【正文】 割草機(jī)在我國尚沒普及，該機(jī)多用于足球場、高爾夫球場和大面積公園綠地，該機(jī)型效率高、作業(yè)質(zhì)量好，工作平穩(wěn)，操作者基本上無勞動傷害，但相對價格高使用成本高，然而此機(jī)型仍是有潛力和發(fā)展前途的機(jī)型。割草勞動無疑是件枯燥、重復(fù)性較高的 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 33 頁 工作，為了減低勞動強(qiáng)度，減少勞動時間，提高割草機(jī)的割草效率，需要一些舉措，如可以從機(jī)構(gòu)本身研究出發(fā)，包括割草機(jī)外型，割草機(jī)動力 (手推，牲畜拉，燃料驅(qū)動，電動以及清潔能源 — 包括氫能源和太陽能等 )，人體工作姿勢 (行走手推，乘騎式等 )，機(jī)械控制方式，傳動方式 (單速，多級變速等 )，來提高機(jī)械割草運動的效率，減輕勞動負(fù)擔(dān)。根據(jù)中國國家林業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國草坪機(jī)械需求 量以每年將近 40%的速度增長。 行星齒輪傳動在草坪機(jī)械上的運用 隨著人們?nèi)找嬖鲩L的環(huán)保意識，城市綠地建設(shè)量與維護(hù)量也日益增加，于此同時草坪機(jī)械的需求量也就相應(yīng)的與日俱增。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機(jī)械傳動 系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。 行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較，它具有質(zhì)量小、體積小、效率高、 傳動比大 、噪聲小、可靠性高、壽命長、便于維修 等優(yōu)點。我國從20世紀(jì) 60 年代開始研究行星齒輪傳動，如今也取 得了不小的成績，但是與世界先進(jìn)水平還是有很大的差距。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率，二低即低聲低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 33 頁 1 引言 行星齒輪研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀 從 1880 年行星齒輪傳動裝置在德國出現(xiàn)，經(jīng)由工業(yè)化、信息化和知識化時代，世界先進(jìn)工業(yè)國在行星齒輪減速器設(shè)計上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步，使行星齒輪傳動達(dá)到了較高的水平。當(dāng)今世界各國減速器及齒輪技術(shù)正朝著六高、二低、二化方向發(fā)展。減速器和齒輪的設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展在一定程度上標(biāo)志著一個國家的工業(yè)化水平。 在現(xiàn)代，汽車、坦克、自行火炮、工程機(jī)械和履帶車輛等機(jī)械傳動設(shè)備中已較廣泛地應(yīng)用了行星齒輪傳動，其中，漸開線行星齒輪傳動是機(jī)械傳動最主要的傳動形式之一。它的最顯著的特點是：在傳遞動力時它可以進(jìn)行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高的齒輪傳動裝置以及需要差速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動技術(shù)已成為世界各國機(jī)械傳動發(fā)展的重點之一 。我國草坪業(yè)發(fā)展勢頭良好，也可以說是在短時間內(nèi)從無到有，而且在全國大中城市迅猛發(fā)展。草坪機(jī)械屬于傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，是一類用于草坪維護(hù)、植保、修剪、施工的機(jī)械，草坪割草機(jī)又是其中的主流產(chǎn)品，占有大約 80%的份額。 從 草坪割草機(jī)市場和使用者情況看，多為手扶式自行家用機(jī)，手扶式自行商用機(jī)在國內(nèi)使用者不多，其效率較高，體積小， 2把或 3把刀片橫并，因此刀片小，但在草坪質(zhì)量不高的情況下，該機(jī)型適應(yīng)能力欠佳。 圖 1 乘騎式草坪割草機(jī) 乘騎式草坪割草機(jī)變 速離合器內(nèi)部 變 速裝置 采用了行星齒輪變速器，也正是利用了行星齒輪傳動的優(yōu)點，從 而在修剪草坪時可以像汽車一樣實現(xiàn)多檔的變速， 這樣就大大提高了勞動效率和草坪的修剪質(zhì)量。其由行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。換擋機(jī)構(gòu)的作用是實現(xiàn)擋位的變換。如圖所示為一個單級行星排的結(jié) 構(gòu)示意圖。自動變速器就靠這些行星排中的原件不同組合來實現(xiàn)不同的檔位的輸出。通過離合器，制動器和單向離合器將各元件進(jìn)行不同的連接、鎖止的組合，可得到自動變速器不同的傳動比。單排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運動規(guī)律的特性方程： n1+α n3=0 式 (11) 式中， n1 是太陽輪的轉(zhuǎn)數(shù)； n2 是齒圈的轉(zhuǎn)數(shù)； n3 行星架的轉(zhuǎn)數(shù)； α 是齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比。由式可以看出，將三者中的任一構(gòu)件與主動軸相連（作為輸入主動件），第二構(gòu)件與被動 軸相連（作為輸出從構(gòu)件），再加上第三個條件 第三構(gòu)件被強(qiáng)制固定（稱為制動，即該構(gòu)件轉(zhuǎn)速為零），或使其運動受一定的約束（即該構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為某一定值），則整個輪系就以一定的傳動比傳遞動力，實現(xiàn)不同檔位速度變化。當(dāng)輸入軸驅(qū)動太陽輪以順時針方（由前往后看）旋轉(zhuǎn)時，會引起各行星輪分別繞各自的行星輪軸做逆時針旋轉(zhuǎn)，這使與行星輪嚙合的齒圈必須轉(zhuǎn)動，由于它也被強(qiáng)制制動，于是行星輪必須沿齒圈按順時針方向滾動，即繞太陽輪公轉(zhuǎn)。至于是什么樣的傳動比，這要取決于齒輪的尺寸和齒數(shù)。 （ 2）太陽輪制動，齒圈輸入，行星架輸出。同時，它們還將沿太陽輪按順時針方向滾動。這種組合方案也得到一種減速運動，但其扭矩的增加和轉(zhuǎn)速的降低，均比上一種方案要少。行星輪按順時針方向沿太陽輪滾動， 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 33 頁 引起各行星輪在各自的行星輪軸上順時針旋轉(zhuǎn)，是齒圈與輸入軸同鄉(xiāng)旋轉(zhuǎn)。 此時式中 n1=0，故傳動比 i32＝ n3/n2＝ α /(1＋α ) 式 (14) （ 2）齒圈制動，行星架輸入，太陽輪輸出。此種方案為超速傳動。行星架被制動，各行星輪只有自轉(zhuǎn)而無公轉(zhuǎn) 。此種方案得到減速傳動，且輸出軸旋轉(zhuǎn)方向與輸入軸相反，故為倒擋。很容易看出太陽輪與齒圈反向旋轉(zhuǎn)，此種方案為倒檔升速。 5． 空檔 如果太陽輪、行星架和齒圈三者中，無任何一個構(gòu)件被制動，也無任何兩個 構(gòu)件被連成一體，各構(gòu)件將可做自由轉(zhuǎn)動（空檔）不受任何約束；當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)動時，輸出軸可以不動，在這種組合方案下，行星輪機(jī)構(gòu)將不傳遞動力，得到空檔。借助離合器操縱，用不同行 星輪機(jī)構(gòu)的組合來獲得不同的檔位速比，使得實 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 33 頁 際行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)比上述單排行星輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜得多，其形式也可以是多種多樣的，但其工作原理仍與單排行星輪機(jī)構(gòu)相同。 換檔執(zhí)行元件 行星齒輪變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的手動齒輪變速器不同。通過選擇適當(dāng)?shù)谋患s束的基本元件和約束方式，可以使該機(jī)構(gòu)具有不同的 傳動比，從而組成不同的檔位。所謂連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個基本原件連接以傳遞動力，或?qū)⑶耙粋€行星排中的某一個基本元件與后一個行星排中的某一個基本元件連接以約束這兩個基本元件的運動；所謂固定是指將行星排的某一個基本元件與自動變速器的殼體連接，使元件被固定而不能旋轉(zhuǎn)；所謂鎖止是指把某個行星排的三個基本元件中的兩個連接在一起，從而將該行星排鎖止，使其三個基本元件以相同的轉(zhuǎn)速一同旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生直 接傳動。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 33 頁 2 行星齒輪變速箱方案設(shè)計 根據(jù)乘騎式草坪割草機(jī)的一些技術(shù)要求，對行星齒輪變速器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，拿出方案后，后續(xù)的工作就可以繼續(xù)了。如需要完整說明書和 設(shè)計圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 表 各檔預(yù)計傳動比 檔位 F W B N P 傳動比 5 20 20 / / 這款乘騎式草坪割草機(jī)有五個檔，但實際確切的傳動比只有三個， W 檔和 B檔的傳動比都比較大。原理方案結(jié)構(gòu)如圖 。由于 NGW 型行星齒輪傳動是目前動力傳動中應(yīng)用最多、傳遞功率最大的一種行星傳動，所以系統(tǒng)中所有的行星排均取為 NGW 型。設(shè)計時，只需根據(jù)變速器所需的傳動比數(shù)值，從表中選出適合的方案簡圖進(jìn)行組合 ，就可以得到行星齒輪變速器的總體傳動方案和機(jī)構(gòu)簡圖，同時，聯(lián)立求解由表中查得的傳動比公式，各輪系齒輪的齒數(shù)也能迅速計算出來。 圖 單行星排和行星排簡圖 圖 a 為單排 2KH 型差動輪系（單行星排），可用圖 b 所示簡圖表示，用黑圓點表示基本構(gòu)件， a 為太陽輪、 b 為齒圈、 H 為行星架。 由 knnnn HbHa ???? )()( 可得下式 0)1( ???? Hba nkknn 式（ 22） 將式（ 22）兩端同乘以 bn1 、 Hn1 后可得 )()1( abbH ikki ??? 式（ 23） 1)1( ??? bHaH iki 式（ 24） 式（ 23）～式（ 24）反映了 3個基本構(gòu)件之間的速比關(guān)系，用來推導(dǎo)行星齒輪傳動比公式十分簡便。每種固聯(lián)方案 改變輸入輸出構(gòu)件及制動構(gòu)件，又可得 4 個或 8 個雙排傳動方案，推導(dǎo)出每個方案的傳動比公式，并代入 k 值，再根據(jù)傳動比數(shù)值，容易從中挑選出適合變速器的傳動方案?，F(xiàn)以此傳動簡圖為例，介紹其傳動比推導(dǎo)方法。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 33 頁 表 僅列出 5 個雙排和 4個單排傳動方案簡圖，以方便組合設(shè)計及齒數(shù)計算。選擇輪系的類型時，首先是要考慮能否滿足傳動比的要求，其 次還要考慮功率好效率的問題。 表 各檔公稱傳動比 檔位 F W B 1i 1 2i i 分析表可得，實際傳動比不