大部分發(fā)展中國(guó)家而言，園林機(jī)械行業(yè)正處于持續(xù)發(fā)展階段。
由于人力資源、運(yùn)營(yíng)資源持續(xù)增長(zhǎng)，歐美國(guó)家部分區(qū)域割草機(jī)生產(chǎn)廠商紛紛將產(chǎn)能向具有資源優(yōu)勢(shì)的發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域轉(zhuǎn)移，在當(dāng)?shù)亟◤S，采辦由當(dāng)?shù)仄髽I(yè)制造的零件產(chǎn)物進(jìn)行裝配或者與當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)企業(yè)進(jìn)行包含OEM、ODM 等內(nèi)容的各種形式的協(xié)作。國(guó)際產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移為發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域的割草機(jī)械企業(yè)帶來了大量管理經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)技術(shù)，締造了優(yōu)良的發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來了許多的的商業(yè)機(jī)遇。在與中外合資生產(chǎn)廠商洽談合作時(shí)，國(guó)內(nèi)整機(jī)生產(chǎn)商或者零部件生產(chǎn)商會(huì)根據(jù)對(duì)方的需求進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管和生產(chǎn)， 而中外合資生產(chǎn)廠商會(huì)按期或不按期對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。通過與中外合資生產(chǎn)廠商的合作，發(fā)展中國(guó)家和部分區(qū)域的割草機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)可以向國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)深造,大范圍升高自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水準(zhǔn)和技術(shù)開發(fā)能力，為產(chǎn)品能在國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1）國(guó)際市場(chǎng)
伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們?cè)絹碓叫枰G色健康的生活和優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境，園藝活動(dòng)已成了日常生活的重要組成部分。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的園林機(jī)械市場(chǎng)相對(duì)成熟，其消費(fèi)需求占全球市場(chǎng)份額的絕大部分。此外，其他國(guó)家和對(duì)綠色環(huán)保的重視也逐步提升，增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資，園林機(jī)械產(chǎn)品的需求穩(wěn)步增加，逐漸成為國(guó)際市場(chǎng)中不可或缺的組成部分。將來世界園藝設(shè)備行業(yè)將保持4.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，2017 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到217億美元，而作為園藝裝備中的重要組成部分，也將迎來需求的不斷增加。
①歐洲 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
歐洲各國(guó)有較好的自然環(huán)境保護(hù)、較早的城市化進(jìn)程起步，它們是園林機(jī)械的起源地，也是主要的消費(fèi)市場(chǎng)。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的別墅、私家花園有較高的普及率，大約有70%的居民有打理花園的愛好。德國(guó)是歐洲最大的割草機(jī)市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2006年德國(guó)共有 3,900 萬戶家庭，其中約有43%的家庭擁有自己的花園，逾 60%的德國(guó)住戶在余暇時(shí)間或多或少參加了園藝活動(dòng)，70%的德國(guó)家庭擁有的割草機(jī)器不少于8件。
② 亞洲 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
日本的城市化進(jìn)程始于1920年，當(dāng)下城市化率已超過90%。日本政府高度重視城市化進(jìn)程中的綠化建設(shè)，并出臺(tái)了大量的鼓勵(lì)政策。得益于政府的大力支持和推動(dòng)，目前日本的綠化覆蓋率已經(jīng)達(dá)到國(guó)土面積的70%左右，綠化覆蓋區(qū)的養(yǎng)護(hù)對(duì)園林機(jī)械產(chǎn)品有大量的需求。除此之外，日本有2,600多個(gè)高爾夫俱樂部和逾 900萬活躍的高爾夫球手。 高爾夫球場(chǎng)草坪養(yǎng)護(hù)設(shè)備也將成為園林機(jī)械產(chǎn)品銷售的重點(diǎn)增長(zhǎng)目標(biāo)。除日本外，亞洲其他大多數(shù)國(guó)家仍屬于發(fā)展中國(guó)家，收入水準(zhǔn)相對(duì)較低，在園林機(jī)械方面的投資相對(duì)較少。然而，整個(gè)亞洲地區(qū)的綠地、人口和 GDP絕對(duì)數(shù)量較大，近年來伴隨經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人均收入水平持續(xù)提升，人們改善居住環(huán)境、增加綠地面積的需求也在不斷上升，亞洲正逐步變成園林機(jī)械行業(yè)的新興市場(chǎng)。增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
（2）國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 增加了在公路綠化、庭院綠化市政園林建設(shè)市政園林的投資
隨著中國(guó)GDP總量的持續(xù)增加，人均收入水平不斷升高，并持續(xù)增加的面積的綠地，在中國(guó)割草機(jī)行業(yè)取得了持續(xù)、健康發(fā)展，2007年市場(chǎng)容量為十五億九千萬，2015年將達(dá)到八十七億四千萬億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為23.74%。根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)調(diào)查，在割草機(jī)市場(chǎng)園林機(jī)械產(chǎn)品的比例是最高的，達(dá)到55%。按這樣的比重計(jì)算，2015年國(guó)內(nèi)園藝設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)容量將達(dá)到四十八億七百萬。盡管市場(chǎng)容量相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)仍有略大的差別， 但隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)提高、居民生活水準(zhǔn)的持續(xù)增長(zhǎng)、綠色環(huán)保意識(shí)深入人心，政府和普通消費(fèi)者均會(huì)不斷增大在園藝活動(dòng)、環(huán)境保護(hù)、綠化建設(shè)等領(lǐng)域的投資，從而帶動(dòng)割草機(jī)市場(chǎng)的持續(xù)快速增長(zhǎng)。各國(guó)有較好的自然環(huán)境保護(hù)、較早的城市化進(jìn)程起步
1.3 手推式割草機(jī)的使用
目前，綠地設(shè)計(jì)是城市建設(shè)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，草坪是綠化的一種重要表現(xiàn)形式。當(dāng)下城市綠地修整草坪主要使用身背柴油機(jī)作動(dòng)力，或者使用電動(dòng)/汽油機(jī)的割草機(jī)，這些割草機(jī)噪音大，體積龐大，使用起來及其不方便，易擾民，且容易出現(xiàn)故障，不太適合城市綠化需求。隨著人民生活水平的不斷提高，全面建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的迫切要求，人們對(duì)周圍生活環(huán)境綠化要求標(biāo)準(zhǔn)逐步增高，城市綠化問題變得及為重要，因此開發(fā)一種便捷的適合城市綠地使用、可調(diào)整高度的、無噪音的手推式割草機(jī)成為當(dāng)務(wù)之急，本次設(shè)計(jì)就是專為城市綠地設(shè)計(jì)的。
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 割草機(jī)的分類
根據(jù)刀具類型,可分為旋刀式、往復(fù)式、滾刀式、甩刀式和甩繩式。它們應(yīng)用大多是滾刀割草機(jī)和往復(fù)式割草機(jī)。
往復(fù)式割草機(jī)割茬整齊且割茬低,草坪損失少,金屬耗量低,單位寬度功耗低,成本低。其操作速度一般為6--8kM/h。增加刀的往復(fù)次數(shù),解決切刀的全平衡問題,可將操作速度提高到10--12kM/h。往復(fù)式割草機(jī)適用于切割高生長(zhǎng)密度的直立草坪。
旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)工作平穩(wěn),對(duì)草坪適應(yīng)性強(qiáng)。它特別適用于密集、倒伏和纏繞的牧場(chǎng)。工作速度可達(dá)8--16kM/h,生產(chǎn)效率高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格高,單位功耗大。
根據(jù)配套動(dòng)力和操作方式,可分為手推式、手扶式、步行式、自走式、騎行式和拖拉機(jī)式草坪割草機(jī)。
根據(jù)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式,主要分為三種類型的割草機(jī),即畜力驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。其中,發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)割草機(jī)最大,而發(fā)動(dòng)機(jī)大多是單缸汽油機(jī)。雖然太陽能割草機(jī)已經(jīng)生產(chǎn),但它的應(yīng)用很少。
動(dòng)力牽引式割草機(jī)可按牽引或懸掛方式分為前、側(cè)、后、中割草機(jī)。目前,也有旋耕刀和手動(dòng)割草機(jī),其中大部分采用中間懸掛,而滾齒刀則采用前置式割草機(jī),大割草機(jī)采用混合牽引。
2.2 割草機(jī)的基本要求
無論是哪種割草機(jī),草坪修剪的基本要求都是一樣的。
(1)可根據(jù)要求調(diào)整割草高度,適用于寬范圍的高度調(diào)節(jié)。
(2)割草整齊整齊,刈割高度在同一行程前后一致。這兩個(gè)操作環(huán)節(jié)是光滑的和不間斷的。
(3)地形適應(yīng)性強(qiáng),模仿能力強(qiáng)。
(4)割草機(jī)較輕,對(duì)草坪的危害較小。
(5)草被清理干凈,或部分切割細(xì)膩。
(6)割草機(jī)質(zhì)量好,故障少,節(jié)省燃料,效率高。
(7)操作方便、便攜、靈活、易于維護(hù)和調(diào)試,具有良好的通用性和互換性。
(8)正確把握修剪草坪的時(shí)間,制定科學(xué)修剪高度和修剪頻率。
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2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 割草機(jī)的分類
根據(jù)刀具類型,可分為旋刀式、往復(fù)式、滾刀式、甩刀式和甩繩式。它們應(yīng)用大多是滾刀割草機(jī)和往復(fù)式割草機(jī)。
往復(fù)式割草機(jī)割茬整齊且割茬低,草坪損失少,金屬耗量低,單位寬度功耗低,成本低。其操作速度一般為6--8kM/h。增加刀的往復(fù)次數(shù),解決切刀的全平衡問題,可將操作速度提高到10--12kM/h。往復(fù)式割草機(jī)適用于切割高生長(zhǎng)密度的直立草坪。
旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)工作平穩(wěn),對(duì)草坪適應(yīng)性強(qiáng)。它特別適用于密集、倒伏和纏繞的牧場(chǎng)。工作速度可達(dá)8--16kM/h,生產(chǎn)效率高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格高,單位功耗大。
根據(jù)配套動(dòng)力和操作方式,可分為手推式、手扶式、步行式、自走式、騎行式和拖拉機(jī)式草坪割草機(jī)。
根據(jù)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式,主要分為三種類型的割草機(jī),即畜力驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。其中,發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)割草機(jī)最大,而發(fā)動(dòng)機(jī)大多是單缸汽油機(jī)。雖然太陽能割草機(jī)已經(jīng)生產(chǎn),但它的應(yīng)用很少。
動(dòng)力牽引式割草機(jī)可按牽引或懸掛方式分為前、側(cè)、后、中割草機(jī)。目前,也有旋耕刀和手動(dòng)割草機(jī),其中大部分采用中間懸掛,而滾齒刀則采用前置式割草機(jī),大割草機(jī)采用混合牽引。
2.2 割草機(jī)的基本要求
無論是哪種割草機(jī),草坪修剪的基本要求都是一樣的。
(1)可根據(jù)要求調(diào)整割草高度,適用于寬范圍的高度調(diào)節(jié)。
(2)割草整齊整齊,刈割高度在同一行程前后一致。這兩個(gè)操作環(huán)節(jié)是光滑的和不間斷的。
(3)地形適應(yīng)性強(qiáng),模仿能力強(qiáng)。
(4)割草機(jī)較輕,對(duì)草坪的危害較小。
(5)草被清理干凈,或部分切割細(xì)膩。
(6)割草機(jī)質(zhì)量好,故障少,節(jié)省燃料,效率高。
(7)操作方便、便攜、靈活、易于維護(hù)和調(diào)試,具有良好的通用性和互換性。
(8)正確把握修剪草坪的時(shí)間,制定科學(xué)修剪高度和修剪頻率。
2.3 總體設(shè)計(jì)
此次設(shè)計(jì)的割草機(jī)的主要組成部分有：傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)，給予支撐力的支承輪，收集草屑的集草袋，切割草莖的旋刀和配合調(diào)高機(jī)殼等。如圖2.1所示。
1.扶手桿2.收集箱3.割草高度調(diào)節(jié)桿4.箱蓋5.電動(dòng)機(jī)6.離合器7.輪子
圖2.1割草機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要組成部分有：離合器，傳動(dòng)軸等。傳動(dòng)軸固定在機(jī)殼箱體的方法則是利用兩個(gè)軸承支撐，如圖2.2所示。利用輸出軸控制旋刀。當(dāng)汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度到某一數(shù)值時(shí)，離合器在離心力作用下拋出離合塊，與離合碟接合，汽油機(jī)將動(dòng)力通過輸出軸傳遞給旋刀，使旋刀完成旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行剪草作業(yè)。
圖2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
旋刀刀柄的組成部分主要有刀片，刀體，止動(dòng)墊片，螺母和螺栓等，如圖所示。刀體需要強(qiáng)力的的剛度和強(qiáng)度才能固定支撐兩個(gè)刀片，所以采用45號(hào)鋼來制作刀體。而刀片需要一定的韌度和硬度配合才能更好的完成作業(yè)，所以選用65Mn鋼制作刀片。[4]制作刀片前端翼片時(shí)，將其運(yùn)用合適的形狀和角度做成能形成渦流的風(fēng)葉狀，這是為了在剪草的時(shí)候形成縱向和軸向氣流，這時(shí)與機(jī)殼下表面蝸殼狀腔室配合即可將碎草引入集草裝置。旋刀及旋刀體之間則利用螺栓緊固，且配有止動(dòng)墊片用來防松。這時(shí)的刀片需要固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸上此時(shí)則運(yùn)用緊鎖螺母緊固。
圖2.3刀柄
需要在機(jī)殼上固定的機(jī)構(gòu)有：汽油機(jī)，割草機(jī)的輪子，割草機(jī)手推把手以及集草裝置。因此制作機(jī)殼的材料需要選用優(yōu)質(zhì)的厚鋼板，制作時(shí)將其沖壓成型后運(yùn)用焊接技術(shù)將其合成，這樣制作的鋼板強(qiáng)度高，且安全性高，可以預(yù)防割草作業(yè)時(shí)發(fā)生意外。割草機(jī)的輪子運(yùn)用螺栓緊固在論軸上，輪子與輪軸通過焊接的方式體現(xiàn)在支撐板上，輪子和支承板相對(duì)機(jī)殼運(yùn)動(dòng)的方式則是通過其組合繞著支承軸來運(yùn)作。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇
由于草的韌性等因素，要選擇質(zhì)量小速度大的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率選用5kw，轉(zhuǎn)速要求只要達(dá)到可切割草的速度即可，所以選發(fā)動(dòng)機(jī) YX168F，具體參數(shù)如下：
發(fā)動(dòng)機(jī)：YX168F，單缸，四沖程
旋轉(zhuǎn)速度：3600轉(zhuǎn)每分鐘，
缸徑X行程：68mmX45mm
最大輸出功率：5.5HP/3600rpm
最大輸出扭矩：1.1kg。M/2500rpm
發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸（長(zhǎng)*寬*高）：312mm*362mm*335mm
重量：15公斤。
3.2 旋刀設(shè)計(jì)
，震蕩幅度較小，割刀的機(jī)械結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，，因此本次割草機(jī)設(shè)計(jì)也采用旋。[5]
3.2.1刃口設(shè)計(jì)
。草旋刀，如圖3-1所示，，分析，其中aa0 和bb0為刀片刃口，，并沿X軸以速。各國(guó)有較好的自然環(huán)境保護(hù)、較早的城市化進(jìn)程起步。
，刃口aa0 。，而bb0的運(yùn)動(dòng)軌跡為，，如圖所示。，畫有交叉線，其。
圖3.1 旋刀式切割器切割圖
分析得，點(diǎn)a的位移方程式為
(3-1)
式中是刀片半徑。
點(diǎn)的位移方程式為
(3-2)
要使漏割區(qū)消除，必須使：
其中為刀片刃口高度。
從上面圖中可以看到，刃口 上的點(diǎn)轉(zhuǎn)到X軸時(shí)，其轉(zhuǎn)角為，即經(jīng)過后，刀片轉(zhuǎn)了0.25周，即有
當(dāng)刃口上的點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到X軸上時(shí)，其轉(zhuǎn)角為，即經(jīng)過了后，刀片轉(zhuǎn)了0.75周，即有
將和代入式，得到
故有
或
式表示割草機(jī)刀具旋轉(zhuǎn)速度與機(jī)器前進(jìn)速度之間的函數(shù)關(guān)系，其比值越高，割草機(jī)前進(jìn)速度越高，刀片的轉(zhuǎn)速就越快；根據(jù)公式可以在確定了刃口高度和刀片轉(zhuǎn)速的情況下，計(jì)算出機(jī)器的前進(jìn)速度。從以上式子可以看出，適當(dāng)?shù)脑龃笕锌诟叨然蜣D(zhuǎn)速，可以適當(dāng)提高機(jī)器前進(jìn)的速度，從而提高工作效率。
由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可得刀具最大轉(zhuǎn)速，取刀刃刃口高度為50mm，可計(jì)算出割草機(jī)行走速度，符合正常成年人的行走速度，所以本方案合適。
3.2.2 刀具的固定
如圖3.2所示，割草刀一個(gè)刀柄與兩片刀片通過四個(gè)螺栓連接，采用止動(dòng)墊片以及防松螺母緊固。刀具與傳動(dòng)軸通過中間方孔進(jìn)行扭矩的傳動(dòng)，使刀具旋轉(zhuǎn)切割草株，并因此能使鎖緊螺母及止動(dòng)墊片緊固連接，防止工作時(shí)松動(dòng)甩出造成機(jī)械的損傷，更能避免其對(duì)人的傷害。
圖3.2刀柄
3.3外殼設(shè)計(jì)
罩殼用3mm，，的。，。排草口設(shè)在后部，。
3.4傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4.1 初步確定軸的最小直徑
（1）首先要求出輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速N和轉(zhuǎn)矩T
假設(shè)為理想狀態(tài)，輸出沒有任何損耗，那么發(fā)動(dòng)機(jī)功率即為輸出軸上的最大功率，即
又有
于是可得
（2）初步確定傳動(dòng)軸的最小尺寸
按公式可以初步估算出軸的最小直徑。軸的材料為選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參考材料，取A0=112，于是可以得到
由傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)可以看出，軸的最小直徑很明顯是安裝離合器離合碟處的直徑。因?yàn)榇颂幮枰ㄟ^鍵進(jìn)行連接，需要留有鍵槽，軸徑增大5%-7%,故取最小徑為=15mm。
3.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)，首先要擬定傳動(dòng)軸上零件的裝配方案。傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖3.3 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
（1） 用I、II、III、IV……將上述傳動(dòng)軸分成七段，通過軸向定位的要求來確定軸的各段直徑和要求：
①為了能夠滿足離合器的軸向定位需要，Ⅰ—Ⅱ軸段需設(shè)計(jì)出一軸肩，因此?、颉蠖蔚闹睆絛Ⅱ-Ⅲ=20mm；上端采用軸端擋圈定位，根據(jù)軸端直徑取得擋圈直徑D=22mm，由結(jié)構(gòu)需要取Ⅰ—Ⅱ軸段的長(zhǎng)度LⅠ—Ⅱ=16mm。
②滾動(dòng)軸承初步選用
因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力作用，所以本次設(shè)計(jì)選用單列圓錐滾子軸承。
參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=20mm，根據(jù)軸承產(chǎn)品目錄，初步選取單列圓錐滾子軸承30304，軸承尺寸為d×D×T=20mm×52mm×16.25mm,故第二軸段dⅡ-Ⅲ=20mm，LⅡ—Ⅲ=15mm。
參照工作要求以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，另一個(gè)軸承選用30205單列圓錐滾子軸承，其尺寸大小為d×D×T=25mm×52mm×16.25mm,故dⅣ—Ⅴ=22mm，lⅣ—Ⅴ=12mm。
③根據(jù)兩軸承間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，軸段III-IV直徑dⅢ—Ⅳ=22mm，長(zhǎng)度lⅢ—Ⅳ=15mm。
④由軸承定位要求，Ⅳ—Ⅴ軸段左側(cè)應(yīng)該設(shè)有一個(gè)軸肩，故取VI-VII段dⅥ—Ⅶ=30mm，選取此段長(zhǎng)度lⅥ—Ⅶ=25mm。
⑤Ⅶ—Ⅷ軸段與刀具通過方孔配合，這里?、鳌S段為截面為16mm×16mm的方形的柱體，根據(jù)刀具的厚度，取此段長(zhǎng)度lⅦ—Ⅷ=9mm。
⑥Ⅷ—Ⅸ軸段的作用僅為固定刀具，不需要受扭矩作用，所以取M10螺柱，長(zhǎng)度根據(jù)鎖緊螺母裝配要求取lⅧ—Ⅸ=10mm。
至此，各割草機(jī)傳動(dòng)軸的各段直徑和長(zhǎng)度已初步確定了。
(2)軸上零件的周向定位
離合器的離合碟與傳動(dòng)軸之間采用平鍵連接。按dⅠ—Ⅱ=15mm由手冊(cè)查得平鍵截面b×h=5mm×8mm（GB1096-1990）。通過度配合來保證滾動(dòng)軸承的周向定位，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。
(3)確定軸上圓角和倒角尺寸
根據(jù)參考資料和軸的直徑，取軸端倒角為C1，各軸肩處的圓角半徑可見傳動(dòng)軸圖紙G530-06 。
3.4.3軸的校核
（1）進(jìn)行軸的校核時(shí)，通常只需要校核軸上承受最大彎矩和最大扭矩的截面處的強(qiáng)度即可，顯然Ⅱ截面是危險(xiǎn)截面，由于該傳動(dòng)軸只受扭矩作用，故只需將扭矩T帶入以下公式：
取α=0.6
軸的計(jì)算應(yīng)力為
前面選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，通過查表可以查得[]=60MPa。因此，所以該軸是安全的。
(2）校核軸的疲勞強(qiáng)度
1）判斷危險(xiǎn)截面
軸上只受扭矩作用，且各處扭矩等大，又因軸段Ⅰ—Ⅱ直徑最小，且設(shè)計(jì)了鍵槽，截面Ⅱ處設(shè)有軸肩，應(yīng)力最集中，故只要校核截面Ⅱ右側(cè)截面即可。
2) 截面Ⅱ右側(cè)校核
抗扭截面系數(shù)為
截面Ⅱ上的扭矩T為
T=1094.27Nmm
扭矩切應(yīng)力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表可得
截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按參考資料查取。因
經(jīng)查值后可查得
軸的材料的敏感性系數(shù)為
效應(yīng)力集中系數(shù)為
扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)取
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則得綜合系數(shù)為
又由參考文獻(xiàn)得碳鋼的特性系數(shù)
，取
于是，計(jì)算安全系數(shù)為
故該傳動(dòng)軸是安全的。
3.5離合器的設(shè)計(jì)
，其特點(diǎn)是可直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，，改善發(fā)熱，，因打滑產(chǎn)生摩擦熱，，且輸出功率與轉(zhuǎn)速有關(guān)，故不宜用于變速傳動(dòng)的軸系。[6]
離心課題的要求，且式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)過程較平穩(wěn)，過載時(shí)能打滑，有作用，故采用此結(jié)構(gòu)。
發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器通過平鍵連接。離合器與軸間采用連接后，共同放入箱體內(nèi)，構(gòu)成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
離心離合器具體結(jié)構(gòu)如下圖3.4所示：
1.從動(dòng)輪 2.橡膠墊 3.閘塊 4.主動(dòng)套筒
圖3.4 離心離合器
3.6調(diào)高裝置設(shè)計(jì)
割草機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)可以用來調(diào)整割草的高度，控制草茬的深度，在城市綠地草坪的修剪有著很重要的作用,通常設(shè)計(jì)在機(jī)體內(nèi)或者輪軸上，外部只有操作手柄。本設(shè)計(jì)將調(diào)高手柄與割草機(jī)前后輪軸支撐板焊接在一起，在手柄上制造出一個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)與機(jī)架罩殼上的五個(gè)方孔進(jìn)行配合，通過調(diào)節(jié)凸臺(tái)與方孔的位置改變手柄與罩殼的相對(duì)位置，形成一定的轉(zhuǎn)角，從而使割草機(jī)車輪相對(duì)罩殼升高或降低，即刀具與地面之間的高度也跟隨著改變，因此來改變草地留茬深度。為了可以同時(shí)調(diào)節(jié)高度，本設(shè)計(jì)通過連接在支撐板上的連接桿把前后行走車輪連接在一起。這樣的調(diào)高設(shè)計(jì)調(diào)整占用空間最小, 且成本最低、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單實(shí)用,既不影響出草又能順利進(jìn)行調(diào)高操作，非常適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
3.7 車輪及把手選擇
為了方便機(jī)器車輪更換，車輪選用標(biāo)準(zhǔn)車輪，型號(hào)為13B-200×50GB/T，該車輪內(nèi)部帶有滾動(dòng)軸承，可以直接安裝在輪軸上。
割草機(jī)把手由無縫鋼管制成，根據(jù)人體高度設(shè)計(jì)出合適的長(zhǎng)度，使其垂直地面在800mm-900mm間可調(diào)。
3.8 消音減噪設(shè)計(jì)?
帶翼片的刀片在刀殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于軸流風(fēng)機(jī)，旋刀裝置的噪聲主要是由于帶翼片的刀片在刀殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而引起震動(dòng)導(dǎo)致的。旋刀產(chǎn)生的噪聲主要為空氣動(dòng)力噪聲，主要是因?yàn)闅怏w流動(dòng)的不穩(wěn)定，也就是氣體的干擾所產(chǎn)生的噪聲。[7]
本設(shè)計(jì)通過在傳統(tǒng)旋刀裝置的基礎(chǔ)上改進(jìn)刀片的翹曲度，降低旋刀裝置的噪聲。傳統(tǒng)裝置的旋刀裝置的翼片與旋轉(zhuǎn)綜軸線的角度（形成角）是零，我們將改進(jìn)裝置的形成角設(shè)計(jì)在20-30°之間，以此來減小氣體對(duì)刀具的干擾，經(jīng)過試驗(yàn)觀察，改進(jìn)刀片的翹曲度還是相當(dāng)必要的，不僅降低噪聲，也能延長(zhǎng)旋刀的裝置的壽命。?
另外我們?cè)诟畈輽C(jī)上安裝消聲器，可以在一定程度上減低噪聲。通過調(diào)查和研究，對(duì)旋刀裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方面的研究，對(duì)割草機(jī)配套的內(nèi)燃機(jī)的減噪裝置進(jìn)行了研究和改進(jìn)，例如，美國(guó)的JOHN DEERE48和德國(guó)的SOLO的割草機(jī)將大容積的消聲器安裝在旋轉(zhuǎn)式刀殼內(nèi)，在很大程度上降低了噪聲污染，均達(dá)到好的消聲效果。
4 結(jié)論
該設(shè)計(jì)是一種小型汽油機(jī)帶動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)切割草莖，人工推動(dòng)機(jī)具進(jìn)行完成作業(yè)的草坪修剪機(jī)，這種機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合城市綠地草坪的修剪。在沒有認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)大學(xué)幾年年來，然而因?yàn)檫@次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)覺我的觀點(diǎn)有些片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不止是對(duì)驗(yàn)證，并且也是對(duì)自我綜合素養(yǎng)的一種提升。，我終于意識(shí)到學(xué)習(xí)是一個(gè)厚積薄發(fā)的過程，在以后的都該持續(xù)的進(jìn)修，努力提升自我綜合素養(yǎng)。我們研究制作畢業(yè)論文的目的就是運(yùn)用已有的專業(yè)，解析并處理關(guān)于理論問題和實(shí)際問題的過程，把知。畢業(yè)設(shè)計(jì)是，是對(duì)，培養(yǎng)處理問題的能力，為以后。
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