畢業(yè)論文無(wú)動(dòng)力手推式割草機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 無(wú)動(dòng)力手推式割草機(jī)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 4 Abstract 5 第一章 緒論 6 1.1選題的背景和目的 6 1.2 無(wú)動(dòng)力手推式割草機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 6 1.3 割草機(jī)的概述 8 1.3.1割草機(jī)的分類 8 1.3.2 手推式割草機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 10 1.3.3 如何安全操作草坪割草機(jī) 11 第二章 割草機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 12 第三章 割草機(jī)零部件的設(shè)計(jì) 15 3.1 割草機(jī)行走輪的設(shè)計(jì) 15 3.1.1材料選擇的依據(jù) 17 3.2 凸輪的設(shè)計(jì) 17 3.2.1 凸輪材料的選擇 17 3.3切割器的選擇 18

2、3.3.1 切割器材料的選擇 20 3.4軸的設(shè)計(jì) 23 3.4.1軸的概述 23 3.4.2 軸的設(shè)計(jì) 23 3.4.3 軸的材料選擇 23 3.5軸承的選擇 24 3.5.1軸承的載荷 24 3.5.2 球軸承的特點(diǎn) 24 3.5.3 軸承的轉(zhuǎn)速 24 3.6 鍵的選擇 25 3.7 平行四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 3.8三腳架機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 總結(jié) 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 摘 要 發(fā)展草坪和地被植物是維護(hù)生態(tài)平衡、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生、美化城市面貌、減少大氣污染、防止水土流失的有效措

3、施之一，特別是針對(duì)我國(guó)北方的沙塵暴天氣。而維持草坪的美觀與整齊就要對(duì)其進(jìn)行定期修剪。修剪的過程要靠剪草機(jī)來(lái)完成。 割草機(jī)按切割器類型可以分為旋刀式、往復(fù)式、滾刀式、甩刀式、甩繩式。其中，應(yīng)用最多的是滾刀式割草機(jī)和往復(fù)式割草機(jī)。按配套動(dòng)力和作業(yè)方式分可以分為：為手推式、手扶隨行式、手扶自行式、坐騎式和拖拉機(jī)懸掛式割草機(jī)。按動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式主要分為人畜力驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)3種形式割草機(jī)。 本次設(shè)計(jì)的手推式剪草機(jī)的主要由操縱機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、切割器、護(hù)罩等幾大部分組成。 關(guān)鍵詞： 操縱機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、切割器、護(hù)罩

4、 Abstract To develop lawn is one of the effective measures that can maintain ecological balance, protect environmental sanitation and beauty urban appearance. To maintain lawn beauty and neatly, we must cut the grass in certain time. The glass-cutting machine will realize the course pruned. Acco

5、rding to the cutter types can be divided into the lawn mower spin knife type, reciprocating, hob type, ShengShi jilt knife type, rejection. Among them, the application is the largest hob type lawn mower and reciprocating lawn mower. By supporting power and practices can be divided into: for hand por

6、tion push type, escalators, accompanying type, walking self-traveling, mount type and tractor suspension lawn mower. According to the driving way are mainly divided into people work drive, the engine drive and electric drive three forms a lawn mower. This design hand push type lawnmowers manipulat

7、ed mechanism, mainly by the mobile mechanism, cutter, shield and several other major components. Keywords: operation, walking institutions, cutter, shield 第一章.緒論 1.1 選題的背景和目的 在剪草機(jī)問世之前，草坪的修剪主要工具是鐮刀，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。隨著高爾夫球、網(wǎng)球及足球等運(yùn)動(dòng)的興起，人們擁有平整美觀的草地做運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的要求越來(lái)越迫切。1805年英國(guó)人普拉克內(nèi)特發(fā)明了第一臺(tái)

8、收割谷物并能切割雜草的機(jī)器，由人推動(dòng)機(jī)器，通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)旋刀割草，這就是旋刀割草機(jī)的雛形。1830年，英國(guó)紡織工程師比爾.布丁取得了滾筒割草機(jī)的專利，1832年蘭賽姆斯農(nóng)機(jī)公司開始批量生產(chǎn)滾筒剪草機(jī)，1902年英國(guó)人倫敦恩斯制造了內(nèi)燃機(jī)做動(dòng)力的滾筒式剪草機(jī)，其原理至今還在使用。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，20世紀(jì)初期，剪草機(jī)就得到了快速的發(fā)展。 我國(guó)目前生產(chǎn)的剪草機(jī)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。適用于草高3-80毫米的草坪，其問題主要是價(jià)格貴，維修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。而旋刀式割草機(jī)是由橫向

9、懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草的上部葉片，它適合于在25-80毫米范圍內(nèi)的剪草。由于其價(jià)格低廉，保養(yǎng)、維修方便、使用靈活，只要將刀片磨快，剪草效果還是可以的。因此，一般要求的草坪都選用它，成為目前國(guó)內(nèi)外最流行的剪草機(jī)。 以動(dòng)力劃分可以分為機(jī)動(dòng)和人推兩類。人推的主要是滾刀式，小巧靈活，適于家庭庭院中小型草坪使用。機(jī)動(dòng)的又分為柴油機(jī)、汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)三類驅(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)。 1.2 無(wú)動(dòng)力手推式割草機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)剪草機(jī)的廠家大約有50家左右。多數(shù)為園藝系統(tǒng)的公司以及轉(zhuǎn)產(chǎn)剪草機(jī)的機(jī)械廠。市場(chǎng)上草坪修剪機(jī)

10、的品牌很多，有進(jìn)口的產(chǎn)品，也有國(guó)內(nèi)制造和中外合資的，從功率2.6-1.2千瓦，剪幅從43.2-127厘米。 國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要有：中美合資江蘇淮陰泛亞園林機(jī)械有限公司，生產(chǎn)立特牌-NEAT草坪剪草機(jī)，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的50%，現(xiàn)年產(chǎn)5000臺(tái)。目前正著手進(jìn)行年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)剪草機(jī)的技術(shù)改造，其動(dòng)力選用日本本田發(fā)動(dòng)機(jī)。 南通機(jī)床廠為轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)剪草機(jī)的廠家。其產(chǎn)品為地草王系列產(chǎn)品；56厘米自走式草坪剪草機(jī)（4.5千瓦），84厘米隨進(jìn)式剪草機(jī)（7.8千瓦），84厘米電啟動(dòng)式剪草機(jī)（7.8千瓦），122厘米坐騎式剪草機(jī)（13.4千瓦）。該廠生產(chǎn)除發(fā)動(dòng)機(jī)以外的零部件，發(fā)動(dòng)機(jī)多選用美國(guó)產(chǎn)品，1999年已經(jīng)有產(chǎn)品出口

11、美國(guó)。 目前，我國(guó)已經(jīng)研制開發(fā)出來(lái)草坪割草機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，草坪割草機(jī)為現(xiàn)代城市綠化的重要設(shè)備，目前市場(chǎng)上進(jìn)口的國(guó)產(chǎn)的機(jī)器均有一定的市場(chǎng)，但質(zhì)量參差不齊。對(duì)于草坪割草機(jī)的安全指標(biāo)，僅有檢測(cè)方法，沒有現(xiàn)成的撞擊試驗(yàn)專用設(shè)備。為了對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的測(cè)試，北京市農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定推廣站研制成功草坪割草機(jī)專用試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)化程度高，采用了氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)、機(jī)－電安全鎖定機(jī)構(gòu)及氣動(dòng)調(diào)速技術(shù)，可對(duì)國(guó)內(nèi)各型草坪割草機(jī)進(jìn)行安全性能試驗(yàn)，能夠完成草坪機(jī)的撞擊試驗(yàn)和刀片護(hù)罩強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該專用試驗(yàn)臺(tái)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，監(jiān)測(cè)快捷，安全性高。 （2）存在問題 國(guó)內(nèi)割草機(jī)械市場(chǎng)發(fā)展緩慢 ，我國(guó)草坪機(jī)械產(chǎn)品全線接受檢驗(yàn)，應(yīng)

12、用中暴露出―些質(zhì)量問題。對(duì)此，有關(guān)專家認(rèn)為，當(dāng)前我國(guó)畜牧機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量水平低的原因有以下幾個(gè)方面。 　　目前草地草坪業(yè)投入始終嚴(yán)重不足，相對(duì)支持力度減緩甚至下降，使得許多割草機(jī)械制造企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)或停產(chǎn)，再加上我國(guó)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家存在著技術(shù)、制造手段、工藝等方面的差距，制造能力和水平進(jìn)一步拉大了距離。如現(xiàn)有割草機(jī)械生產(chǎn)制造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量低，使用故障多、可靠性差。往復(fù)式割草機(jī)工作半天即需刃磨，使用可靠性不到80％。國(guó)外割草機(jī)工作400公頃，故障率僅為4％左右，而我國(guó)的產(chǎn)品在同樣的作業(yè)量其故障率為25％左右。在相同作業(yè)情況下，我國(guó)的割草機(jī)完成的工作量比國(guó)外同類機(jī)型相差一半。 　　產(chǎn)品品種不全，成套

13、性差。美國(guó)約翰迪爾公司的割草機(jī)械有13個(gè)品種49個(gè)機(jī)型；紐荷蘭公司現(xiàn)生產(chǎn)12個(gè)品種25個(gè)機(jī)型，可供各種經(jīng)營(yíng)規(guī)模的用戶選擇。我國(guó)的用戶不能根據(jù)自己的經(jīng)營(yíng)規(guī)模選擇合適的機(jī)具，機(jī)具使用效益不高。 　　產(chǎn)品技術(shù)水平低。割草機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平高低是衡量該行業(yè)整體科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。一段時(shí)間內(nèi)，由于資金投入嚴(yán)重不足，技術(shù)創(chuàng)新的原動(dòng)力、研發(fā)能力、技術(shù)模仿步伐放緩甚至停頓。我國(guó)已定型的割草機(jī)械大部分屬國(guó)外上世紀(jì)的技術(shù)水平，20多年來(lái)基本沒有什么大的改進(jìn)與創(chuàng)新。缺乏應(yīng)有的售后服務(wù)體系。 專家分析認(rèn)為，造成割草機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量水平低的原因有多方面，但缺乏資金投入和人才短缺是造成研發(fā)能力和生產(chǎn)制造工藝水平低的關(guān)

14、鍵所在。 1.3 割草機(jī)的概述 1.3.1割草機(jī)的分類 按切割器類型可以分為旋刀式、往復(fù)式、滾刀式、甩刀式、甩繩式。其中，應(yīng)用最多的是滾刀式割草機(jī)和往復(fù)式割草機(jī)。 按配套動(dòng)力和作業(yè)方式分可以分為：為手推式、手扶隨行式、手扶自行式、坐騎式和拖拉機(jī)懸掛式割草機(jī)。 按動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式主要分為人畜力驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)3種形式割草機(jī)。其中，以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的割草機(jī)最多，發(fā)動(dòng)機(jī)多為單缸汽油機(jī)。太陽(yáng)能割草機(jī)雖然已有生產(chǎn)，但應(yīng)用較少。 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的剪草機(jī)按牽引方式或懸掛方式可分為前置式、側(cè)置式、后置式、中置式剪草機(jī)。目前，也有旋刀式手推隨行式割草機(jī)，大部分采用中置懸掛，而滾刀手推隨行式剪草機(jī)多采

15、用前置式掛接，大型的剪草機(jī)則采用混合牽引方式。 修剪是草坪養(yǎng)護(hù)基本的工作之一。選擇合適的草坪修剪機(jī)是保證草坪修剪質(zhì)量的前提，選擇草坪修剪機(jī)的類型要根據(jù)草坪的功能而定，高爾夫球場(chǎng)的果嶺、發(fā)球臺(tái)選用果嶺機(jī)及發(fā)球臺(tái)草坪修剪機(jī)；球道及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪，如足球場(chǎng)、橄欖球場(chǎng)等，最佳選擇滾刀式草坪修剪車，也可以選用旋刀式草坪修剪車；普通綠地，景觀草坪等，選用旋刀式草坪修剪機(jī)；高爾夫球場(chǎng)斜坡選用懸浮式草坪修剪機(jī)；林間草坪或障礙物較多的草坪可選用割灌割草機(jī)。 往復(fù)式割草機(jī)在19世紀(jì)50年代用于生產(chǎn)，起初由畜力牽引，由地輪驅(qū)動(dòng)割刀。20世紀(jì)后發(fā)展由拖拉機(jī)牽引的割草機(jī)，30年代出現(xiàn)拖拉機(jī)懸掛往復(fù)式割草機(jī)。依靠切割器上

16、動(dòng)刀和定刀的相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)切割牧草，其特點(diǎn)是割茬整齊，所需功率較小，但對(duì)牧草的適應(yīng)性差，易堵塞，適用于平坦天然草場(chǎng)和人工草場(chǎng)作業(yè)。70年代中期開始生產(chǎn)并使用旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)。依靠高速旋轉(zhuǎn)刀盤上的刀片沖擊切割牧草。其特點(diǎn)是工作平穩(wěn)，對(duì)牧草的適應(yīng)性強(qiáng)，適用于高產(chǎn)草場(chǎng)；但切割不夠整齊，重割較多，所需功率較大。 對(duì)于往復(fù)式割草機(jī)因?yàn)楦畈莩砻苤啵畈輽C(jī)切割器的切割速度應(yīng)該高于谷物收割機(jī)。對(duì)于往復(fù)式割草機(jī)，割刀的平均速度應(yīng)為1.6—2.0m/s或者更高,最低的切割速度應(yīng)大于2.15m/s。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的切割速度為60—90m/s。 往復(fù)式割草機(jī)割茬低而整齊，草坪損失少，單位割幅的金屬用量和功率消耗低，因而

17、成本較低。它的作業(yè)速度一般為6—8km/h。提高割刀的往復(fù)次數(shù)并解決割刀的全平衡問題后，作業(yè)速度可以提高到10—12km/h。往復(fù)式割草機(jī)適用于切割直立而生長(zhǎng)密度不過分高的草坪。 旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)工作平穩(wěn)，對(duì)草坪的適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于稠密、倒伏、纏連的牧草，能以8—16km/h的作業(yè)速度工作，生產(chǎn)率高。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，單位割幅功率消耗大。 大多數(shù)割草機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)Ｉ型切割器GB1209—1213—86。護(hù)刀器為單體式，其尖部上翹，刀片向下傾斜6度30分，與護(hù)刀器梁裝成一體，采用沉頭螺栓安裝。動(dòng)刀片有齒刃（下刻齒）和光刃兩種，定刀片為齒刃。動(dòng)刀片為光刃時(shí)割茬整齊，功率消耗少，但需經(jīng)常磨刃。動(dòng)刀

18、片為齒刃時(shí)，制造較復(fù)雜，功率消耗大，但不需要磨刃。 標(biāo)準(zhǔn)Ｉ型切割器的割刀行程與護(hù)刀器節(jié)距相等， 即S = t = t=76.2mm 由于草坪生長(zhǎng)稠密，含水量較大，要求的割茬較低，采用的切割速度大，而進(jìn)距較小，一般割刀為1.6m/s以上，進(jìn)距為59—74mm。 綜上所述，本設(shè)計(jì)選用的是往復(fù)式I型切割器。 不論是哪一種類型的剪草機(jī)對(duì)草坪修剪的基本要求是一樣的： 1.剪草高度可根據(jù)要求調(diào)整，適應(yīng)高度調(diào)整范圍大，當(dāng)草坪要求修剪很低能達(dá)到要求。 2.剪草整齊、平整，同一行程前后剪草高度一致，兩次作業(yè)行程銜接平滑、無(wú)接茬。 3.對(duì)地形的適應(yīng)能力強(qiáng)，仿行能力強(qiáng)，隨地形變化前后剪草高度一致。

19、 4.剪草機(jī)對(duì)草坪碾壓輕、傷害少。 5.草屑收集干凈，或被切割部分細(xì)碎性能好（草屑撒在草坪中當(dāng)肥料時(shí)），以便于灑落在草坪下及時(shí)腐爛。 6.剪草機(jī)質(zhì)量好，故障少，節(jié)省燃料、效率高。 7.易于操作、輕便靈活、維修調(diào)試方便，零部件通用性和互換性好。 8．正確掌握修剪草坪的時(shí)間并且制定科學(xué)的修剪高度和修剪頻率。 1.3.2手推式割草機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的手推式剪草機(jī)的主要由操縱機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、切割器、護(hù)罩等幾大部分組成。 1.手推式割草機(jī)的基本原理. 手推式割草機(jī)行走動(dòng)力來(lái)自人給推力，割刀的動(dòng)力來(lái)自地輪，地輪的內(nèi)側(cè)焊接著凸輪，相當(dāng)于滾子的軸承與地輪內(nèi)部的凸輪嚙和，當(dāng)?shù)剌喸谕屏Φ淖?/p>

20、用下向前滾動(dòng)時(shí)，滾子在凸輪上的運(yùn)動(dòng)形成了一個(gè)往復(fù)的運(yùn)動(dòng)形式，帶動(dòng)平行四桿機(jī)構(gòu)以及三角架機(jī)構(gòu)來(lái)構(gòu)成往復(fù)式切割器的往復(fù)式切割運(yùn)動(dòng)。 2.本設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是： 1）用人力作為動(dòng)力，具有節(jié)省能源、無(wú)污染的特點(diǎn). 2）其傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 3）體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、保養(yǎng)方便、成本低廉，且采用人的推力為動(dòng)力，無(wú)廢氣及噪音等污染。 山東省萊州市仲院宇峰鍘草機(jī)廠研制出全新微型電動(dòng)鍘草機(jī)，該機(jī)以0.75-1.1kw單相照明電為動(dòng)力，無(wú)電地區(qū)或停電時(shí)用165、175、180等型號(hào)柴油機(jī)為動(dòng)力，適宜鍘切玉米秸、麥秸、稻草及青貯飼料，每小時(shí)鍘草量300-400kg，切草長(zhǎng)度為1.5-

21、2cm。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，全機(jī)重僅32kg，移動(dòng)方便，并具有切碎均勻、出料順暢、揚(yáng)程遠(yuǎn)、噪音低等特點(diǎn)。 割草機(jī)的切割器在運(yùn)輸過程中或停放時(shí)應(yīng)裝上防護(hù)罩，其結(jié)構(gòu)形式參照?qǐng)D1制造。所有防護(hù)裝置應(yīng)固定牢靠。防護(hù)裝置應(yīng)便于拆裝，且不妨礙機(jī)具的調(diào)整、清理及維護(hù)工作。經(jīng)常拆裝的防護(hù)裝置，機(jī)具上應(yīng)設(shè)存放位置。 機(jī)具停止作業(yè)時(shí)，應(yīng)能立即切斷驅(qū)動(dòng)切割器的動(dòng)力。機(jī)具應(yīng)設(shè)過載防護(hù)裝置或保護(hù)機(jī)具不被破壞的安全裝置。 機(jī)具應(yīng)設(shè)有支撐裝置，保證機(jī)具卸下時(shí)停放穩(wěn)定。割草機(jī)上各操縱手柄之間或手柄與相鄰部件之間，根據(jù)操縱手柄受力大小應(yīng)留有安全距離d。 1.3.3如何安全操作草坪割草機(jī)： （

22、1）割草時(shí)，不要赤腳或穿涼鞋，一般應(yīng)穿上工作服和工作鞋。 （2）熟悉操作過程，仔細(xì)閱讀割草機(jī)說明書，知道在緊急情況下，及時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。 （3）確保草地上沒有棍子、石頭、電線等雜物，以免割草機(jī)的刀片將它們拋起來(lái)傷人。 （4）使用前仔細(xì)檢查各個(gè)部位，確保割草機(jī)刀片與割草機(jī)連接牢固。要成套更換舊的和損壞的刀片或螺絲，以免造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。損壞的刀片和螺絲是很危險(xiǎn)的。 （5）經(jīng)常檢查所有螺帽、螺絲和螺釘，確保割草機(jī)處于安全運(yùn)行狀態(tài)。 （6）工作時(shí)應(yīng)慢慢地推割草機(jī)向前走，行進(jìn)速度不要過快。 （7）坡地割草時(shí)，不要時(shí)高時(shí)低。在坡地上轉(zhuǎn)向時(shí)，一定要特別小心。不要在很陡的坡地上割

23、草。 （8）正在割草時(shí)，不要抬起或搬動(dòng)割草機(jī)。 第二章. 割草機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 手推式割草機(jī)的動(dòng)力是來(lái)源于行走輪驅(qū)動(dòng)，即靠人的推力來(lái)驅(qū)動(dòng)。查閱《人機(jī)工程手冊(cè)》，人步行速度約為3—5千米/時(shí)，即48—64米/分，考慮到要推動(dòng)割草機(jī)進(jìn)行切割，選取人的步行速度為48米/分，即0.8米/秒。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得到以下數(shù)據(jù)： 成年男性身高： 18—25周歲 1554—1830 毫米 26—35周歲 1545—1851 毫米 36—60周歲 1553—1798 毫米 平均身高： 18—60周歲 1543—1814 毫米

24、成年女性身高： 18—25周歲 1457—1709 毫米 26—35周歲 1449—1698 毫米 36—60周歲 1445—1683 毫米 平均身高： 18—60周歲 1449—1697 毫米 成年男性臂長(zhǎng)： 18—25周歲 279—350 毫米 26—35周歲 280—349 毫米 36—60周歲 278—348 毫米 平均臂長(zhǎng)： 18—60周歲 279—349 毫米 成年女性臂長(zhǎng)： 18—25周歲 253—319 毫米 26—35周歲 253—320 毫米 36—60周歲 251—317 毫米 平均臂長(zhǎng)： 18

25、—60周歲 252—319 毫米 立姿工作崗位工作高度： 男性： 950—1050—1150 毫米 1050—1200—1300 毫米 女性： 850—950—1050 毫米 1000—1100—1200 毫米 綜合以上因素，設(shè)計(jì)扶手以及支架的尺寸，并且根據(jù)不同性別和不同年齡將扶手的高度和傾斜角度設(shè)計(jì)成可以調(diào)節(jié)的。站立工作時(shí)操作的有關(guān)尺寸，以及人體需要的可能活動(dòng)空間. 由《人機(jī)工程手冊(cè)》查得，人體身高尺寸（成年男性）多在170cm左右。因此，推桿距地面的高度取為1000毫米,且可在850-1300毫米之間調(diào)節(jié)，符合人體作業(yè)適應(yīng)度。 設(shè)計(jì)原則：工作場(chǎng)地的高度取決

26、于作用力、操作者的身高、操作者操作物件的尺寸、以及視野范圍。 A：精密工作，靠肘支撐工作。（設(shè)計(jì)尺寸針對(duì)男性：105—115 毫米 針對(duì)女性：100—110 毫米） B：虎鉗固定在工作臺(tái)上的高度：113 毫米 C：輕手工工作。（男性：95—100 毫米 女性：90—95 毫米） D：用勁大的工作。（男性：80—95 毫米 女性：75—90 毫米） 本設(shè)計(jì)屬于D范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)。 又因?yàn)樵摳畈輽C(jī)是手推式的，動(dòng)力來(lái)源于人的行走以及推力。應(yīng)考慮到其結(jié)構(gòu)尺寸方面的因素，因而外輪直徑不宜過大。如果輪子直徑過大，則推行起來(lái)比較容易，比較省力，但是達(dá)不到往復(fù)式切割的速度要求，其速度要求要大于

27、0.8m/s,如果小于這個(gè)速度,那么草將被撕裂和扯斷,而不是被切割了;如果輪子直徑過小,則推行比較費(fèi)力,不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,要滿足人的推力在200N左右都能推動(dòng)這部割草機(jī)才行。 初步選取外輪直徑 =450mm,由公式n=v/D得： 外輪的轉(zhuǎn)速n=48103/4503.1434r/min. 由《人機(jī)工程手冊(cè)》查得，人體身高尺寸（成年男性）多在170cm左右。因此，推桿距地面的高度取為100cm,且可在100-140cm之間調(diào)節(jié)，符合人體作業(yè)適應(yīng)度。 割草機(jī)的各個(gè)動(dòng)力參數(shù)： 由上述已選取的參數(shù)，速度分析如圖： 外輪的轉(zhuǎn)速n=48103/4503.1434r/min. 內(nèi)圈（外徑）周長(zhǎng)：

28、L = 3.14300 = 942 mm 分布凸輪的個(gè)數(shù)：n = 942/44 = 22 (個(gè)) 人的持續(xù)推力為 15—20 Kg , 外輪的轉(zhuǎn)速n=48103/4503.1434r/min. 取 F = 2010 = 200 N P = FV = 2000.95 = 0.19 Kw 割草機(jī)的整體寬度：712 mm 割草機(jī)的割幅：576.2 = 381.0 mm 割刀的往復(fù)余隙：576.2 = 381.0 + 76.2 = 457.2 mm < 460 mm 因此按照此方法裝配合適； 割草機(jī)的行走速度：0.8 m/s ； 割草機(jī)的切割速度：保證在大于或者等于 0.8 m

29、/s,因?yàn)楫?dāng)速度在0.3—0.6之間的時(shí)候，草坪是被撕裂和扯斷的。 第三章. 割草機(jī)零部件的設(shè)計(jì) 3.1 割草機(jī)行走輪的設(shè)計(jì) 輪胎在此不僅僅與外輪配合，也是凸輪嚙合的關(guān)鍵所在，因此輪胎的大小尺寸應(yīng)與割草機(jī)的整體形狀和尺寸緊緊相連。外輪的外徑是=450mm,而其具體形狀是參照《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》中驅(qū)動(dòng)輪的形狀尺寸，材料為橡膠。 選取外輪直徑：=450mm,由公式n=v/D 得：外輪的轉(zhuǎn)速 n=48103/4503.1434r/min. 設(shè)計(jì)尺寸如圖所示： 外輪直徑： 450mm 安裝輪胎 材料為橡膠 外輪2個(gè) 倒角半徑： 10 mm

30、 內(nèi)圈外徑： 360mm 焊接凸輪 灰鐵200 倒角半徑： 10 mm 內(nèi)圈內(nèi)徑： 300mm 焊接凸輪 灰鐵200 倒角半徑： 10 mm 輻條半徑： 4 mm 支撐 材料為Q235 輻條 16個(gè) 輻條長(zhǎng)度： 115mm 支撐 材料為Q235 支撐輪的尺寸： 外徑： 50 mm 支撐 灰鐵100 小支撐輪2個(gè) 內(nèi)徑： 30 mm 支撐 灰鐵100 支撐輪采用兩個(gè)萬(wàn)向輪，其基本結(jié)構(gòu)如以上圖所表示： 3.2.1材料選擇的依據(jù) 灰鐵100的最小抗拉強(qiáng)度為130Mpa，硬度為110

31、—166HBS，具體的應(yīng)用范圍有：蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架等。 灰鐵200的最小抗拉強(qiáng)度為220Mpa，硬度為157—236HBS，具體的應(yīng)用范圍有：汽缸、齒輪、底架、箱體、飛輪、齒條、襯筒、一般機(jī)床鑄有導(dǎo)軌的床身及中等壓力（8Mpa以下）的油缸、液壓泵和閥的殼體。 Q235的抗拉強(qiáng)度為375—460Mpa，具體的應(yīng)用范圍有：金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，心部要求不高的滲碳或者碳氮共滲的零件、吊鉤、拉桿、套圈、氣缸、齒輪、螺栓、螺母、連桿、輪軸、楔、蓋及焊接件。 在長(zhǎng)期的使用過程中,橡膠產(chǎn)品除受應(yīng)力、應(yīng)變、高溫、低溫和天候的作用外,還受油、藥品和生物等的侵蝕。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如不能全面考慮使用條件的單

32、獨(dú)和協(xié)同作用,將會(huì)導(dǎo)致其損壞速度加快,致使其使用壽命縮短。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,儀器設(shè)備的功率越來(lái)越大,轉(zhuǎn)速越來(lái)越快,振動(dòng)和噪聲的危害也越來(lái)越突出。振動(dòng)和噪聲不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和操作精度、縮短產(chǎn)品壽命、危及安全性,而且污染環(huán)境、影響人身健康。 因此,掌握振動(dòng)與噪聲控制技術(shù)是各國(guó)工業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。消除振動(dòng)和噪聲的有效方法之一是減少振動(dòng)源的振動(dòng)和隔離振動(dòng)的傳遞。目前廣泛使用的方法是利用橡膠材料與骨架材料(如金屬、纖維、工程塑料等)復(fù)合制成的功能裝置或特殊的橡膠粘彈性高阻尼材料來(lái)消除振動(dòng)源的振動(dòng)沖擊和吸收噪聲。這種橡膠減震功能裝置已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、汽車、火車和建筑工程等方面以及儀器

33、儀表的振動(dòng)隔離。 橡膠材料減震主要承受壓縮應(yīng)力、剪切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)力矩以及兩種或兩種以上應(yīng)力的復(fù)合作用,在保證機(jī)車的高速性、舒適性和安全性方面起著重要作用。 3.2 凸輪的設(shè)計(jì) 輪的轉(zhuǎn)速n=48103/4503.1434r/min. 內(nèi)圈（外徑）周長(zhǎng)：L = 3.14300 = 942 mm 分布凸輪的個(gè)數(shù)：n = 942/44 = 22 (個(gè)) 如圖所示：其它參數(shù)為 tg50= h/22 h =26 mm 凸輪的凸廓為：44 mm 凸輪的高度為：26 mm 將其打磨為圓角：倒角半徑為10 mm 材料選擇：角鋼 3.3 切割器的選擇 采用標(biāo)準(zhǔn)Ｉ型切割器GB1

34、209—1213—86。護(hù)刀器為單體式，其尖部上翹，刀片向下傾斜6度30分，與護(hù)刀器梁裝成一體，采用沉頭螺栓安裝。動(dòng)刀片有齒刃（下刻齒）和光刃兩種，定刀片為赤刃。動(dòng)刀片為光刃時(shí)割茬整齊，功率消耗少，但需經(jīng)常磨刃。動(dòng)刀片為齒刃時(shí)，制造較復(fù)雜，功率消耗大，但不需要磨刃。 標(biāo)準(zhǔn)Ｉ型切割器的割刀行程與護(hù)刀器節(jié)距相等，即S = t = t=76.2mm.。由于草坪生長(zhǎng)稠密，含水量較大，要求的割茬較低，采用的切割速度大，而進(jìn)距較小，一般割刀為1.6m/s以上，進(jìn)距為59—74mm。 選擇5組割刀，所以割幅為 76.2 5 = 381 mm 切割器是由做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀、裝有定刀片的護(hù)刃器、壓刃器、護(hù)

35、刃器梁等組成的。割刀相對(duì)護(hù)刃器做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與機(jī)器一起前進(jìn)。因此，動(dòng)定刀片形成割副，定刀片是切割時(shí)的固定支架，它在切割時(shí)與剪刀的原理相似，必須使刀片之間保持正確的間隙，才可以使得切割整齊，所以采用壓刃器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。 帶齒的動(dòng)刀片有不宜磨鈍，使用壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此，在切割器上被廣泛使用。動(dòng)刀片應(yīng)該牢固的鉚接在刀桿上，并且可、接縫要嚴(yán)密，如有松動(dòng)，應(yīng)該及時(shí)鉚緊。動(dòng)刀片齒紋應(yīng)該完整，如果有5毫米以上的缺口，或者有一出連續(xù)掉齒達(dá)到三個(gè)以上并且刀片磨鈍，齒高小于4毫米，應(yīng)該拆掉換新的。 定刀片采用光刃刀片，當(dāng)刃厚度超過0.3毫米上時(shí)，應(yīng)該拆下來(lái)磨刃，當(dāng)?shù)镀瑢挾刃∮谧o(hù)刃器寬度時(shí)，應(yīng)該更換新的。

36、 護(hù)刃器不得有裂紋和變形。護(hù)刃器變形輕的可以直接在護(hù)刃器梁上矯正，變形嚴(yán)重可以拆下定刀片，加熱約800攝氏度，進(jìn)行熱較核。護(hù)刃器全部裝到護(hù)刃器梁上要保證全部定刀片的工作面在同一個(gè)平面上，護(hù)刃器之間的距離應(yīng)該保持一致，偏差不得差異于正負(fù)3毫米。 各部狀態(tài)良好的部件組裝在一起之后，應(yīng)能達(dá)到在切割器行程處于左右極限位置時(shí)，動(dòng)定刀片中心線應(yīng)該重合，或者左右偏差相同的數(shù)值。動(dòng)刀片和定刀片的前端應(yīng)該貼合，或者有小于0.5毫米的間隙，后端的間隙不得大于1.5毫米。 刀桿應(yīng)該平直，不應(yīng)該有裂紋、彎曲、扭曲 。刀桿在導(dǎo)向套槽中兩側(cè)間隙應(yīng)該一致，以減少導(dǎo)向套和刀桿之間的磨損和阻力。狀態(tài)好的切割器，用手拉動(dòng)刀桿

37、應(yīng)該非常的輕松，不發(fā)卡。 整列調(diào)整：護(hù)刃器安裝好后，各護(hù)刃器尖端應(yīng)該相距相等，且應(yīng)該在同一水平線上。檢查方法可以用拉線法檢查，在兩端的護(hù)刃器尖端拉一直線，中間各護(hù)刃器的尖端允許在線上上下高低3毫米。定刀片也應(yīng)該處在同一水平面上，用直尺檢查，5個(gè)低刃偏差不得超過0.5毫米，如果不符合要求，應(yīng)該重新鉚合，否則，作業(yè)中回導(dǎo)致塞刀、崩齒、撕拉莖桿等故障。 對(duì)中調(diào)整：當(dāng)割刀處在極端位置的時(shí)候，所有動(dòng)刀片的中心線應(yīng)該與所有的相應(yīng)的護(hù)刃器的中心線均勻重合，其工作幅寬小于兩米的切割器，偏差不得超過3毫米，工作幅寬超過2米的，偏差不得超過5毫米。 密接調(diào)整：這里指的是動(dòng)刀片和定刀片的接合狀態(tài)。如果密接不良

38、，在切割的過程中容易導(dǎo)致根拔和堵塞，不能順利的輸送和脫粒。當(dāng)割刀處在極限位置，動(dòng)、定刀片的前端應(yīng)該貼合，最大允許有0.5毫米的間隙，后端應(yīng)該有0.3—1毫米的間隙，最大允許有1.5毫米的誤差。但是間隙達(dá)到的程度不能超過全部護(hù)刃器的1/3。密接程度可以用壓刃器來(lái)調(diào)整。壓刃器與動(dòng)刀片之間的間隙不得超過0.5毫米。調(diào)整好的切割器應(yīng)該保持手拉動(dòng)自由靈活。 3.3.1材料的選擇 割草機(jī)刀片必須采用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼材，經(jīng)過特殊熱處理工藝保證刀片有較高的強(qiáng)度、鋒利度、耐磨性、抗沖擊韌性。刀架及刀片外形應(yīng)該符合空氣動(dòng)力學(xué)要求，盡量減少運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，以降低功率消耗。裝配、調(diào)整刀具時(shí)，必須保證兩端力矩平衡，以

39、減少振動(dòng)和噪聲。 由于中國(guó)路用剪草機(jī)起步較晚,目前僅有小型的手扶式剪草機(jī)和簡(jiǎn)易的改裝剪草機(jī)投入使用,但據(jù)國(guó)外剪草機(jī)的發(fā)展看,大型的液壓驅(qū)動(dòng)的、可伸縮工作裝置式的剪草機(jī)是發(fā)展的必然。 就現(xiàn)有的簡(jiǎn)易剪草機(jī)來(lái)看,由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一,往往在整機(jī)主要參數(shù)的匹配上未進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,以導(dǎo)致剪草機(jī)剪切中重割區(qū)和漏割區(qū)較大,直接影響到剪切質(zhì)量(割茬高度的均勻性)和生產(chǎn)率。 圖1為一種剪切器的剪切圖,它反映了割刀的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。圖上的單影區(qū)為直接剪切區(qū),雙影區(qū)為重割區(qū),即剪切時(shí)刀刃在其上運(yùn)動(dòng)兩次,這顯然是沒有必要的空消耗,空白區(qū)A為漏割區(qū),位于該區(qū)的草在割刀第一行程中沒有被剪下,而是被剪切器推

40、向前彎曲,在下一行程中(割刀返回時(shí))被剪切。不難想象,這種彎曲程度越大,其割茬越高,那么漏割區(qū)越大,剪切質(zhì)量越差。從圖1中(a)、(b)對(duì)比可以看出:當(dāng)剪切器割刀相對(duì)速度Va和剪草機(jī)行駛速度Vm匹配不合適時(shí),漏割區(qū)也會(huì)增大。為了提高剪草機(jī)的工作質(zhì)量和生產(chǎn)率,有必要對(duì)其作如下的分析。理論分析刀刃上任意一點(diǎn)a的剪切速度方向和大小,見圖2。 剪切速度的分解從圖中可以看到,割刀a點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為VaVa=rωsinωt(1)；式中: r為曲柄半徑;ω為曲柄角速度。在割刀單一行程中,Va和剪草機(jī)的前進(jìn)速度Vm的合成速度V在大小和方向上均發(fā)生著變化,把V分解為Vn和V

41、t,則Vt/Vn表征滑切系數(shù) Vn=Vacosα+Vmsinα(2)Vt=Vasinα-Vmcosα； 式中:α為刀刃的傾角Vt/Vn=(tgα-Vm/Va)/[1+(Vm/Va)tgα]； 滑切系數(shù)與刀刃傾角(刀刃和前進(jìn)方向的夾角)有關(guān)。同時(shí)也在更大程度上與剪草機(jī)前進(jìn)速度和瞬時(shí)剪切速度的比值Vm/Va有關(guān)。 因此,α的選擇應(yīng)滿足tgα-Vm/Va>0(5)反之,當(dāng)滑切系數(shù)為負(fù)時(shí),相應(yīng)的滑切速度指向刀片的頂部,這時(shí)草莖在剪切時(shí)會(huì)發(fā)生彎曲,導(dǎo)致割漏區(qū)增加。 應(yīng)有:Vm/Va<0.578,為最大限度地提高工作質(zhì)量和生產(chǎn)率,這里取Vm/Va=0.6。當(dāng)剪草機(jī)以某一速度Vm行駛時(shí), 這

42、樣就可避免人為盲目的調(diào)節(jié)剪草機(jī)速度Vm和割刀速度Va,不僅減輕了操作人員需要反復(fù)觀察甚至試驗(yàn)才能確定兩個(gè)相適應(yīng)速度的工作量,而且可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的剪切,并能最大限度地提高剪草機(jī)行駛速度Vm,進(jìn)而提高生產(chǎn)率。大型的高剪切質(zhì)量、高生產(chǎn)率的路用剪草機(jī)的發(fā)展勢(shì)在必行。 剪切器漏割區(qū)的大小與剪切器刀刃傾角α有關(guān),α增大,在其它條件不變時(shí),漏割區(qū)減小。但α的過分增大會(huì)導(dǎo)致剪切阻力的急劇增加,因此,α的正確選取,需綜合考慮多方面因素的影響,確切的數(shù)值需視具體情況在試驗(yàn)中摸索。 剪草機(jī)前進(jìn)速度Vm與割刀速度Va的比值,直接影響剪切器漏割區(qū)的大小,因而對(duì)剪切器剪切質(zhì)量及生產(chǎn)率有很大影響,具體數(shù)值變化應(yīng)符合上面

43、的公式(5)。 采用本文的設(shè)計(jì)方案可最大限度地提高剪草機(jī)的生產(chǎn)率,減小漏割區(qū),并實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低勞動(dòng)強(qiáng)度的剪草作業(yè)。 3.4 軸的設(shè)計(jì) 3.4.1軸的概述 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 按照承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類。工作中既能承受彎矩又能承受扭矩的稱為轉(zhuǎn)軸。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱為傳動(dòng)軸。還有很多種不同的分類方法，在此就不一一列出。 軸的材料主要有碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛胚多用軋制圓鋼和鑄件，有的則直接用圓

44、鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。但是，合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞打動(dòng)力，并要求減少尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。但在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)閭鬟f的動(dòng)力較小，且碳鋼在滿足各種性能要求的條件下更為經(jīng)濟(jì)，所以選用碳鋼45。 對(duì)軸進(jìn)行熱處理的各種方法包括：高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等。表面強(qiáng)化處理包括噴丸、滾壓等，這些方法對(duì)于提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。 3.4.2軸的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)也

45、和其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需要對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。 而對(duì)于剛性要求較高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)進(jìn)行

46、振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又包括制定處合理的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。 而影響軸的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須使軸滿足以下條件：軸和軸上工作的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝卸和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝等。 3.4.3軸的材料選擇 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用扎制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。 由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，

47、對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。 合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更高的淬火性能。因此，在傳遞大的動(dòng)力時(shí)，并且要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或者低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。 各種熱處理（高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（噴丸、滾壓），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。 高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復(fù)雜的形狀，且具有廉價(jià)、良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低的優(yōu)點(diǎn)，可以用于制造外形比較復(fù)雜的軸。 本設(shè)計(jì)采用45 ,適用于承受交變負(fù)荷

48、、中等速度、中等負(fù)荷，強(qiáng)烈磨損、無(wú)很大沖擊的重要零件。 人的持續(xù)推力為 15—20 Kg , 外輪的轉(zhuǎn)速n=48103/4503.1434r/min. 取 F = 2010 = 200 N P = FV = 2000.95 = 0.19 Kw 軸的材料一般選擇 , 因此，選取軸徑為30 mm 行走輪的軸的尺寸及結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示： 具體尺寸數(shù)值從下到上依次是：570、568、552、530、509； 3.5 軸承的選擇 它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等。 滾動(dòng)軸承

49、的主要類型有向心軸承、推力軸承和向心推力軸承。細(xì)分有很多種。 選擇軸承時(shí)，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行考慮： 3.5.1軸承的載荷 軸承所受的載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。 滾子軸承的特點(diǎn)：滾子軸承中主要元件是線接觸，適合于應(yīng)用在承受較大的載荷，承載后的變形也比較小。 3.5.2球軸承的特點(diǎn) 球軸承中的主要元件是以點(diǎn)接觸，適合于應(yīng)用在較輕或者中等的載荷中，故在載荷較小的時(shí)候應(yīng)該優(yōu)先選用球軸承。 本次設(shè)計(jì)中選用深溝球軸承，因?yàn)樵摳畈輽C(jī)在切割過程中，軸承承受徑向載荷的同時(shí)還要承受不大的軸向載荷，應(yīng)選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。它主要承受徑向載荷，

50、也可同時(shí)承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可用來(lái)承受純軸向載荷。工作中允許有不大的內(nèi)、外圈軸線偏斜量，大量的生產(chǎn)，價(jià)格最低。 3.5.3軸承的轉(zhuǎn)速 在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速教高的時(shí)候，才會(huì)有比較顯著的影響。球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉(zhuǎn)速，所以在高速時(shí)優(yōu)先選用球軸承。 在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動(dòng)體就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體加在外圈滾道上的慣性力也就越小，因而也就更適合于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。故在高速時(shí)，適合于選擇一種同一直徑系列中外徑較小的軸承。外徑較大的軸承，宜用于低速重載的場(chǎng)合。 保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承的影響極大。實(shí)體

51、保持架比沖壓保持架允許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。 推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高的時(shí)候，若軸向載荷不大，可以采用角接觸軸承承受均勻的軸向力。 GB/ T276 —94深溝球軸承60000型02系列，代號(hào) 623 ， d =3 ,D =10 ,B = 4 , r = 0.15 與凸輪接觸的軸承，起到了滾子的作用，與焊接在地輪上的凸輪嚙合形成往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 GB/ T276 —94深溝球軸承60000型02系列，代號(hào) 6206 ， d =30 ,D =62 ,B = 16 , r = 1 在支撐輪中選擇兩個(gè)萬(wàn)向輪，保證在推行的時(shí)候省力，在轉(zhuǎn)向的時(shí)候不用將整機(jī)提起

52、來(lái)轉(zhuǎn)彎。 3.6 鍵的選擇 鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及其應(yīng)用如下： 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或者軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵的來(lái)年界主要有：平鍵連接、半圓鍵連接、鍥鍵連接和切向鍵連接。 鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩方面。 其主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b鍵高h(yuǎn)表示）與長(zhǎng)度l。鍵的截面尺寸bh，按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選擇鍵的長(zhǎng)度L。一般可以按輪轂的長(zhǎng)度決定，鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度。一般輪轂的長(zhǎng)度 可以取為L(zhǎng)’=(105—2)d，這里d為軸徑，由設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1查出。普通平鍵和普通鍥鍵的主要尺寸。

53、 因?yàn)椋篸=30mm,即公稱直徑：d>22~30 公稱尺寸：bh=87 公稱尺寸b:8 深度：軸t:4 極限偏差：+0.2 轂t:3.3極限偏差：+0.2 L=(1.5—2)d=45—60mm 鍵的長(zhǎng)度系列在45—60之間有45，50，56三種。 取長(zhǎng)度L=45.平鍵選用材料為45鋼，個(gè)數(shù)為2。 3.7 平行四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 平行四桿機(jī)構(gòu)是一種特殊的四桿機(jī)構(gòu),理論上兩個(gè)連架桿相互平行且相等,連桿與機(jī)架相互平行，當(dāng)設(shè)定一個(gè)連架桿為主動(dòng)件，并繞鉸鏈中心點(diǎn)做整周連續(xù)的勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,此時(shí)另一個(gè)連架桿也繞鉸鏈中心點(diǎn)作整周的連續(xù)勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),

54、運(yùn)動(dòng)規(guī)律與主動(dòng)連架桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。 四桿機(jī)構(gòu)是平行雙曲柄機(jī)構(gòu),連桿做平面移動(dòng)(平動(dòng)),連桿上各點(diǎn)處的速度相等,角速度等于零(ω2=0) 在對(duì)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的連桿零件進(jìn)行力分析時(shí),不考慮尺寸誤差對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響,理論上只考慮連桿由于向心加速度產(chǎn)生的的慣性力影響,計(jì)算較為簡(jiǎn)單 由此,平行雙曲柄四桿機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。 四桿機(jī)構(gòu)的主要尺寸： 寬： 410 mm 高： 390 mm 長(zhǎng)孔直徑： 18 mm 橫向長(zhǎng)孔間距： 300 mm 縱向長(zhǎng)孔間距 ： 175 mm 材料：

55、采用6毫米的鋼管 3.8 三腳架機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 三腳架的主要尺寸： 寬：400 mm 高：325 mm 材料：采用6毫米的鋼管 總 結(jié) 歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，回想起來(lái)，不免感懷萬(wàn)千。 在設(shè)計(jì)之初，覺得設(shè)計(jì)不難，就是計(jì)算而已。所以在一開始，自己并沒有能夠抓緊時(shí)間，總是認(rèn)為后面時(shí)間還很多，后面慢慢的做。先把找工作的事情放在第一位，自己還沒有意識(shí)到自己錯(cuò)誤的看法和決定。 在最開始做設(shè)計(jì)，先從查找資料入手。最初找資料，查看標(biāo)題大概一致，就認(rèn)為是自己要找的東西了，所以幾個(gè)小時(shí)下來(lái)，自己滿意而歸。但是當(dāng)自己事后仔細(xì)閱讀的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)問題了

56、。有的文章其實(shí)和本課題一點(diǎn)關(guān)系都沒有，有的只是沾了一點(diǎn)邊，只有很少的一部分圖片和資料可以派上用場(chǎng)。 如果我能夠再塌實(shí)一點(diǎn)，細(xì)心一點(diǎn)，可能就不會(huì)造成自己在時(shí)間和金錢上的損失，畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度可能也會(huì)快一點(diǎn)的。 查閱完資料，看了很多別人做的割草機(jī)，自己的心里挺激動(dòng)的，說不出的一種莫名的按捺不住。仿佛有一種動(dòng)力、使命感、責(zé)任感。除了有很多的感動(dòng)之外也有很多的想法。尤其是在網(wǎng)上看到有這樣那樣的先進(jìn)的技術(shù)，以及一些專利產(chǎn)品，我都想把它們運(yùn)用到我的設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)?，F(xiàn)在看看當(dāng)時(shí)的自己，還真的是抱負(fù)不小呢！ 于是，自己就大概立了幾個(gè)方案，盡量把自己查閱的資料和書本的知識(shí)運(yùn)用進(jìn)去。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候還沒有考慮到細(xì)節(jié)的

57、東西，只是一個(gè)方案而已。 但一到細(xì)枝末節(jié)就出現(xiàn)好多問題。尤其是想想要在裝配圖上如何表示，就是最大的困難。盡管這樣我還是沒有放棄的。 但是在經(jīng)過老師多次指導(dǎo)之后，我才慢慢意識(shí)到真正的困難所在，之前我不僅浪費(fèi)了太多的時(shí)間，而且現(xiàn)在以我現(xiàn)在的知識(shí)水平以及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于這些有點(diǎn)不太實(shí)際，而且想想當(dāng)時(shí)自己真的是有一點(diǎn)夸夸其談了。不免感覺很慚愧。 看來(lái)想法要付諸于實(shí)踐還真的是不容易，這也促使我想到在以后的工作中不要只是夸夸其談，更重要的是付諸于實(shí)際行動(dòng)中，這才是至關(guān)重要的。 在具體的設(shè)計(jì)計(jì)算中才深刻地感覺到，大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)不僅沒有好好的打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，更加沒有好好的利用過。除了幾次的課程設(shè)計(jì)，用到

58、了一部分，但是也是很不系統(tǒng)的。同時(shí)也體會(huì)到作為一名設(shè)計(jì)者不僅需要方方面面的專業(yè)知識(shí)，更重要的是應(yīng)該戒驕戒躁，具有一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鰧W(xué)問態(tài)度，一種求知識(shí)精神。 不積小流無(wú)以成江海。畢業(yè)接近尾聲，再回首設(shè)計(jì)過程，深切體會(huì)到無(wú)論做什么事情都是從一點(diǎn)一滴開始的，從一個(gè)小小的開始，到中途的不斷休整，再到最后的不斷完善。通過反復(fù)地實(shí)踐和親身體會(huì)，才能不斷完善自己。 本次設(shè)計(jì)可以說是對(duì)各門專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用，對(duì)以前所學(xué)點(diǎn)滴知識(shí)的再一次系統(tǒng)性的綜合考察和檢驗(yàn)。通過查閱和研究一些資料，進(jìn)一步開闊了自己的視野，也是通過查閱資料，提高了進(jìn)行文獻(xiàn)檢索的能力。也培養(yǎng)鍛煉自己的自學(xué)能力和綜合能力，利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問題。

59、 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我是在程暢老師的指導(dǎo)下完成的。設(shè)計(jì)中，程老師給予我莫大的幫助和支持。由于專業(yè)知識(shí)學(xué)得不好，許多細(xì)小的東西都得問老師，一遍一遍的去問，但無(wú)論多么簡(jiǎn)單的問題，李老師都不厭其煩地給我講解。尤其在最后修改裝配圖的時(shí)候，老師更是能犧牲午休的時(shí)間為我看圖更正。在此，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師，還有曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值钠渌蠋熀屯瑢W(xué)們。 在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我一定要記住這次設(shè)計(jì)給予我的深深的教訓(xùn)，更要永遠(yuǎn)記住它給予我的做人做事的態(tài)度。 在畢業(yè)來(lái)臨之際，再次祝愿我最親愛的老師和同學(xué)們，祝愿你們事業(yè)蒸蒸日上，生活幸福美滿，擁有一個(gè)精彩、美麗的人生！

60、 參考文獻(xiàn) [1] 《草坪機(jī)械使用與維護(hù)手冊(cè)》 陳傳強(qiáng)編著 [2] 《人機(jī)工程學(xué)》 丁玉蘭編著 [3] 《園林機(jī)械》 王勇進(jìn)編著 [4] 《草坪機(jī)械使用與維護(hù)手冊(cè)》 陳傳強(qiáng)編著 [5] 《農(nóng)機(jī)化研究》北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 [6] 2010年草坪割草機(jī)產(chǎn)品國(guó)家林業(yè)局抽查總結(jié)報(bào)告 [7] .《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院主編 [8] 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理幾機(jī)械零件教研室 濮良貴編著 [9] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 成大先 主編 化學(xué)工業(yè)出版社出版 [10] 《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)機(jī)械化科學(xué)研究委員會(huì)主編 [11] 《農(nóng)業(yè)機(jī)械制造工藝學(xué)》 東北農(nóng)學(xué)院主編 農(nóng)業(yè)出版社出版 [12] 《畜牧機(jī)械裝備與維修》 王偉 主編 人民機(jī)械出版社出版 [13] 《農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》 [14] 《林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》 [15]《復(fù)合材料工藝學(xué)》 國(guó)防科技大學(xué)出版社 肖翠蓉 28