【正文】 。 （ 3） 制造價格及應(yīng)用范圍 ： 根據(jù)目前市場實際 :：制造原材料費用 100～ 150 元，手工費 : 50～ 100 元，因此總造價在 300 元以內(nèi)。因為刀片鋒利，草坪草的修剪傷口能迅速愈合，病菌浸染的機會少， 同時傷口不留白茬，景觀 效果也好。 割 草機的選擇要根據(jù)草坪要求的修剪質(zhì)量、草坪草種、修剪高度、配套動力、地形地貌及剪草機的幅寬等因素確定。 在 割 草前，應(yīng)測量草坪的高度，將 割 草機調(diào)整到合理的 剪草高度；剛澆過水、下過大雨或者霉雨季節(jié)等，潮濕的草地最好不要割 草；不得在坡度大于 15176。 （ 2） 割 草前應(yīng)注意的事項 ：割 草前應(yīng)先檢查 割 草機刀片是否損壞，螺母、螺栓的緊固情況，輪胎壓力情況 .； 割 草前 應(yīng)清除草坪上的木棍、石頭、瓦塊、鐵絲等雜物。北方草坪草在春秋是兩個生長高峰期，修剪量加大和修剪次數(shù)增多，晚秋應(yīng)逐漸減少修剪次數(shù)，夏季有休眠現(xiàn)象，也應(yīng)根據(jù)情況減少修剪次數(shù)。由于修剪不及時而導(dǎo)致失剪的 草坪，仍應(yīng)遵循“三分之一” 原則，切忌一次修剪就達(dá)到需求的標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)通過少量多次修剪，逐步剪到需要的高度。草坪修剪應(yīng)遵循“三分之一” 原則，即被剪去的部分占草坪總高度的三分之一以內(nèi)。 圖 端面齒輪的工作輪廓線 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 4 結(jié) 論 （ 1）剪草機的使用方法 ： 修剪是草坪養(yǎng)護管理中的核心內(nèi)容。度數(shù)越分的密，端面齒輪的形狀越精確。 計算結(jié)果可得端面齒輪的工作輪廓 線對應(yīng)的值見表 。 由于端面齒輪為六個相同的近似于凸輪的結(jié)構(gòu)。 圖 端面齒輪的輪廓曲線 假設(shè)在端面齒輪上的運動行程為 X ,接觸點上下運動的位移為 Y ,可得運動軌跡方程為： 2360XdY kX??? ????? ?? 在 式中 各參數(shù)： ? 為端面齒輪旋轉(zhuǎn)的角度 ； k 為與端面齒輪運動行程與接觸點上下運動的位移的相關(guān)參數(shù)。 。 圖 運動分析圖 撥桿在端面齒輪 130? 處安裝，圖中 a 與 b 為撥桿上升對應(yīng)的端面齒輪所旋 轉(zhuǎn)的濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 角度 26176。 時，撥桿又停止不動。 時，推桿上升 20mm； 端面齒輪再轉(zhuǎn)過 26176。由撥桿在端面齒輪凹凸曲面上的規(guī)則運動，從而帶動刀具的運動。 端面齒輪及撥桿的設(shè)計部分 端面齒輪和撥桿的概述 手推式 割 草機中端面齒輪和撥桿 是 一對運動組合 ， 類似于凸輪和推桿 。 40′ 38176。切割速度比在小于 3 時， 割 草面切口出現(xiàn)明顯的不平整。對采摘質(zhì)量沒有大的影響。切割間距在 10mm~30mm 時，切口平整；切割間距在 30mm 以上時，切口就不平整；切割間距大于 40mm 時，采摘面就象抓采樣的，漏采的也增多。 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 圖 往復(fù)式刀刃的切割角 ? 和楔角 ? 試驗分析可知 行程與 割 草質(zhì)量的關(guān)系 ： 刀片的刀距行程對 割 草的質(zhì)量沒有顯著的影響。當(dāng)?shù)镀谐淘?~45mm 時，刀片的切割角 ?和楔角 ? 不影響 割 草的質(zhì)量。 刀具的 結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù) 刀片是切割裝置的主要部件，由于使用條件和運動參數(shù)的不同，使刀片的參數(shù)隨不同的機型而有些差異。 運動分析可知，刀具呈現(xiàn)勻加速運動，運動方程式為： 1 21???? ??? 可得： 1 25 7 1 .4 3 /1 6 3 2 6 .5 /av mm sa mm s??? ?? 切刀的平均速度： )/( smmv p ??? 將切刀的平均速度 pv 與機器的前進速度 mv 的比值 ? 稱為刀機速比。 刀片材料要求刀片應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，最低硬度為 GB/T 中的HRC45，脆性要求應(yīng)符合彎曲試驗。彈簧鋼具有 優(yōu)良的綜合性能，如力學(xué)性能（特別是彈性極限、強度極限、屈服比）、抗彈減性能（即抗彈性減退性能，又稱抗松弛性能）、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能（耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等）。 查《機械設(shè)計手冊》最終確定刀片材料選用彈簧鋼。刀架及刀片外形應(yīng)該符合空氣動力學(xué)的要求，盡量減少運動時的空氣阻力，以降低功率消耗。 圖 切割速度的變化 0S t t??濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 在 切割過程中，有些草是在被一刀刃頂斜著推向另一刀刃和 割 切機前進而向前傾斜狀態(tài)下切割的，使草叢表面稍欠平整。由 1aV 到 1cV 為切割速度的變化范圍。 割 刀自 0a 點向右運動時，其速度自零逐漸增加，在沒有達(dá)到 1a 之前，因切刀不相接觸，不發(fā)生切割。 割 草 機的上、下刀片形狀相同， 割 草 時，草兩側(cè)同時受到切割，在一個行程中，運動速度的大小有變化，合理切割的方法是利用較大的速度來 割 切。本設(shè)計采用單動運動方式。 刀具的設(shè)計計算部分 刀具的概述 手推式草坪機采用剛性切割式，運動方式選擇往復(fù)式運動。 軸 ? 的強度 計 算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)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。 考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成 2 45176。 根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 66b h mm mm? ? ? ，配合為 76Hr ，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。按 45 鋼，取 116C? 根據(jù)公式5%1 33m i n 1 1 0 . 1 4 6 11 1 6 1 2 . 6 4 1 3 . 2 71 1 3 . 0 4PdC n? ? ? ?加，取 min1 14d mm? （ 2） 軸 ? 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸 ? 上零件的軸向定位周向定位 大齒輪在軸 ? 上為對稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。 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。 倒角。 從左輪子連接處向右取 ： 10 12 14 12 10mm mm mm mm mm????。 軸 的 設(shè)計 計算部分 手推式 割 草機中軸 2 的設(shè)計 （ 1） 選擇軸的材料 該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， 初步估算軸徑 ： 按扭轉(zhuǎn)強度估算輸入端的最小軸徑。 （ 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 ? ? 。 選擇小齒輪齒數(shù)： z1=23，大齒輪齒數(shù)： 2 1 1 69Z uZ iZ? ? ? （ 3） 基本參數(shù)的選擇 試選載荷系數(shù)： ? 選擇的齒寬系數(shù)為： ? ? 查得彈性系數(shù)為： Mpa? 按齒面硬度查取接觸疲勞極限： 小齒輪： lim 1 720H MPa? ? , 大齒輪： lim 2 580H MPa? ? ； （ 4） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 假定工作機載荷有輕微沖擊，每星期左右修 割 一次草坪，每周工作 8h，預(yù)期使用壽命為 50 年。小齒輪： 40Cr(調(diào)質(zhì) )，齒面硬度 280HBS；大齒輪： 45 鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度 240HBS。 齒輪在傳遞動力時，輪齒 處于懸臂狀態(tài)，在齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和其它應(yīng)力，并有較大的應(yīng)力集中，為使齒輪在預(yù)定的壽命期內(nèi)不發(fā)生斷齒事故，必須使齒根的最大應(yīng)力小于其許用應(yīng)力。 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。 各種齒輪強度計算方法所采用的動載系數(shù) Kv 在形式上有很大的差別，考慮的因素也不相同。 （ 5） 手推式 割 草機中齒輪強度的計算方法概述 我國的國家標(biāo)準(zhǔn)局所發(fā)表的漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法是參照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的計算方法所制定的，該方法比較全面地考慮了影響齒輪承載能力的各種因素，現(xiàn)已成為目前最精確的、綜合的齒輪強度計算方法。 （ 4） 分析齒頂寬： 對于正變位齒輪，隨著變位系數(shù)的增大，齒頂高也增大，而齒頂會逐漸變尖。 （ 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。 （ 2） 合理選用壓力角： 對于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。 則 vFPP ff ??? 21 WPf ? 軸 Ⅰ 上的所傳遞的功率大小為： )()( 21 WPPP ff ???? ? 軸 Ⅱ 上的所傳遞的功率大小為： ）（ 21 ?? ??? ??PP 輪子所傳遞的功率大小為： ）（輪 2 ?? ? ?P 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 齒輪設(shè)計思路及要求 手推式 割 草機中的齒輪設(shè)計要求 （ 1） 合理選用模數(shù)： 在現(xiàn)代變速 箱設(shè)計中，各檔齒輪模數(shù)的選擇是不同的。 假定人的正常行走步數(shù)為 500mm/s。可得 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。蝸輪蝸桿傳動的割草機機構(gòu)方案簡圖如圖 所示：