【正文】 定的承受能力，但是對地壓強(qiáng)不能過大。由于不同的模紋花壇要求的剪切力有所不同，設(shè)計(jì)時(shí)間有限，因此修剪機(jī)的動力，參考已經(jīng)比較成熟的綠籬機(jī)的相關(guān)參數(shù)。行走系采用仿生學(xué)特殊履帶行走，變速器采用電磁離合器與電磁控制開關(guān)，修剪器采用雙齒鋸修剪，廢物處理的方式采用直接回歸食物鏈法，用風(fēng)扇將剪掉的枝葉送回地面。 履帶的更換決定了剪切的高度，一次此全自動模紋修剪機(jī)可適應(yīng)模紋花壇等平面或浮雕式花壇的修剪，而且了對草坪等場地進(jìn)行修剪和維護(hù)，這便做到一機(jī)多用從而使其可應(yīng)用范圍大幅度增加。其自走結(jié)構(gòu)可以高效簡潔的對模紋花壇進(jìn)行作業(yè)，因此如何設(shè)計(jì)兩種速度的切換以及行走系的結(jié)構(gòu)，是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在這里選擇合適的四輪一帶部件， 并對履帶進(jìn)行變形。針對這一部分研究情況和我國產(chǎn)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 品壽命短、質(zhì)量不高的情況，偏重于尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，保證其能滿足工作要求，并具有一定的工作壽命。 設(shè)計(jì)任務(wù) 近年來，我國國內(nèi)市場對園林修剪機(jī)械的需求有增無減，需要新的更加符合工作環(huán)境要求的產(chǎn)品不斷投入實(shí)際生產(chǎn)。因此，為了實(shí)現(xiàn)模紋花壇修剪維護(hù)的機(jī)械化、節(jié)約化和自動化，以及降級對花壇自身的傷害，就需要設(shè)計(jì)一種新型的模紋修剪機(jī)械。 修剪機(jī)械產(chǎn)品各部件逐漸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，操作逐漸實(shí)現(xiàn)自動化，對機(jī)械的維護(hù)便利性以及操作人員的工作安全性和專業(yè)性要求不斷增強(qiáng)。能耗大、操作復(fù)雜的修剪機(jī)械逐漸退出市場，更節(jié)能更“聰明”更簡潔的修剪機(jī)械可有效降低人力和物力成本。 模紋修剪機(jī)的 應(yīng)用范圍日漸廣泛，為適應(yīng)大型 模紋花壇的修剪和維護(hù) ， 為實(shí)現(xiàn)高效修剪大型模紋花壇，修剪機(jī)的規(guī)格 不斷發(fā)展；為滿足市政 花壇 建設(shè)和 公園花壇 建設(shè)的需要， 小型的精致花壇修剪產(chǎn)品不斷成熟。美國和日本的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)系列化、統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，各公司均有自成體系的系列產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋很大的功率范圍，配 套幾十種機(jī)具。 我國的園林機(jī)械生產(chǎn)起始于 20 世紀(jì) 70 年代，但是進(jìn)入 90 年代以來， 特別是最近幾年，隨著市政建設(shè)、工業(yè)用途和城市園林綠化需求規(guī)模的迅速擴(kuò)大及模紋花壇、立體花壇的的持續(xù)發(fā)展，帶動了園林機(jī)械的生產(chǎn)和不斷更新進(jìn)步。 21 世紀(jì)初，發(fā)達(dá)國家從企業(yè)到公共綠地全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，并向更高層次發(fā)展。 自古以來便有園林的建設(shè)和維護(hù)，相應(yīng)的機(jī)械也得以發(fā)展。隨著現(xiàn)今城市人民生活水平的提高，人們對于生活質(zhì)量的要求越來越高，隨之發(fā)展的就是城市的生態(tài)建設(shè)和綠化建設(shè)。 經(jīng)過近百年的發(fā)展，美國、日本、德國、意大利、瑞典等國家小動力園林機(jī)械得到了長足的發(fā)展，培養(yǎng)出許多國際知名品牌，如美國的 Bamp。外資企業(yè)的加盟縮小了我國園林機(jī)械產(chǎn)品與國外的差距，也使競爭日趨激烈。目前，我國配套的園林機(jī)具僅有十幾種，技術(shù)含量低。 產(chǎn)品功能上向多功能化和專用化方向發(fā)展。也更加符合國家的節(jié)能減排的相關(guān)要求。 本課題研究的目的和意義 隨著社會科學(xué)的發(fā)展，各種園林機(jī)械被廣泛應(yīng)用于園林及綠化建設(shè)過程中。本次設(shè)計(jì)，運(yùn)用獨(dú)特的發(fā)散思維和仿生學(xué)的知識，將各種限制進(jìn)行分析，采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)理念， 以內(nèi)燃機(jī)為動力， 重點(diǎn)對其行走系等部分進(jìn)行改進(jìn)，能夠極大自動化程度，有效的提高工作效率，提高修剪精度。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一臺 自走式的中型模紋花壇修剪機(jī) 的工作裝置部分和行走系部分。 行走系設(shè)計(jì) 是一個(gè)較為復(fù)雜的 全新 設(shè)計(jì) ， 由于模紋修剪機(jī)的工作環(huán)境是在小灌木等植株上勻速行走，而且花壇不能被碾壓損壞，所以便對模紋修剪機(jī)的行走系提出了較多的要求。 在圖紙中表達(dá)清楚其結(jié)構(gòu)尺寸和配合狀況。 按照 全自動模紋修剪機(jī)的作業(yè)要求，本設(shè)計(jì)采用特殊 輪系 設(shè)計(jì)，特殊輪系設(shè)計(jì)可以是機(jī)械在勻速水平行走的同時(shí)不對模紋花壇造成傷害，從機(jī)械的頭部對花壇進(jìn)行修剪，并在修剪后將廢枝葉灑下花壇，形成有機(jī)肥料。 模紋修剪機(jī)主要由行 走輪系、變速器、修剪 頭 、支撐架、 速度調(diào)節(jié)裝置 等幾大部分組成。 在選定柴油機(jī)動力、行駛速度基礎(chǔ)上，憑借經(jīng)驗(yàn)公式給出模紋修剪機(jī)的基本參數(shù)，包括尺寸參數(shù)（工作尺寸、機(jī)體外形尺寸、工作裝置尺寸）和重量參數(shù)、功率參數(shù)、剪切力、針對水平地面的 最高剪切高度等等。根據(jù)查閱同種刀具工作，參考 發(fā)動機(jī) 機(jī)型為發(fā)動機(jī)型號： 1E32F 發(fā)動機(jī)排量： 23CC 功率： 割幅： 750MM 修剪部的毛重 /凈重 。 行走輪系設(shè)計(jì)方案 輪系的 設(shè)計(jì)作為 行走部件 的重點(diǎn)項(xiàng)目，將其進(jìn)行充分的構(gòu)思和優(yōu)化。 以上方案綜合便得到如圖 22 的簡易結(jié)構(gòu)，有圖中我們可以發(fā)現(xiàn)此結(jié)構(gòu)基本符合全自動模紋修剪機(jī)的行走要求。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 22 全自動輪系方案分析初步組合效果圖 運(yùn)動狀態(tài)的方案要求 全自動模紋修剪機(jī)的工作環(huán)境是大型模紋花壇，因此對比電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和液壓馬達(dá)等動力裝置，我們選擇內(nèi)燃機(jī)這種對外界依賴小、操作簡單的動力機(jī)作為模紋修剪機(jī)的主要動力。由于此機(jī)械采用半懸空狀態(tài)，因此拐彎與常規(guī)履帶式機(jī)械有所區(qū)別，必須保持雙邊同時(shí) 前進(jìn) ，運(yùn)用雙邊的差速進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。因此設(shè)計(jì)中，我選擇將兩側(cè)的履帶分為不相關(guān)的兩部分，自主設(shè)計(jì)小型齒輪箱，以達(dá)到單側(cè)變速、差速行駛。 由于速度為 3km/h 和 5km/h 兩種，因此采用三軸兩速的齒輪箱。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3 修剪裝置的 運(yùn)動分析 及設(shè)計(jì) 在修剪裝置 的設(shè)計(jì)過程中主要針對行走系的穩(wěn)定性以及機(jī)體的大小，設(shè)計(jì)修剪道刃的長度，設(shè)計(jì)動力的減速和傳遞的齒輪組合相關(guān)機(jī)構(gòu)，采用自帶小型柴油機(jī)，確定外載荷，對工作裝置進(jìn)行受力分析。上下刀刃之間由凹槽想連接，以保證上刀刃的運(yùn)動保持水平左右運(yùn)動，而不會產(chǎn)生偏動或變位，從而對花壇產(chǎn)生修剪力 。上述 上述過程僅為一般的理想過程。用刀片切割速度可以達(dá)到極高的往返速度。以此便能對其進(jìn)行力學(xué)分析，得到如圖 32 所示的受力分析： 圖 32 修剪機(jī)修剪部受力草圖 如圖所示，由齒輪的嚙合轉(zhuǎn)動對連桿產(chǎn)生作用力，作用力 Fa2 方向沿著齒輪的切線方向，力作用與連桿，因此對其進(jìn)行受力分析得到 Fa2=Fa1+Fa3 （ 31） 其中 Fa3 的力沿著連桿傳遞給刀具與連桿的交接螺栓處。 Cos∠ b= Fa2因此設(shè)計(jì)時(shí)，在條件允許的范圍內(nèi)，我們應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募娱L連桿的長度和減小傳遞齒輪于刀具間的距離。 另外，刀刃的下刀刃是靜片與支撐架焊接在一起，刀 刃的上刀片是動片由連桿 4帶動其進(jìn)行左右往復(fù)平移，使上下刀刃產(chǎn)生相對移動。 輪系 裝置的 設(shè)計(jì) 方案 由前面的設(shè)計(jì)分析我們可以得到對于模紋修剪機(jī)我們有很多特殊的要求， 首先，在工作過程中，由于機(jī)械處于半懸空狀態(tài)，不能對地面進(jìn)行碾壓，因此必須采用特殊輪系。 因此我們得到底部支撐如圖 41 所示： 圖 41 行走輪系支柱式設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)利用支柱式支撐住模紋修剪機(jī)的機(jī)體，使其可以自由在上面進(jìn)行工作，而不會對花壇小灌木造成損壞。而且，在支撐片與灌木頂部枝葉接觸時(shí)也會因?yàn)槭芰η闆r，產(chǎn)生傾斜運(yùn)動，減少對植株造成的影響。因此必須對其進(jìn)行更深層的改造，已達(dá)到滿足在花壇中行走的要求。 履帶的設(shè)計(jì)方案 模紋修剪機(jī)屬于中型園林機(jī)械，其支柱式行走必然限制了整機(jī)的重量。因此我們必須重新設(shè)計(jì)履帶的帶板，并使其與支撐柱結(jié)合在一起。 單節(jié)履帶帶板間有前后兩 輪間用剛性連接裝置連接，以使履帶的前進(jìn)過程中不會產(chǎn)生變形或偏差。自定節(jié)圓直徑為 104mm、齒頂圓直徑為 124mm，選用等距齒驅(qū)動輪，齒數(shù)為 6。因此，驅(qū)動輪應(yīng)選用淬透性較好的鋼材。 輪體選用蜂孔式，在保證安全使用的基礎(chǔ)上，減小其質(zhì)量。 轉(zhuǎn)向變速 裝置的 設(shè)計(jì)方案 全自動模紋修剪機(jī)的行走系的傳動設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。