草坪修剪機的優(yōu)化設計-手提往復式【7張CAD圖紙、說明書文檔齊全】

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heavy,labor-intensive shortcomings.This paper presents a double-edged surface portable reciprocating hedge trimmers,power section using portable structure,using a small internal combustion engine,the power transmitted through the shaft to the working parts are connected with reducer.Usingspurgear reducer,reducerwillpowertotheslider-crank mechanism,slider-crankmechanismdrivenbyareciprocatingcutting blade,cutting blade is designed based on field research with the existing hedgerow planting width corresponding to the width of the plant,single action,double-edged blade.This article is designed reciprocating hedge trimmer function largely reduce workersneat crown job.The design of this portable reciprocating hedge trimmers have the following characteristics:1,thebodycomesgenerators,powerwithoutanexternalpower supply,adaptable,safe operation.2,reducing the labor intensity of workers when operating.3,the job quality is better and stable performance.4,a multi-purpose machine,both as a hedge trimmer shaping,but also as a lawn edges.5,wideKeywordshedge trimmersreciprocatingdouble-face目錄1 緒論. 61.1 草坪修剪機的發(fā)展. 61.1.1、國內外發(fā)展概況. 61.2 對草坪修剪機的認識. 72 整體設計. 102.1 技術設計的要求. 102.2 傳送路線的擬定. 102.2.1 對傳動方案的要求.102.2.2 擬定傳動方案. 102.3 草坪修剪機的組成及工作原理. 113 設計內容.133.1 發(fā)動機的選擇. 133.2 離合器的設計. 143.3 減速器的設計. 203.3.1 初定減速器的類型.213.4 刀具的設計.263.4.1 刀片結構的設計及材料的選擇.263.4.2 刀具的傳動設計. 274 草坪修剪機操作規(guī)程. 285 草坪修剪機的操作順序. 295.1 修剪機的操作順序. 296 草坪修剪機的維護.306.1 維護保養(yǎng)要點. 306.2 操作使用要點. 307 草坪修剪機的故障及排除.327.1 起動機故障排除方法. 327.1.1 起動困難故障排除方法.327.2 草坪修剪機故障及排除方法.347.2.1 修剪機草坪修剪機故障排除方法.34 致謝. 38 參考文獻. 39 附錄. 401 緒論1.1 草坪修剪機的發(fā)展1.1.1、國內外發(fā)展概況（一）草坪修剪機的知名品牌主要有 STIHL、HUSQVARNA和HOMELITE 等。美國RYOBI公司生產(chǎn)的HT系列電動草坪修剪機有3個型號,即HT 816R、 HT 818R和HT 822R,都使用工頻交流電動機,HT 822R的功率為348 W,重量2.7 kg,修剪枝條最大直徑9.5mm。HUSQVARNA生產(chǎn)的600HEL型草坪修剪 機,功率600W,重量3.3 kg,修剪枝條直徑為1.4 cm,割幅55 cm。德國STIHL生 產(chǎn)的鋸鏈導板式高枝剪,功率0.9 kW,重量6.7 kg,裝在伸縮桿上可用于修剪高 或寬的草坪、綠墻、灌木叢。日本小松公司生產(chǎn)的E7B70和HT750型，具有 體積小、質量輕、噪音小和工作效率高等特點。懸掛式草坪修剪機在歐洲 使用比較普遍,它一般裝在拖拉機上,由切割裝置和液壓起重臂組成,切割裝 置安裝在起重臂臂架末端,因此有比較大的機動性,伸距可達7 m,可以修剪綠 墻、高大草坪和灌木叢。（二)我國對于草坪修剪機的研制起步比較早，有如下幾種類型，比如北京 園林機械廠研制的以中頻電機動力的雙動往復刀片式，上海園林工具廠研 究的電動旋刀式。我國生產(chǎn)的 LJ3 型便攜式草坪修剪機由二沖程小汽油機 驅動,功率 1.85 kW,切割裝置為雙刀片往復式,每分鐘往復 1918 次,修剪枝條 直徑 1.5cm,割幅 50 cm,重量 8 kg。目前在我國，城市道路以及企事業(yè)單位 的道路草坪，普遍采用的是各種草坪修剪機。使用的主要有手持式、背負 式和機載自行式等幾種，由于修剪草坪和樹木造型的作業(yè)地點變化較大， 多采用以內燃機為動力的設備，也有一些小型的修剪設備以電動機為動力，電源用蓄電池或用電線引用公共電網(wǎng)的工頻電。以內燃機為動力的手持式草坪修剪機一般以小型風冷二行程汽油機為動力，汽油發(fā)動機的排量較小， 大多數(shù)為進口產(chǎn)品。大型車載或自行式的草坪修剪機在我國使用的較少。 我國使用的草坪修剪機主要以進口產(chǎn)品為主，市場前景十分廣闊，研究和 開發(fā)草坪修剪機十分必要。1.2 對草坪修剪機的認識草坪修剪機又稱草坪機，是指以汽油機或電動機為動力用作草坪的修 剪、整形、打枝等專用的機械，主要用于茶園、公園、庭院、路旁的樹籬 修剪。草坪修剪機按其動力可分為手持式汽油草坪修剪機和手持式電動綠 籬修剪機；按刀刃數(shù)量又分為單刃草坪修剪機和雙刃草坪修剪機。目前以 小型汽油機為動力的草坪剪機是主流產(chǎn)品。草坪修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較 低的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質樹冠。草坪修剪方法主要有幼 齡草坪的定形修剪、成齡草坪的輕修剪與深修剪，衰老草坪的重修剪等。 我國以往的草坪修剪多是采用人工修枝剪進行的，費時費力，作業(yè)質量較 差。從 70 年代中期開始研制草坪修剪機，目前已有單人、雙人和重修剪機 等機種。單人修剪機由一人手提操作，主要用于草坪的輕修剪和深修剪，同時， 也可用作機械化茶園的修邊，使草坪行間留出 20 厘米的間距，以利機器的 通過和操作。單人修剪機有機動和電動兩種類型。 70 年代中期，中國農業(yè) 科學院茶葉研究所等單位研制的中頻電動手提式草坪修剪機，就是以汽油 機帶動的中頻發(fā)電機組為電源，中頻微型電機作動力的電動機型，使用雙 動往復刀片，切割幅寬 300 毫米。但是，使用較多的還是以汽油機為動力 的機動型，采用平行往復刀片，切割幅寬 750 毫米，中國農科院茶葉研究所和安徽省農業(yè)機械研究所近年來研制的單人修剪機都屬這種類型。這種修剪機由動力、傳動機構（減速和凸輪往復機構等）、切割器等部分組成。 動力為 0.8 馬力小汽油機切割器使用平行往復刀片，雙動，往復頻率為1000 次分。整機重量 5 公斤，作業(yè)時由一人手提操作，汽油機產(chǎn)生的動 力，通過飛塊摩擦式離合器、減速齒輪和偏心凸輪帶動刀片作往復運轉， 實現(xiàn)對草坪枝條的切割，每小時可修剪茶地 0.3 畝左右。由于該機使用的 汽油機應用了膜片式汽化器，并且吸油管采用軟管形式，使吸油口在任何 時候均可處于油箱內最低處，因此，可保證發(fā)動機在任何角度下都能正常 工作，故操作方便，機動靈活，可高低左右修剪，運用自如。由于單人修 剪機刀片鋒利，往復運轉速度高，所以直徑在 10 毫米以下的枝條，可一刀 利落地切斷，切口平整。修剪后的蓬面整齊，能修剪出所要求的形狀，修 剪質量大大超過人工。在我國廣大茶區(qū)，尤其在山區(qū)小塊茶園中特別適用。雙人草坪修剪機由兩人手抬操作，切割器有弧形和平形兩種形式，這 兩種形式的雙人修剪機除刀片和力架一為弧形一為平形外，其余結構完全 一樣，并且機架可以通用，從而使一臺機器有兩種使用形式?；⌒吻懈钇?的雙人修剪機主要用于中、小葉種灌木型草坪的輕修剪和深修剪。而平形 修剪機主要用于幼齡草坪的定型修剪和大葉種小喬木型草坪的輕、深修剪。 雙人修剪機由動力、切割器、傳動機構、機架和操作手柄等部分組成。動力為 1 馬力汽油機，刀片為往復切割式，弧形刀片的弧形半徑為 1200 毫米，切割幅寬 1040 毫米，雙動，往復頻率 1000 次分。作業(yè)時由兩人手抬跨 行作業(yè)，汽油機產(chǎn)生的動力，經(jīng)飛塊摩擦式離合器、減速和凸輪等傳動機 構驅動上、下刀片作往復運轉，實施對草坪的修剪。這種修剪機由兩人手 抬作業(yè)，并且在茶蓬蓬面上跨行作業(yè)，因此勞動強度比單人修剪機低，作 業(yè)效率也較高，每行蓬面如修剪一次，臺時工效為 3.5-4.0 畝；每行草坪 蓬面若需修剪兩次，臺時工效為 1.5-2.0 畝，比人工修剪可提高工效 10 倍 以上雙人修剪機同樣切割干脆利落，直徑在 10 毫米以下的枝條可一次切 下，切口平滑，不碎不裂，修剪后的蓬面劃一，并且由于該機的刀片弧度 與雙人采茶機完全一致，可與雙人草坪機配套使用，和上述單人修剪機一 樣，應是我國草坪作業(yè)中重點推廣的機種。2 整體設計草坪修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低 的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質樹冠。草坪修剪方法主要有幼齡 草坪的定形修剪、成齡草坪的輕修剪與深修剪，衰老草坪的重修剪等。2.1 技術設計的要求（1）機器能切割直徑 d15mm（2）手柄振動加速度值 g10m/s2（3）工作幅寬 70cm（4）工作部件應有可靠防護裝置（5）機器總重量 G8Kg2.2 傳送路線的擬定2.2.1 對傳動方案的要求 合理的傳動方案，首先應滿足工作機的功能要求，其次還應滿足工作可靠、傳動效率高、結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、 使用和維護方便等要求。2.2.2 擬定傳動方案 任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。9圖(1)結構示意圖1 安全開關 2 開關 3 油門扳機 4 手柄旋轉按鈕 5 后手柄6 啟動器手柄 7 油泵 8 油箱 9 齒輪箱 10 空濾罩 11 風門調節(jié)器12 火花塞帽 13 前手柄 14 前護罩 15 刀片保護板 16 刀片考慮到經(jīng)濟性及機器的整體結構和傳動所需要的準確性，通過分析決定采 用結構比較簡單的方案。2.3 草坪修剪機的組成及工作原理草坪修剪機主要由動力、減速傳動裝置、切割工作裝置及操作控制裝 置等幾部分組成.動力裝置是單杠二沖程小型汽油發(fā)動機;減速傳動裝置是 齒輪減速,汽油機輸出軸通過離心式離合器與減速傳動裝置的第一齒輪(小 齒輪)軸連接,當汽油機的轉速達到結合轉速時,小齒輪(主動)通過大齒輪 (被動)將動力和運動傳到切割工作裝置,切割裝置的往復運動是由大齒輪連接的 180對置的雙偏心滑塊機構驅動;操縱控制裝置是固定在手把上的油門,改變油門的大小即可控制汽油機的轉速而改變切割工作裝置的往復 次數(shù),以及停止切割.工作裝置的切割部件是由兩片、雙面切削刃的滑切型 刀片往復運動.3 設計內容根據(jù)第一章中對于設計要求和傳動合理性經(jīng)濟合理性考慮,3.1 發(fā)動機的選擇發(fā)動機一般選用風冷二沖程，發(fā)動機轉速為7500r/min，排量為23.6cc， 功率0.8KW（1.1PS），油箱0.47L，因此選擇小松HTZ7510/CHTZ6010風冷二 沖程發(fā)動機。發(fā)動機的工作原理如下：發(fā)動機氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣 孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關閉。其工作循環(huán)包含兩個 行程：1.第一行程：活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關閉后，進 入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱。2.第 二沖程：活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推 動活塞下移作功。這時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃混合氣被壓縮； 當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預壓的 可燃混合氣沖人氣缸，驅除廢氣，進行換氣過程。如圖2所示，是發(fā)動機的 結構圖：圖2發(fā)動機結構圖3.2 離合器的設計1）.確定總體設計方案由于滑塊為兩塊，而離合器允許外徑偏小，考慮到便于布置零件，故 采用壓縮彈簧的形式，離心塊與被動盤間隙取為 1mm，滿足要求且便于計算。 滑塊離心式摩擦離合器主要用于草坪機械。圖(4)離合器示意圖2).確定離合器需要傳遞的扭矩：由最大輸出扭矩為 5.93N.m，1扭矩儲備系數(shù)，故發(fā)動機最大輸出 扭矩= = 7.116N M3）.初定結合轉速：因結合轉速 n 2 (1.25 1.45)n1這里系數(shù)取 1.25，由發(fā)動機怠速n1 = 2900r/ min計算得 n 2 = 3625r/ min4）.確定離合器結構形式由初始給定數(shù)據(jù)條件，離心塊數(shù)量為 2，即 Z=2；確定被動盤直徑 D=50mm,壁厚取 2mm，離合器離心塊與被動盤間隙，因 摩 擦 配 合 為 石 棉 石 棉 ， 石 棉 厚 度 取 為 4mm ， 則 被 動 盤 半 徑 R=25-2-6-1=16mm；由離心塊質心半徑選取范圍 r = (0.6 0.8)R，再結合初步確定的離心塊 結構和形狀，初步選 r=13mm；離心塊與被動盤材料均選 45 號鋼，由于摩擦配合為石棉石棉，故離心塊與被動盤結合面均貼一層石棉，摩擦系數(shù) f 選為 0.5.5）.初定離心塊質量離心塊質量須滿足兩個條件：結合轉速 n 2 時P 2 = Pn = m r w22式中： P 2 結合轉速 n2 時離心塊產(chǎn)生的離心力；Pn 彈簧對離心塊張緊力的徑向分力；w2 結合轉速 n2 時的角速度。傳遞最大扭矩 Mf 時(P 4 Pn) f R Z =P 4 = m r w4 2Mf = (m r w4 2 m r w2 2 ) f R Z = m r (w4 2 w2 2 ) f R Zm=r (w4 2 w2Mf2 ) f R Z2=r (n 4 2Mf 900 n 2 2 ) f R Z2式中：n 4 發(fā)動機最大扭矩 Mf 時的轉速；w4 發(fā)動機最大扭矩 Mf 時的角速度；f離心塊與被動盤內表面的摩擦系數(shù)（鋼對鋼：f0.15；鋼對石棉：f0.30；石棉對石棉：f0.360.50，這里取 0.5） 由發(fā)動機外特性參數(shù)： n 4 = 7500r/ min ， n 2 = 3625r/ min ， 代入其他數(shù)據(jù)： R = 16mm， Z = 2 ， f = 0.5 ， Mf = 7.116N M ， r = 13mm，計算得 m= 0.072kg 。6）.計算彈簧在各個工況下受力結合轉速時：P 2 = Pn = mrw2 2 = 0.072 13103 ( 3625 2)2 = 134.74N 。60怠速時彈簧壓縮力： P1 = 0.072 13103 ( 2900 2)2 = 86.24N 。607）驗證離合器高度因離合器允許高度為 20mm，而 h 取值范圍為（12）d； 選定滑塊結構為扇形，包角 = 120 ，中間挖空一定尺寸放置彈簧與螺栓，則由 V = m，列方程得 1 (R 7 6)2 h 22 2 (12 )2 18106 = 0.07232材料為 45 鋼，故這里 = 7.8 103 kg/ m 3解得 h 15mm，h 24mm。故離合器高度滿足要求。8）滑塊的質心驗算由扇形形心計算公式： X = =2rsin ，設計滑塊 = = 60 ；3 2再由組合圖形的形心計算公式：x = A1x1 A2 x 2A1 A2, y =A1 y1 A2 y 2A1 A2，計算得滑塊質心約為 21mm；驗算結合轉速 n 2 = 2925r/ min ，與理論計算值 n 2 = 3625r/ min 相差不大，故初選質心符合要求。9）彈簧的設計計算計算彈簧剛度 由：怠速時彈簧所受壓力： P1 = 81.2N結合時彈簧最大工作壓力： Pn = 126.8N由胡克定律： Pn P1 = KX, X = 1mm，計算得 K = 45.6N / mm故彈簧初始壓縮量為 X0 =P1 =K1.78mm選擇與驗算彈簧具體參數(shù)彈簧材料選 類65M n 碳素鋼絲，初選彈簧指數(shù) C=5，中徑 D 2 = 8mm，查表得 K=1.31估 算 簧 絲 直 徑d = D/ C = 1.6mm， 查 表 得B = 1800MPa ， = 0.4B,j = 1.25 = 900MPa簧絲直徑：由 d 1.6KFnC 計算得 d = 1.6 1.31126.8 5 = 1.72mm0.4 1800根據(jù)標準圓整為 d = 1.8mm8FC工作圈數(shù) n1 ：由 n1 =Gdmax ，而 = x+ x = 1 + 1.78 = 2.78mm3max0max計算得 n1 = 3.2 ，圓整為 3.5.總圈數(shù) n：彈簧選擇冷卷，則總圈數(shù) n=2+3.5=5.5工作極限載荷： Pj =d38KD 2j = 205.6N2 21工作極限載荷下的變形： Fj =D n j = 4.2mm余隙： = 0.1d = 0.18mmGKd節(jié)距： t = (0.3 0.5) ， D2 取為 3.6mm中徑： D 2 = Cd = 9mm 外徑： D = D 2 + d = 10.8mm 內徑： D1 = D 2 d = 7.2mm自由高度： H0 = n1t+1.5d = 16.3mm，根據(jù)標準圓整為 18mm螺紋升角： = arctantD 2= 5.74 ，在 5 9 之間，符合使用條件 2展開長度： L =D n D 2n = 155mmcosH0驗算穩(wěn)定性： b=D 2= 2 b = 3.7 ，故 C 值符合要求max疲勞強度校核： = 8KD 2Pn = 81.319 126.8 = 653MPa 33.14 1.83d彈簧滿足條件，可用。10）軸承的選取與校核由輸出軸直徑與軸所受的載荷，初選軸承為 GB/T2921994 7004AC 角 接觸球軸承，主要尺寸為 d = 22mm, D = 44mm, B = 12mm由于軸承所受的最大徑向力為 Fr = Pn = 126.8N ， 軸向力主要為軸的軸向竄動，可認為 Fa / Fr e，故 P = Fr = 126.8N 。由機械的工作情況查表可得軸承在此離合器中壽命為 4000 8000h而由：6)Lh = 10 (C 60n Pn 取最高轉速 8000r/ min ， = 3 ， P = 126.8N ，此軸承的基本額定載荷Cr = 10.5KN 。1極限動載荷 Cj =fh fd Pfn ftfh 壽命系數(shù)，由軸承要求壽命查表取得 2.52fn 轉速系數(shù)，由輸出軸最高轉速查表取得 0.16fd 動載荷系數(shù)，由軸承工作環(huán)境情況查表取得 1.4ft 溫度系數(shù)，由軸承估計工作溫度查表取得 1計算得 Cj = 2.796KN ，得 Cj Cr ，故軸承滿足工作條件。11）螺釘與墊片根據(jù)實際使用情況，選擇 GB/T652000 M4 開槽圓柱頭螺釘 6 個，M6 開槽圓柱頭螺釘一個， GB/T29.11988 M4 六角頭頭部帶槽螺栓兩個； GB/T894.11986 A 型軸用彈性擋圈一個；GB/T952002 C 級平墊圈七個； GB/T8551988 雙耳止動墊圈兩個。12）膠粘劑的選擇：石棉與滑塊，石棉與被動盤的連接均使用膠粘劑，根據(jù)離合器各項性 能參數(shù)，為保證穩(wěn)定持久和高強度粘接，選用熱固性樹脂：環(huán)氧聚硫橡 膠類膠粘劑。3.3 減速器的設計根據(jù)計算選用如圖(5)所示一級圓柱齒輪減速器圖(5)3.3.1 初定減速器的類型1)選擇材料、精度a . 按圖 3.3 所示傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動b . 本 綠 化 修 剪 機 為 一 般 工 作 機 器 ， 速 度 不 高 ， 故 選 用 8 級 精 度（GB10095-88）c . 材料選擇。查機械設計教材圖表（P75 表 6-2），選擇小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240 HBS， 二者的硬度差為 40 HBS。2)初定齒輪參數(shù)設定齒輪的模數(shù)均為 m = 4 ,小齒輪的齒數(shù)為 z1 = 93)按照接觸強度初步設計齒輪主要尺寸由機械零件設計手冊查得H lim 1 = 580MPa,H lim 2 = 530MPa ,SHlim = 1Flim 1 = 215MPa,Flim 2 = 200MPa, S Flim = 1 = n1 / n2 = 235 / 57.331 = 4.099由機械零件設計手冊查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = YN2 = 1.17由 H1 =H lim 1ZN1S H lim= 580 11= 580MPaH2 =H lim 2 ZN2S H lim= 530 11= 530MPaF1 =Flim 1YN1S F lim= 215 1.11= 244MPaF2 =Flim 2YN2S F lim= 200 1.11= 204MPa（一）小齒輪的轉矩 TIT1 = 9550P1 / n1 = 9550 1.990/235 = 80.870(N m )(二) 選載荷系數(shù) K由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩 軸承間對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取 K1.1(三)計算尺數(shù)比 =4.099(四) 選擇齒寬系數(shù)d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取d 1(五) 計算小齒輪分度圓直徑 d13KTI (u + 1)31.190.153 (4.099+1)d1 766 d H 2 2 u=76615302 4.099= 47.103( mm)(六) 確定齒輪模數(shù) ma = d1 (1 + ) = 47.103 (1 + 4.099) = 120.089(mm )22m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)198.764取 m=2(七) 確定齒輪的齒數(shù) Z 1 和 z2Z = d1 = 47.103 = 23.552取Z1 = 241m2Z 2 = Z1 = 4.099 24 = 98.376取Z2 = 100（八）實際齒數(shù)比 = Z 2Z1= 100 = 4.16724齒數(shù)比相對誤差 = 0.017 YF2 /F2 =2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應力為 = 2000KT1YF1 = 2000 90.153 2.65F1B m 2Z48 22 2421= 103.692(MPa) F1 齒輪的彎曲強度足夠5)齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 d a*由機械零件設計手冊得 h a =1c= 0.25d = d + 2h= (Z + 2h )m = (24 + 2 1) 2 = 54(mm )a1d a21= d 2a1+ 2ha212= (Zaa+ 2h )m = (100 + 2 1) 2 = 204(mm)齒距P = 23.14=6.28(mm)f齒根高h = (h a + c )m= 2.5(mm)a齒頂高h = h am= 1 2 = 2(mm)齒根圓直徑 d fdf1 = d 1 2hf= 48 2 2.5 = 43(mm)df 2 = d 2 2h f = 204 2 2.5 = 199(mm)3.4 刀具的設計3.4.1 刀片結構的設計及材料的選擇 (1)結構設計由于修剪幅度較大,故單個刀刃設計較大，一方面可以增加單個刀刃的強 度，另一方面也可以增強整個刀片的剛度，具體設計如下圖所示圖(6)現(xiàn)有的草坪修剪的刀具形式主要有旋轉式刀具修剪和直線往復式刀具修 剪兩種形式，考慮成本及安裝空間的影響，選用直線往復式刀具的形式設 計刀具。有上下兩個刀片,下刀片固定在基座上,上刀片和下刀片各有五個相同的 可以移動并可鏈接的滑孔。每個滑孔均成長圓形,既可以做為螺栓的連接孔, 也能減輕刀片的質量。而滑孔的長度也是上下刀片修剪枝條時作相對往復 直線運動時的行程距離。同時多個滑孔在上刀片和下刀片上延長度方向一 字排開。所述的上刀片和下刀片穿插內六角的螺栓的滑孔內設有相同的滑 塊,并要求上刀片與下刀片之間的活動間隙等于滑塊厚度減去上下刀片厚 度之和,活動間隙在 0.1mm-0.2mm 之間。這樣上下刀片在修剪時就能避免出 現(xiàn)枝葉夾縫的現(xiàn)象。使刀片運轉更流暢,也增強了刀片的切割效果,提高了 刀片的壽命。所述的下刀片與上刀片設有與草坪機傳動機構相連接。單刃長寬= 20 16mm，工作過程中，主刀組有效切削刀刃數(shù)為 19 個，有效切削寬度為 0.7m，側刀組有效切削刀刃數(shù)為 19 個，有效切削寬度為0.7m，刀刃中心線間距 32mm，則刀片相對運動行程為 100mm。刀刃切削 的重復度按 50%計算，則切屑速度為 1000次 / 分鐘 ，一次往復運動實現(xiàn) 2次切割，每分鐘剪切 1000 次，則刀片往復運動為 500次 / 分鐘 。 (2)材料的選擇：刀片在高速的環(huán)境下工作，且在剪切過程中，刀片會受到很大的擠壓力， 摩擦也會很厲害，需要的硬度也比較高。根據(jù)這些因素我決定選擇 W18Cr4V。 W18Cr4V 是應用比較廣泛的的高速鋼，其性能主要有：熱處理硬度可達高， 抗彎強度可達 3500MPa 左右，可磨性好。其優(yōu)點：通用性強，工藝成熟。3.4.2 刀具的傳動設計 曲柄滑塊機構是通過主動桿的轉動，通過從動連桿帶動滑塊在固定軌道上滑動。為了使設計過程更加簡便和便于控制，采用無偏距的對心曲柄滑 塊機構，機構簡圖如圖(7)與圖(8)所示?？紤]空間位置布局，設定主刀具的曲 柄 滑 塊 機 構 的 壓 力 角 z= 8 ， 側 刀 具 的 曲 柄 滑 塊 機 構 的 壓 力 角 為c = 12 。圖(7)刀具曲柄滑塊機構傳動簡圖4 草坪修剪機操作規(guī)程（1）操作者應按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定，正常使用。（2）修剪草坪帶的枝條密度最大枝桿直徑應與使用的草坪修剪機性能參 數(shù)相符。（3）工作時修剪機必須處于正常的技術狀態(tài)。刀片轉動或往復運動應靈 活。旋刀式修剪機定刀和動力間隙 1mm 以下，往復式修剪機閉合后接觸面 間隙不超過 0.15mm。（4）發(fā)動機在常溫下正常工作時，起動三次允許拉動起動繩三回。其中至 少有一回起動成功。若發(fā)動不著或起動困難，應找出原因，排除故障后， 才能繼續(xù)使用。（5）工作過程中要經(jīng)常注意緊固聯(lián)接件。按修剪質量情況及時調整刀片間 隙或更換損壞零件。不允許帶著故障工作。（6）剪后后的質量應平整，基本無漏剪、撕裂率小于 10。5 草坪修剪機的操作順序5.1 修剪機的操作順序（1）加油。將無鉛汽油（二行程機器）和機油按容積比為 25：1 的比例混 合。將油充入油箱。加油時切記關閉發(fā)動機。（2）起動：1）把發(fā)動機開關撥到“開”（ON）的位置。2）推動注油閥，直到溢油管中有油液流動。3）拉起動繩起動（或起動器）。（3）把阻塞桿撥到半開的位置，讓發(fā)動機空轉 3-5 分鐘。（4）把阻塞桿撥到“開”（ON）的位置，輕輕地捏緊油門調節(jié)杠桿，然后 突然松開，使得自鎖解除。此時發(fā)動機按額定轉速正常工作。（5）開始修剪草坪時應保持平順整齊，高低一致。一般把修剪機向下傾斜5-10（度）。相對修剪對象引成微少傾角能使修剪省力，輕便，并確保 具有較好的剪切質量。（6）要保持操作者身體處在汽化器一側，絕不允許處于排氣管一端，以免 被廢氣燙傷。（7）按工作需要調節(jié)控制油門（即轉速）。發(fā)動機運轉速度過高是不必要 的。（8）工作完畢后停機，關閉油門。清潔外殼。待用。6 草坪修剪機的維護保養(yǎng)要點6.1 維護保養(yǎng)要點（1）機具在使用前、使用中和使用后都要對各部件進行仔細檢查。如發(fā)現(xiàn) 機件損壞和緊固件松動、脫落，應及時更換與調整。不允許機具帶病或缺 件作業(yè)。（2）刀片每工作 12 小時要用機油潤滑一次。每使用 2030 小時，給齒 輪箱加注 ZFG2 復合鈣基潤滑脂一次。（3）修剪機最大的剪枝直徑應不超過 10 毫米。作業(yè)中如剪到較粗的樹枝 或異物，感到機具聲音異常，振動較大，應迅速關機，排出異物。（4）每工作 50 小時要用清洗劑或洗衣粉清洗空氣濾芯器海綿，擠干，曬 干。每工作 150 小時后清除火花塞積炭；每工作 3 個月后更換燃油過濾器 一次;（5）每天使用后，要清潔機體，用清水洗凈刀片上的茶汁，擦干后在油孔 中注入機油。（6）機具長期停放，應清除機體表面灰塵、雜物。放出油箱燃油。拆下火 花塞，清除積炭，將缸內注入幾滴清潔機油。裝上火花塞，包裝好置放干 燥處。6.2 操作使用要點（1） 使用前，要認真熟讀隨機使用說明書。并熟悉機械結構和性能，掌 握開關機程序、刀片間隙調整、注意事項以及操作要領。（2） 機具所用燃料，使用 90 號汽油與二沖程汽油機專用機油，并按 25：1（新機具最初 20 小時為 20：1）的容積比配制，混合均勻后使用。不允許3使用代用汽油與機油，或改變汽油與機油的配比。（3） 機械起動：起動前先按幾次手油泵，使燃油進入化油器，把空氣排 出，再把油門打開 1/21/3，適當關閉風門，用力按住汽油機，拉動起動 繩。起動后，打開阻風門，逐漸加大油門使其其正常運轉后，開始工作。（4） 停機時，先將油門置于低速位置，然后關閉汽油機。注意汽油機不 能在低速運轉時進行修剪作業(yè)，也不能在高速運轉時突然停車，以防機件 損壞。（5）使用雙人修剪機進行作業(yè)時，應根據(jù)人的高矮和草坪行的高、寬度， 將機具把手調節(jié)到最佳位置，再行機剪。（6）作業(yè)時要注意人、機安全。機手與輔助人員要密切配合。調頭、換行 等非有效作業(yè)時要關小油門，停止刀片運轉，以防傷人。休息時一定要停 機。作業(yè)時要高度注意草坪上的金屬及堅硬物體，應在平時或事前清除， 以免損壞刀具。7 草坪修剪機故障排除方法7.1 起動機故障排除方法7.1.1 起動困難故障排除方法（1）啟動困難故障排除方法故障原因排除火 花 塞 無 火 花火花塞火花塞電極受潮火花塞電極積碳或油污火花塞絕緣體破裂、絕緣不 良火花塞電極間隙過小或過大火 花塞電極燒損干 燥 清 除 更 換 調 整 為0.60.7 毫米更換磁電機線圈破損（初級、次級）電容器擊穿線圈絕緣不良、受潮斷電器 觸點燒損、臟污線圈斷線活動觸 點彈簧失效斷電器觸點間隙不合適點火控制盒內可控硅或二極管擊穿更 換 或 修 理 更 換 更 換 或烘干修磨、清潔或更 換更換更換調整為 0.30.4 毫米更換控制盒停機開關停機開關損壞造成短路更換火 花 塞 有 火 花壓 縮 良 好 供氣正常吸入燃油過多燃油過濃使用劣 質燃油排 除 火 花 室 積 油 調 整汽 化 器 主 油 針 換 用 優(yōu) 質燃油供 氣 正 常但 壓 縮 不 良氣缸、活塞或活塞環(huán)磨損氣缸或 曲軸箱結合面漏氣火花塞松動更換上緊螺栓、修理結 合面，更換密封墊擰緊汽 化 器 內沒有燃油油箱沒有油濾油網(wǎng)太臟加油清洗供 油 不 正常油管或油箱開關堵塞汽化器針閥或主量孔堵塞清洗疏通清洗疏通其它點火提前角不對重新調整表 7-1（2）停機困難的排除方法故障原因排除停 機 困 難火花塞電極燒紅停機開關損壞停機開關接地不良停 機線脫落氣缸、活塞由于積碳 而燒紅清潔火花塞，調整間隙到 0.60.7 毫米 更換檢查并可靠接地裝好清除氣缸、活塞 等處的積碳表 7-2（3）功率不足的排除方法故障原因排除壓 縮 不 良空氣濾清器芯堵塞油管接 頭等處漏入空氣汽化器有空 氣進入燃油中有水混入活 塞滑動不暢排氣管積碳清洗濾芯仔細對正并擰緊螺母擰緊螺絲或 更換密封墊換用清潔燃油用細沙紙打摩摩 擦處清除過 熱混合氣濃度太稀混合油中機油比例太小冷卻風扇或氣 缸外表過臟點火提前角太小燃油中機油不好汽油機超 負荷調節(jié)汽化器主油針卡簧按規(guī)定重新配制混 合油清潔重新按要求調整使用二沖程專用 機油或優(yōu)質車用機油減輕負荷聲 音 異常使用了劣質燃油燃燒室積碳換用優(yōu)質燃油清除積碳其它火花塞火花太弱風門開度太小檢查原因并排除開大風門表 7-3（4）運轉中自行停機的排除方法故障原因排除突 然 停 機火花塞脫出活塞卡住火花塞電極積碳嚴重磁電機故 障裝好修理或更換清除積碳拆開檢修緩 慢 停 機燃油用完汽化器故障 油 箱蓋通氣孔堵塞燃油中有水 混入添加檢查汽化器各油孔是否暢通導通換 用清潔燃油表 7-47.2 草坪修剪機故障及排除方法7.2.1 修剪機草坪修剪機故障排除方法（1）在汽油機中速運轉時（40005000 轉/分），單人修剪機和雙人修剪 機刀片不運動，其原因是飛塊摩擦離合器的摩擦片因潤滑脂進入而打滑。 處理方法是拆下汽油機與減速箱體連接的 4 只螺釘，將整只汽油機取下， 用汽油清洗離合器從動盤并擦去摩擦片（飛塊）的油污，等干燥后裝回。（2）單人草坪修剪機刀片不運轉的原因是：飛塊摩擦離合器飛塊摩擦 片磨損，彈簧掛勾脫落；軟軸一端插銷脫出。處理方法是： A、清除離合器油污，掛上或更換彈簧。 B、擰松汽油機一端軟管接頭螺母，將半園頭插銷插入。 C、拆開減速器下蓋，將連桿重新裝好。（3） 單人草坪修剪機風機不運轉時的原因是：傳動三角皮帶磨損伸 長；張緊輪沒有壓緊。處理方法是：A、更換三角皮帶。本科生畢業(yè)論文（設計）選題審批表畢業(yè)論文（設計）題目手提往復式草坪修剪機設計指 導 教 師職 稱教授 高級工程師學生具備條件修完本專業(yè)教學計劃要求的說有課程和實踐環(huán)節(jié)，并合格選題完成形式在指導老師的指導下獨立完成設計內 容 簡 要：本課題主要是研制一種往復式草坪修剪機，能降低使用者的勞動強度、提高工作率。其主要技術性能達到國際先進水平。設計后的修剪機將達到以下要求：(1)動力裝置質量輕，由操作者背負使用；低噪音，低廢氣排放量，以降低環(huán)境污染和噪聲污染；(2)動力由軟軸傳遞，使動力部分和工作部分分離； (3)由于草坪修剪機功率小，切割力矩小，故可以采用直齒圓柱齒輪，齒輪的潤滑采用ZG2鈣基潤滑脂潤滑；(4)切割刀片采用單動、單面刃刀片具有較強的切割能力，切削利索、割面平齊。此課題的主要是解決動力部分和工作部分之間動力傳遞。通過采用軟軸來解決這個問題，軟軸是一項新技術，但由于其運用方便，所以應用廣泛，由于其在高速旋轉的時候有良好的抗甩動能力，所以用軟軸作為該機器的動力傳遞裝置系主任簽字： 年 月 日 院長簽字： 年 月 日214