環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PAGEPAGE2環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄目錄……………………1中文摘要………………3Abstract………………3第1章緒論…………………………3第2章環(huán)保型剪草機(jī)的概述 22.1環(huán)保型剪草機(jī)的組成 22.2環(huán)保型剪草機(jī)的主要機(jī)構(gòu)及其功能 3第3章環(huán)保型剪草機(jī)方案…………73.1環(huán)保剪草機(jī)方案布局圖………………………73.2環(huán)保剪草機(jī)方案的比較與選取………………7第4章傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………74.1齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)……………84.2選擇材料，確定和及精度等級(jí)……………114.3按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)………………114.3.1確定中心距…………114.3.2確定模數(shù)……………114.3.3確定齒數(shù)……………114.3.4計(jì)算主要的幾何尺寸………………124.3.5校核齒面接觸強(qiáng)度……………………124.3.6校核齒根的強(qiáng)度………………………134.3.7齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算……………………154.3.8確定齒厚偏差代號(hào)…………………154.3.9確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值……154.3.10確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值…………………154.3.11確定齒坯的精度……………………164.4軸的設(shè)計(jì)……………………174.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算…………17第5章滾刀的設(shè)計(jì)…………………185.1滾刀的設(shè)計(jì)…………………185.1.1刀刃的起訖位置…………195.1.2刀刃的前角………………195.1.3刀刃的后角………………215.1.4刀刃的刃傾角…………215.1.5刀刃上任一點(diǎn)位量上攪碎速度…………235.1.6滾刀片的結(jié)構(gòu)……………24第6章生產(chǎn)能力分析………………256.1滾刀的切割能力……………256.2環(huán)保型剪草機(jī)的生產(chǎn)能力……………………256.3功率消耗………………………25第7章環(huán)保剪草機(jī)的三維建模………………….….26設(shè)計(jì)總結(jié)………………26鳴謝……………………26參考文獻(xiàn)………………26

摘要本文論述了草坪機(jī)械—環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力分析。課題設(shè)計(jì)的環(huán)保型剪草機(jī)，不僅可以用來(lái)剪切公園草坪里的，還可以用來(lái)剪切球場(chǎng)，荒地等地方的草，該設(shè)備采用無(wú)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能滿足指定場(chǎng)所的剪草需求。。關(guān)鍵詞：環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，剪草，無(wú)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。AbstractTheprinciple,technicalpare-maters,transmitingsystemandmainpartsstructureofmincingma-chinewereintroduced.Theproductingcapacitywasanalysed.KeywordsMincingmachineHoldsplateCuttingbladeTransferaugerThispaperdiscussesthemeatprocessingmachinery-crusherworkingprinciple,maintechnicalparameters,transmissionsystem,thetypicalpartsofthestructuredesignandproductioncapacityanalysis.Smalltwistedpaperbrokenmachineforordinaryhome,notonlycanbeusedformincedmeat,canalsobeusedwithcrushedpeanuts,crushedice,spicesandotherfood,smallpowerrequirements,poweredbythemotordrive,reasonablestructuredesign,canmeetthefamilykitchengenerallymeatfoodconsistingmainlyofmincedrequired.Keywords:meatchopper，reamer緒論中國(guó)草坪的發(fā)展最初是從秦漢開(kāi)始的，據(jù)《史記》記載，司馬相如寫的《上林賦》一文中“布結(jié)縷，攢淚荷”就是種植結(jié)縷草的意思。據(jù)記載，我國(guó)古代大面積使用（建植）草地，是清朝在河北承德“避暑山莊”熱河泉以北的“萬(wàn)樹(shù)園”。歐美等國(guó)家的草坪歷史晚于中國(guó)，但發(fā)展較快。二戰(zhàn)后，美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，草坪用途進(jìn)一步擴(kuò)大，栽培面積急劇上升，揭開(kāi)了草坪發(fā)展業(yè)的新篇章，許多大學(xué)和科研單位開(kāi)展草坪的研究和育種工作，發(fā)展突飛猛進(jìn)。國(guó)內(nèi)外草坪發(fā)展趨勢(shì)及存在問(wèn)題目前的草坪品種對(duì)管理要求非常嚴(yán)格，美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家正在培育耐修剪、低矮和抗病性強(qiáng)的品種，至今我們國(guó)家還沒(méi)有自己生產(chǎn)的較優(yōu)良的冷暖季型草坪種子。由于混播能發(fā)揮草種各自的優(yōu)勢(shì)，抵抗各種不利因素，增強(qiáng)抗逆性，因此不同草坪品種混播建植仍是草坪建植的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，草坪混播的情況越來(lái)越多，也出現(xiàn)了很多問(wèn)題，多數(shù)情況下不能達(dá)到所期望的目的。如習(xí)慣上采用早熟禾、紫羊茅和多年生黑麥草混播，在強(qiáng)光照地區(qū)以早熟禾為主，遮陰區(qū)以紫羊茅為主。多年生黑麥草可迅速覆蓋地面，起保護(hù)作用。但最后結(jié)果，常常是以黑麥草為主的草坪，有時(shí)草坪中幾乎看不到早熟禾的存在。根據(jù)其工作原理和形式可分為滾刀式、懸刀式和掃雷式三種類型。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)品用途較為單一,均沒(méi)有形成規(guī)模批量,所以長(zhǎng)期以來(lái),草坪剪草機(jī)均以進(jìn)口為主。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1999年底我國(guó)有各種園林機(jī)械保有量達(dá)10萬(wàn)臺(tái),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。冷季型草夏季病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重，越冬困難，養(yǎng)護(hù)管理壓力大，而馬尼拉、結(jié)縷草、狗牙根等暖季型草坪具有綠色期短、冬季枯黃等缺點(diǎn)。上海市園林科學(xué)研究所提出，采取在暖季型草坪矮生百慕達(dá)中追播冷季型草坪一年生黑麥草，充分利用矮生百慕達(dá)夏季生長(zhǎng)良好和一年生黑麥草冬季生長(zhǎng)良好的特點(diǎn)，達(dá)到四季長(zhǎng)綠的目的。但冷季型草坪一般難與暖季型草坪混播。夏季暖季型草生長(zhǎng)良好，并要求施用足夠氮肥，此時(shí)冷季型草則處于不適期，一般不可施用過(guò)量氮肥。即冷暖季型草坪草從生理上要求有很大差異。多數(shù)情況下，會(huì)出現(xiàn)斑塊分離現(xiàn)象。因此，目前許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始研究以結(jié)縷草為主的暖季型草坪，試圖從中培育出綠期長(zhǎng)的品種。我國(guó)草坪業(yè)發(fā)展的對(duì)策第一，加強(qiáng)科研投入，制定發(fā)展計(jì)劃。目前，我們應(yīng)用的冷暖季型草種大部分靠進(jìn)口，這需要大量的資金，因此我們要投入大量資金，有計(jì)劃地在某些農(nóng)業(yè)院校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行草坪新品種的培育和開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)出自己的優(yōu)良草坪品種。第二，在發(fā)展不同草種混播的同時(shí)，推廣同類草坪草不同品種之間的混播建植草坪形式。對(duì)于單一種植，人們所關(guān)心的是它的環(huán)境適應(yīng)性。在同一草坪上，不同位置光照、濕度、溫度、施肥、土壤通氣性和耐踐踏性等變化很大，任何一種草坪草在某一地方超過(guò)了適應(yīng)范圍，草坪的質(zhì)量就會(huì)不可避免的下降。由于草種的遺傳特性是異質(zhì)的，因而疾病對(duì)單一草坪質(zhì)量有嚴(yán)重的影響。為了解決這一問(wèn)題，最好用草坪種內(nèi)不同品種之間的混播。單一草種不同品種混播時(shí)應(yīng)注意：選擇品種之間在發(fā)病率、潛在發(fā)生病害和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性上要有較大差異的品種；不同品種比例適當(dāng)；至少要選擇一個(gè)適用于當(dāng)?shù)貤l件的品種，至少要有三種以上的品種參與混合。第三，加強(qiáng)草坪管理，定期修剪，提高肥水管理質(zhì)量，提高病蟲(chóng)草害綜合治理水平，使用腐熟有機(jī)肥，創(chuàng)造一個(gè)有利于草坪草生長(zhǎng)而不利于草坪重要有害生物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境。草坪修剪高度3－5厘米，可以提高草坪的生長(zhǎng)勢(shì)及其品質(zhì)，以及抗蟲(chóng)性、抗病性、抗熱性。草坪中的重要雜草，一般較草坪植株高，每次修剪，均可剪除其生長(zhǎng)點(diǎn)部分，致使雜草不能正常生長(zhǎng)和抽穗結(jié)實(shí)，雜草的生長(zhǎng)力和繁殖率均可明顯下降。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著草坪剪草機(jī)械的大量需求。我國(guó)綠化環(huán)境使剪草機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展勢(shì)在必行,為此必須防止為爭(zhēng)奪這一市場(chǎng)一哄而起、在低水平低質(zhì)量上重復(fù)建廠生產(chǎn)的不良局面,建議有志于開(kāi)發(fā)這類產(chǎn)品的企業(yè)聯(lián)合起來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)銷對(duì)路的產(chǎn)品。在創(chuàng)名牌,上規(guī)模,上品種,上檔次等方面進(jìn)行有益的競(jìng)爭(zhēng),抓住這個(gè)商機(jī),充分利用原有的廠房設(shè)備,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行技術(shù)改造進(jìn)行一定規(guī)模的生產(chǎn)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪草機(jī)必須符合當(dāng)今人類對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的需求,目前市面上的剪草機(jī)大多都是動(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，這種動(dòng)力引擎的剪草機(jī)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)把草割斷，通過(guò)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(lái)強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得操作很不舒服。雖然動(dòng)力引擎剪草機(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。所以研究一種無(wú)引擎驅(qū)動(dòng)且造價(jià)較低的剪草機(jī)勢(shì)在必行！第二章環(huán)保型剪草機(jī)概述2.1環(huán)保型剪草機(jī)的組成環(huán)保型剪草機(jī)主要由兩兩相互嚙合的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)等組成，如圖2－1所示。

圖2－1環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)1.大齒輪2.小齒輪3.中間齒輪4.后小齒輪5.滾刀2.2環(huán)保型剪草機(jī)的主要機(jī)構(gòu)及其功能2.2.1齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大齒輪1、小齒輪2和傳動(dòng)軸1。其作用通過(guò)后面大輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞動(dòng)力給前面的滾刀，并使剪草機(jī)在人力的作用下能夠向前行駛。2.2.2切割機(jī)構(gòu)包括滾刀5,傳動(dòng)軸3，其作用是整個(gè)設(shè)備的核心部件，剪草的功能就是靠滾刀來(lái)實(shí)現(xiàn)的，滾刀部分設(shè)計(jì)成上下可調(diào)型，通過(guò)絲桿來(lái)調(diào)節(jié)滾刀和高低。第3章環(huán)保型剪草機(jī)方案3.1環(huán)保剪草機(jī)方案布局圖3.1.1方案布局圖一圖3－1環(huán)保型剪草機(jī)方案一1.大齒輪2.小齒輪3.中間齒輪4.小V帶輪5.滾刀3.1.2方案布局圖二1.大齒輪2.小齒輪3.中間齒輪4.后小齒輪5.滾刀3.2環(huán)保剪草機(jī)方案的比較與選取綜觀以上兩個(gè)方案，我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)方案有著彼此的共同點(diǎn)，都是通過(guò)人力推動(dòng)橡膠輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使兩兩互相嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使?jié)L刀轉(zhuǎn)動(dòng)，但兩個(gè)方案也有著彼此的不同，從而剪草精度與平穩(wěn)性方面考利，帶傳動(dòng)沒(méi)有齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，精度好，例外，V帶會(huì)嚴(yán)重影響經(jīng)過(guò)修剪后的草的排除，而用齒輪傳動(dòng)，就可以很好地避免那些要求，保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平穩(wěn)性。所以，綜上所述，我們選擇方案二為最優(yōu)方案。以下都是圍繞著方案二進(jìn)行的設(shè)計(jì)。第4章傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由于滾刀只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從大齒輪至滾刀的運(yùn)動(dòng)路線為定比傳動(dòng)，其總的傳動(dòng)比可通過(guò)核算各級(jí)傳動(dòng)的速比來(lái)得到。滾刀的轉(zhuǎn)速不易太高，因?yàn)槿说男凶吣芰τ邢?，況且滾刀剪草也需要一定的時(shí)間。當(dāng)速度達(dá)到一定值以后，效率反而下降，且速度過(guò)高，滾刀容易磨損，導(dǎo)致剪草的質(zhì)量不高，這樣就容易發(fā)生漏剪現(xiàn)象，因此滾刀的轉(zhuǎn)速一般在10-20r/min比較適宜。在本機(jī)選用15r/min。4.1.1選擇材料，確定和及精度等級(jí)。參考B1表8－3－24和表8－3－25選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為45#鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為45－50HRc；精度等級(jí)為6級(jí)。按硬度下限值，由BI圖8－3－8（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得；由B1圖8－3－9（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得；。4.1.2按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)4.1.3確定中心距a（按B1表8－3－27公式進(jìn)行設(shè)計(jì)）式中：配對(duì)材料修正系數(shù)Cm＝1（由B1表8－3－28查?。┞菪窍禂?shù)Aa＝476（由B1表8－3－29查?。┹d荷系數(shù)K＝1.6（參考B1表8－3－27推薦值）小齒輪額定轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù)＝0.4（參考B1表8－3－4推薦值）齒數(shù)比u=i=2.5許用接觸應(yīng)力（參考B1表8－3－27推薦值）則取a＝80mm4.1.4確定模數(shù)m(參考B1表8—3—4推薦表)m=(0.007~4)a=3~10,取m=5mm4.1.5確定齒數(shù)z,z初取螺旋角＝13z===29.4取z=72z=μz=218=36取z=36重新確定螺旋角4.1.6計(jì)算主要的幾何尺寸（按B1表8—3—5進(jìn)行計(jì)算）分度圓的直徑d=mz/cos=572/cos=360mmd=mz/cos=5*36/cos=180mm齒頂圓直徑d=d+2h=45.7+21.5=370mmd=d+2h=114.3+21.5=190mm端面壓力角(查B1表8－3－4)基圓直徑d=dcos=cos20.292=350mmd=dcos=348cos20.292=165mm齒頂圓壓力角=arccos=34.365=arccos=23.951端面重合度=[z（tg-tg）+z(tg-tg)]=1.9齒寬b=.a＝0.4*80＝32取b＝50mm；b＝50mm齒寬系數(shù)===0.7縱向重合度=1.2當(dāng)量齒數(shù)＝31.45＝78.6284.1.7校核齒面接觸強(qiáng)度（按B1表8—3—10校核）強(qiáng)度條件：[]計(jì)算應(yīng)力：=ZZZZZ=式中：名義切向力F===2044N使用系數(shù)K=1（由B1表8—3—31查?。﹦?dòng)載系數(shù)=（）式中V=A=83.6B=0.4C=6.57=1.2齒向載荷分布系數(shù)K=1.35（由B1表8—3—32按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào)整，6級(jí)精度K非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）齒間載荷分配系數(shù)（由B1表8—3—33查?。┕?jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=1.5（由B1圖8—3—11查取）重合度的系數(shù)（由B1圖8—3—12查?。┞菪窍禂?shù)（由B1圖8—3—13查取）彈性系數(shù)（由B1表8—3—34查?。﹩螌?duì)齒齒合系數(shù)Z=1=＝＝245.5MPa許用應(yīng)力：[]=式中：極限應(yīng)力=1120MPa最小安全系數(shù)=1.1（由B1表8—3—35查?。勖禂?shù)=0.92（由B1圖8—3—17查?。?rùn)滑劑系數(shù)=1.05（由B1圖8—3—19查取，按油粘度等于350）速度系數(shù)=0.96（按由B1圖8—3—20查?。┐植诙认禂?shù)=0.9（由B1圖8—3—21查取）齒面工作硬化系數(shù)=1.03（按齒面硬度45HRC，由B1圖8—3—22查?。┏叽缦禂?shù)=1（由B1圖8—3—23查?。﹦t：[]==826MPa滿足[]4.1.8校核齒根的強(qiáng)度（按B1表8—3—30校核）強(qiáng)度條件：[]許用應(yīng)力：=；式中：齒形系數(shù)=2.61，=2.2（由B1圖8—3—15（a）查?。?yīng)力修正系數(shù)，（由B1圖8—3—16（a）查?。┲睾隙认禂?shù)=1.9螺旋角系數(shù)=1.0（由B1圖8—3—14查?。X向載荷分布系數(shù)==1.3（其中N=0.94，按B1表8—3—30計(jì)算）齒間載荷分配系數(shù)=1.0（由B1表8—3—33查?。﹦t=94.8MPa==88.3MPa許用應(yīng)力：[]=（按值較小齒輪校核）式中：極限應(yīng)力=350MPa安全系數(shù)=1.25（按B1表8—3—35查?。?yīng)力修正系數(shù)=2（按B1表8—3—30查?。勖禂?shù)=0.9（按B1圖8—3—18查?。X根圓角敏感系數(shù)=0.97（按B1圖8—3—25查?。X根表面狀況系數(shù)=1（按B1圖8—3—26查?。┏叽缦禂?shù)=1（按B1圖8—3—24查?。﹦t[]=滿足，〈〈[]驗(yàn)算結(jié)果安全4.1.9齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪）4.1.10確定齒厚偏差代號(hào)確定齒厚偏差代號(hào)為：6KLGB10095—88（參考B1表8—3—54查取）4.1.11確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考B1表8—3—58查?。┑冖窆罱M檢驗(yàn)切向綜合公差，==0.063+0.009=0.072mm,(按B1表8—3—69計(jì)算，由B1表8—3—60，表8—3—59查取)；第Ⅱ公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按B1表8—3—69計(jì)算，由B1表8—3—59查?。?；第Ⅲ公差組檢驗(yàn)齒向公差=0.012（由B1表8—3—61查取）。4.1.12確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考B1表8—3—58選擇）對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差。按齒厚偏差的代號(hào)KL，根據(jù)表8—3—53的計(jì)算式求得齒厚的上偏差=-12=-120.009=-0.108mm，齒厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法線的平均長(zhǎng)度上偏差=*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72=-0.110mm,下偏差=cos+0.72sin=-0.144cos+0.720.036sin=-0.126mm；按表8—3—19及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度=87.652，跨齒數(shù)K=10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差，根據(jù)中心距a=80mm，由表查得8—3—65查得=；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表8—3—64查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于40%，沿齒長(zhǎng)不小于70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差=0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)B1表8—3—58的表注3，由B1表8—3—69，B1表8—3—59及B1表8—3—60計(jì)算與查取）；檢驗(yàn)齒切向綜合公差=0.0228mm（根據(jù)B1表8—3—58的表注3，由B1表8—3—69，B1表8—3—59計(jì)算與查取）。對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由B1表8—3—63查取）。4.1.13確定齒坯的精度要求按B1表8—3—66和8—3—67查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為33mm，其尺寸和形狀公差均為6級(jí)，即0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為0.014mm。（如圖4-4）圖4-4大齒輪簡(jiǎn)圖4.2軸的設(shè)計(jì)4.2.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計(jì)算用實(shí)心軸式中:d－軸的直徑，mmT－軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mmP－軸傳遞的額定功率，kwn－軸的轉(zhuǎn)速，r/min[]－軸材料的許用切應(yīng)力，Mpa30A－系數(shù)，見(jiàn)【1】表4－1－8，這里取120根據(jù)上面公式計(jì)算，齒輪軸的最小直徑d＝30mm；大齒輪軸的最小直徑d＝30mm依據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)如圖圖4－5齒輪軸滾刀設(shè)計(jì)滾刀的作用是切割草料。它的內(nèi)邊為圓柱狀，刀刃的安裝方向應(yīng)與滾動(dòng)旋向相同。滾刀的規(guī)格有2刃、3刃、4刃、6刃、8刃。滾刀用ZG65Mn材料制造，淬火硬度為HRC55-60，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。5.1滾刀的設(shè)計(jì)滾刀的幾何參數(shù)對(duì)所絞出草的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對(duì)十字刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。十字刀片如圖(5－1)所示。其每一刃部的攪碎(指切割草的)線速度分布亦如該圖所示。從圖上可以看出其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度。圖5-1滾刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布其值為：（）式中：－刀片刃部任一點(diǎn)的線速度m／s；n－刀片的旋轉(zhuǎn)速度rpm；－刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的距離mm；r－刀刃起始點(diǎn)半徑mm；R—刀刃終止點(diǎn)半徑mm；再?gòu)娜我蝗~刀片的橫截面上來(lái)看[圖(5-1)A—A截面]，其刃部后角較大，而前角及刃傾角都為零。因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的一條刀刃為對(duì)象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計(jì)各參數(shù)。5.1.1刀刃的起訖位置攪碎時(shí)，環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從式[I]可以看出，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，則攪碎(指切割草的)線速度越快。并且在螺桿進(jìn)科速度也一定的條件下，假定攪碎時(shí)刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：式中：Q－單位時(shí)間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割草所產(chǎn)生的熱量（J／s）F－鉸草時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見(jiàn)第二部分刀刃的前角式[4])－任一刀刃切割草的線速度（m／s）所以，攪碎(切割草)的線速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此攪碎的線速度不能很高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們知道一般攪碎時(shí)刀刃切割草的錢速度處在30一90m／min之間最為理想，因此由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置，即刃的起點(diǎn)半徑和終點(diǎn)半徑R。根據(jù)式[1]得：[3]我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n＝326r/min當(dāng)時(shí)，，＝30m/min=0.5m/s當(dāng)時(shí)，，R＝圓整后取:r=15mmR=45mm5.1.2刀刃的前角當(dāng)十字刀片攪碎時(shí)，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖(5-2)所示。圖5-2與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析根據(jù)圖5-2可知：其值為：因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為：草與前刀面的摩擦力為：整理得：[4]式中：F－鉸草時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）—刀片攪碎時(shí)草的剪切抗力（N）－刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù)－草被剪切時(shí)與前刀面的摩擦系數(shù)－刀片的前角（）－網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N）－草被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N）由于式中：－草的抗剪應(yīng)力，與草的質(zhì)地有關(guān)－草被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān)所以與草的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板之后，可以看成為常量，故令。由于是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預(yù)緊壓力，是常量，故令。是刀片切割草時(shí)，草對(duì)前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令。簡(jiǎn)化式[4]得：[5]從式[5]和式[2]可知，刀刃前角的大小，直接影響著攪碎過(guò)程中的切割力，以及切割草時(shí)所產(chǎn)生的溫度。在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進(jìn)料速度都一定的情況下，前角大，切割草所需的力和切割草所產(chǎn)生的熱都??；反之，則大。但前角很大時(shí)，則因刀具散熱體積小而使切割草時(shí)所產(chǎn)生的溫度不能很快冷卻。因此，在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍：一般?。?草質(zhì)軟取大值，反之取小值)5.1.3刀刃的后角刀刃后角的目的：一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不變的情況下，增大后角能使刀刃鋒利。刀片磨損后將使刀刃變鈍，使草在攪碎(切割)過(guò)程中變形能增加，同時(shí)由于磨損后刀片的后角基本為零，加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦，兩者都使攪碎過(guò)程中產(chǎn)生的熱量增多。另外，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB下，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大[如圖5-3所示]。這說(shuō)明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來(lái)的問(wèn)題是刀片的NB磨損值大(反映在刀體材料的磨損過(guò)大這一方面)，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有一合理的數(shù)值范圍：一般?。?草質(zhì)軟取大值反之取小值)圖5-3后角與VB、NB的關(guān)系5.1.4刀刃的刃傾角從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來(lái)得知刀傾角對(duì)刀片性能的影響情況。在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)把刀刃放大看時(shí)，可以把刀刃看成是一段半徑為的圓弧[圖5－4]，由于刀刃有刃傾角，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所得)圖5-4刃傾角與刀刃鋒利度橢圓的長(zhǎng)半徑處的曲率半徑，即為刀刃實(shí)際純圓半徑。其關(guān)系為：[6]由此可見(jiàn)，增大刀傾角的絕對(duì)值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑，這就說(shuō)明增大刃傾角就可使刀刃變得較為鋒利。一旦刀刃的起訖半徑r及R確定后，其最大初始刃傾角就可確定了[參見(jiàn)圖5-5]：圖5-5[7]初始刃傾角按下式計(jì)算：[見(jiàn)圖5-6]圖5-6初始刃傾角計(jì)算用示意圖[8]式中：r－刀刃起始點(diǎn)半徑(mm)；R－刀刃終止點(diǎn)半徑(mm)；b－葉刀片外端寬度（mm）;－初始刃傾角；5.1.5刀刃上任一點(diǎn)位量上攪碎速度由于有了刃傾角，故刀刃上任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度，將可以分解為垂直于刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度分量。[參見(jiàn)圖5-7]即：其值為：圖5－7刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖又因?yàn)椋核裕赫淼茫ǎ┦街校海度猩先我稽c(diǎn)位置的法向速度分度m／s；－刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量m／s；－刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離mm；－刀刃的初始刃傾角；－與刀刃相切的圓計(jì)算半徑mm；R－刀刃的終點(diǎn)半徑mm；r－刀刃的起點(diǎn)半徑mm；5.1.6刀片的結(jié)構(gòu)根據(jù)以上對(duì)滾刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，得出滾刀的結(jié)構(gòu)圖（圖5-8），此滾刀的特點(diǎn)：后角取4，刀片的壽命較長(zhǎng)；前角取30，以減小攪碎所需的力及功率；增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度；采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強(qiáng)度；采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。圖5－82刃、4刃、8刃滾刀生產(chǎn)能力分析6.1滾刀的切割能力切刀的切割能力，可用下式計(jì)算：式中：F－滾刀切割能力（）；n－滾刀轉(zhuǎn)速（r/min）;326r/minD－擠草樣板外徑（mm）；168mm－孔眼總面積與樣板面積之比，一般取0.3－0.4；取0.4Z－滾刀刃數(shù)；取6.2環(huán)保型剪草機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的生產(chǎn)能力G生產(chǎn)能力G（kg/h）：式中：－被切割1kg物料的面積，其值與孔眼