【正文】 ..................... 26 割草機(jī)傳 動部分設(shè)計的零件圖樣 ................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ..................................................... 30 總結(jié)與心得 ................................................... 31 謝辭 ........................................................ 33 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 1 第一章 緒論 在割草機(jī)問世之前，草坪的修剪主要工具是鐮刀，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。 1805 年英國人普拉克內(nèi)特發(fā)明了第一臺收割谷物并能切割雜草的機(jī)器，由人推動機(jī)器，通過齒輪傳動帶動旋刀割草，這就是旋刀割草機(jī)的雛形。在西方發(fā)達(dá)國家， 20 世紀(jì)初期，割草機(jī)就得到了快速的發(fā)展。首先是機(jī)械先進(jìn)， 90%以上為進(jìn)口產(chǎn)品，其次外從草坪建植到養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械配套齊全，基本上實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化，其三是產(chǎn)品品種多、系列化程度高。 草機(jī)的發(fā)展 發(fā)展?fàn)顩r 據(jù)調(diào)查，國內(nèi)生產(chǎn)割草機(jī)的廠家大約有 50 家左右。市場上草坪修剪機(jī)的品牌很多，有進(jìn)口的產(chǎn)品，也有國內(nèi)制造和中外合資的，從功率 千瓦，剪幅從 厘米。目前正著手進(jìn)行年產(chǎn) 5 萬臺割草機(jī)的技術(shù)改造，其動力選用日本本田發(fā)動機(jī)。對于草坪割草機(jī)的安全指標(biāo)，僅有檢測方法，沒有現(xiàn)成的撞擊試驗(yàn)專用設(shè)備。該試驗(yàn)臺自動化程度高，采用家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 2 了氣動傳動技術(shù)、機(jī)－電安全鎖定機(jī)構(gòu)及氣動調(diào)速技術(shù)，可對國內(nèi)各型 3 草坪割草機(jī)進(jìn)行安全性能試驗(yàn)，能夠完成草坪機(jī)的撞擊試驗(yàn)和刀片護(hù)罩強(qiáng)度試驗(yàn)。 存在問題 國內(nèi)割草機(jī)械市場發(fā)展緩慢，我國草坪機(jī)械產(chǎn)品 全線接受檢驗(yàn)，應(yīng)用中暴露出― 些質(zhì)量問題。 產(chǎn)品技術(shù)水平低。一段時間內(nèi)，由于資金投入嚴(yán)重不足，技術(shù)創(chuàng)新的原動力、研發(fā)能力、技術(shù)模仿步伐放緩甚至停頓。缺乏應(yīng)有的售后服務(wù)體系。 推移式割草機(jī)的使用 目前，大型生態(tài)園的綠地設(shè)計已是房地產(chǎn)開發(fā)團(tuán)中一個重要環(huán)節(jié)，草地是綠化的一種重要形式。隨著國內(nèi)人們生活水平的提高，人們對居住的綠化水平要求越來越高，尤其帶花園的別墅不斷增加，更需要開發(fā)一種適合小面積草地、無噪音的手推式割草機(jī)。 1）不可以將手動割草機(jī)用于割除攀藤植物、屋頂或陽臺上的青草等，那樣有可能傷害到身體。 3）再檢查一下要割草的草坪表面，要清除干凈石頭、木塊、電線等其他堅硬的物體，這些物品碰到刀具時會飛甩出去而無法控制。 5）割草時一定要穿用防滑 底做成的結(jié)實(shí)靴子。在堤岸或斜坡上割草時尤其要注意，一定要順著斜坡的方向割。 8）任何時候都不要將手或腳放在運(yùn)動部件的上方或下方。 10）只有在能見度好，視野清晰的時候才可以進(jìn)行工作。 割草動作，它體現(xiàn)了低碳環(huán)保的理念并且對空氣環(huán)境無污染，且采用人的內(nèi)能為動力，無廢氣及噪音等污染，最大限度的做到了生活零排放。 3.本次設(shè)計的家用低碳環(huán)保型割草機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單設(shè)計方便，其中包括：鉸鏈機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、凸輪 飛輪組合機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)等各類機(jī)構(gòu)間的串聯(lián)組合工作而成。 根據(jù)市場現(xiàn)有的旋刀是割草機(jī)結(jié)構(gòu)和所學(xué)知識分析，此方案可行。當(dāng)圓柱凸輪 1回轉(zhuǎn)時，凹槽側(cè)面迫使構(gòu)件 2 擺動，從而驅(qū)使與之相連的刀架運(yùn)動。 綜上所述：由于方案一在傳動系統(tǒng)上損失的力較多直接導(dǎo)致最終傳到割草機(jī)上的力大大減少，從而降低了割草機(jī)動刀片的往復(fù)運(yùn)動頻率，使得割草效率大大降低。 割草機(jī)刀片結(jié)構(gòu)分析 目前市場上的割草機(jī)絕大部分產(chǎn)用旋刀式或者甩刀式來進(jìn)行切割運(yùn)動，而往復(fù)剪刀式刀片產(chǎn)用動刀片和定刀片之間往復(fù)運(yùn)動來完成割草運(yùn)動，其中動刀片的一端與滑塊相連接，該滑塊在定刀片中的鍵槽內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動，定刀片固定不動從而使動刀片與定刀片作為參考對象做相對往復(fù)運(yùn)動。割草機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)由鉸鏈機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)以及彈力系統(tǒng)（復(fù)位以及減輕人力消耗）組成。在割草機(jī)構(gòu)中為保證動刀片與定刀片之間的剪切力相對合理（既不產(chǎn)生過大間隙導(dǎo)致阻刀現(xiàn)象又不使兩刀片過緊而降低工作效率）應(yīng)在兩刀片中心位置安裝一個易緊螺母。 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 6 第二章 本項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計思路 合理傳動比保證行走與割草相對合理 在整個驅(qū)動裝置中，人將動力源通過主齒輪上的腳踏板帶動主齒輪運(yùn)動，主齒輪通過鏈條與行走輪上的齒輪相連接，在通過一系列計算后得出結(jié)論為：主齒輪與行走 輪的傳動比要大才能夠保證整個割草機(jī)構(gòu)在相對較合適的速度下行走并完成割草（行走輪的行走速度與割草機(jī)的割草速度相對合理） 腳踏板機(jī)構(gòu) 腳踏板上的大鏈輪通過鏈條與后輪胎上同軸的小鏈輪相互連接使彼此之間的傳動比為三比一，從而保證車的行走速度降下來。 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 8 可升降座位 支撐座位部分的桿為可調(diào)節(jié)部件，為滿足不同身高的人群而設(shè)計，當(dāng)人的身高相對較高或較矮時為保證騎行人員能夠舒適的騎行可以調(diào)節(jié)升降桿來完成。 刀具部分運(yùn)動創(chuàng)新 本次設(shè)計的家用低碳環(huán)保割草機(jī)的刀型產(chǎn)用往復(fù)剪刀式刀片，而在動刀片往復(fù)運(yùn)動的過程中可以在行走輪的單側(cè)邊緣固定一個與行走輪同軸的 ” S” 型槽，動刀片的一端用一根軸連接，軸的另一端固定一個實(shí)心圓球，該圓球嵌入“ S”型槽中，在行走輪運(yùn)動的同時軸上的“ S”型槽也跟著轉(zhuǎn)動，從而讓圓球在槽中呈“ S”型運(yùn)動最終變?yōu)閯拥镀耐鶑?fù)式運(yùn)動而完成割草運(yùn)動。 割草整齊、平整，同一行程前后割草高度一致，兩次作業(yè)行程銜接平滑、無接茬。 割草機(jī)對草坪碾壓輕、傷害少。 割草機(jī)質(zhì)量好，故障少，節(jié)省燃料（本方案不需燃料）、效率高。 正確掌握修剪草坪的時間并且制定科學(xué)的修剪高度和修剪頻率。（既讓行走輪速度適中又保證割草機(jī)的割草速度合適）。 割草機(jī)在整個割草過程中對草無拉扯動作，且動作合理連貫不會產(chǎn)生刀片卡死現(xiàn)象，草的落地方式為散落。 總體方案設(shè)計 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 11 割草機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 第四章 各零部件的分析 及其計算 推移式割草機(jī)是由人力通過兩腿驅(qū)動的。 確定： 割草機(jī)的整體寬度： 600700mm 割草高度： 1030mm 集草類型：就地灑落 本次設(shè)計的人力驅(qū)動剪刀式割草機(jī)的傳動部分主要是齒輪帶動 齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動與齒輪同軸的凸輪轉(zhuǎn)動并且改變方向，最后通過鉸鏈機(jī)構(gòu)傳到割刀往復(fù)運(yùn)動，將草坪上多余高度的草割斷。 三輪往復(fù)剪刀式割草機(jī)結(jié)構(gòu) 動力部分 傳動部分 工作部分 行走輪 車架 人力驅(qū)動 齒輪、鏈條 往復(fù)剪刀式刀片 同軸的凸輪及飛輪機(jī)構(gòu) 鉸鏈機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu) 可調(diào)節(jié)組裝車架 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 12 齒輪傳動就裝置形式 開式、半開式傳動在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械以及簡易的機(jī)械設(shè)備中，有一些齒輪傳動沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動。齒輪傳動裝有簡單的防護(hù)罩，有時還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。 閉式傳動而汽車、機(jī)床、航空發(fā)動機(jī)等所用的齒輪傳動，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體 (機(jī)匣 )的，這稱為閉式齒輪傳動 (齒輪箱 )。 本次設(shè)計的推移式割草機(jī)割草總成部分尺寸比較小，傳動齒輪尺寸和質(zhì)量比較小，轉(zhuǎn)速比較高，且沒有防護(hù)罩，如果選用開式容易損壞其壽命，因此齒輪傳動選用閉式傳動。 2）割草機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8 級精度。主要的失效形式有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。例如齒面的點(diǎn)蝕會加劇齒面的磨損，而嚴(yán)重的磨損又會導(dǎo)致輪齒折斷。 對于軟齒面 (硬度≤ 350HBS)的閉式齒輪傳動，潤滑條件良好，齒面點(diǎn)蝕將是主要的失效形式，在設(shè)計時，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 家用低碳環(huán) 保割草機(jī)的研究和應(yīng)用 14 開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損。 由于本次設(shè)計的騎行三輪式 割草機(jī)的齒輪傳動屬于開式、半開式傳動，因此需按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計準(zhǔn)則。齒輪傳動通過輪齒互相嚙合來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并可以改變運(yùn)動的形式和速度。在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項(xiàng)十分重要的工作。 對齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。一般多采用鍛件或軋制鋼材。開式低速傳動時，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，宜選用齒面硬度高的材料。對高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。表面淬火后，齒面硬度一般為 40～ 55HRC。由于齒心部末淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá) 56～ 62HRC，而齒心部仍保持較高的韌性，輪齒的 執(zhí)彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動。 (3)滲氮 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉻、銅、鉛等合金元素的滲氮鋼，如 38CrMoAlA。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為 220～ 280HBS。 (5)正火 正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。 一般要求的齒輪傳動可采用軟齒面齒輪。這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大齒輪。對于高速、重載或重要的齒輪傳