【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(dòng)式割草機(jī)（ 千瓦）， 122 厘米坐騎式割草機(jī)（ 千瓦）。 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)上國(guó)產(chǎn)的機(jī)器均有一定的市場(chǎng)，但質(zhì)量參差不齊。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，檢測(cè)快捷，安全性高。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。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。 推移式割草機(jī)的使用 設(shè)計(jì)用途 目前，大型生態(tài)園的綠地設(shè)計(jì)已是房地產(chǎn)開發(fā)團(tuán)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，草地是綠化的一種重要形式。 注意事項(xiàng) 1）不可以將手動(dòng)割草機(jī)用于割除攀藤植物、屋頂或陽(yáng)臺(tái)上的青草等，那樣有可能傷害到身體。 5）割草時(shí)一定要穿 用防滑底做成的結(jié)實(shí)靴子。 8）任何時(shí)候都不要將手或腳放在運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)密度不過(guò)分高的草坪。 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)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(dòng)部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。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 /秒。 動(dòng)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(hào) 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(diǎn)火方式 無(wú)觸點(diǎn) 化油器型式 膜片式 起動(dòng)方式 反沖起動(dòng) 傳動(dòng)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(dòng)部分設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的推移式割草機(jī)的傳動(dòng)部分主要是長(zhǎng)軸帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪帶動(dòng)另一錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并且改變方向，最后傳到到割刀轉(zhuǎn)動(dòng)，將草坪上多余高度的草割斷。齒輪傳動(dòng)裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)的推移式割草機(jī)割草總成部分尺寸比較小，傳動(dòng)齒輪尺寸和質(zhì)量比較小，轉(zhuǎn)速比較高，且沒(méi)有防護(hù)罩，如果選用開式容易損壞其壽命 ，因此齒輪傳動(dòng)選用 閉式傳動(dòng) 【 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(jì)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(jì)算齒輪寬度 mmdb d ???? ? 齒輪的 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 齒輪傳動(dòng)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(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)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(jì)準(zhǔn)則 。但由于磨損的機(jī)理比較復(fù)雜， 目前尚無(wú)成熟的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，故只能按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，為了延長(zhǎng)開式、半開式齒輪傳動(dòng)的壽命，可用增大模數(shù) 10％ 20％的辦法來(lái)考慮磨損的影響 【 9】 。齒輪傳動(dòng)使用范圍廣，傳動(dòng)比恒定，效率較高，使用壽命長(zhǎng)。 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(diǎn)來(lái)選取 。特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)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(yàn)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(diǎn)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(yùn)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(jí) 。內(nèi)齒輪根據(jù)前面的設(shè)計(jì)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(hào)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(lái)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(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。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。 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(guò)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(guò)程同刀具切削金屬的過(guò)程及沖模沖剪材料的過(guò)程本質(zhì)是不同的。草被齒尖刺入后也不會(huì)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(dòng)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(jì)時(shí)，通常用這種方法以初步估算軸徑。其計(jì)算步驟如下： 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（即力學(xué)模型） 軸所受的載荷是從軸上零件傳來(lái)的。 在作計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，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(shí)，取 α=；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取 α=；若扭矩切應(yīng)力亦為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，則取 α=1； 對(duì)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(jì)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(shí)，通常只校核軸上承受最在彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)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(guò)考慮分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面（這時(shí)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(duì)尺寸等因素的影響程度），求出計(jì)算全安系數(shù) Sca 并應(yīng)使其稍大于或至少等于設(shè)計(jì)安全系數(shù) S，即 SSS SSsca ??? 22???? （ 10） 僅有法向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足 : SKS m ??? ? ??? ??? 1 （ 11） 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足 : 21 SKS ma ??? ? ??? ? ??? 1 （ 12） 設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)》附表 32 查取。 長(zhǎng)軸的扭矩： 由強(qiáng)度條件， ? ?maxmax TW???? （ 13） 最小截面為邊長(zhǎng)為 5 的正方形截面。 而且 深溝球軸承是最常用的滾動(dòng)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(jì)基礎(chǔ)》 314 頁(yè)表 16 7 取 1, ,tpff??取 3?? 。我國(guó)草坪建設(shè)也得到了迅速的發(fā)展。由于本人知識(shí)水平方面有限，只設(shè)計(jì)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(huì)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(jì)相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計(jì)綜合在一起的過(guò)程，只要把握住每個(gè)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(gè)日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)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