【導(dǎo)讀】進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。動(dòng)力代替人工清除的山林灌木切割機(jī)具有重要的意義。為了解決以上的問(wèn)題，我們以汽油機(jī)為動(dòng)力

　　

【正文】 稱循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力幅為 29 a? =WMA (436) 式中 W—— 抗彎斷面系數(shù)，由 ]2[ 表 查得 W= 由于是對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 m? =0 根據(jù) ]2[ 公式 ，剪應(yīng)力幅為 am??? =112WT 式中 Wp —— 抗扭斷面系數(shù)，由 ]2[ 表 Wp = cm3 根據(jù) ]2[ 中式 式中 1??—— 45 號(hào)鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由 ]2[ 表 1??=155Mpa ?K —— 剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由 ]2[ 表 ?K = ??, —— 同正應(yīng)力情況 ?? —— 平均應(yīng)力折算系數(shù)，由 ]2[ 表 查得 ?? = 軸 AB截面的安全系數(shù)由 ]2[ 式確定 由表 可知， [S]= 故 S[S],該軸 AB 截面是安全的。 5 支撐桿的 設(shè)計(jì) 切割過(guò)程圓鋸片的切削力為縱向鋸切，影響切削力有多個(gè)因素：于灌木種類、每齒進(jìn)給量 Vf，鋸路寬度 b ，鋸齒的銳利程度 pa ，切削角度 ? ，斜挫角 ? ，以及灌木含水率 w? 等有關(guān)，縱向鋸切功率 P=KbhVf/60 102 以黃楊為例 手工進(jìn)給取 Vf=8m/min, P= 切削力 Fc=P/V= 支撐桿 與工作機(jī)頭的 材料 均 選 擇 合金鋼 人持桿時(shí)受力情況分析如圖所示， AB=1600mm 為工作桿的全長(zhǎng)， 桿的直徑 D=30mm， 30 AC=500mm 為手握點(diǎn) 距 活動(dòng)點(diǎn)的距離， C 點(diǎn) 處 有 夾緊裝置 。 在切割工作時(shí)，圓鋸片所受的徑向力與切削力基本相等，則工作 桿受力如圖 圖 14 受力分析圖 Fig . 14 Stress Analysis Chart 支撐桿的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 桿所受的扭矩為 T=F1 L= 180= 其中空心桿的抗彎截面系數(shù) ? ? ? ?3 4 3 41 116T dWd? ??? ? ? ?= (51) 1dd?? 1d 小 圓直徑 d大圓直徑 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 T TTW? ?=25 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度完全可以保證 按彎矩強(qiáng)度條件效核 31 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 支撐桿在 0? 和 90? 之間變動(dòng)時(shí)，在 0? 時(shí) 工作頭和支撐桿的重力所產(chǎn)生的彎矩最大 而此時(shí) 的彎矩圖如圖 圖 15 支撐桿彎矩圖 Fig . 15 Supporting bar moment diagram 從彎矩圖中可以看出危險(xiǎn)截面為肩帶 處，此處的彎矩為 M=FL= 抗彎截面系數(shù)為 ? ? ? ?3 4 3 44331 0 .1 132200 . 3 0 1 2 1 6 6 .6 630dWdmm? ??? ? ? ?????? ? ? ? ????????? (52) 滿足彎曲強(qiáng)度要求 6 軸上鍵的選擇及鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 鍵的選擇準(zhǔn)則 鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和 工作條件來(lái)選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)選定。鍵的主要尺寸是其截面尺寸（一般以鍵寬 B鍵高 H 表示 ）與長(zhǎng)度 L。鍵的截面尺寸 B H按軸的直徑 D 由標(biāo)準(zhǔn)中選取定。鍵的長(zhǎng)度 L 一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或 32 略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為 L=（ ~2） d，這里 d 為軸的直徑。所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸可以查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [1]。 齒輪 軸鍵的選擇 選擇鍵的聯(lián)接的類型和尺寸 齒輪 軸上 四 處有鍵 槽，鍵槽用于齒輪的定位 。 一般 8 級(jí)以 上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接， 故選用圓頭普通平鍵 A 型。 低速軸 的軸徑為 D=30mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查的截面尺寸為： 8 10，即寬度 10mm，高度為 8mm。由輪轂長(zhǎng)度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng) L=25mm。 告訴 的軸徑為 D=16mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查的截面尺寸為： 8 8，即寬度為 8mm，高度為 8mm。由輪轂長(zhǎng)度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng) L=18mm。 校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度 1) 安裝 低速 齒輪的鍵的強(qiáng)度校核 鍵、軸的材料為鋼，齒輪的材料也為鋼， 故查 ]2[ 得： ［σ p］ =100～ 120MPA，取平均值，［σ p］ =110MPA。鍵的工作長(zhǎng)度 l=25mm, 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 K== 8=4mm。由式得： m p am p ak l dTp 1 1 33 ???? ?????? (61) 故合格 2）安裝 高速齒輪 處的鍵的強(qiáng)度校核 鍵、軸的材料為鋼，輪轂為鑄鐵，所以以鑄鐵的許用擠壓應(yīng)力計(jì)算，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： ［σ p］ =50～ 60MPA，取平均值，［σ p］ =55MPA。鍵的工作長(zhǎng)度 l =18mm, 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 K== 8=8mm。由式得： m p am p ak l dTp 33 ???? ?????? 故合格 7 潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 根據(jù) [1]表 1013和軸承的 dn 值 : Dn 高速軸 ＝ d 高速軸 n1=25 4000＝ 104 (71) 33 Dn 低速軸 = d 低速軸 n2=20 1000= 104 (72) 選定軸承的潤(rùn)滑方式為 脂 油 潤(rùn) ,潤(rùn)滑 脂 選用鈣基潤(rùn)滑油脂（ GB49187） 2 號(hào)。 本次我所設(shè)計(jì)的 背負(fù)式山地灌木切割機(jī) 所有運(yùn)動(dòng)副均可采用鈣基潤(rùn)滑脂，特別是軸承部分采用鈣基潤(rùn)滑脂 ]2[ （參照 GB49187）。具體的鈣基潤(rùn)滑脂代號(hào)為 2號(hào)。該潤(rùn)滑脂抗水性好，適用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的軸承潤(rùn)滑，特別是適用于 高溫的工作 場(chǎng)合。 8 背架的設(shè)計(jì) 根據(jù)減速器和汽油機(jī)得尺寸來(lái)初步確定背架的外型。 具體尺寸見(jiàn)背架 焊接圖。 9 其他部件 的 選擇 1) 保護(hù)罩 為了起安全和避免木屑的飛濺，在圓盤(pán)鋸的外圍加上一工程塑料的保護(hù)罩 。 2) 齒輪罩 為了防止灰塵和避免油污弄臟衣物，在齒輪外圍加上一工程塑料的齒輪罩。 3) 背帶 為了使工作者能舒適的使用此機(jī)器，在工作桿上加一背帶，工作者可以通過(guò)背帶將整個(gè)機(jī)器背負(fù)肩上。 4) 控制架 為了便于操控工作桿，特在其上加以控制架，并置一開(kāi)關(guān)在控制架上，用來(lái)控制汽油機(jī)的工作與否 。 5) 離合器的設(shè)計(jì) 采用電磁離合器，通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制汽油機(jī)的工作 。 6) 鋸片的選擇 選擇 直徑為 ? 200mm 的圓鋸片。 10 結(jié)論 畢業(yè) 設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程 。“ 千里之行始于足下 ” ，通過(guò)這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，我深深體 34 會(huì)到這句千古名言的真正含義 。 我今天認(rèn)真的進(jìn)行 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 說(shuō)實(shí)話， 畢業(yè) 設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累 。 然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果， 慢慢 回味這 幾個(gè)月 的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消 。 雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生 的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中 “ 春眠不知曉 ” 的感悟 。 通過(guò) 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致 。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂：有 幾次 次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò)，只能毫不 留情 地重來(lái)．但一想起 全臘珍教授 平時(shí)對(duì)我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無(wú)比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提示自己，一定呀養(yǎng)成一種高 度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣 。 這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練 ， 短短 幾個(gè)月的畢業(yè) 設(shè)計(jì)，使 我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，幾年來(lái)的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知 道自己并不會(huì)用 。 想到這里，我真的心急了，老師卻對(duì)我說(shuō)，這說(shuō)明 畢業(yè) 設(shè)計(jì)確實(shí)使 你有收獲了 。 老師的親切鼓勵(lì)了我的信心，使我更加自信 。 最后，我要感謝我的 指導(dǎo)老師全臘珍教授 ，是您嚴(yán)厲批評(píng)喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動(dòng)了我，是您的教誨啟發(fā)了我，是您的期望鼓勵(lì)了我，我感謝老師您今天又為我增添了一幅堅(jiān)硬的翅膀 。 今天我為你們而驕傲，明天你們?yōu)槲叶院?。 參考文獻(xiàn) [1]西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械 零件教研室 .機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 .高等教育出版社 .2020： 395773 [2]吳宗澤，羅圣國(guó) .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京： 機(jī)械工業(yè) 出版社 .2020. 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