【正文】 自走式草坪割草機(jī)（ 千瓦）， 84 厘米隨進(jìn)式割草機(jī)（ 千瓦）， 84 厘米電啟動式割草機(jī)（ 千瓦）， 122 厘米坐騎式割草機(jī)（ 千瓦）。 目前，我國已經(jīng)研制開發(fā)出來草坪割草機(jī)試驗臺，草坪割草機(jī)為現(xiàn)代城市綠化的重要設(shè)備，目前市場上國產(chǎn)的機(jī)器均有一定的市場，但質(zhì)量參差不齊。試驗結(jié)果表明，該專用試驗臺達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，檢測快捷，安全性高。美國約翰迪爾公司的割草機(jī)械有 13 個品種 49 個機(jī)型；紐荷蘭公司現(xiàn)生產(chǎn) 12 個品種 25 個機(jī)型，可供 各種經(jīng)營規(guī)模的用戶選擇。一段時間內(nèi)，由于資金投入嚴(yán)重不足，技術(shù)創(chuàng)新的原動力、研發(fā)能力、技術(shù)模仿步伐放緩甚至停頓。 推移式割草機(jī)的使用 設(shè)計用途 目前，大型生態(tài)園的綠地設(shè)計已是房地產(chǎn)開發(fā)團(tuán)中一個重要環(huán)節(jié)，草地是綠化的一種重要形式。 注意事項 1）不可以將手動割草機(jī)用于割除攀藤植物、屋頂或陽臺上的青草等，那樣有可能傷害到身體。 5）割草時一定要穿 用防滑底做成的結(jié)實靴子。 8）任何時候都不要將手或腳放在運動部件的上方或下方。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)。往復(fù)式割草機(jī)適用于切割直立而生長密度不過分高的草坪。 按動力驅(qū)動方式主要分為人畜力驅(qū)動、發(fā)動機(jī)驅(qū)動和電力驅(qū)動三種形式割草機(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，而滾刀手推隨行式割草機(jī)多采用前置式掛接，大型的割草機(jī)則采用混合牽引方式 【 3】 。 4）割草機(jī)質(zhì)量好，故障少，節(jié)省燃料、效率高。行走機(jī)構(gòu)采用手推車架。 （ 4）傳動部分結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。查閱《人機(jī)工程手冊》，人步行速度約為 3— 5千米/時，即 48— 64米 /分，考慮到要推動割草機(jī)進(jìn)行切割，選取人的步行速度為 48米 /分，即 /秒。 動力機(jī)的選擇 選用的汽油機(jī) 1E139F 參數(shù)如下： 汽油機(jī)型號 1E139F 汽油機(jī)型式 單缸、風(fēng)冷 二 沖程 最大功率 (A) 最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 9000r/min 排量 油箱容積 點火方式 無觸點 化油器型式 膜片式 起動方式 反沖起動 傳動軸型式 硬軸 背帶型式 雙肩背帶 凈重 汽油機(jī)包裝 箱尺寸 （ mm） 330302300 4 割草機(jī)傳動部分設(shè)計 本次設(shè)計的推移式割草機(jī)的傳動部分主要是長軸帶動錐齒輪轉(zhuǎn)動，錐齒輪帶動另一錐齒輪轉(zhuǎn)動并且改變方向，最后傳到到割刀轉(zhuǎn)動，將草坪上多余高度的草割斷。齒輪傳動裝有簡單的防護(hù)罩，有時還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。 本次設(shè)計的推移式割草機(jī)割草總成部分尺寸比較小，傳動齒輪尺寸和質(zhì)量比較小，轉(zhuǎn)速比較高，且沒有防護(hù)罩，如果選用開式容易損壞其壽命 ，因此齒輪傳動選用 閉式傳動 【 7】 。 2 ?? ?? FF YY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表可查得 。于是有 : 11 14c os 011 ???? nmdZ ? ，取 281?Z 大齒輪齒數(shù) ???? ZiZ ，取 Z2=60。計算大、小齒輪的分 度圓直徑 mmmZd n o s 228c o s1 01 ???? ? =58mm mmmZd n o s 260c o s 022 ???? ? =125mm 計算齒輪寬度 mmdb d ???? ? 齒輪的 設(shè)計準(zhǔn)則 齒輪傳動是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作的，輪齒是齒輪直接參與工作的部分，所以齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上。在一定條件 下，由于上述第 一、二 種失效形式是主要的，因此設(shè)計齒輪傳動時，應(yīng)根據(jù)實際工作條件分析其可能發(fā)生的主要失效形式，以確定相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則 。但由于磨損的機(jī)理比較復(fù)雜， 目前尚無成熟的設(shè)計計算方法，故只能按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計準(zhǔn)則，為了延長開式、半開式齒輪傳動的壽命，可用增大模數(shù) 10％ 20％的辦法來考慮磨損的影響 【 9】 。齒輪傳動使用范圍廣，傳動比恒定，效率較高，使用壽命長。 為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)工作條件和材料的特點來選取 。特點是抗疲勞點蝕、抗膠合能力高，耐磨性好。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨齒。 13 4) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr、 35SiMn 鋼等。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理 【 11】 。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。 2） 根據(jù)齒輪副所要傳遞的功率、扭矩，利用經(jīng)驗公式或圖表確定小輪外端的節(jié)圓直徑 d 和小輪齒數(shù) z1（不小于 5）。 5）根據(jù)大輪和小輪的旋轉(zhuǎn)方向確定齒輪的旋向。 B 為齒寬，Re為外錐距， R 為中點錐距， Ri為內(nèi)錐距， MF為端面重合度。小轎車為了降低噪聲、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，采用小壓力角。側(cè)隙查表選取。齒輪精度為 8 級 。內(nèi)齒輪根據(jù)前面的設(shè)計要求材料選取 45鋼。 行走輪的具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖 3: 圖 3行走輪 Fig 3 Wheel 材料選擇依據(jù)： 45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工 ,模具中常用來做模板 、 梢子 、 導(dǎo) 15 柱等 ,但須熱處理 。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展 ,儀器設(shè)備的功率越來越大 ,轉(zhuǎn)速越來越快 ,振動和噪聲的危害也越來越突出。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消除振動源的振動沖擊和吸收噪聲。 刀片材料的選擇 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。 在普通 碳素鋼 基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金。 草的橫截面呈扁平或槽型。刀片的切割過程同刀具切削金屬的過程及沖模沖剪材料的過程本質(zhì)是不同的。草被齒尖刺入后也不會再沿刀刃向外滑出，所以被割斷。 按照承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。還有很多種不同的分類方法，在此就不一一列出 【 15】 。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法以初步估算軸徑。其計算步驟如下： 軸的計算簡圖（即力學(xué)模型） 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。 在作計算簡圖時，應(yīng)先求出軸上受力零件的載荷（若為空間力系，應(yīng)把空間力分解為圓周力、徑向力和軸向力，然后把它們?nèi)?轉(zhuǎn)化到軸上），并將其分解為水平和垂直分力，然后求出各支承處的水平反力和垂直反力 【 16】 。當(dāng)扭矩切應(yīng)力為靜應(yīng)力時，取 α=；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取 α=；若扭矩切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，則取 α=1； 對于直徑為 D 的圓軸，彎曲應(yīng)力 WM?? ，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力WTWTT 2???，將σ和τ代入上式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： ? ? ? ?1222224 ?????????????????? ???? W TMWTWMca (9) 式中： σca— 軸的計算應(yīng)力，單位為 MPa； M— 軸所承受的彎矩，單位為 Nmm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最在彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強(qiáng)度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上，即可通 過考慮分析確定出一個或幾個危險截面（這時不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對尺寸等因素的影響程度），求出計算全安系數(shù) Sca 并應(yīng)使其稍大于或至少等于設(shè)計安全系數(shù) S，即 SSS SSsca ??? 22???? （ 10） 僅有法向應(yīng)力時，應(yīng)滿足 : SKS m ??? ? ??? ??? 1 （ 11） 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時，應(yīng)滿足 : 21 SKS ma ??? ? ??? ? ??? 1 （ 12） 設(shè)計安全系數(shù)數(shù)值可按下述情況選取。 σ1=275Mpa σB=640Mpa τ1=155MPa 截面上由于軸肩而 形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ασ及 ατ按《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》附表 32 查取。 長軸的扭矩： 由強(qiáng)度條件， ? ?maxmax TW???? （ 13） 最小截面為邊長為 5 的正方形截面。 而且 深溝球軸承是最常用的滾動軸承。與深溝球軸承規(guī)格尺寸相同的其它類型軸承比較，此類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。軸承壽命可由式 610 ()60 thPCfLhn Pf ?? 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 314 頁表 16 7 取 1, ,tpff??取 3?? 。我國草坪建設(shè)也得到了迅速的發(fā)展。由于本人知識水平方面有限，只設(shè)計考慮到以上相關(guān)方面，但是我有理由相信此款推移式割草機(jī)一定會有很大的應(yīng)用前景，并且值得繼續(xù)深究與完善 【 20】 。用辛老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計綜合在一起的過程，只要把握住每個小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。多少個日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師們的專業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也 是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和