【正文】 ??? 計算載荷系數(shù) 34A V H HK K K K K???? （ 7） 修正計算： )(3311 mmKKdd tt ??? 已取 1 46 3d mm mm?? ,符合接觸疲勞強度條件。 各種齒輪強度計算方法所采用的齒向載荷分布系數(shù)的計算方法各不相同。當(dāng)壓力角越大時，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會變厚，齒面曲率半徑增大，從而可 以提高輪齒的彎曲強度和接觸強度。通過 對 實際運用中割草機械的分析，可以假設(shè) 割 一根草所 需載荷為 f=，同時 割 草數(shù)量最多為 500根。 另一方案，用蝸輪蝸桿傳動，直接帶動割草圓盤，采用割草的方式。而圖 所示的端 面凸輪機構(gòu)，可以使推桿沿端面凸輪的任意弦上下運動，從而帶動刀架上下運動，易于實現(xiàn) 割 草高度的調(diào)節(jié)。直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪的軸線相互平行，支撐結(jié)構(gòu)較簡單，同時 割 草機的速度不高，載荷也不大，因此，可選擇直齒圓柱齒輪作為增速機構(gòu)。它的速度變化直接改變刀具的切 割 運動。 手動的形式又用手搖動和用手推動兩種。 通過分析得到手推式草坪 割 草機的組成框圖，如圖 所示。（男性： 80— 95 毫米 女性： 75— 90 毫米） 本課 題設(shè)計屬于 D 范圍內(nèi)的設(shè)計。 查閱《機械設(shè)計手冊》得到以下數(shù)據(jù)： 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 成年男性身高： 18— 25 周歲 1554— 1830 毫米 26— 35 周歲 1545— 1851 毫米 35— 60 周歲 1554— 1798 毫米 平均身高： 18— 60 周歲 1543— 1814 毫米 成年女性身高： 18— 25 周歲 1457— 1709 毫米 26— 35 周歲 1449— 1698 毫米 36— 60 周歲 1445— 1683 毫米 平均身高： 18— 60 周歲 1449— 1697 毫米 成年男性臂長： 18— 25 周歲 279— 350 毫米 26— 35 周歲 280— 349 毫米 36— 60 周歲 278— 348 毫米 平均臂長： 18— 60 周歲 279— 349 毫米 成年女性臂長： 18— 25 周歲 253— 319 毫米 26— 35 周歲 253— 320 毫米 36— 60 周歲 251— 317 毫米 平均臂長： 18— 60 周歲 252— 319 毫米 立姿工作崗位工作高度： 男性： 950— 1050— 1150 毫米 1050— 1200— 1300 毫米 女性： 850— 950— 1050 毫米 1000— 1100— 1200 毫米 綜合以上因素，設(shè)計扶手以及支架的尺寸，并且根據(jù)不同性別和不同年齡將扶手高度和傾斜角度設(shè)計成可以調(diào)節(jié)的。由于尼龍繩是柔性的，其撞擊障礙物時退讓，不會損壞機器本身，也不會對障礙物有較大的破壞。滾刀式 割 草機是高質(zhì)量草坪最常用的 割 草機型，適用于草高 3～ 80mm 的草坪，其價格貴，維修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。據(jù)統(tǒng)計， 1999年的 割 草機銷售量在 3 萬臺左右，其中 80％為進口； 2021 年我國各類草坪機械保有量達 13 余萬臺， 割 草機進口量在 3． 16 萬臺左右 ；近兩年，草坪機械平均年增長率達到 30％左右，國內(nèi)每年草坪機械的銷售總額大約為 1． 2 億～ 1． 3 億元人民幣，其中從國外進口的機械占 85％，國內(nèi)自行生產(chǎn)的產(chǎn)品占 15％左右，其合計銷量約在 1萬臺左右。在 20 世紀(jì) 30年代前后，每年生產(chǎn)的各類 割 草機數(shù)量約 3 萬臺左右。隨著高爾夫球、網(wǎng)球及足球等運動的興起，保持完善的草地做運動場便成為當(dāng)務(wù)之急。例如太陽能、電能等新型割草機逐漸站住了市場。草坪綠化已經(jīng)成為衡量一個國家、地區(qū)或城市文明程度的一個重要指標(biāo)，在美化環(huán)境、故土護坡、凈化空氣等方面已成為人類得共識，在生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護方面將扮演著越來越重要的角色。 因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動，使操作很不 舒服 。由于 割 草機械多在人口稠密的地區(qū)作業(yè)，流動性大，對機械的震動、噪音、廢氣排放、質(zhì)量等指標(biāo)要求 比 較高。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱?，F(xiàn)在的 草坪機 機多使用 汽油機或柴油機 作動力，排氣污染量相 比 于汽車的少，但其噪聲危害卻很大。雖然，動力引擎草坪 割 草機 割草效率較高， 割 草效果較好 。我國草坪建設(shè)也得到了迅速的發(fā)展，如城市園林綠化、興建休閑場所等都需要大量的草坪，江河堤壩。 相對于國外技術(shù)發(fā)展，我國草坪機技術(shù)發(fā)展相對落后。英國人 Edwin Budding 利用旋轉(zhuǎn)式機械工作的原理發(fā)明了滾刀式 割草機，該產(chǎn)品的問世在英國受到了廣泛的歡迎，隨后傳入 美國 ，最后遍及世界 。戰(zhàn)后，美國經(jīng)濟得到復(fù)興，允許現(xiàn)役軍人低價買房不付現(xiàn)金，大批建設(shè)房屋并出售， 促使草坪修 割 機械得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)量急劇上升， 1947 年達 36 萬臺， 1974 年達 700 萬臺。 常見的 割 草機械分類 割 草機械按動力劃分可以分為機動和人推的兩類。 （ 2） 旋刀式 割 草機 (又稱懸刀式 )： 它是由橫向懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草的上部葉片。 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 2 方案設(shè)計 主要工作原理 本次設(shè)計的手推式 割 草機主要利用輪子 旋轉(zhuǎn) 運動傳 到 變速箱中的齒輪 ， 實現(xiàn)刀具的往復(fù)運動的功能。站立工作時操作的有關(guān)尺寸，以及人體需要的可能活動空間。 又因為該草坪割草機是手推式的，行走動力來源于人的行走以及推力。 圖 手推式草坪 割 草機的組成框圖 其他工作設(shè)計方案的比較 能實現(xiàn)手推式草坪修草功能的技術(shù)原理較多，但各有利弊，具體分析如下： （ 1） 用腳驅(qū)動 用腳驅(qū)動時，一般操作者都需站在或坐在被驅(qū)動的機器上用力，這樣所設(shè)計的 修草機，除了要完成 割 草動作外，還要承受操作者的自重，且要有方向控制裝置，使機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，不適合小面積草坪使用。機械容易實現(xiàn)的是簡單的轉(zhuǎn)動和往復(fù)直線運動，如果用手搖動手柄實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動，由于 割 草機還要靠人力推著向前行進，操作者要完成的動作過多，操作不方便。 本次設(shè)計的 手推式 割 草機采用圓柱凸輪傳動機構(gòu)。 機構(gòu)組成方案如圖 所示： a) 帶動齒輪增速的曲柄滑塊機構(gòu) b）帶齒輪增速的直動推桿盤狀凸輪機構(gòu) 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 c) 帶齒輪增速的齒輪齒條機構(gòu) 圖 機構(gòu)運動簡圖 （ 2） 用異變 法實現(xiàn)刀具 割 草運動方向與 割 草機行進方向垂直 ， 由于刀具的 割 切運動方向與 割 草機行進方向垂直， 上 圖所示的機構(gòu)組成方案不能最終滿足設(shè)計要求，還需對機構(gòu)進行進一步 設(shè)計 。 機構(gòu)的功能及特點 該機采用固定刀片與活動刀片相對錯動的 割 切原理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合小面積草坪的 割 草處理； 無需引擎驅(qū)動，使用安全、可靠，便于維護； 割 草的高度可在 1~20mm 之間調(diào)整，割幅 240mm，外形尺寸（長 ?寬 ? 高：586? 369? 200mm） ,質(zhì)量 30kg（材料由 45 鋼制作）； 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點； 前輪采用萬向輪，具有良好的導(dǎo)向性，后輪的一個輪子裝上壽命長的球軸承，使割 草機轉(zhuǎn)彎時易于推動； 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長度可伸縮，對于不同身高的操作者同樣適用； 底盤獨特的設(shè)計可防止草堵塞出口通道； 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求； 割 草的效果較理想，且成本低，是小面積草坪修 割 的首選產(chǎn)品。機構(gòu)更加簡單，刀具拆裝方便?？傻?F=250N；端面齒輪上所受力的大小為： NFF 25021 ?? 輪子提供轉(zhuǎn)矩帶動 割 刀，進行機械運動。 （ 3） 合理選用螺旋角： 為了保證齒輪傳動的平穩(wěn)性、低噪聲和少沖擊，所有齒輪都要選擇較大的螺旋角，一般都在 30176。 各種齒輪強度計算方法所采用的齒間載荷分配系數(shù)的處理上有很大差別。 （ 8） 齒輪齒根彎曲疲勞強度校核過程 確定設(shè)計參數(shù) 載荷系數(shù) K= 1 .2 5 1 .1 7 1 .2 1 .2 2 .0 3 4A V F FK K K K?? ? ? ? ? ? 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNT . ? 查得齒形系數(shù) 1 ? ? , 2 ? ? 。 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩： 輪T =(M/mm) 齒輪端面分度圓直徑： 22 2 6 9 1 3 8 ( )c o s c o s 0nmd z m m?? ? ?? 圓周力： 22 1 7 0 .0 5 ( )t TFNd??輪 徑向力： ta n ta n 2 01 7 0 .0 5 6 1 .9 ( )c o s c o s 0nrtF F N?? ?? ? ?? 軸向力： ta n 0( )atF F N?? ? ? 640B MPa? ?5%1 33m i n 2 1 0 . 1 3 8 91 1 6 8 . 6 1 5 9 . 0 53 3 9 . 1 2PdC n? ? ? ?加濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 受力簡圖如 所示： 圖 垂直面上受力簡圖 垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： 1 2 2 . 5 6 9 3 0 . 9 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5raBV FFFN? ? ???? ( )D V r B VF F F N? ? ? 截面 C 處的彎矩為： 122 .5 379 1 ( )BVCVM F N m m? ? ?左 122 .5 379 1 ( )DVCVM F N m m? ? ?右 圖 垂直面上截面的彎矩 水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： 1 2 2 .5 8 5 ( )1 2 2 .5 1 2 2 .5tBH FFN???? 8 5 ( )D H t B HF F F N? ? ? 截面 C 處的彎矩為： ).(1 0 4 1 2 2 mmNFM BHCH ??? 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 圖 水平面上截面的支反力 截面 C 處的合成彎矩為： ).( 1222 mmNMMM CHCVc ??? 左左 ).(1108122 mmNMMM CHCVc ??? 右右 圖 水平面上截面的彎矩及合成彎矩 按彎扭合成應(yīng)力 校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取 ?? ，該截面上的計算應(yīng)力： 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 ? ? 22 4 8 . 5 7 ( )vMT M P aW ?? ??? 通過查表可知： 材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ? ?1 60MPa?? ? ，由于 ? ?1v???? ，故安全。 軸 ? 的強度 計 算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)