【文章內(nèi)容簡介】 氣動力學的要求，以降低功率消耗。裝配、調(diào)整刀具的時候，要減少振動和噪聲，就要保證兩端力矩平衡。根據(jù)經(jīng)驗，刀片材料均選用彈簧鋼。彈簧鋼一般是專門用來制造各種彈簧和彈性元件或類似性能要求的結(jié)構(gòu)零件的主要材料。它具有優(yōu)良的綜合性能，如抗彈減性能(即抗彈性減退性能)、力學性能、疲勞性能、淬透性、物理化學性能(耐熱、抗氧化、耐腐蝕、耐低溫等)。除此之外，彈簧鋼還具有：良好的表面質(zhì)量(嚴格控制表面缺陷、脫碳)、優(yōu)良的冶金質(zhì)量(高的均勻性、純潔度)、精確的尺寸、外形。割草機刀片數(shù)為4片，刀片形狀如下圖所示。且相互分布與刀架的四個方向上。每個刀片都與刀架用栓固定，這樣當某一個刀片磨鈍或損壞后，可以只更換這一個刀片，維修方便，降低了費用。旋刀刀片的刀刃為直線固定于刀架上，且在刀刃的兩面都設(shè)有切削角度，這樣當割草機割草時，刀刃與草形成角度，有利地提高了刀片與草之間的切削力，從而減小了當?shù)镀谇懈畈莸耐瑫r撕拉草筋而損傷草根的程度，有效地提高了割草機的割草效率。該切削角度其前角與水平線構(gòu)成的角度為350，其后角與水平線構(gòu)成的角度為108。這一角度為最有效的角度。（摘自馬曉春教授割草機的設(shè)計與動態(tài)特性研究一文）螺旋式刀片的旋轉(zhuǎn)角度為1000，每旋轉(zhuǎn)一個角度都能與下刀口形成一個完整的剪切點，并始終保持一致，能夠使刀片在割草的過程中均勻的剪切草平面。旋刀式草坪修剪機的割刀運動是機器的前進的運動和刀盤的水平的旋轉(zhuǎn)綜合在一起合成的。刀片某一點相對地面的運動所產(chǎn)生的軌跡是余擺線，刃線在地面經(jīng)過的面積叫余擺帶，其寬與刃刀刃部的長度相差不大。下面我們用方程式來表示刀片任意一點的位移情況。設(shè)O為坐標原點，水平向右為x軸，垂直向上(割草機的前進方向)為Y軸。假設(shè)刀盤正常情況下逆時針轉(zhuǎn)動，角速度為w。切割速度分析圖.則相臨刀片各內(nèi)、外端點的位移方程如下:(1) 第1刀片內(nèi)端a的位移方程。 式中 r ——刀片內(nèi)端半徑。 ——刀片內(nèi)外端點對盤的連線夾角。 ——刀盤回轉(zhuǎn)角速度。 T ——刀盤轉(zhuǎn)過時間。 —— 機器前進速度刀片運動軌跡（2）外端b的位移方程：式中 R——刀片外端半徑（3） 第2刀片內(nèi)、外端點的位移方程： 式中a——相鄰刀片夾角 根據(jù)切割速度的要求可以確定割刀轉(zhuǎn)速。通過多次試驗總結(jié)得出，在切割牧草時，其刀片線速度一般為8183m/s，這主要應(yīng)用于無支撐切割的旋刀式切割器。如果要確定割刀的切割速度，應(yīng)該以刀片內(nèi)端為基準。綜上所說，割刀上面任何一點的速度是割草機前進的速度和旋刀刀片圓周速度合成的，所以a點速度為由上式可見，當時，Va最小。即令Vd=Vamin,則式中 n——刀盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速； Vm——草坪修剪機的前進速度，Vm=(一般草坪工作速度)； Vd——刀片的切割速度； r——刀片的內(nèi)端半徑，r= 根據(jù)國內(nèi)外多年的研究資料表明，當雜草的莖稈在無支撐切割狀態(tài)時，旋刀刀片內(nèi)部刃口處的最低極限速度為30 M/S，由于旋刀式草坪修剪機的刀片是用螺栓連接在刀盤上。切割速度應(yīng)大于最低極限速度，這是為了使刀片工作穩(wěn)定。根據(jù)經(jīng)驗表明一般為5595 m/s，但是為了使刀盤工作轉(zhuǎn)速不至于過高，現(xiàn)取Va=90 m/s。以下是修剪機的數(shù)據(jù)采集形式：采用懸掛式，動力輸出軸帶動作業(yè)汽油機輸出軸轉(zhuǎn)速：最低2000圓盤數(shù)：1刀盤直徑：800mm刀片數(shù)：4刀盤轉(zhuǎn)速：2000刀片斜度：30度4旋刀軸的設(shè)計軸是組成機器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運動的傳動零件都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此，軸的主要功用是傳遞動和支撐回轉(zhuǎn)零件。按照承受載荷的不同，一般情況下軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三大類。工作中有時候既能承受彎矩又能承受扭矩的稱之為轉(zhuǎn)軸。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱之為心軸。只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱之為傳動軸。除此之外，還有很多種不同的分類方法，在此就不一一列出。為了加高軸的抗疲勞強度，可以通過表面強化處理包括噴丸、滾壓等來實現(xiàn)。對軸進行熱處理的各種方法包括：高頻氮化、氰化、淬火、滲碳等。軸的設(shè)計包括其工作能力的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩方面的內(nèi)容。我們需要的軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是根據(jù)軸上1）零件的安裝、2）定位、3）軸的制造工藝三個大的方面來確定。工作能力以及軸他的可靠性，直接決定軸的制造成本以及軸上零件裝配的困難。軸的振動穩(wěn)定性、強度、剛度三個重要方面的要求主要是指軸工作能力的計算。在大多數(shù)情況下，軸的強度是衡量軸的工作能力的重要指標。為了防止斷裂或者塑性變形，必需對軸進行強度計算。其他方面都可以少一點。為了防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形，對于受力大的細長軸和剛性要求較高的軸（比如說車床主軸），還應(yīng)進行剛度計算。為了防止發(fā)生共振而破壞對高速運轉(zhuǎn)的軸還要進行振動穩(wěn)定性的計算。軸的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸是其結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較重要的部分。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下四個主要因素：1）加工工藝；2）安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量及軸聯(lián)結(jié)的方法；3）軸的載荷性質(zhì)、方向、大小、分布情況；4）在機器中的裝配位置及形式。軸沒有標準的結(jié)構(gòu)形式，這是因為影響軸的因素比較多，而且不同的情況，軸的結(jié)構(gòu)形式也會不一樣。所以，設(shè)計的時候，必須使軸滿足以下條件：（1）軸和它上面工作的零件要有準確的工作位置，不能隨意擺動；（2）軸上的零件應(yīng)便于裝卸和調(diào)整；（3）軸應(yīng)具有良好的制造工藝等。（1）求滾刀軸上的功率P轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2人的持續(xù)推力為15—20kg, 外輪的轉(zhuǎn)速n1=48103/，根據(jù)傳動比i12=1：，則小齒輪的轉(zhuǎn)速為n2== r/min，取F=2010=200NP=FV==根據(jù)公式算得：Nmm（2）求作用在齒輪上的力因已知滾刀軸端的齒輪的分度圓直徑：d2=Z1m=202mm=40mm而Ft== Fr=Ft tanα=tan20o=（3）初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。本設(shè)計選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理,適用于承受交變負荷、中等速度、中等負荷，強烈磨損、無很大沖擊的重要零件。取A0=112，于是得=因此，選取軸徑為16mm。根據(jù)整體設(shè)計要求，軸的長度選擇在200~250mm之間比較合適。在生活中很多普通草坪修剪機工作裝置的高度為300mm。本次設(shè)計經(jīng)過多個實地考察，最終選擇軸的長度為220mm。輸出軸的最小直徑顯然是安裝小齒輪處軸的直徑d12。為了使所選的軸直徑d12與小齒輪的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取小齒輪的孔徑為16mm。軸及軸上零件簡圖（4）擬定軸上零件的裝配方案1）根據(jù)設(shè)計要求，已知割草機的割幅為400mm。由于小齒輪上主要受徑向力，所受的軸向力不大，因此小齒輪一端利用軸肩定位，另一端可利用彈性擋圈進行軸向定位。2）選擇滑動軸承 因軸承主要承受徑向載荷的作用，考慮到減小軸承的徑向尺寸，增強支架的支撐強度，故使用滑動軸承，由《機械設(shè)計圖冊》表1313，初選銅合金翻邊整體軸套(F型)，選擇內(nèi)徑D=18，外徑D1=24，翻邊外徑D2=30，翻邊寬度b2=3，寬度B=30。3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及其應(yīng)用如下：鍵是一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸與零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或者軸向滑動的導向。鍵的來年界主要有：平鍵連接、半圓鍵連接、鍥鍵連接和切向鍵連接。鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩方面。其主要尺寸為其截面尺寸（一