畢業(yè)論文-割草機(jī)設(shè)計(共31頁)

1、PAGE 2014屆 分 類 號:單位(dnwi)代碼:10452畢業(yè)論文(b y ln wn)（設(shè)計） 小型(xioxng)割草機(jī)的設(shè)計姓 名 學(xué) 號 年 級 2010 專 業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自化系（院） 指導(dǎo)教師 摘 要發(fā)展草坪和地被植物是維護(hù)(wih)生態(tài)平衡、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生、美化城市面貌、減少大氣污染、防止水土流失的有效措施之一，特別是針對我國北方的沙塵暴天氣。同時它們對減少城市里二次揚塵和減輕噪聲污染也有較好的效果。而維持草坪的美觀與整齊就要對其進(jìn)行定期修剪。修剪的過程要靠剪草機(jī)來完成。本文(bnwn)對割草機(jī)驅(qū)動(q dn)裝置、傳動裝置、切割裝置等具體裝置做了詳細(xì)介紹，并且重點計算

2、確定了傳動系統(tǒng)中齒輪和軸等的基本尺寸，對各個標(biāo)準(zhǔn)零件、非標(biāo)準(zhǔn)零件的選取也做了相應(yīng)的計算。本文設(shè)計的割草機(jī)適于家庭庭院及私人花園等小型草地使用，修剪草坪時保證了節(jié)省原料、造價低、污染小，符合環(huán)保要求。關(guān)鍵詞：割草機(jī)；驅(qū)動裝置設(shè)計；傳動裝置設(shè)計；動刀裝置設(shè)計；強(qiáng)度計算ABSTRACTDevelopment of lawns and ground cover is to maintain the ecological balance, protecting the environment and health, beautify the city appearance, to reduce atmo

3、spheric pollution, one of the effective measures to prevent soil erosion, especially for the sandstorm weather in the north of China. Them at the same time to reduce the secondary dust and reduce the noise pollution in city also has a better effect. And to maintain the lawn is beautiful and neat is

4、to be trimmed regularly. Pruning process is to be completed by lawnmower.In this paper, the lawn mower driving device, transmission device, cutting device, such as the specific device is made in detail, and the key drive system of the calculate and determine the basic size of gear and shaft, the sel

5、ection of various standard parts, non-standard parts and do the corresponding calculations. In this paper, design of lawn mower is suitable for home garden and private garden use small grass, when mowing the lawn to ensure the save raw material, low cost, little pollution, meet environmental require

6、ments. Keywords:The glass cutting machine; Drive design; Transmission device design; The knife device design ;Strength calculation目 錄1.引言(ynyn)12割草機(jī)的概述(i sh)2 TOC o 1-3 u 3.總體方案4 3.1設(shè)計(shj)要求6 3.2整體結(jié)構(gòu)64驅(qū)動裝置設(shè)計75傳動裝置設(shè)計7 5.1傳動裝置運動和動力參數(shù)計算7 5.2減速器齒輪設(shè)計9 5.2.1材料選擇9 5.2.2主要尺寸設(shè)計9 5.2.3精度等級及公差值確定10 5.2.4彎曲強(qiáng)度校

7、核11 5.3減速器軸設(shè)計11 5.3.1從動軸設(shè)計11 5.3.2主動軸設(shè)計16 5.4減速器箱體設(shè)計176切割裝置設(shè)計18 6.1材料的選擇19 6.2切割裝置的運動19 6.3動刀結(jié)構(gòu)20 6.4刀片間隙調(diào)整20 6.5雙曲柄設(shè)計20 6.5.1雙曲柄半徑r的設(shè)計20 6.5.2雙曲柄結(jié)構(gòu)設(shè)計217總結(jié)23參考文獻(xiàn)24致謝25臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2014屆本科畢業(yè)設(shè)計PAGE PAGE 1.引言(ynyn) 在所有(suyu)花草(huco)園林用具中，割草機(jī)的使用可謂是最為廣泛的，也是應(yīng)用機(jī)率最大的。像油鋸、高枝油鋸、割灌機(jī)、地鉆之類的應(yīng)用概率就會偏低那么一點。也就是說使用次數(shù)越多，其

8、出故障的概率就會增大，下面概述下草坪割草機(jī)的類型、使用方式、保養(yǎng)維護(hù)。 1、草坪割草機(jī)的分類按使用動力類型割草機(jī)可分為以汽油為燃料的發(fā)動機(jī)式、以電為動力的電動機(jī)式和無動力靜音式；按行走方式割草機(jī)可分為自走式、非自走手推式和座騎式；按排草類型割草機(jī)可分為集草袋式和側(cè)排式：按刀片數(shù)量割草機(jī)可分為單刀片式、雙刀片式和復(fù)合刀片式；按刀片運行方式草坪割草機(jī)可分為滾動刀式和旋轉(zhuǎn)刀式。一般常用的割草機(jī)為發(fā)動機(jī)式、自走式、集草袋式、單刀片式、旋刀式機(jī)型。2、草坪割草機(jī)的使用機(jī)械在工作之前，必須要先將割草區(qū)域內(nèi)的相關(guān)雜物清除，要檢查發(fā)動機(jī)的機(jī)油數(shù)量、汽油面、空氣濾清器過濾性能、螺釘?shù)乃蓜映潭?、刀片的緊密和鋒利程

9、度。當(dāng)機(jī)器在冷機(jī)的情況下時，要先將風(fēng)門關(guān)閉，然后要將潤滑器重壓不少于3回，將油門打到最大程度。當(dāng)割草機(jī)啟動之后在適當(dāng)?shù)拇蜷_風(fēng)門。在割草的過程中，如果草的高度太高，可以分期和分階段進(jìn)行作業(yè)，可以說最好的高度是每次只將草的總高度1/3割掉，這樣就可以避免草地在修割后出現(xiàn)草黃的現(xiàn)象，另外當(dāng)機(jī)器工作區(qū)域的坡度很陡，必須要順從高處向低處割草，當(dāng)坡度大于30度時，機(jī)械作業(yè)是不可取的，但如果機(jī)械需要工作區(qū)域的面積非常大，割草機(jī)作業(yè)時間應(yīng)小于4小時。3、使用割草機(jī)的一般性安全事項汽油處理啟動割草機(jī)時，不要讓啟動拉繩忽然彈回；割草時工作人員要注視前方0.9-1.2米的地方；當(dāng)穿過馬路或車道時，割草機(jī)必須關(guān)閉；當(dāng)

10、在陡坡上作業(yè)時，手扶自走式割草機(jī)必須橫穿斜坡割草；除非割草機(jī)火花塞連線斷開，否則割草機(jī)一定不要離開視線；不調(diào)整割草機(jī)發(fā)動機(jī)仍在運轉(zhuǎn)的割草機(jī)的高度、處理排草口或裝拆集草袋；切勿傾斜割草機(jī)，保證割草機(jī)四個輪子始終著地；切勿向您所在的位置挪動割草機(jī)；切勿抬起或維修引擎正在作業(yè)的割草機(jī)；不要靠近發(fā)熱的發(fā)動機(jī)。消音設(shè)備的溫度可高達(dá)1200F（648C）；不在房屋內(nèi)存放汽油或在密閉環(huán)境中向油箱里灌油；汽油濺溢出來要立即清理；往油箱里加入汽油時不要超過油箱體積的3/4，汽油遇熱會膨脹；當(dāng)往油箱里加入燃料時不準(zhǔn)有明火；注入油料時，火花塞接線必須斷開，并讓發(fā)動機(jī)冷卻2分鐘。燃油遇到熱的發(fā)動機(jī)可能會引起爆燃。4、

11、使用之后(zhhu)的維護(hù)與故障處理當(dāng)機(jī)器設(shè)備(shbi)工作(gngzu)完成后，要進(jìn)行全面的清理，并且要及時的檢查連接部分是否有松動，再檢查設(shè)備中的油面是否符合要求標(biāo)準(zhǔn)，空氣濾清器的過濾性能和刀片都是否完好和是否傷損等等，最后還要根據(jù)設(shè)備的相關(guān)應(yīng)用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)提高容易損壞的部位的檢查，并定期進(jìn)行維護(hù)。2 .割草機(jī)的概述割草機(jī)使用之前，鐮刀是草坪修剪的主要工具，牛羊放牧也是維護(hù)草地平整很重要方法。隨著高爾夫球、棒球及橄欖球等運動的崛起，人們對擁有平整美觀的草地做體育場地的需求越來越迫切。1805年英國人奧普拉內(nèi)特發(fā)明了第一臺收獲谷物并能切割雜草的機(jī)器，由人推動機(jī)器，通過齒輪驅(qū)動帶動旋轉(zhuǎn)刀片割草，

12、這就是旋轉(zhuǎn)刀割草機(jī)的原型。1830年，英國紡織工程師比爾.布丁獲得了滾筒割草機(jī)的專利，1832年蘭賽姆斯農(nóng)機(jī)公司開始大規(guī)模生產(chǎn)滾筒割草機(jī)，1902年英國人倫敦恩斯發(fā)明了以內(nèi)燃機(jī)為動力的滾筒式割草機(jī)，其原理仍在使用。在西方發(fā)達(dá)國家，20世紀(jì)初期，割草機(jī)就取得了快速的發(fā)展。修剪是草坪維護(hù)和保養(yǎng)的基本工作之一。選擇正確的草坪割草機(jī)是保證草坪修剪質(zhì)量的前提，選擇草坪割草機(jī)的類型要根據(jù)草坪的功能而定，高爾夫球場的果嶺、發(fā)球臺選用果嶺機(jī)及發(fā)球臺草坪割草機(jī)；球道及運動場草坪，如足球場、橄欖球場等，滾刀式草坪修剪車是最佳選擇，也可以選用旋刀式草坪修剪車；普通綠地，景觀草坪等，選用旋刀式草坪割草機(jī)；高爾夫球場斜

13、坡選用懸浮式草坪修剪機(jī)；林間草坪或障礙物較多的草坪可選用割灌割草機(jī)。用于生產(chǎn)的往復(fù)式割草機(jī)應(yīng)用于在19世紀(jì)50年，最初由動物牽引驅(qū)動，由地輪驅(qū)動割刀。20世紀(jì)后發(fā)展到由拖拉機(jī)牽引割草機(jī)，30年代出現(xiàn)由拖拉機(jī)懸掛往的復(fù)式割草機(jī)。依靠切割機(jī)上移動和固定刀片的相對剪切運動切割牧草，其特點是割茬整齊，所需功率較小，但對牧草的適應(yīng)性差，容易堵塞，適用于普通、平坦天然草場和人工草場操作。在70年代中期開始生產(chǎn)和使用旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)。依靠高速的刀片沖擊切割牧草。其特點是工作穩(wěn)定，對牧草的適應(yīng)能力強(qiáng)，適用于高產(chǎn)草場；但切割不夠整齊，重切較多，所需消耗能量較多。因為割草稠密汁多，往復(fù)式割草機(jī)切割器上割刀的切割速度應(yīng)

14、該大于谷物收割機(jī)。對于(duy)往復(fù)式割草機(jī)，割刀的平均速度應(yīng)在1.62.0米/秒之間或者是更高,最低的切割(qig)速度也應(yīng)大于2.15米/秒。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的切割速度為6090米/秒。往復(fù)式割草機(jī)割茬平整，草坪(copng)破損率低，降低了單位割幅的金屬用量和功率消耗，因而成本較低。它的操作速度一般為68公里/小時。增加割刀的往復(fù)次數(shù)和解決割刀的整體平衡問題后，操作速度可以增加到1012公里/小時。往復(fù)式割草機(jī)適合于切割站立立和生長密度十分高的草坪。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)工作性能穩(wěn)定，對草坪的適應(yīng)性能強(qiáng)，特別適用于厚密、倒伏、纏連的牧草，能以816公里/小時的操作速度工作，高效率。但是制造復(fù)雜，生產(chǎn)成

15、本高，單位割幅內(nèi)消耗功率大。大部分割草機(jī)選用切割器為GB1209121386的標(biāo)準(zhǔn)型。護(hù)刀器選用單體類型，其頂部上揚，與護(hù)刀器梁加載到一體，采用沉頭螺栓連接。定刀片是齒刃，移動刀片為齒刃（下刻齒）和光刃兩種。移動刀片是光刃時割茬平整，消耗功率低，但需經(jīng)常研磨刀片。移動刀片是齒刃時，制造很復(fù)雜，消耗功率多，但不需要經(jīng)常研磨磨刀片。因為草坪生長厚密，水分含量較大，要求的割茬很低，選擇的切割速度大，而進(jìn)距較小，一般割刀在1.6米/秒以上，進(jìn)距是5974毫米。綜上所述，該設(shè)計選用的是往復(fù)式I型切割器。無論是哪種類型的割草機(jī)對草坪修剪都有一樣的基本要求：1.剪草高度能按照要求調(diào)整，適用大范圍高度調(diào)整，當(dāng)

16、對草坪的修剪要求很低時能達(dá)到要求。2.剪草整潔、平齊，同一進(jìn)度剪草前后高度一樣，兩次工作行程連接平整、沒有接茬。3.對地形的適應(yīng)能力強(qiáng)，執(zhí)行能力強(qiáng)，符合(fh)地形變化前后剪草高度要求。4.割草機(jī)對草坪破壞(phui)輕、損害少。5.草屑收集干凈，或被切削部分細(xì)碎性能好（草屑撒在草坪中當(dāng)肥料時），以保證灑落(slu)在草坪下及時衰變。6.割草低故障，機(jī)質(zhì)量好，節(jié)省燃料和效率高。7.割草機(jī)操作方便、靈活輕便、方便維修和調(diào)試，零部件之間良好的通用性和互換性。8合理把握草坪修剪的時間和發(fā)展科學(xué)的修剪高度和割草頻率。如何安全操作割草機(jī)：（1）工作時，一定不要赤腳或穿涼鞋，一般應(yīng)穿上工作服和工作鞋。（2

17、）熟悉機(jī)器操作流程，工作環(huán)境，認(rèn)真閱讀割草機(jī)的使用說明書，知道在緊急情況下，如何及時關(guān)閉發(fā)動機(jī)。（3）確保草地上沒有樹枝、石子、電線和其他雜物，避免割草機(jī)的刀片把它們拋起來傷人。（4）使用前認(rèn)真檢查所有部分，保證機(jī)器刀片與割草機(jī)連接緊固。要整套替換破舊的和損壞的刀片和螺絲，以免造成機(jī)器性能不穩(wěn)定。破損的刀片和螺絲都是非常危險的。（5）時常維護(hù)所有螺帽、螺絲和螺釘，以保證割草機(jī)處在平穩(wěn)狀態(tài)。(6)工作過程中要慢慢的推割草機(jī)往前走，前進(jìn)速度不要太快。（7）坡地割草時，要保證高度穩(wěn)定。在坡上調(diào)整方向時，必須要特別小心。不要在坡度很陡的坡地上割草。（8）割草過程中，不要提升和移動割草機(jī)。 3.割草機(jī)總

18、體方案的設(shè)計驅(qū)動手推式割草機(jī)的是行走輪驅(qū)動，即推力的驅(qū)動。根據(jù)人機(jī)工程手冊，人步行速度約為3到5千米/時，也就是說 4864米/分，因為要推動割草機(jī)來切割，選擇人的步行速度為48米/分，即0.8米/秒。參照機(jī)械設(shè)計手冊得到以下數(shù)據(jù)：成年(chngnin)男性身高：1825周歲(zhu su) 15541830 毫米(ho m)2635周歲 15451851 毫米3660周歲 15531798 毫米平均身高：1860周歲 15431814 毫米成年女性身高：1825周歲 14571709 毫米2635周歲 14491698 毫米3660周歲 14451683 毫米平均身高：1860周歲 1449

19、1697 毫米成年男性臂長：1825周歲 279350 毫米2635周歲 280349 毫米3660周歲 278348 毫米平均臂長：1860周歲 279349 毫米成年女性臂長：1825周歲 253319 毫米2635周歲 253320 毫米3660周歲 251317 毫米平均臂長：1860周歲 252319 毫米立姿工作崗位工作高度：男性：95010501150 毫米105012001300 毫米女性：8509501050 毫米100011001200 毫米(ho m)綜上所述，根據(jù)性別的不同和年齡的不同設(shè)計站立工作時操作相關(guān)尺寸，以及人體(rnt)可能需要的活動空間.設(shè)計原則：工作場所(

20、chn su)的高度取決于作用力、工作人員的高度、工作人員操作對象的尺寸和視野。A：精密工作，使用肘的支撐。（針對男性的設(shè)計尺寸：105115mm 針對女性的設(shè)計尺寸：100110 mm）B：虎鉗固定于工作臺上的高度：113 mmC: 光手作業(yè)。（男性：95100 mm 女性：9095 mm）D:勞動強(qiáng)度大的工作。（男性：8095 mm 女性：7590 mm）這個設(shè)計屬于D范圍內(nèi)的設(shè)計。由于這個割草機(jī)是手推式的，動力來自于操作人員的行走和推力。應(yīng)該把結(jié)構(gòu)尺寸方面的因素考慮在內(nèi)，所以外輪直徑不要過大。加入輪子直徑很大，那么很容易推行機(jī)器，比較省力，其速度要求應(yīng)該超過0.8米/秒速度要求,假如達(dá)不

21、到該速度,那么草將被撕裂和扯斷,而不是被切割了;如果輪子直徑太小,則推動起來比較費力,達(dá)不到設(shè)計要求,要達(dá)到人的推力在200N左右就能推動該機(jī)器才可以。3.1設(shè)計要求1.驅(qū)動裝置 0.81.8千瓦的汽油機(jī)2.割幅 5075厘米3.割茬高度 35厘米4.牧草合適高度 2560厘米5.機(jī)器重量 25千克左右3.2整體結(jié)構(gòu) 1離合器與主動軸連接(linji)裝置 2.軸承(zhuchng) 3.主動軸 4.下箱體 5.切割(qig)裝置 6.偏心輪 7.聯(lián)軸器 8.從動軸 9.大齒輪 10.軸承 11.上箱體圖1小型割草機(jī)工作示意圖割草機(jī)根據(jù)它的切割裝置可分為刀片往復(fù)運動的收割機(jī)和回轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)式收

22、割機(jī)。往復(fù)式收割機(jī)所需動力比旋轉(zhuǎn)式收割機(jī)小，所以選用往復(fù)式類型?？紤]到收割機(jī)要求高工作效率，而只有一個動刀移動刀片，切割速度慢，工作時穩(wěn)定性能差；雙刀收割機(jī)是兩組刀片向彼此相反方向運動，操作速度快，動態(tài)平衡好。因此該設(shè)計選用雙動往復(fù)式割草機(jī)。該小型割草機(jī)主要由三部分構(gòu)成：驅(qū)動裝置、傳動裝置和切割裝置。4.驅(qū)動裝置設(shè)計此小型割草機(jī)用汽油驅(qū)動。因為割草機(jī)工作所消耗的功率由空轉(zhuǎn)功率Pk及切割莖桿的功率Pg兩部分組成，即 其中 式中設(shè)備進(jìn)速度 （米/秒），本機(jī)為0.73米/秒割設(shè)備(shbi)幅（米），本機(jī)為0.75米切割每平方米面積的作物莖桿消耗(xioho)的功率（），取200-300空轉(zhuǎn)(kng

23、zhun)功率的大小和切割器的安裝調(diào)整技術(shù)相關(guān)聯(lián)，一般每前進(jìn)1米所需空轉(zhuǎn)功率為0.6-1.1kw。取所以汽油機(jī)所需輸出功率 為汽油機(jī)到工作部位的總效率，有一對離合器，兩對軸承，一對齒輪，一對聯(lián)軸器。則 因此，取輸出功率1.5kw的汽油機(jī)，該機(jī)器轉(zhuǎn)速在3000-6000r/min范圍內(nèi)，取作業(yè)轉(zhuǎn)速n=4000r/min。5.傳動裝置設(shè)計5.1傳動裝置運動和動力參數(shù)計算1）計算傳動裝置的總傳動比由汽油機(jī)滿載時轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速，可以計算出傳動裝置的總傳動比i=4，總傳動比很少用一級傳動。2）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速（2）各軸輸入功率（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩由以上(yshng)計算得參數(shù)列表

24、如下表：表1傳動裝置運動(yndng)和動力參數(shù)（1）參數(shù)汽油機(jī)軸軸軸工作軸轉(zhuǎn)速n（r/min）4000400010001000功率P（kw）1.51.4841.4041.39表2傳動裝置運動和動力(dngl)參數(shù)（2）參數(shù)汽油機(jī)軸與軸軸與軸軸與工作軸轉(zhuǎn)矩T（Nm）3.54513.413.27傳動比i141效率0.990.9450.9855.2減速器齒輪設(shè)計5.21材料(cilio)選擇1）查閱資料選用(xunyng)齒輪材料為：小齒輪：40Cr，表面淬火，HRC=48-55大齒輪(chln)：45鋼，調(diào)質(zhì)，HB=217-2552）按HRC=51,查閱資料知小齒輪疲勞極限為 按HB=236,查

25、閱資料知大齒輪疲勞極限為3）查閱資料得最小安全系數(shù)4）計算各齒輪的許用應(yīng)力 5.2.2主要尺寸設(shè)計1）根據(jù)上面計算知小齒輪所需傳遞的轉(zhuǎn)矩2）查資料選定載荷系數(shù)K=1.83）查資料得齒寬系數(shù) 4）確定小齒輪分度圓直徑 取d1=18mm5）計算齒輪模數(shù)m按標(biāo)準(zhǔn)取m=16) 確定齒輪齒數(shù)7）確定齒輪主要尺寸齒輪分度圓直徑： 齒頂圓直徑(zhjng)：齒根(ch n)圓直徑：齒輪傳動(chundng)的中心距：齒輪寬度：取圖2齒輪結(jié)構(gòu)圖5.2.3精度等級及公差值確定1）計算齒輪精度等級計算齒輪的圓周速度v并選擇齒輪精度 由齒輪工作條件可知，工作平穩(wěn)(pngwn)是齒輪的基本要求，根據(jù)計算查資料可以確定

26、齒輪第公差(gngch)組精度等級為8級，第公差組精度等級(dngj)為8級，并選用第公差組精度等級為9級，。2）齒厚公差的確定由公差等級確定齒厚公差齒厚上偏差：齒厚下偏差：齒厚公差： 5.2.4彎曲強(qiáng)度校核查資料知齒輪的許用彎曲應(yīng)力 兩齒輪齒形系數(shù) 比較的值：，因此按大齒輪來計算，計算大齒輪齒根的彎曲應(yīng)力為： 因此齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。5.3減速器軸設(shè)計5.3.1從動軸設(shè)計1）選擇軸的材料軸的材料主要有碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用扎制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。因為碳鋼比合金鋼價格，敏感性的低應(yīng)力集中，同時也可用熱處理或化學(xué)處理等辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，因此用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最

27、常用的是45鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更高的淬火性能。因此，在傳遞大的動力時，并且要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及(yj)處于高溫或者低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。各種熱處理（高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（噴丸、滾壓），對提高(t go)軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的影響。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復(fù)雜的形狀，且具有廉價、良好的吸振性和耐磨性，以及對應(yīng)力集中的敏感性較低的優(yōu)點(yudin)，可以用于制造外形比較復(fù)雜的軸。根據(jù)資料軸的材料選用40Cr，調(diào)制處理。2）按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸外伸端的直徑查資料取C=102，取d=12mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的設(shè)計也和其

28、它零件的設(shè)計相似，包括兩方面的內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。軸的工作能力計算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時只需要對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對于剛性要求較高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算，

29、以防止發(fā)生共振而破壞。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計又包括制定處合理的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。而影響軸的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計時，必須使軸滿足以下條件：軸和軸上工作(gngzu)的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝卸和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝等。4）確定軸上零件的位置和固定(gdng)方式根據(jù)(gnj)減速器結(jié)構(gòu)，齒輪應(yīng)該布置在兩個軸承之間，為防止零件在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生軸向移動，零件在軸線方向需要

30、固定，左軸承靠軸肩和軸承蓋，右軸承靠套筒和軸承蓋做軸向定位；為傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，軸上零件應(yīng)與軸作周向固定，齒輪和軸選用平鍵和過盈配合（H7/r6）作周向定位，兩端軸承選過渡配合（k6）作周向定位。5）確定軸的各段直徑各軸段的直徑是在扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算的情況下而得的最小直徑的基礎(chǔ)上，考慮軸上零件的軸向定位及裝拆，由軸端起逐段加以確定的。各軸段的長度，主要取決于各零件與軸配合部分的軸向尺寸和零件間必要的軸向間隔距離。按工藝和強(qiáng)度要求，將軸制成階梯形，根據(jù)外伸端直徑d=12mm，考慮到聯(lián)軸器的軸向定位，在軸上作軸肩，取軸肩圓角r=1mm，故軸承蓋處直徑為14mm，右端軸頸直徑按滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)取為15mm，裝齒

31、輪的軸頭取為20mm，軸環(huán)直徑取25mm，寬取4mm，左軸頸直徑取與右直徑相同的直徑，即亦為15mm，考慮軸承定位，左軸承與軸環(huán)間的軸段直徑取18mm。圖3傳動軸結(jié)構(gòu)圖6）確定(qudng)軸各段長度根據(jù)齒輪寬度(kund)10mm，取軸頭長為9mm，以保證套筒與輪轂端面貼緊，102軸承寬度為10mm，故左端軸頸為10mm，為使齒輪端面、軸承端面與箱體內(nèi)壁均保持一定距離，取套筒寬為8mm，軸穿過軸承蓋部分長度為10mm，軸外伸端長度根據(jù)聯(lián)軸器尺寸取24mm。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)草圖得兩軸承跨距為34mm。7）軸強(qiáng)度(qingd)校核8（1）畫軸的受力圖（圖2）從動軸上的轉(zhuǎn)矩齒輪上的圓周力徑向力（2）作

32、水平面彎矩圖（b）支座反力C截面處的彎矩（3）作垂直面彎矩圖（c）支座反力 C截面處的彎矩（4）作合成彎矩圖（d）（5）作扭矩圖圖4 從動軸受力圖(lt)8）校核(xio h)軸強(qiáng)度分析可知在截面C處彎矩和扭矩最大，故為軸的危險截面，因是單向傳動，扭矩可以認(rèn)為：按脈動循環(huán)變化，故取校正(jiozhng)系數(shù)=0.6。危險截面上的最大當(dāng)量彎矩 查得40Cr調(diào)制的，許用應(yīng)力 軸的危險截面(jimin)上所需直徑為：考慮(kol)到該截面上開有鍵槽，故將軸頸增大5%，即d=10.9220mm（設(shè)計(shj)尺度）因此該強(qiáng)度足夠，設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸合理。5.3.2主動軸設(shè)計1）材料選擇主動軸設(shè)計為齒輪軸，根

33、據(jù)資料選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理。2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸外伸端的直徑取C=102，則取d=8mm3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)確定軸上零件的位置和固定方式根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)，齒輪應(yīng)布置在兩軸之間，為防止零件在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生軸向移動，零件在軸線方向需要固定左軸承靠軸肩和軸承蓋，右軸承靠軸肩和軸承蓋作軸向定位，由于齒根圓直徑與軸頸相差不大，故將齒輪和軸承制成一體齒輪軸。(2)確定軸的各端直徑按工藝和強(qiáng)度要求，將軸制成階梯形，根據(jù)外伸端直徑d=8mm，考慮到聯(lián)軸器的軸向定位，在軸上作軸肩，取軸肩圓角r=1mm，故軸承蓋處直徑為10mm，右端軸頸直徑按滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)取為12mm，裝齒輪的軸頭取為20 mm，左軸頸直徑取與右直

34、徑相同的直徑，即亦為12mm，考慮軸承定位，左軸承與軸環(huán)間的軸段直徑取15mm。（3）確定軸各段長度根據(jù)齒輪寬帶15mm,軸承寬度為8mm,為使齒輪端面與箱體內(nèi)壁均保持一定距離，取端面到齒輪端面距離為5.5mm，軸外伸端長度根據(jù)離合器與主動軸連接部分?jǐn)?shù)據(jù)取24mm。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)草圖得兩軸承跨距為34mm。圖5主動軸結(jié)構(gòu)圖5.4減速器箱體設(shè)計(shj)1）材料(cilio)選擇根據(jù)資料選擇(xunz)材料HT200 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體是支撐和固定減速器及保證傳動件嚙合精度的重要機(jī)件，其重量約占減速器總重量的50%，對減速器的性能、尺寸、重量和成本均有很大影響。根據(jù)減速器中的傳動件、軸系部件和軸的結(jié)

35、構(gòu)，設(shè)計箱體。圖6箱體結(jié)構(gòu)圖3)減速器的潤滑(rnhu)和密封根據(jù)資料采用(ciyng)脂潤滑，選用二硫化鉬鋰，軸伸出處得密封采用軸承蓋便可。6.切割裝置(zhungzh)設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)型切割器GB1209121386。護(hù)刀器為單體式，其尖部上翹，與護(hù)刀器梁裝成一體，采用沉頭螺栓安裝。動刀片有齒刃（下刻齒）和光刃兩種，定刀片為赤刃。動刀片為光刃時割茬整齊，功率消耗少，但需經(jīng)常磨刃。動刀片為齒刃時，制造較復(fù)雜，功率消耗大，但不需要磨刃。由于草坪生長稠密，含水量較大，要求的割茬較低，采用的切割速度大，而進(jìn)距較小，一般割刀為1.6m/s以上，進(jìn)距為5974mm。切割器是由做往復(fù)運動的割刀、裝有定刀片的

36、護(hù)刃器、壓刃器、護(hù)刃器梁等組成的。割刀相對護(hù)刃器做往復(fù)運動，并與機(jī)器一起前進(jìn)。因此，動定刀片形成割副，定刀片是切割時的固定支架，它在切割時與剪刀的原理相似，必須使刀片之間保持正確的間隙，才可以使得切割整齊，所以采用壓刃器來實現(xiàn)這一要求。帶齒的動刀片有不宜磨鈍，使用壽命較長的優(yōu)點，因此，在切割器上被廣泛使用。動刀片應(yīng)該牢固的鉚接在刀桿上，并且可、接縫要嚴(yán)密，如有松動，應(yīng)該及時鉚緊。動刀片齒紋應(yīng)該完整，如果有5毫米以上的缺口，或者有一出連續(xù)掉齒達(dá)到三個以上并且刀片磨鈍，齒高小于4毫米，應(yīng)該拆掉換新的。定刀片采用光刃刀片，當(dāng)刃厚度超過0.3毫米上時，應(yīng)該拆下來磨刃，當(dāng)?shù)镀瑢挾刃∮谧o(hù)刃器寬度時，應(yīng)該更

37、換新的。護(hù)刃器不得有裂紋和變形。護(hù)刃器變形輕的可以直接在護(hù)刃器梁上矯正，變形嚴(yán)重可以拆下定刀片，加熱約800攝氏度，進(jìn)行熱較核。護(hù)刃器全部裝到護(hù)刃器梁上要保證全部定刀片的工作面在同一個平面上，護(hù)刃器之間的距離應(yīng)該保持一致，偏差不得差異于正負(fù)3毫米。各部狀態(tài)良好的部件組裝在一起之后，應(yīng)能達(dá)到在切割器行程處于左右極限位置時，動定刀片中心線應(yīng)該重合，或者左右偏差相同的數(shù)值。動刀片和定刀片的前端應(yīng)該貼合，或者有小于0.5毫米的間隙，后端的間隙不得大于1.5毫米。刀桿應(yīng)該平直，不應(yīng)該有裂紋、彎曲、扭曲 。刀桿在導(dǎo)向套槽中兩側(cè)間隙應(yīng)該一致，以減少導(dǎo)向套和刀桿之間的磨損(m sn)和阻力。狀態(tài)好的切割器，用

38、手拉動刀桿應(yīng)該非常的輕松，不發(fā)卡。整列調(diào)整：護(hù)刃器安裝好后，各護(hù)刃器尖端應(yīng)該(ynggi)相距相等，且應(yīng)該在同一水平線上。檢查方法可以用拉線法檢查，在兩端的護(hù)刃器尖端拉一直線，中間各護(hù)刃器的尖端允許在線上上下高低3毫米。定刀片也應(yīng)該處在同一水平面上，用直尺檢查，5個低刃偏差不得超過0.5毫米，如果不符合要求，應(yīng)該重新鉚合，否則，作業(yè)中回導(dǎo)致塞刀、崩齒、撕拉莖桿等故障。 對中調(diào)整：當(dāng)割刀處在極端位置的時候，所有動刀片的中心線應(yīng)該與所有的相應(yīng)的護(hù)刃器的中心線均勻重合，其工作(gngzu)幅寬小于兩米的切割器，偏差不得超過3毫米，工作幅寬超過2米的，偏差不得超過5毫米。密接調(diào)整：這里指的是動刀片和定

39、刀片的接合狀態(tài)。如果密接不良，在切割的過程中容易導(dǎo)致根拔和堵塞，不能順利的輸送和脫粒。當(dāng)割刀處在極限位置，動、定刀片的前端應(yīng)該貼合，最大允許有0.5毫米的間隙，后端應(yīng)該有0.31毫米的間隙，最大允許有1.5毫米的誤差。但是間隙達(dá)到的程度不能超過全部護(hù)刃器的1/3。密接程度可以用壓刃器來調(diào)整。壓刃器與動刀片之間的間隙不得超過0.5毫米。調(diào)整好的切割器應(yīng)該保持手拉動自由靈活。6.1材料的選擇割草機(jī)刀片必須采用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼材，經(jīng)過特殊熱處理工藝保證刀片有較高的強(qiáng)度、鋒利度、耐磨性、抗沖擊韌性。刀架及刀片外形應(yīng)該符合空氣動力學(xué)要求，盡量減少運動時的空氣阻力，以降低功率消耗。裝配、調(diào)整刀具時，必須保證兩

40、端力矩平衡，以減少振動和噪聲。6.2切割裝置的運動雙動割草機(jī)，是由偏心輪旋轉(zhuǎn)運動來變換成割刀的往復(fù)運動。割刀的平均速度，可以根據(jù)行程s和轉(zhuǎn)速n計算 和割草機(jī)前進(jìn)速度的比率稱切割速比切割速10比對切割性能的影響較大，牧草的收割可在1.2-1.5的范圍。切割機(jī)在工作時，動刀一面作往復(fù)直線運動，一面隨機(jī)器前進(jìn)，其絕對速度是兩者的合成?？捎米鲌D法畫出動刀片的絕對運動軌跡，此圖通常稱切割圖，用以分析切割機(jī)的工作過程。動刀切割時會產(chǎn)生重割區(qū)和漏割區(qū)。重割區(qū)內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)切割，造成無用功；漏割區(qū)是刀片切不到的地方，造成切割不均和切割不良。重割區(qū)和漏割區(qū)都對切割性能有不良影響，應(yīng)力爭減小該兩區(qū)面積。影響這兩區(qū)在切

41、割圖中所占面積大小的主要因素是切割速比K，一般速比大，漏割區(qū)減小，重割區(qū)增加，無用功增加；反之，漏割區(qū)增加，重割區(qū)減小，割茬升高。在這里要考慮重復(fù)切割和有害面的比例，最合適的K值取1.6。刀片往復(fù)次數(shù)為：連桿式割草機(jī)為800-900次/min，無連桿式割草機(jī)為900-1200次/min，雙刀割草機(jī)為1000-1600次/min，由此看出雙動刀割草機(jī)效率高。6.3動刀結(jié)構(gòu)(jigu)切割裝置主要有一對(y du)往復(fù)運動的動刀和固定不動的支撐部分組成11，動刀和刀桿做成一體，刀桿與傳動機(jī)構(gòu)相連，用以將動力傳遞給刀。固定支撐(zh chng)部分包括刀架、間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)等。工作時雙刀同時作往復(fù)直線運

42、動，對雙刀間的牧草進(jìn)行切割。動刀切割裝置的主要工作零件，采用光刃結(jié)構(gòu)，切割省力，割茬整齊，但易磨鈍，工作中需經(jīng)常磨刀，主要用于牧草收割。動刀片是一種易損件，為了保證具有較好的耐磨性和一定的沖擊韌性，刀片一般用合金鋼制成，刃部需淬火。6.4刀片間隙調(diào)整主要是動刀之間的間隙調(diào)整，如圖4-2所示，雙刀都開有導(dǎo)向槽，用螺栓與壓板和機(jī)架聯(lián)系起來，間隙靠螺母6來調(diào)整，一般不超過0.5mm的間隙。1.下動刀 2.上動刀 3.壓板 4.機(jī)架 5.墊片 6.螺母 7.螺栓 8.墊片圖7 間隙調(diào)整部分結(jié)構(gòu)圖6.5雙曲柄(qbng)設(shè)計6.5.1雙曲柄(qbng)半徑r的設(shè)計刀片行程S=35mm，曲柄(qbng)的

43、轉(zhuǎn)速，根據(jù)單動刀片平均速度公式：得到單動切割裝置曲柄半徑由于本文設(shè)計的是雙動切割裝置，所以所需曲柄半徑為單動切割裝置曲柄半徑的一半，故，取。 6.5.2雙曲柄結(jié)構(gòu)設(shè)計雙曲柄是切割裝置的主要部件之一，要想實現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)運動到雙刀的往復(fù)直線運動，必須有一個中間傳動結(jié)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)就是雙曲柄結(jié)構(gòu)，采用偏心輪式結(jié)構(gòu)，其中偏心輪材料選用45鋼，安裝偏心輪的轉(zhuǎn)軸材料選40Cr。按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸外伸端的直徑查資料取C=102，取d=10mm圖8偏心輪結(jié)構(gòu)圖圖9安裝(nzhung)偏心輪的軸7.總結(jié)(zngji)本次設(shè)計的小型割草機(jī)使我對所學(xué)的知識有了深刻的了解，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足，總之這次設(shè)計給與了我各方面

44、能力的鍛煉。這個機(jī)械裝置綜合了現(xiàn)有的一些類似機(jī)械的優(yōu)點。當(dāng)然，本設(shè)計的產(chǎn)品還存在(cnzi)一些缺點，如傳動裝置需要進(jìn)一步優(yōu)化，找到最佳工作狀態(tài)；同時需要增加撥草裝置來解決割后牧草的有序疊放問題，最好在收獲機(jī)側(cè)面增設(shè)捆草機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)割、捆同步完成。這個機(jī)械還應(yīng)該有其它一些缺點將會在使用中顯露出來，這就留待以后進(jìn)一步的完善本產(chǎn)品。在具體的設(shè)計計算中才深刻地感覺到，大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識不僅沒有好好的打下扎實的基礎(chǔ)，更加沒有好好的利用過。只是兩次課程設(shè)計用到了一部分，但是也是很不系統(tǒng)的。同時也體會到作為一名設(shè)計者不僅需要方方面面(fn fn min min)的專業(yè)知識，更重要的是應(yīng)該戒驕戒躁，具有一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鰧W(xué)問態(tài)度，一種求知識精神。不積小流無以成江海。畢業(yè)接近尾聲，再回首設(shè)計過程，深