【正文】 ? ? ? ? 4 5 ??????? ??? ?qk 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》附圖 32 得尺寸系數(shù)ε σ = ；《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》附圖 33得扭轉(zhuǎn)尺 寸系數(shù)ε τ =。 S=～ ，用于材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)； S=～ ，用于材料不夠均勻，計(jì)算精確度較低時(shí)； S=～ ，用材料均勻性及計(jì)算精確度很低，或軸的直徑大于 200mm 時(shí)。根據(jù)上式（ 9）及上求數(shù)值，并取α =，軸上的計(jì)算應(yīng)力 ? ? ? ?3222222 1 4 0 5 2 7 6 8 024 ? ??????????????????? W aTMWaTWMca? =＜ [τ 1] 前已選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， 由書《機(jī)械制造基礎(chǔ)》表 151查得σ 1=60MPa。mm； T— 軸所受的扭矩，單位為 N a)作出彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，分別按水平和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果作出水平面上的彎矩 MH 圖和垂直面上的彎矩 MV 圖；然后按下式計(jì)算總彎矩并作出 M圖； 22 VH MMM ?? (6) b)作出扭矩圖 如下圖 9 所示 c)校核軸的強(qiáng)度 已知軸 的彎矩和扭矩后，可針對某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。計(jì)算時(shí)，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： ? ?TTt d npWT ?? ???95 50 000 （ 5） 式中： τT 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa； T 軸所受的扭矩，單位 N 割刀軸 的設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知軸的最小直徑為： 將此值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。工作中既能承受彎矩又能承受扭矩的稱為轉(zhuǎn)軸。 6 軸的設(shè)計(jì) 軸的概述 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。刀片的斷面呈薄的楔形，前后兩個(gè)刃磨面組成的楔角的頂部就是刃口。非均勻體在不同方向上的機(jī)械性能并不相同（稱為各向異性），這是與均勻材 料（各向同性）顯著不同的特點(diǎn)。根據(jù)添加元素的不同，并采取適當(dāng)?shù)募庸すに嚕色@得高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能 【 14】 。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。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儀表的振動(dòng)隔離。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 【 13】 。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能 ， 廣泛應(yīng)用于各種 重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。輪胎在此不僅僅與 內(nèi)齒輪 輪配合，也是 與地面抓合產(chǎn)生動(dòng)力 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。 (2）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 9）變位系數(shù)的選擇。載重汽車一般 用大的壓力角，以增大齒輪的強(qiáng)度。 ieieF RRbRR1R12bK ????????? ?? （ 3） ?????? ?? 3FeF )(31KPRM ?? tgKtg F （ 4） 7）壓力角的確定。齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是根據(jù)傳動(dòng)要求確定的，它的選擇要保證齒輪副在嚙合的過程中有互相推開的軸向力?；↓X錐齒輪的外端模數(shù) m 可以根據(jù)公式確定。 對于高速、重載或重要的齒輪傳動(dòng)，可采用硬齒面齒輪組合，齒 面硬度可大致相同。 一般要求的齒輪傳動(dòng)可采用軟齒面齒輪。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為 220～ 280HBS。 3) 滲氮 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。由于齒心部末淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。 對齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性 ，以防止齒面的各種失效，同時(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求 。在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。 由于本次設(shè)計(jì)的推移式割草機(jī)的齒輪傳動(dòng)屬閉式傳動(dòng)且屬于高速傳動(dòng)的硬齒面，因此需按 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 。 對于軟齒面 (硬度≤ 350HBS)的閉式齒輪傳動(dòng)，潤滑條件良好，齒面點(diǎn)蝕將是主要的失效形式，在設(shè)計(jì)時(shí)，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。主要的失效形式有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等 。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi) 【 8】 。 21 ?? ?? SS YY 6）計(jì)算大、小齒輪的][ FSFYY? ??并加以比較 0 1 3 ][ 11 ???F SF YY ? ?? 0 16 38 ][ 2 ???F SF YY? ?? 大齒輪的數(shù)值大。 錐齒輪的計(jì)算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。它工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好 。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)主要是對齒輪的設(shè)計(jì) 。 確定割草機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)模參數(shù)： （ 1）修剪幅寬 ,修剪高 (離地 )510cm 修剪草高 20cm 以下；修剪效率 200m178。 （ 5）割草動(dòng)作沒有撕扯，對草坪更有益。汽油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 帶動(dòng)長軸，長軸轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到弧形齒輪，兩個(gè)呈角度的弧形齒輪改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，最后轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到割草裝置，割草裝置通過安裝在軸上的割刀盤帶動(dòng)割刀旋轉(zhuǎn)完成割草作業(yè)。 6 5）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 【 4】 。 割草機(jī) 割草的基本要求 不論是哪一種類型的割草機(jī)對草坪修剪的基本要求是一樣的： 1）割草高度可根據(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。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)。 旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)工作平穩(wěn)，對草坪的適應(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。 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，因而成本較低。 9）如果刀具或割草機(jī)遇障礙或堅(jiān)硬的物體時(shí)，一定要適當(dāng)全面地檢查割草機(jī)。 6）旋轉(zhuǎn)的刀片轉(zhuǎn)筒可能會造成人身傷害，刀片轉(zhuǎn)筒和操作人員之間的安全距離是通過導(dǎo)桿隔開的，一定要一直保持這個(gè)安全距離。 2）每次使用之前都需要進(jìn)行一次檢查，確認(rèn)所有的螺栓、螺母、工具都沒有磨損或損壞，對于磨鈍或損壞了的刀片應(yīng)當(dāng)更換。目前，庭院里修整草地通常使用身背柴油機(jī)作動(dòng)力，采用尼龍繩甩打草葉；或者是使用電動(dòng)、柴油機(jī)的割草機(jī)，這種割草機(jī)體積大、噪音大，適用于空曠大草坪，易夾草出故障，遇到石塊可能使刀片斷裂，發(fā)生事故。我國已定型的割草機(jī)械大部分屬國外上世紀(jì)的技術(shù)水平，20 多年來基本沒有什么大的改進(jìn)與創(chuàng)新。我國的用戶不能根據(jù)自己的經(jīng)營規(guī)模選擇合適的機(jī)具，機(jī)具使用效益不高。 存在問題 國內(nèi)割草機(jī)械市場發(fā)展緩慢，我國草坪機(jī)械產(chǎn)品全線接受檢驗(yàn)，應(yīng)用中暴露出―些質(zhì)量問題。對于草坪割草機(jī)的安全指標(biāo)，僅有檢測方法，沒有現(xiàn)成的撞擊試驗(yàn)專用設(shè)備。該廠生產(chǎn)除發(fā)動(dòng)機(jī)以外的零部件，發(fā)動(dòng)機(jī)多選用美國產(chǎn)品， 1999 年已經(jīng)有產(chǎn)品出口美國。 國內(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 草坪割草機(jī)，占國內(nèi)市場的 50%，現(xiàn)年產(chǎn) 5000 臺。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)。 以動(dòng)力劃分可以分為機(jī)動(dòng)和人推兩類。適用于草高 380 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。而在草坪機(jī)械中割草機(jī)發(fā)展最快，我國引進(jìn)使用的割草機(jī)有美國和日本等十幾個(gè)國家的幾十種機(jī)型，我國也已經(jīng)開始生產(chǎn)割草機(jī)，目前國內(nèi)外所用的割草機(jī)種類繁多，其分類方法也多樣化 【 1】 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 1999 年底我國有各種園林機(jī)械 10 萬臺，1999 年的割草機(jī)銷售量在 3 萬臺左右，其中 80%為進(jìn)口。我國草坪建設(shè)也得到了迅速的發(fā)展。 1805 年英國人普拉克內(nèi)特發(fā)明了第一臺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。本文介紹了 ,推移式割草機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、電機(jī)選擇及傳動(dòng)比的計(jì)算相關(guān)機(jī)構(gòu)的校核。因此 ,在研究我國廣泛應(yīng)用的一些割草機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,設(shè)計(jì)了實(shí)用簡單的推移式割草機(jī) ,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、輕便、工作頭前伸和支架高度可調(diào) 。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)場地的要求越來越迫切。 隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生存環(huán)境的要求也越來越高，城市環(huán)境的保護(hù)得到越來越多的重視 。我國生產(chǎn)割草機(jī)起步較晚，生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模普遍較小，產(chǎn)品用途較為單一，均沒有形成規(guī)模批量，所以長期以來，割草機(jī)均以進(jìn)口為主。首先是機(jī)械先進(jìn)， 90%以上為進(jìn)口產(chǎn)品，其次外從草坪建植到養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械配套齊全，基本上實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化，其三是產(chǎn)品品種多、系列化程度高。它較旋刀式割草機(jī)有更好的修剪質(zhì)量，是高質(zhì)量草坪最常用的割草機(jī)型。因此，一般要求的草坪都選用它， 3 成為目前國內(nèi)外最流行的割草機(jī)。以動(dòng)力劃分可以分為機(jī)動(dòng)和人推兩類。市場上草坪修剪機(jī)的品牌很多，有進(jìn)口的產(chǎn)品，也有國內(nèi)制造和中外合資的，從功率 ，剪幅從 。其產(chǎn)品為地草王系列產(chǎn)品； 56 厘米