【正文】 ............................................................................................................ 18 軸 3的設(shè)計與校核 ........................................................................................................ 20 軸 3上軸承的選擇及校核 ............................................................................................ 23 5 水草回收機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ................................................................................ 25 水草回收裝置的構(gòu)造 ....................................................................................................... 25 回收裝置的工作原理 ....................................................................................................... 26 帶傳動的機(jī)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................................................... 26 帶傳動簡介 .................................................................................................................... 26 帶傳動的參數(shù)選擇 ........................................................................................................ 27 帶傳動的設(shè)計計算 ........................................................................................................ 28 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................................ 30 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................................................................................... 31 軸上軸承的設(shè)計與校核 ................................................................................................... 34 6 結(jié)論 ........................................................................................................... 36 謝 辭 ............................................................................................................. 37 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 38 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 38 頁 引言 水草在養(yǎng)殖、生態(tài)和景觀三方面有重要的價值體現(xiàn) ， 正是因?yàn)樗萦腥绱硕嗟淖饔?，吸引了?們?nèi)シN植。 為了保持水域的生態(tài)平衡，維持水質(zhì)的清澈，需要在景觀水域中大量種植水草，但是在每年 5～ 9月的高溫時段，水草生長非常迅速，必須及時進(jìn)行收割清理，否則會對水質(zhì)造成二次污染?；瘜W(xué)清除法會引起水質(zhì)污染與惡化，破壞水域的生態(tài)環(huán)境，并對其他生物的生存造成很大影響。但由于人工收割效率低下，往往打撈的速度跟不上水草生長 的速度，因而機(jī)械收割就成為理想的水草治理方式。而景觀水域的設(shè)計通常都采用自然造型，有各種不同的曲線，且水面 較為狹小，不利于大型機(jī)械作業(yè)。而且往往在水草瘋長時，人工收割跟不上生長速度，一部分水草因未及時收割而腐爛水中，造成水質(zhì)惡化。但隨著水草收割機(jī)的小型化，它的收割和集草都要在同一條船上進(jìn)行，由于窄間有限，最多只能由一人操控，若都是手動操作的話，會不太方便，所以應(yīng)該提高水草收割機(jī)的自動化程度，特別是遙控式 的水草收割機(jī)不僅能進(jìn)一步減小船體的尺寸，增大儲草空間，而且安全。 本文主要對小型水草收割機(jī)的水下 部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 市場上所有水草收割機(jī) 幾乎 都是大型機(jī)械，滿足大型湖泊水 草的收割與修理，但不適合小型河道和湖泊等小水面水域中水草的收割。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 38 頁 水草收割機(jī)的發(fā)展過程 國外關(guān)于水草收割機(jī)的研制比較早， 荷蘭等國早在 50年代就開始使用專門的水利機(jī)械進(jìn)行河道的清淤除草作業(yè)。起初他們一般是把切割器安裝在液壓挖掘機(jī)或農(nóng)用拖拉機(jī)上，把溝渠、河道內(nèi)的蒲草、雜草切割后撈起放于岸邊，其整機(jī)需停在岸邊或沿岸邊行駛進(jìn)行作業(yè)，這就是陸用割草機(jī)。 60年代．英國的 Rolbe公司開發(fā)出 Oibeaux系列水中割草機(jī)，英國的 John wider(工程 )公司也開發(fā)出自己的系列產(chǎn)品． 3O多年來，這些產(chǎn)品至今還在世界各地廣泛使用。 經(jīng)歷半個世紀(jì)的發(fā)展歷程，水草收割機(jī)的設(shè)計，由開始的岸邊切割水草作業(yè)，水中水草作業(yè)，水中收割水草作業(yè)，到現(xiàn)在的水中切割、收獲 、后續(xù)處理一體化作業(yè)模式，功能日益完善，而且經(jīng)過長時間的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，其工作模式也發(fā)生了很大的改變。 水草收割機(jī)分類及特點(diǎn) 水草收割機(jī) 由動力裝置、切割器、動力推進(jìn)器、送草裝置、集草箱、 船 體 等組成 。 因?yàn)楸敬沃饕O(shè)計水下機(jī)構(gòu)，所以下面將從切割器、作業(yè)方式、作業(yè)對象方面進(jìn)行介紹。切割器的主要 構(gòu)造為兩把刀片，并且至少有一把作往復(fù)直線運(yùn)動，與另一刀片形成相對 切割。整個切割器是一個整體，只需一個動力端即可，容易實(shí)現(xiàn)同步工作；缺點(diǎn)是對刀具 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 38 頁 材料和刀具安裝精度 要求 高 ，維修不方便。 這種切割器的主要構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)軸的中心固定三四個刀片，工作的時候，刀片繞軸旋轉(zhuǎn)，不斷切割水草 。 根據(jù) 切割器在船體的安裝位置分 （ 1）前置式 （圖 11a） 。 優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)割收一體化 ，水草的漏收率低，缺點(diǎn)是動力輸入端的傳動路線長 ，不適合剛性軸的工作。切割器安裝在船體的后端，優(yōu)點(diǎn)是船體行進(jìn)過程中，拖動切割器行走，遇到韌性較大的水草，可以依靠慣性將其拉起，不至于沉頭。 （ 3）側(cè)置式 （圖 11b） 。缺點(diǎn)是切割時，必須有無水草區(qū)域 ，便于船體行走。主要應(yīng)用于前置式。缺點(diǎn)是需要兩個動力輸入端，動力要求高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。應(yīng)用于側(cè)置式和后置式的情況 。缺點(diǎn)是割收分開作業(yè)，大大降低了工作效率，并且容易造成二次污染。主要收集近海水域的藻類水草。 （ 2） 內(nèi)河水草式。水草的生長情況比較復(fù)雜，同時考慮到環(huán)境保護(hù)的問題，必須將水草及時收集打撈，因此，必須在船體上配備適當(dāng)?shù)氖占b置，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。大部分產(chǎn)品都采用往復(fù)式切割器，并且安裝的位置都是在船體的前部，比較少的情況是采用旋轉(zhuǎn)式的切割器，這樣有利于避免纏繞等問題的產(chǎn)生。在所有的水草收割機(jī)中，由于是多機(jī)械輔助工作，所以 需要的功率消耗較大 (都在 13kW以上 )，最大的功率接近 100 kW。水草收割機(jī)的割深都在 O～ 1． 7 m之間可調(diào)，割幅比較大 (2 m左右 )。大型船體不利于整機(jī)搬運(yùn)以及維修。目前市場上的 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 38 頁 水草收割機(jī)一般是大型機(jī)械，在大的湖波水域可以進(jìn)行切割，但不適于在小型水域的作業(yè)。 2 水下機(jī)構(gòu)的方案選擇及 總體 結(jié)構(gòu)設(shè)計 水下機(jī)構(gòu)的方案選擇 （ 1） 水下 清除機(jī)構(gòu)即切割裝置 。但由于旋轉(zhuǎn)式機(jī)構(gòu) 傳動機(jī)構(gòu)必須置于水下，切割效率較低，而往復(fù)式驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以置于水上，并且 可以選擇合適的刀具參數(shù)來適應(yīng)不同的環(huán)境，因此選擇往復(fù)式。 綜上所述 ， 選擇前置 往復(fù)式切割 。 機(jī)械定位的方式很多，如 超聲波定位、通過傳感器定位以及機(jī)械定位等。機(jī)械定位可以用傳動螺桿，或用滾輪繩索來實(shí)現(xiàn)。 機(jī)構(gòu)總體設(shè)計 （ 1） 往復(fù)式切割器由往復(fù)運(yùn)動的割刀 和固定不動的支撐部分組成。刀桿頭與傳動機(jī)構(gòu)相連接，用以傳動割刀的動力，支撐部分由護(hù)刃器梁、護(hù)刃器和鉚接在護(hù)刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。 驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用牛頭刨床的曲柄滑塊 機(jī)構(gòu) 。 （ 3）為防止二次污染，需要將水草進(jìn)行回收，所以另外設(shè)計了水草回收裝置，主要由帶輪、傳動 軸、軸承座、輸送帶等組成。 3 清除機(jī)構(gòu) 的設(shè)計 切割器 概述 切割器的工作性能直接影響收割機(jī)的工作質(zhì)量。 現(xiàn)有的收割機(jī)械上 的 切 割器有回轉(zhuǎn)式利往復(fù)式兩類； 回 轉(zhuǎn)式切割器的特點(diǎn)是：沿滑動作用大，有的還是無支撐切割，因此切割速度高，慣性力易于平衡：但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，割幅較小，而且重量較大，不適于在寬幅多行收割機(jī)上 采用。但由于慣性力的影響，限制了切割速度的提高，是切割作業(yè)速度受到局限。 動刀片是主要切割件， 形狀為對稱六邊形 ，兩側(cè)為刀刃，刀刃有光刃和齒紋刃兩種，這里選擇光刃。 定刀片為支撐件，多為光刃片。 圖 33 定刀片 （ 3） 刀桿。標(biāo)準(zhǔn)型刀桿的斷面寬度為 ? ，長度取決于割幅。 （ 4）護(hù)刃器 （圖 34） 。為防止護(hù)刃器在低割時陷入土中，標(biāo)準(zhǔn)型護(hù)刃器的前下部為向上的弧形。 壓刃器一般采用 35Mn 鋼，用半圓頭方頸螺栓與護(hù)刃器、摩擦墊片一起固定在切割器粱上 ，防止割刀在運(yùn)動中向上抬起，利于割刀的自由往復(fù)運(yùn)動 。 圖 35 壓刃器 （ 6）摩擦片。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 38 頁 往復(fù)式切割器的類型 往復(fù)式切割器的類型是根據(jù)割刀行程、兩相鄰刀片中心線之間的距離和兩個相鄰定定刀 片的中 心線之間的距離三者的相互關(guān)系來分類的。 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)型切割器。 即： 0 ??? 式中 ： s—— 割刀行程 t—— 兩相鄰動刀片中心線距離 to—— 兩相鄰護(hù)刃器中心線距離 標(biāo)準(zhǔn)型切割器具有 良好的切割性能，而且 護(hù)刃器之間的距離比較大，對莖稈的粗細(xì)適應(yīng)性較強(qiáng)。 （ 2）非標(biāo)準(zhǔn)型切割器。缺點(diǎn)是如果保 持相同的切割速度，其曲柄轉(zhuǎn)速就較高．割刀往復(fù) 慣性力大。 由于水草莖桿細(xì)，所以選用標(biāo)準(zhǔn)型切割器 。曲柄連桿 機(jī)構(gòu) 和曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 的構(gòu)造簡單，應(yīng)用較廣。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙