【正文】 目前 適合 用于我國大部分地區(qū)的 中小型 園林草坪的修建和養(yǎng)護。無論選用何種剪草機，都應保證剪草機的刀片始終鋒利。對于固定設施，如噴灌管埋頭等，應作好標志，以防損壞刀片 。草坪修剪的時間與草坪草的種類、草坪草的生長發(fā)育和肥料供給等有關(guān)?？茖W地對草坪進行定期修剪，可提高草坪質(zhì)量，使草坪整齊美觀，而且具有較高的坪用價值和經(jīng)濟價值，可促進分蘗，形成致密的草坪，改善通氣性，減少病蟲害的發(fā)生，有效地抑制雜草生長，提高其美觀性。 表 端面齒輪的工作輪廓線 ? X （ mm） Y (mm) 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 濟南大學畢業(yè)設計 34 18 20 22 24 26 通過上述表中參數(shù)，我們可以近似加工出端面齒輪的工作輪廓線。 代入特殊值 4 0?? ， 2 26? ? 可得： ? 從而得出接觸點上下運動位移的軌跡方程為： 22360Y kX k d ????? ? ????? 推程階段 1 1326 180???? 濟南大學畢業(yè)設計 33 22 1360Y kX k d ????? ? ????? 1 130, 180????????? 遠休止階段 2 1326 180???? 20Y? 2 13180??? 回程階段 3 1326 180???? 22 3360Y kX k d ????? ? ????? 3 130, 180????????? 近休止階段 4 8 45?? ?? 0Y? 4 0,45?? ??????? 通過上述運動分析可以求出撥桿在端面齒輪上的工作輪廓線。 ， c 為 8176。 時，撥桿下降 20mm； 推桿繼續(xù)轉(zhuǎn)過 8176。 而撥桿的運動直接影響其刀具的往復運動。 刀片的主要參數(shù)如表 所示： 表 往復式刀片的主要技術(shù)參數(shù) 項目 刀片 刀間距 刀高 切割角 刀角 硬度（ HRC） 往復式刀片 動刀片 20mm 35mm 14176。 切割速度比與正常草芽葉、碎片的關(guān)系 手推式 割 切機刀片的切割速度比在 以下時，正常芽葉多，碎片少。往復式刀刃的切割角 ? 和楔角 ? 如圖 所示。 ? ?? ，據(jù)類似的茶樹修 割 機和采茶機的試驗分析，可得動力轉(zhuǎn)速較小的手推式 割 草機傳動的效率較高。除此之外，彈簧鋼還具有優(yōu)良的冶金質(zhì)量（高純潔度和均勻性）、良好的表面質(zhì)量（嚴格控制表面缺陷和脫碳）、精確的外形和尺寸。裝配、調(diào)整刀具時，必須保證兩端力矩平衡，以減少震動和噪聲。由圖 可知， 1aV 大于終切速 1cV 。刀片的速度圖如圖 所示。 往復式切割裝置由上、下兩組刀片組成，分動和雙動兩種運動方式。 倒角。 齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。 （ 3） 軸的強度 計 算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。按 45 鋼，取 C=116 根據(jù)公式， 取 min2 10d mm? （ 2） 軸的結(jié)構(gòu)設計 軸上零件的軸向定及位周向定位 。 小齒輪的應力循環(huán)次數(shù)為： 1160 hN jnL? 可得： 1N = 810? 大齒輪的應力循環(huán)次數(shù)為： 712 ??? iNN （ 5） 計算接觸疲勞許用應力 查得接觸疲勞壽命系數(shù)：小齒輪 1 ? , 大齒輪 2 ? 接觸疲勞強度安全系數(shù) ? ? ? 有公式： )(]S[K][ H 1H limH N 11H Mpa?? ?? 濟南大學畢業(yè)設計 19 )(]S[K][ H 2H limH N 12H Mpa?? ?? 試算小齒輪分度圓直徑 ? ?2131 2 1 EHtHK T Z Zuddu??????? ???? 可得： td1 =(mm) 為了保證制造工藝簡單，取 td1 =40(mm) 模數(shù)： 11 4( )dm mmz?? 取標準模數(shù) 2( )m mm? 小齒輪分度圓直徑： )(4611 mmmzd ?? 大齒輪分度圓直徑： )(13822 mmmzd ?? 大齒輪齒寬 )( mmdbB d ??? ? ,圓整取 37b mm? ； 小齒輪齒寬 1 42B mm? (加寬 5mm) 中心距 )(922)( 21 mmdda ??? 小齒輪齒全高 )( mmhhh fa ????? 大齒輪齒全高 )( 22 mmhhh fa ????? 齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表所示： 表 齒數(shù)表 （ 6） 計算載荷系數(shù) K 齒輪 齒數(shù) 模數(shù) 齒形角 全齒高 大齒輪 69 20 小齒輪 23 20 濟南大學畢業(yè)設計 20 查得使用系數(shù) ? 圓周力 )(11 NdTF t ?? ， )( mmNbFK tA ? 查得動載荷系數(shù) ? 查得齒間載荷分配系數(shù) ? ? , ? ? 查得齒向載荷分布系數(shù) ? ? , 一般經(jīng)仔細跑合，取 ???? 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。 齒輪設計 過程 （ 1） 輸出轉(zhuǎn)矩設計： 轉(zhuǎn)速 ）（ m in/ ????? Cn 軸 ? 上的轉(zhuǎn)速 m in )/( 3 9 rinn ??? ??? 濟南大學畢業(yè)設計 18 計算輪子傳遞的轉(zhuǎn)矩 6??輪T 可得： N /m 2 3 3 4T ?輪 軸 ? 上的轉(zhuǎn)矩為 :211 iTT ???? 輪 =(N/mm) （ 2） 齒輪的參數(shù)設計： 選擇齒輪材料、熱處理、精度等級及其齒數(shù) 割 草機為一般工作機器，齒輪選擇常用材料及熱處理， 8 級精度。 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。所以必須對齒輪進行齒頂變尖的驗算。當壓力角越大時，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。 假定刀具所受的力全部來自輪子的轉(zhuǎn)矩所引起的運動。通過 對 實際運用中割草機械的分析，可以假設 割 一根草所 需載荷為 f=，同時 割 草數(shù)量最多為 500根。 本次設計 采用的 割 草機方案結(jié)構(gòu)比較簡單，與之相比軸的位置較為容易定位，而蝸輪蝸桿傳動的割草機一水平一豎直的軸造成了機架結(jié)構(gòu)的復雜。 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?？傮w方案設計如圖 所示： 圖 總體方案設計 方案的選擇 選擇這個設計方案能夠更好的實現(xiàn)運動傳遞。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)。 濟南大學畢業(yè)設計 13 圖 圓柱凸輪傳動機構(gòu) 在圖 所示的梅花凸輪機構(gòu)中，為把凸輪的轉(zhuǎn)動變?yōu)閳?zhí)行構(gòu)件的往復移動需增加一個支點和一個 構(gòu)件兩個低副（或一個構(gòu)件一個高副），這樣會增加整個機構(gòu)的復雜性，且設計時 下面的軸 應該比 上面的軸 短（否則必然會增大梅花凸輪的尺寸，或者引起梅花凸輪邊緣曲線過度較急），這樣將減少傳送到滑塊上的力。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)。為了使所設計的 割 草機結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動。它的速度變化直接改變刀具的切 割 運動。 根據(jù)所查資料，可選用組合 — 變異法構(gòu)成初步方案。 手動的形式又用手搖動和用手推動兩種。 （ 3） 用打的方式 即用刀片或打草繩將草打斷。 通過分析得到手推式草坪 割 草機的組成框圖，如圖 所示。如果輪子直徑過小，則推行會較費力，不能達到設計要求，要滿足人的推力在 200N 左右都能推動這臺草坪機才可以。（男性： 80— 95 毫米 女性： 75— 90 毫米） 本課 題設計屬于 D 范圍內(nèi)的設計。 設計原則：工作場地的高度取決于作用力、操作者的身高、操作者操作物件的尺寸、視野范圍等。 查閱《機械設計手冊》得到以下數(shù)據(jù)： 濟南大學畢業(yè)設計 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計成可以調(diào)節(jié)的。由于 割 草機變速變矩范圍不大，因此在刀具的選擇上尤其注意以提高 割 草機自身效率為重要原則。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。 （ 3）甩刀式 割 草機： 其切割裝置由多把垂直于地面的刀片鉸接在旋轉(zhuǎn)組成的旋轉(zhuǎn)軸上， 當高速旋轉(zhuǎn)時，在離心力作用下，其刀片像垂直于軸芯的甩刀，端部刀刃不斷地沖擊切割草莖。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)要求嚴格。 割 草機的 割 草幅寬一般為 400～ lO00mm， 割 草高度從 0～ 100mm 有幾個調(diào)節(jié)擋位。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。 1950 年，美國第一臺無線電操縱濟南大學畢業(yè)設計 4 的 割 草機誕生； 1978 年， C1arence