[CAD圖紙全套]手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 1 技術(shù)任務(wù)書 計(jì)的依據(jù) 剪草機(jī)械至今已有 100 多年的歷史,目前人們普遍使用的是電動(dòng)剪草機(jī)械。由于剪草機(jī)械多在人口稠密的地區(qū)作業(yè),流動(dòng)性大,對(duì)機(jī)械的震動(dòng)、噪音、廢氣排放、質(zhì)量等指標(biāo)要求較高?,F(xiàn)在的剪草機(jī)多使用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力,排氣污染量相對(duì)于汽車的較少,但其噪聲危害卻很大。美國(guó) 國(guó)環(huán)境保護(hù)局 )及歐盟對(duì)割草機(jī)等用發(fā)動(dòng)機(jī)的排放均有相應(yīng)的法規(guī);德國(guó)還出臺(tái)了控制噪聲污染的蘭色天使法規(guī);歐洲一些城市推出過(guò)引導(dǎo)性計(jì)劃,通過(guò)稅收優(yōu)惠及獎(jiǎng)勵(lì)等措施鼓勵(lì)“綠色經(jīng)營(yíng)者” 以加速環(huán)保技術(shù)的發(fā)展 。 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(lái)方便,也給周圍的人帶來(lái)舒適,安靜的環(huán)境。 目前市面上的剪草機(jī)大多需動(dòng)力引擎,這會(huì)產(chǎn)生較大的噪音,帶來(lái)環(huán)境污染,在辦公和學(xué)習(xí)的地方,這種需動(dòng)力引擎的剪草機(jī)就顯得非常不受歡迎。由于動(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(lái)強(qiáng)烈的震動(dòng),使操作很不舒適。雖然,動(dòng)力引擎草坪剪草機(jī)剪 草效率較高,剪草效果較好,但是,其價(jià)格也較昂貴,就目前來(lái)說(shuō),一般的用戶難以接受。 通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研,我們決定設(shè)計(jì)一種無(wú)引擎驅(qū)動(dòng),無(wú)噪音污染,剪草高度可調(diào)節(jié),輕便簡(jiǎn)潔,操作方便和美觀實(shí)用適用于一般用戶的草坪剪草機(jī)。 該產(chǎn)品主要用于家用,及面積不大的草坪修剪。無(wú)需引擎,可謂綠色環(huán)保的剪草機(jī)。對(duì)提倡環(huán)保的地域,是理想的剪草工具。 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 2 - 手推式剪草機(jī)的總體設(shè)計(jì)參數(shù) 外形尺寸: 5 8 6 3 6 9 2 0 0 輸入功率: 輪子轉(zhuǎn)速: 1 1 3 / m 力矩: 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m 凈質(zhì)量: 30M 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: 同時(shí)剪草量: 500N 根 手推式剪草機(jī)的刀具設(shè)計(jì)參數(shù) 表 1具設(shè)計(jì)參數(shù) 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 2400動(dòng) 860r/形 13r/ 人 30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。端面齒輪通過(guò)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)。由于剪草機(jī)變速變矩范圍不夠大,因此在刀具的選擇上尤其注意以提高剪草機(jī)自身效率為重要原則。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 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(guò)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(guò)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。如圖 1 1 所示: 圖 1 1 機(jī)器 的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 4 - 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 6 - 紀(jì)中葉,大部分的草坪還在使用鐮刀來(lái)割草或放牧牛羊來(lái)保持草地的整齊性。隨著高爾夫球、網(wǎng)球及足球等運(yùn)動(dòng)的興起,保持完善的草地做運(yùn)動(dòng)場(chǎng)便成為當(dāng)務(wù)之急。英國(guó)人 用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械工作的原理發(fā)明了滾刀式剪草機(jī),該產(chǎn)品的問世在英國(guó)受到了廣泛的歡迎,隨后傳人美國(guó)。 1868 年,美國(guó)第一臺(tái)剪草機(jī)取得專利,美國(guó)的草坪業(yè)也由此起步。不過(guò)幾年,便有 37 項(xiàng)有關(guān)剪草機(jī)的發(fā)明獲得專利。到 1881 年,總共有 4 萬(wàn)多臺(tái)剪草機(jī)被生產(chǎn)和銷 售 。最初的剪草機(jī)均為人力驅(qū)動(dòng); 1890 年,在英國(guó)開始設(shè)計(jì)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的剪草機(jī)。從最初的蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)展到小型內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng); 1909年,美國(guó)科學(xué)家 得了動(dòng)力型機(jī)械式剪草機(jī)專利,盡管剪草機(jī)由汽油機(jī)驅(qū)動(dòng),但整個(gè)裝置仍由馬拉行走。 在草坪修剪機(jī)械發(fā)展的歷史上,第二次世界大戰(zhàn)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在 20 世紀(jì) 30 年代前后,每年生產(chǎn)的各類剪草機(jī)數(shù)量約 3 萬(wàn)臺(tái)左右。戰(zhàn)后,美國(guó)經(jīng)濟(jì)得到復(fù)興,允許現(xiàn)役軍人低價(jià)買房不付現(xiàn)金,大批建設(shè)房屋并出售,促使草坪修剪機(jī)械得到迅速發(fā)展,生產(chǎn)量急劇上升, 1947 年達(dá) 36 萬(wàn)臺(tái), 1974 年達(dá) 700 萬(wàn)臺(tái)。 20 世紀(jì) 70 年代后期開始,剪草機(jī)的市場(chǎng)銷售量逐漸趨向飽和,但每年仍保持在 500 萬(wàn) 600 萬(wàn)臺(tái)的銷量 。剪草機(jī)在數(shù)量增加的同時(shí),其性能也在不斷改進(jìn)。 1950 年,美國(guó)第一臺(tái)無(wú)線電操縱的剪草機(jī)誕生;1978 年, 制出了一種可進(jìn)行草坪修剪編程的剪草機(jī) ; 20 世紀(jì) 80 年代,一些新的草坪設(shè)備又投放市場(chǎng),如 ,以及清潔草坪用的 到了 80 年代后期, 認(rèn)為是一件普通的家庭用具。 我國(guó)生產(chǎn)剪草機(jī)起步較晚,生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小,產(chǎn)品用途單一,品種數(shù)量少,遠(yuǎn)不能滿足要求,而且質(zhì)量與發(fā)達(dá)國(guó)家的相比也有很大差距。所以長(zhǎng)期以來(lái),草坪剪草機(jī)多以進(jìn)口為主,主要來(lái)自日本、美國(guó)、意大利和瑞典等國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì), 1999 年的剪草機(jī)銷售量在 3 萬(wàn)臺(tái)左右,其中 80為進(jìn)口; 2000 年我國(guó)各類草坪機(jī)械保有量達(dá) 13 余萬(wàn)臺(tái),剪草機(jī)進(jìn)口量在 3 16 萬(wàn)臺(tái)左右;近兩年,草坪機(jī)械平均年增長(zhǎng)率達(dá)到 30左右,國(guó)內(nèi)每年草坪機(jī)械的銷售總額大約為 1 2 億 1 3 億元人民幣,其中從國(guó)外進(jìn)口的機(jī)械占85,國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的產(chǎn)品占 15左右,其合計(jì)銷量約在 1 萬(wàn)臺(tái)左右 。 見的剪草機(jī)械分類 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。按動(dòng)力又分為柴油機(jī)、汽油機(jī)和買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 電動(dòng)機(jī) 3 類驅(qū)動(dòng)。其中以小型汽油機(jī)作為動(dòng)力的較為普遍,而柴油機(jī)多用于大型的剪草機(jī)械,如牧場(chǎng)的割草機(jī);按剪草時(shí)刀片運(yùn)動(dòng)的方式可分為滾刀式、旋刀式和剪切式 3 種;按切割器形狀可分為旋刀式、滾刀式、往復(fù)割刀式和甩刀式等;按駕駛形式分類,可分為推動(dòng)式 (步行式 )、自行式、坐騎式 (駕乘式 );按配套動(dòng)力和作業(yè)方 式分為手推式、手扶推行式、手扶自行式、駕乘式、拖拉機(jī)式等。剪草機(jī)的剪草幅寬一般為 400 草高度從 15 幾個(gè)調(diào)節(jié)擋位 。 見幾種剪草機(jī)械剪草原理 ( 1)滾刀式剪草機(jī) 其由帶有刀片的滾筒和不動(dòng)的床刀組成。滾刀的形狀像一個(gè)圓柱形鼠籠,切割刀呈螺旋形安裝在圓柱表面,滾刀旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)草莖相對(duì)于底刀產(chǎn)生一個(gè)逐漸切割的滑動(dòng)剪切而將草莖剪斷。滾刀式剪草機(jī)剪草的質(zhì)量取決于滾刀上刀片數(shù)和滾刀的轉(zhuǎn)速,滾刀上刀片數(shù)越多,單位長(zhǎng)度行進(jìn)中切割的次數(shù)就越多,切下的草也越細(xì),滾刀的刀片數(shù)一般為 312 片不等;滾刀的轉(zhuǎn)速越高,切下的草也越細(xì)。滾刀式剪草機(jī)是高質(zhì)量草坪最常用的剪草機(jī)型,適用于草高 3 80草坪,其價(jià)格貴,維修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。 ( 2)旋刀式剪草機(jī) (又稱懸刀式 ) 它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。其工作裝置為一長(zhǎng)條形剪草刀或多把剪草刀在水平刀盤上,高速旋轉(zhuǎn)的刀刃與草莖碰撞而將其割斷,為無(wú)支承切割。刀刃的后面是類風(fēng)葉形狀,在高速旋轉(zhuǎn)下,對(duì)地面形成一定的真空將草莖吹成直立狀態(tài),便于切割并與罩殼相結(jié)合,形成渦流將割下的碎草送人集草裝置或從罩殼出口噴出灑到草坪,適于 25 80圍內(nèi)剪草,它的價(jià)格相對(duì)低廉,保養(yǎng)、維修和使用都很方便,是國(guó)內(nèi)外目前最流行的剪草機(jī)。 ( 3)甩刀式剪草機(jī) 其切割裝置由多把垂直于地面的刀片鉸接在旋轉(zhuǎn)組成的旋轉(zhuǎn)軸上, 當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí),在離心力作用下,其刀片像垂直于軸芯的甩刀,端部刀刃不斷地沖擊切割草莖。由于刀片與刀軸或刀盤為鉸接, 當(dāng)碰到堅(jiān)硬沖擊不斷的物體時(shí)可以避讓而不致?lián)p壞機(jī)器。 ( 4)甩繩式剪草機(jī) 其工作裝置是由一個(gè)內(nèi)裝尼龍繩的打草盤、背向人的護(hù)罩組成。當(dāng)打草盤高速旋轉(zhuǎn)手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 8 - 時(shí),露在外面的尼龍繩在離心力作用下,像一束伸直 的刀刃快速撞擊草莖而切割斷草。由于尼龍繩是柔性的,其撞擊障礙物時(shí)退讓,不會(huì)損壞機(jī)器本身,也不會(huì)對(duì)障礙物有較大的破壞。 我們所設(shè)計(jì)的手推式草坪剪草機(jī)首先要通過(guò)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(guò)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(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過(guò)一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。 通過(guò)分析得到手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖,如圖 1 2 所示。 圖 1 2 手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖 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。買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 因此,我們選擇設(shè)計(jì)手動(dòng)式修草機(jī)。 ( 3)用割的方式 即用刀將草截?cái)?。但草?軟,且一端自由,采取割的方式將草截?cái)噍^難實(shí)現(xiàn)。 ( 4)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。 ( 5)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)。 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),由于剪草機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn),操作者要完成的動(dòng)作過(guò)多,操作不方便。要 使操作者只通過(guò)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。 根據(jù)所查資料,可選用組合 變異法構(gòu)成初步方案。由前面的分析可知,手動(dòng)式草坪剪草機(jī)只需要一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)形式變換功能(即轉(zhuǎn)動(dòng)變直線往復(fù)移動(dòng)),所以,不必列出矩陣表后構(gòu)型。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)到直線往復(fù)移動(dòng)變換功能最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu),直線推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。 1)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2)直動(dòng) 推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu) 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 10 - 3)齒輪齒條機(jī)構(gòu) 圖 1 3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 增速機(jī)構(gòu)是傳遞動(dòng)力及變速的核心機(jī)構(gòu)。它的速度變化直接改變刀具的剪切運(yùn)動(dòng)。我的手推式剪草機(jī)采用圓柱凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 可以利用圓盤側(cè)面的形狀特征,為此圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)側(cè)面推動(dòng)固定在滑塊上的撥桿(可橫向調(diào)整)左右運(yùn)動(dòng),這樣就得到了一種新型的凸輪 端面凸輪,其工作原理如圖1 4 所示: 圖 1 4 圓柱凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 種增速方式的實(shí)現(xiàn)比較 ( 1)用組合法實(shí)現(xiàn)增速 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(guò)增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng),這樣在剪草機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間,可以采用鏈傳動(dòng),帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。為了使所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,可以采用齒輪傳動(dòng)。而齒輪傳動(dòng)有直齒原著齒輪傳動(dòng),斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),圓錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低,一般是蝸桿主動(dòng),且軸線空間交錯(cuò),應(yīng)用到剪草機(jī)械中,會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圓錐齒輪傳動(dòng)的軸線相交,且其中一個(gè)齒輪需懸置,也會(huì)使剪草機(jī)支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪的軸線相互平行,支撐結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,同時(shí)剪草機(jī)的速度不高,載荷也不大,因此,可選擇直齒圓柱齒輪作為增速機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)組成方案如圖 1 5 所示: 1) 帶動(dòng)齒輪增速的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2)帶齒輪增速的直動(dòng)推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu) 3) 帶齒輪增速的齒輪齒條機(jī)構(gòu) 圖 1 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 用異變法實(shí)現(xiàn)刀具剪草運(yùn)動(dòng)方向與剪草機(jī)行進(jìn)方向垂直,由于刀具的剪切運(yùn)動(dòng)方向與剪草機(jī)行進(jìn)方向垂直,圖 1 1)和 2)所示的機(jī)構(gòu)組成方案不能最終滿足設(shè)計(jì)要求,還需對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步構(gòu)型。 方案 1 利用梅花凸輪(凸輪廓線呈梅花 狀)和連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑塊在導(dǎo)軌上的往復(fù)手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 12 - 運(yùn)動(dòng),工作原理如圖 1 6 所示。 圖 1 6 梅花凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 方案 2 利用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng),其工作原理如圖 1 7 所示。 圖 1 7 圓柱凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 在圖 1 6 所示的梅花凸輪機(jī)構(gòu)中,為把凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閳?zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)需增加一個(gè)支點(diǎn)和一個(gè)構(gòu)件兩個(gè)低副(或一個(gè)構(gòu)件一個(gè)高副),這樣會(huì)增加整個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性,且設(shè)計(jì)時(shí) 1l 應(yīng)該比 2l 短(否 則必然會(huì)增大梅花凸輪的尺寸,或者引起梅花凸輪邊緣曲線過(guò)度較急),這樣將減少傳送到滑塊上的力。圖 7,圖 4 所示的圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和端面凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以考慮作為所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。 但是,我們還希望所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)能實(shí)現(xiàn)剪草高度的調(diào)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)此調(diào)節(jié)功能,在圖 1 7 所示的圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中還需要增加一個(gè)能使刀架(包括活動(dòng)刀片和固定刀片)沿垂直方向移動(dòng)的移動(dòng)副,使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。而圖 2 7 所示的端面凸輪機(jī)構(gòu),可以使推桿沿端面凸輪的任意弦上下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)刀架上下運(yùn)動(dòng),易于實(shí)現(xiàn)剪草高度的調(diào)節(jié)。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) 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,體積小,質(zhì)量輕,噪音小、無(wú)污染,使用方便、靈活,適合小面積草坪的剪草處理; 無(wú)需引擎驅(qū)動(dòng),使用安全、可靠,便于維護(hù); 剪草的高度可在 1 20間調(diào)整,割幅 240形尺寸(長(zhǎng) 寬 高:586 369 200,質(zhì)量 30料由 45 鋼制作); 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件,具有永不生繡、永不卷曲變形的特點(diǎn); 前輪采用萬(wàn)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); 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; 底盤獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止草堵塞出口通道; 外觀造型美觀,更適合家庭用戶的審美要求; 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。 ( 1)從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的功能出發(fā),按變異 組合法和類比法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì) ; ( 2)在作品樣機(jī)加工前,使用三維造型軟件進(jìn)行三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真; ( 3)理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性,然后進(jìn)行樣機(jī)制作; ( 4)外觀造型新穎,推桿可折疊伸縮,適合家庭用戶使用; ( 5)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; ( 6)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),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; ( 7)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; ( 8)產(chǎn)品成本(制造和使 用成本)低,符合廣大用戶購(gòu)買能力的要求。 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 14 - 計(jì)方案論證 該機(jī)構(gòu)由輪子帶動(dòng),通過(guò)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 2 1 所示: 圖 2體方案設(shè)計(jì) 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 案的選擇 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(wú)引擎驅(qū)動(dòng),節(jié)省能源,無(wú)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),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,采用割草的方式。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。 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。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的割草機(jī)機(jī)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖如圖 2 2 所示: 圖 2 2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的割草機(jī) 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 16 - 輪的計(jì)算部分 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(guò)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 ,同時(shí)剪草數(shù)量最多為 500 根??傻?F=250N;端面齒 輪上所受力的大小為: 12125F F N 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 200D ;輪子周長(zhǎng)為 6 2 8 。 假定人的正常行走步數(shù)為 500 /mm s 。 假定刀具所受的力全部來(lái)自輪子的轉(zhuǎn)矩所引起的運(yùn)動(dòng)。 則 1 2 1 F v 1 軸 上的所傳遞的功率大小為: 12() 1 3 8 . 9 軸 P 上的所傳遞的功率大小為: 12 1 4 6 . 1P ; 輪子所傳遞的功率大小為: 2 1 4 9 . 1手推式剪草機(jī)中的齒輪設(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): 2m 。 ( 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,買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 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: 為了保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性、低噪聲和少?zèng)_擊,所有齒輪都要選擇較大的螺旋角,一般都在 30 左右。 ( 3)分析齒頂寬: 對(duì)于正變位齒輪,隨著變位系數(shù)的增大,齒頂高也增大,而齒頂會(huì)逐漸變尖。所以必須對(duì)齒輪進(jìn)行齒頂變尖的驗(yàn)算。 ( 4)手推式剪草機(jī)中齒輪強(qiáng)度的計(jì)算方法概述 我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局所發(fā)表的漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的計(jì)算方法所制定的,該方法比較全面地考慮了影響齒輪承載能力的各種因素,現(xiàn)已成為目前最精確的、綜合的齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法。 影響輪齒載荷的各種因素大致可歸納為四個(gè)方面,分別用四個(gè)系數(shù)來(lái)修正名義載荷,這四個(gè)系數(shù)分別為使用系數(shù)、動(dòng)載系數(shù)、齒向載荷分布系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的動(dòng)載系數(shù) 形式上有很大的差別,考慮的因素也不相同。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的齒向載荷分布系數(shù)的 計(jì)算方法各不相同。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的齒間載荷分配系數(shù)的處理上有很大差別。 由于汽車變速箱的工作特性,使得輪齒的載荷是波動(dòng)的,對(duì)于這種不穩(wěn)定載荷的情況。 從以上四點(diǎn)可看出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法是一種比較合理、精確的方法,所以在本論文中齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算采用此種方法。 齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí),輪齒處于懸臂狀態(tài),在齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和其它應(yīng)力,并有較大的應(yīng)力集中,為使齒輪在預(yù)定的壽命期內(nèi)不發(fā)生斷齒事故,必須使齒根的最大應(yīng)力小于其許用應(yīng)力。 ( 1)輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì): 轉(zhuǎn) 速 1 1 3 . 0 4 / m i 5 6 0P 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 18 - 軸 上的轉(zhuǎn)速 3 3 9 . 1 2 / m i nn n i r P 計(jì)算輪子傳遞的轉(zhuǎn)矩 69 . 5 5 1 0 PT n 輪 可得: 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m 軸 上的轉(zhuǎn)矩為 : 12 3 9 1 1 . 0 9 m P g ( 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: 40質(zhì) ),齒面硬度 280齒輪: 45 鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度 240者硬度相差 40 選擇小齒輪齒數(shù): 3,大齒輪齒數(shù): 2 1 1 69Z u Z ( 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: 1 8 9 . 8 p a 按齒面硬 度查取接觸疲勞極限: 小齒輪: 720H M P a , 大齒輪: 580H M P a ; ( 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: 1160 hN 可得: 81 1 2 1 0N 大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為: 712 3 . 7 3 1 0NN i ( 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 1 , 大齒輪 2 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 有公式: 1 l i m 11 5 9 1 . 6H N K M P ( 1) 2 l i m 22 6 6 2 . 4H N K M P ( 2) 試算小齒輪分度圓直徑 21312 1 Z ( 3) 可得: 1 2 2 td 為了保證制造工藝簡(jiǎn)單,取 1 40td 模數(shù): 11 1 . 7 4 ( )dm m 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 2( )m 小齒輪分度圓直徑: 1146d m z m m 大齒輪分度圓直徑: 22138d m z m m 大齒輪齒寬 21 3 6 . 8dB b d m m ,圓整取 37b ; 小齒輪齒寬 1 42B (加寬 5中心距 12 922m m 小齒輪齒全高 1 1 1 2 2 . 5 4 . 5h h m m 大齒輪齒全高 2 2 2 2 2 . 5 4 . 5h h m m 齒輪 齒數(shù) 模數(shù) 齒形角 全齒高 大齒輪 69 0 推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 20 - 齒輪 的相關(guān)參數(shù)如下表 所示: 表 2數(shù)表 ( 6)計(jì)算載荷系數(shù) K 查得使用系數(shù) 圓周力 1 12 1 7 0 . 0 5t , 1 . 2 5 1 7 0 . 0 5 5 . 7 437b m m 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 1 計(jì)算載荷系數(shù) 2 . 0 3 4A V H K K K ( 7)修正計(jì)算: 3311 2 . 0 3 44 0 4 3 . 3 31 . 6t d m 已取 1 4 6 4 3 . 3 3d m m m m ,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(guò)程 確定設(shè)計(jì)參數(shù) 載荷系數(shù) K= 1 . 2 5 1 . 1 7 1 . 2 1 . 2 2 . 0 3 4A V F K K 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 3 9 1 1 . 0 9T N m m 查得齒形系數(shù) 1 , 2 ;應(yīng)力修正系數(shù) 1 , 2 查得彎曲疲勞壽命系數(shù):小齒輪 1 ,大齒輪 2 小齒輪 23 0 文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 按 齒 面 硬 度 查 得 彎 曲 疲 勞 極 限 : 小 齒 輪 620F M P a , 大齒輪l i m 2 450F M P a 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 F 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 由公式 1 l i m 11 F N ,可得 1 4 0 5 . 4F M P a 由公式 2 l i m 22 F N ,可得 2 3 1 1 . 5F M P a 齒根彎曲應(yīng)力 11 1 1 112 8 0 . 5F F S Y M P ab d m 12 1 1 212 7 4 . 2F F S Y M P ab d m 論 :計(jì)算可得彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 的計(jì)算部分 的設(shè)計(jì) ( 1)選擇軸 P 的材料 該軸無(wú)特殊要求,選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理, 640B 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 116C 根據(jù)公式5%1 33m i n 210 . 1 3 8 91 1 6 8 . 6 1 5 9 . 0 53 3 9 . 1 2 加,取 m 10d ( 2)軸 P 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸 P 上零件的軸向定及位周向定位。 從左輪子連接處向右?。?手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 22 - 1 0 1 2 1 4 1 2 1 0m m m m m m m m m m。 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 2 45倒角。 ( 3)軸 P 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: 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m 齒輪端面分度圓直徑: 22 2 6 9 1 3 8 ( )c o s c o s 0z m m 圓周力: 22 1 7 0 . 0 5 ( )輪 徑向力: t a n t a n 2 01 7 0 . 0 5 6 1 . 9 ( )c o s c o s 0 N 軸向力: t a n 0 ( ) N 受力簡(jiǎn)圖如 3 2 所示: 圖 2 3 垂直面上受力簡(jiǎn)圖 垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩: 1 2 2 . 5 6 9 3 0 . 9 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5 3 0 . 9 5 ( )D V r B F N 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 截面 C 處的彎矩為: 1 2 2 . 5 3 7 9 1 ( ) N m m 1 2 2 . 5 3 7 9 1 ( ) N m m 圖 2 4 垂直面上截面的彎矩 水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩: 1 2 2 . 5 8 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5 8 5 ( )D H t B F N 截面 C 處的彎矩為: 1 2 2 . 5 1 0 4 1 2 ( )C H B N m m g 圖 2 5 水平面上截面的支反力 截面 C 處的合成彎矩為: 22 1 1 0 8 1 ( ) M N m m 22 1 1 0 8 1 ( ) M N m m 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 24 - 圖 2 6 水平面上截面的彎矩及合成彎矩: 圖 2 6 水平面上截面的彎矩及合成彎 矩 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: 22 4 8 . 5 7 ( ) P 通過(guò)查表可知: 材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 1 60M P a ,由于 1v ,故安全。 的設(shè)計(jì) ( 1)選擇軸 的材料 該軸無(wú)特殊要求,選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理, 640B 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 116C 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 根據(jù)公式5%1 33m i n 110 . 1 4 6 11 1 6 1 2 . 6 4 1 3 . 2 71 1 3 . 0 4 加,取 14d ( 2)軸 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸 上零件的軸向定位周向定位 大齒輪在軸 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 66b h m m m m ,配合為 7 6H r ,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(guò)確定定位軸 肩高度,從左輪子連接處向右取 1 4 1 6 1 8 2 2 1 8 1 6 1 4m m m m m m m m m m m m m m 。 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 2 45倒角。 軸 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: T =3911N 輪端面分度圓直徑: 11 2 2 3 4 6 ( )c o s c o s 0z m m 圓周力: 12 1 7 0 . 0 5 ( )徑向力: t a n t a n 2 01 7 0 . 0 5 6 1 . 9 ( )c o s c o s 0 N 軸向力: t a n 0 ( ) N 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 26 - 圖 2 7 軸 垂直面上受力簡(jiǎn)圖 垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩: 211 2 0 . 5 2 4 . 5 1 2 0 . 5 2 1 6 . 5 1 3 0 . 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5 F F 6 8 . 6 ( )D V r B F N 方向相反 截面 C 處的彎矩為: 11 2 0 . 5 9 6 3 7 2 5 ( ) F N m m 2 9 6 1 2 0 . 5 2 0 2 6 6 ( ) F N m m 圖 2 8 軸 垂直面上截面的彎矩 水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩: 1 2 0 . 5 8 5 ( )1 2 0 . 5 1 2 0 . 5 8 5 ( )D H t B F N 截面 C 處的彎矩為: 1 2 0 . 5 1 0 2 4 6 ( )C H B N m m g 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 圖 2 9 軸 水平面上截面的支反力 截面 C 處 的合成彎矩為: 22 1 0 9 0 2 ( ) M N m m 22 2 2 7 0 9 ( ) M N m m 圖 2 10 軸 水平面上截面的彎矩及合成彎矩 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: 22 2 1 . 4 4 ( ) P 通過(guò)查表可知: 材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì) 處理的許用應(yīng)力為 1 60M P a ,由于 1v ,故安全。 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 28 - 具的設(shè)計(jì)計(jì)算部分 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: 0S t t ,刀片的行程與上、下刀片的距離均相等。 剪切機(jī)的上、下刀片形狀相同,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(lái)剪切。刀片的速度圖如圖 2 11 所示。剪刀自 0a 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 1a 之前,因切刀不相接觸,不發(fā)生切割。刀片到達(dá) 1a 時(shí),兩刀刃開始接觸,這時(shí) 1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) 1C 時(shí),兩刀刃相向接觸完畢,這以后不再切割,這時(shí) 1為終切速。由 1 1切割速度的變化范圍。由圖 2 11 可知, 1 圖 2 11 切割速度的變化 在切割過(guò)程中,有些草是在被一刀刃頂斜著推向另 一刀刃和剪切機(jī)前進(jìn)而向前傾斜狀態(tài)下切割的,使草叢表面稍欠平整。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 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: 1 0 . 5 12 0 3 6 2 8 6 . 4 90 . 6 2 8 3t n m 500my v t m m 式中: 機(jī)器的前進(jìn)速度 ) 1t 刀具水平運(yùn)動(dòng)的距離 C 輪子的周長(zhǎng) 一個(gè)行程所需要的時(shí)間為: 10 201 0 . 0 72 8 6 . 4 9 一個(gè)行程運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)距離: 20x 0 35my v t m m 可得切刀的進(jìn)程 H 為: 0 35mH v t m m 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),速度由 100變化,從 0 到達(dá) 1所需的時(shí)間與 1達(dá) 0 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: 12 10 50 5 可得: 1 25 7 1 . 4 3 /1 6 3 2 6 . 5 /av m m sa m m s 切刀的平均速度: 0 5 7 1 . 4 3 2 8 5 . 7 /2pv m m s 將切刀的平均速度 機(jī)器的前進(jìn)速度 比值 稱為刀機(jī)速比。 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 30 - 0 1 ,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。 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。 表 2 2 手推式剪草機(jī)的主要參數(shù) 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 2400動(dòng) 860r/形 13r/ 人 30割角的增大使切口變得不整齊。當(dāng)?shù)镀谐淘?45,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 2 12 所示。 圖 2 12 往復(fù)式刀刃的切割角 和楔角 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2 0 4 0m m m m, 碎片也相應(yīng)較少。切割間距在 10 30,切口平整;切割間距在 30口就不平整;切割間距大于 40,采摘面就象抓采樣的,漏采的也增多。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通 過(guò) 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 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 下時(shí),正常芽葉稍有減少的趨勢(shì);切割速比在 0 時(shí),剪草質(zhì)量無(wú)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 2 3 往復(fù)式刀片的主要技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 刀片 刀間距 刀高 切割角 刀角 硬度( 往復(fù)式刀片 動(dòng)刀片 205440o 38o 5560 定刀片 64o 面齒輪及撥桿的設(shè)計(jì)部分 手推式剪草機(jī)中端面齒輪和撥桿一對(duì)運(yùn)動(dòng)組合類似于凸輪和推桿,而撥桿的運(yùn)動(dòng)直接影響其刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由撥桿在端面齒輪凹凸曲面上的規(guī)則運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)刀具的運(yùn)動(dòng)。 面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析 端面齒輪的形狀如圖 2 13 所示: 圖 2 13 端面齒輪的形狀 手推式剪草機(jī)的設(shè)計(jì) - 32 - 對(duì)撥桿的運(yùn)動(dòng)要求為: 當(dāng)端面齒輪轉(zhuǎn)過(guò) 26o 時(shí),推桿上升 20 端面齒輪再轉(zhuǎn)過(guò) 26o 時(shí),撥桿下降 20 推桿繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò) 8o 時(shí),撥桿又停止不動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖 2 14 所示。 圖 2 14 運(yùn)動(dòng)分析圖 撥桿在端面齒輪 130 處安裝,圖中 a 與 b 為撥桿上升對(duì)應(yīng)的端面齒輪所旋轉(zhuǎn)的角度26o , c 為 8o 。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: 26 2 9 . 5360a d m m 8 9 . 13

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