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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763畢 業(yè) 論 文學生姓名： 學 號： 　 學 院： 專業(yè)年級： 題 目： 低噪聲新型剪草機的設計 指導教師： 　　 評閱教師： 　　 2014 年 04 月優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763摘要剪草機是草坪養(yǎng)護基本的工作之一。選擇合適的剪草機是保證草坪修剪質(zhì)量的前提，選擇剪草機的類型要根據(jù)草坪的功能而定。剪草機是園林綠化中最常用的園林機械之一，也是草坪管理中使用頻率較高的設備。過高過密的草坪會降低草間通風透氣性，特別是雨季會增加小環(huán)境的溫度與濕度，對病菌滋生有利，草坪會發(fā)生赤霉病等。修剪整齊的草坪給人清新爽朗的感覺，同時減少或避免草坪病害。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步,人們對生存環(huán)境的要求越來越高。草坪綠化已成為衡量一個國家，地區(qū)或城市文明與發(fā)展的一個重要指標，在美化環(huán)境，固土護坡，凈化空氣等方面已成為人類的共識，在生態(tài)建設和保護方面將扮演著越來越重要的角色。草坪業(yè)的發(fā)展必然促進草坪機械的應用和發(fā)展。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著剪草機械的大量需求，了解剪草機的發(fā)展歷史、存在的問題和發(fā)展趨勢等，對我國剪草機的發(fā)展無疑是十分有意義的。本文設計出一種，實用的低噪音家用剪草機，噪聲制在 60 分貝以內(nèi)，以滿足當前條件下家庭用戶對園林設備的新需求：綠色環(huán)保、資源節(jié)約、人性化、環(huán)境友好等。設計方案應具有創(chuàng)新性。關鍵詞： 低噪音；剪草機；園林設備優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763AbstractThe lawnmower is one of the basic work of lawn maintenance. Select the mower right is the premise of lawn quality, choose the type mower according to the functions of lawn and. The lawnmower is one of the most common garden machinery for landscaping, and turf management in the use of high frequency equipment. Excessively thick lawn grass will reduce ventilation, especially during rainy season will increase the temperature and humidity environment, favorable to the pathogens, the lawn will scab. Manicured lawns, gives fresh feeling of clear, at the same time, reduce or avoid the lawn diseases. With the development of economy and the progress of the society, people living environment of increasingly high demand. The green lawn, has become the measure of a country, an important index of region or city civilization and development, to beautify the environment, soil slope, purifying the air has become a human consensus, in the aspects of ecological construction and protection will play a more and more important role. Development of turf industry will promote the application and development of lawn machine. Pruning is lawn difference special requirements in some other plants, the rapid development of turf industry, means a great demand lawnmower, understanding the lawnmower development history, existing problems and development trend, the development of China's lawnmower is very meaningful.This paper designs a lawnmower, low noise household utility, noise at 60 decibels, to meet the family users currently under the conditions of the new demand for garden equipment: green environmental protection, resource conservation, environmental friendly, humanization. Design should be innovative.Keywords: Low Noise；The Lawnmower；Garden Equipment優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目錄摘要 ................................................................2Abstract............................................................31 引言 ..............................................................41.1 選題的目的與意義 .............................................51.2 剪草機研究現(xiàn)況 ...............................................51.3 剪草機的發(fā)展方向 .............................................72 剪草機總體設計方案 ...............................................102.1 剪草機設計參數(shù) .............................................102.2 剪草機的工作原理 ...........................................112.3 剪草機傳動系統(tǒng)方案選定 ......................................112.4 剪草機總體方案設計 .........................................123 剪草機的設計 .....................................................133.1 切割系統(tǒng)設計 ...............................................133.2 割草機切割功率分析 .........................................143.3 齒輪軸的設計及強度校核 .....................................153.3.1 齒輪軸強度計算 ........................................163.3.2 齒輪軸的疲勞強度校核 ..................................173.3.3 齒輪軸的接觸應力校核 ..................................193.4 傳動齒輪的設計 .............................................203.5 撥桿的設計校核 .............................................233.6 刀具的設計 ..................................................243.7 后輪的設計校核 ..............................................27結 論 ..............................................................30致 謝 ..............................................................31參考文獻 ...........................................................32優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631 引言草坪業(yè)的發(fā)展必然促進草坪機械的應用和發(fā)展。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著草坪剪草機械的大量需求，了解草坪剪草機械的發(fā)展歷史、存在的問題和發(fā)展趨勢等，對我國草坪剪草機械的發(fā)展無疑是十分有意義的。草坪生產(chǎn)是園林生產(chǎn)的重要分支，草坪機械是園林機械的重要組成部分。草坪機械具有農(nóng)業(yè)機械、林業(yè)機械和工程機械的特點，由于草坪作業(yè)的特殊性，要求草坪機械噪聲小，污染少，輕巧靈活，攜運方便，作業(yè)精度高。 我國是一個少林少草的國家，草坪對壞境的綠化，美化效果越來越受到人們的重視。我國對草坪需求勢必越來越大。而草坪的大規(guī)模生產(chǎn)正是以機械的參與為主要特征的。草坪機械已構成草坪生產(chǎn)系統(tǒng)的一個重要組成部分。實施草坪生產(chǎn)機械化，不僅能減輕勞動程度，改善生產(chǎn)條件，降低生產(chǎn)成本，而且能在較短時間內(nèi)征服大面積沙地荒灘，控制病災蟲災。草坪修邊機用于修整草坪邊界，使草坪生長整齊，美觀。草坪修邊機的主要工作部件為割刀。草坪修邊機便于攜帶，工作效率高，大大減輕了人工修剪速度慢，效率低，勞動程度高等問題。1.1 選題的目的與意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步,人們對生存環(huán)境的要求越來越高。草坪綠化已成為衡量一個國家，地區(qū)或城市文明與發(fā)展的一個重要指標，在美化環(huán)境，固土護坡，凈化空氣等方面已成為人類的共識，在生態(tài)建設和保護方面將扮演著越來越重要的角色。草坪業(yè)的發(fā)展必然促進草坪機械的應用和發(fā)展。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著剪草機械的大量需求，了解剪草機的發(fā)展歷史、存在的問題和發(fā)展趨勢等，對我國剪草機的發(fā)展無疑是十分有意義的。剪草機是草坪養(yǎng)護基本的工作之一。選擇合適的剪草機是保證草坪修剪質(zhì)量的前提，選擇剪草機的類型要根據(jù)草坪的功能而定。剪草機是園林綠化中最常用的園林機械之一，也是草坪管理中使用頻率較高的設備。過高過密的草坪會降低草間通風透氣性，特別是雨季會增加小環(huán)境的溫優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763度與濕度，對病菌滋生有利，草坪會發(fā)生赤霉病等。修剪整齊的草坪給人清新爽朗的感覺，同時減少或避免草坪病害。采用新技術，建立自動化、多樣化、多功能集成化的剪草機機械新體剪草機機械其技術發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在高生產(chǎn)率、自動化、單機多功能、多功能組成生產(chǎn)線、采用新技術上。1.2 剪草機研究現(xiàn)況如今，草坪業(yè)已經(jīng)成為了我國的新興產(chǎn)業(yè)。根據(jù)統(tǒng)計，上世紀80年代中期注冊第一家草坪公司來，歷經(jīng)90年代的迅速發(fā)展后，目前從事草坪或草坪相關產(chǎn)業(yè)的公司已超過5000家，其中年經(jīng)營額在500萬以上的有50多家。在我國，草坪機械和灌溉公司有10家，草坪基本上已經(jīng)在全國城市園林綠化、運動場建設中普遍運用。經(jīng)過多年的快速發(fā)展后，草坪行業(yè)逐漸從高峰期過渡到平緩期。草坪行業(yè)從此進入了一個緩慢、穩(wěn)定也是積蓄力量的時期。這樣促使了草坪行業(yè)開始由一個勞動密集型到了知識密集型的轉(zhuǎn)變時期，尤其是草坪的修建維護工作，迫切需要一種效率更高，并且人員消耗和能源消耗更低的草坪機械。但是，國外自動割草機器設備價格貴和技術壟斷的制約了我國在智能草坪機械這方面的推廣進度。為此，我們必須依靠自己的力量和經(jīng)驗來研究具有自己特色的遙控割草機。 園林綠化作業(yè)中所使用的機械，按作業(yè)對象不同大致有三類：即喬、灌木作業(yè)機械，草坪作業(yè)機械和花卉作業(yè)機械。草坪作業(yè)機械是當前發(fā)展速度最快、且最具特色的機械類型，已經(jīng)形成了自己的獨立體系。按作業(yè)內(nèi)內(nèi)容草坪機械可以分成草坪建植機械和草坪養(yǎng)護機械兩大類。草坪養(yǎng)護的作業(yè)內(nèi)容多，作業(yè)量大，所使用的機械品種也很多，其中特色鮮明的專用機械有草坪修剪機械、草坪打洞通氣機械、草坪整理機械和草坪灌溉設備等。草坪修剪機械按切割裝置不同，主要分旋刀式草坪修剪機、滾刀式草坪修剪機和甩刀式草坪修剪機三類；按行走裝置不同，又有步行操縱式和乘座操縱式兩種結構形式。步行操縱旋刀式草坪修剪機，由于其結構比較簡單，是目前使用最多、最廣的一種草坪機械，它包括推行式和自走式兩種型式。國際上比較著名的品牌有美國的TORO,MTD, 德國的SOLO， 意大利的ALPINA，瑞典的HUSQVARNA，日本的土屋等；中國也有比較多的企業(yè)在生產(chǎn)，有草地王、立特、林海等品牌。乘座式旋刀草坪修剪機的使用，在發(fā)達國家已日益普遍， 著名的優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763品牌有YARDMAN,TORO,CRAFTSMAN,GRASS HOPPER,HARRY,SOLO等，中國目前只有草地王一個品牌。特別值得指出的是：GRASS HOPPER目前推出的全液壓傳動、無級變速、零轉(zhuǎn)彎半徑的乘座式旋刀草坪修剪機，操作非常方便靈活，受到了用戶，特別是草坪專業(yè)養(yǎng)護人員的普遍歡迎。滾刀式草坪修剪機的修剪質(zhì)量和精度都比較高，特別是刃以上的，主要用于高爾夫球場、運動場草坪的修剪。著名的品牌有日本的土屋,BARONESS,美國的JOHN DEEREH和 TORO等，中國目前還只生產(chǎn)一些簡單的步行操縱式滾刀草坪修剪機，高爾夫球場、足球場的滾刀式草坪修剪機還要靠進口。甩刀式草坪修剪機的修剪質(zhì)量比較低，主要適用于要求不高的生態(tài)型草坪。這種修剪機大多為拖拉機懸掛式，也有的安裝在拖拉機專設的液壓臂上，用于修剪公路兩側的草坪。相對于國外的草坪修邊機，目前國內(nèi)的生產(chǎn)水平還比較低，大多數(shù)機器都是仿造國外的結構進行自主研發(fā)，利用已有的材料來進行生產(chǎn)，故而機器的工作效率及使用年限，安全性都不及國外的機器，在這一點上還有待加強。西方發(fā)達國家在20 世紀80 年代，當草坪修剪機進入家庭庭院時，是以步行操縱推行式為主導產(chǎn)品，到了20 世紀90 年代，其已被步行操縱自走式草坪修剪機逐步取代，雖然無驅(qū)動輪的步行操縱推行式草坪修剪機價格很便宜，但在歐美國家已很少有人問津。進入21 世紀型乘坐操縱坐騎式草坪修剪機又開始逐步取代步行操縱自走式草坪修剪饑。特別是能實現(xiàn)零轉(zhuǎn)彎半徑，機動性能非常好，能一機多用的全液壓草坪拖拉機一問世，就得到了廣大用戶的普遍歡迎，預計不久的將來，還會有自動化程度更高、操作更舒適的草坪機械出現(xiàn)。目前國內(nèi)生產(chǎn)的草坪修剪機仍然以步行操縱推行式為主，是國外發(fā)達國家20 世紀80 年代的水平，在國外已屬淘汰產(chǎn)品。國際著名品牌的園林草坪機械類產(chǎn)品的進口大幅度上升。如美國MTD的園林拖拉機和草坪機械,JOHN DEERE的高爾夫球場機械、HUNTER的噴灌設備，以及德國的SOLO、日本的小松、意大利的HARRY等園林草坪機械產(chǎn)品，都已紛紛進軍中國市場，或設立辦事處，或設立代銷點，有的正在準備設立合資或獨資企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2002年我國進口的園林草坪機械類產(chǎn)品為3790萬美元，主要來自這些著名品牌。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631.3 剪草機的發(fā)展方向剪草機是一個名叫托馬斯·普拉克內(nèi)特的英國工程師是第一個想出制造割草機的人。他在 1805 年獲得了第一臺割草機的發(fā)明專利。那是一臺裝有環(huán)形刀身的笨重機器，而且運轉(zhuǎn)不很理想。其他發(fā)明家看到普拉克內(nèi)特的機器后，認為他們能夠干得更好。最成功的是埃溫·巴丁。他是一家紡織廠的工程師，從工廠的某一機械上獲得了關于割草機機械結構的想法。他在 1830 年制造的割草機非常類似于今天使用的那些機器。地形高低起伏、表面障礙重重的大面積庭院向發(fā)動機的性能提出了巨大挑戰(zhàn)。Vanguard 發(fā)動機適用于草坪拖拉機，能夠擔負起耙掃、搬運、牽引、犁地、耕作及鋤草等任務。割下牧草或其他可制成干草的作物，并將其鋪放在地面上的牧草收獲機械。有往復式和旋轉(zhuǎn)式兩類。往復式割草機在 19 世紀 50 年代后期用于生產(chǎn)，初是用畜力牽引，由地輪驅(qū)動割刀。20 世紀初開始發(fā)展拖拉機牽引的割草機，20 年代以后改由動力輸出軸驅(qū)動割刀，30 年代開始發(fā)展拖拉機懸掛往復式割草機，60 年代中期又發(fā)展了旋轉(zhuǎn)式割草機。中國在 20 世紀 20 年代開始使用畜力往復式割草機，50 年代初期和后期先后開始生產(chǎn)畜力和拖拉機牽引往復式割草機。隨著人工草場的發(fā)展，70年代中期開始生產(chǎn)并使用旋轉(zhuǎn)式割草機。在畜牧業(yè)機械化高度發(fā)展的國家，新型割草機的研究正向著高速、節(jié)能的方向發(fā)展。我國剪草機機械的發(fā)展方向：(1)在發(fā)展專用機機種的同時，積極開發(fā)通用剪草機機。剪草機機械在發(fā)展專用機種的同時，為滿足現(xiàn)代剪草機的實際需要，正在不斷擴大其通用能力，積極開發(fā)各種通用剪草機機。研制通用剪草機機的目的，一是要適合被剪草機物品剪草機材料和剪草機形式的多樣化；二是要照顧到制造使用單位的技術力量，設備配備和生產(chǎn)成本，因而國際剪草機節(jié)日益重視剪草機機的通用性，以便借助有限的機械設備獲得較大的經(jīng)濟效益。（2）剪草機機械日益連動化、高速化、自動化。根據(jù)我國的實際情況既要大力研制先進的全自動半自動的剪草機機，還要對某些行之有效，小巧的手動剪草機工具與裝置給以足夠的重視,以以發(fā)揮其相輔相成的作用。剪草機自動化的高低會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，能量的消耗，操作環(huán)境和勞動生產(chǎn)率。實踐表明搞好剪草機自動化不但離不開機電光液氣（包括射流）等常規(guī)手段相互滲透和配合，同時要因地制宜的吸收對改進剪草機機械確實有價值的部分，使之保持一優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763定的生命力。剪草機機械的作用是給有關行業(yè)提供必要的技術裝備,以完成所要求的產(chǎn)品剪草機工藝過程。為了對剪草機機械的發(fā)生和發(fā)展找出規(guī)律性認識并制訂適當?shù)膶Σ?，有必要深入地了解它的一些特點。剪草機機械為特殊類型的專業(yè)機械，機種繁多，綜合研究工藝、材料、設各乃是開拓剪草機新技術的根本途徑。首先指出，剪草機物品不僅花色品種多，而且大都是可變化的，如不同粘度的液體,不同粒度的散體和各種片狀、塊狀、束狀、環(huán)狀及異形的物體等。而正人們對、藥品、日用消費品等的剪草機還常提出更多更高的要求，以致在客觀上便形成了剪草機機械突飛猛進、更新較快的局面。任何事物之間總有它們的共性與特性。若能按照具體條件探索出一種模塊化(或稱積木式)的剪草機機械體系，通過適當改變模塊的組合使之具有不同的功能和生產(chǎn)能力，那么必會有助于簡化設備構造，實現(xiàn)設計制造的計算機化，縮短工作周期，降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭能力,實現(xiàn)了一機多用。鑒于大多數(shù)剪草機機機構復雜、動作精確、遠行速度快、所以應力求其工作協(xié)調(diào)可靠,盡量少發(fā)生故障和誤動作。為此，要設法改善自動剪草機機及自動剪草機線的整機造型、總體布局、故障顯示和安全防護等措施。剪草機材料是剪草機工業(yè)的基礎。選擇合適的剪草機材料為有效地利用資源，提高生產(chǎn)與運輸效率,節(jié)約能耗,降低成本和廣開銷路創(chuàng)造了有利的條件.有的則以硬質(zhì)塑料來代替.今后.根據(jù)旅游的實際需要還得大力研究剪草機新技術，隨之將進一步促進剪草機機械的革新與創(chuàng)造。從發(fā)達國家生產(chǎn)的剪草機機械水平來看，國際剪草機界普遍認為，提高剪草機機械系列化標準化和通用化水平，建立組合化、機電一體化的現(xiàn)代剪草機機械的結構體系仍是今后一個重要的發(fā)展方向。現(xiàn)已形成擁有完整系列及品種的組合化設備。只要更換主要操作部件，適當調(diào)整有關參數(shù)。便可在較寬的尺寸范圍內(nèi)卷筒式柔性材料完成塊片、棒狀以及外形不規(guī)則的單個或多個物品的剪草機。開發(fā)與主機配套的輔助裝置是擴充主機功能的重要一環(huán)。機械設備的高速化是實現(xiàn)人類社會高速發(fā)展的根本措施，是提高設備生產(chǎn)率的主要途徑，故剪草機機的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標。當然機械設備的高速化要受到多種客觀因素的制約，必須綜合權衡設備的使用量、勞動生產(chǎn)率、工作壽命、工作環(huán)境以及材料與能量的消耗等方面的利弊，才能做優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763到工作速度的最佳選擇。剪草機機械的高速化，隨之對相應設備的聯(lián)動化和自動化提出了更高的要求。微電子技術和檢測元件的發(fā)展和利用，提高了產(chǎn)品的剪草機質(zhì)量，也提高了剪草機機的自動托程度。通常剪草機機的生產(chǎn)速度越高，對執(zhí)行機構的動作同步性和協(xié)調(diào)性要求越嚴。為保證剪草機作業(yè)能夠可靠地進行，剪草機機應具有故障診斷和顯示功能，推行在線的自動檢測與控制。據(jù)國外有關單位估計，因機器發(fā)生故障而造成停工的時間，80%用于尋找故障原因，10%用于尋找排除故障方法，檢修操作時間僅占 10%現(xiàn)在英國生產(chǎn)剪草機機都設有“自我診斷”電子設備，這種設備已有系列產(chǎn)品付諸實用。為進一步提高剪草機設備的生產(chǎn)率，必須開發(fā)與剪草機機主機相配套的輔助裝置，以減少中間貯存節(jié)環(huán)所占用的空間和人力。因此，研制和發(fā)展剪草機機時，重視高新技術的應用，是提高其先進性、可靠性的主要途徑。今后應大力開發(fā)以下技術。1) 微機控制技術2) 模糊優(yōu)化控制技術3) 新型執(zhí)行機械4) 新型傳動系統(tǒng)5) 傳感器的研究與開發(fā)6) 在線顯示技術7) 現(xiàn)代設計方法8) 現(xiàn)代制造技術9) 先進的新工藝將材料,工藝,技術三結合是開拓發(fā)展機械的根本途徑.優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397632 剪草機總體設計方案2.1 剪草機設計參數(shù)設計出一種，實用的低噪音家用剪草機，噪聲制在 60 分貝以內(nèi)，以滿足當前條件下家庭用戶對園林設備的新需求：綠色環(huán)保、資源節(jié)約、人性化、環(huán)境友好等。設計方案應具有創(chuàng)新性。具體設計要求如下：（1）功能性要求：剪草高度 2.5～11mm，剪草寬度 400-600mm，行走速度：前進 0～2Km/h、倒退 0～1Km/h，噪聲不大于 60 分貝（2）適應性要求：可隨意調(diào)整切割高度，可根據(jù)不同要求選擇不同刀具。（3）可靠性要求：2 年內(nèi)故障率不大于 1/100。（4）效率要求：機械效率大于 90%。（5）經(jīng)濟要求：價格低于 4000 元。（6）人機工程學要求：手推式，操縱簡單、起步快，符合人體工程學的要求。（7）外觀要求：外觀要美觀大方，顏色搭配合理。2.2 剪草機的工作原理本次設計的新型剪草機主要利用輪子運動傳動變速箱中的齒輪實現(xiàn)刀具的往復運動的功能。新型剪草機由變速齒輪、端面齒輪、撥桿和剪刀等構件組成，端面齒輪和撥桿是一對工作組合。端面齒輪通過自身的轉(zhuǎn)動將旋轉(zhuǎn)方向的力傳動給撥桿，引起水平方向的往復運動，從而使刀具自身往復運動。由于剪草機變速變矩范圍不夠大，因此在刀具的選擇上尤其注意以提高剪草機自身效率為重要原則。2.3 剪草機傳動系統(tǒng)方案選定方案 1 利用梅花凸輪（凸輪廓線呈梅花狀）和連桿機構來實現(xiàn)滑塊在導軌上的往復運動，工作原理如圖 2.1 所示。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 2.1 梅花凸輪傳動機構方案 2 利用圓柱凸輪機構將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滑塊的往復運動，其工作原理如圖 2.2 所示。圖 2.2 圓柱凸輪傳動機構在圖 2.1 所示的梅花凸輪機構中，為把凸輪的轉(zhuǎn)動變?yōu)閳?zhí)行構件的往復移動需增加一個支點和一個構件兩個低副（或一個構件一個高副） ，這樣會增加整個機構的復雜性，且設計時 應該比 短（否則必然會增大梅花凸輪的尺寸，或者1l2l引起梅花凸輪邊緣曲線過度較急） ，這樣將減少傳送到滑塊上的力。圖 2.2 所示的圓柱凸輪機構和端面凸輪機構的結構簡單，可以考慮作為所設計的除草機的運動轉(zhuǎn)換機構。2.4 剪草機總體方案設計該機構由輪子帶動，通過一對單級減速器進行傳遞轉(zhuǎn)矩，再由端面齒輪和撥桿組合變化運動方向，最終輸出往復剪切運動。總體方案設計如圖 2.3 所示：優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 2.3 總體方案設計方案一:采用齒輪機構實現(xiàn)增速，提高整機的工作效率，解決了手動除草機工作效率不高的問題；采用端面凸輪機構（運動形式轉(zhuǎn)換機構） ，將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復運動，從而滿足除草運動要求，形狀類似冠輪，解決了端面凸輪加工難的問題。方案二：用蝸輪蝸桿傳動，直接帶動割草圓盤，采用割草的方式。機構更加簡單，刀具拆裝方便。但草柔軟，且一端自由，采取割的方式將草截斷較難實現(xiàn)，除草的數(shù)目不多。要想割的效率快，必須采用大功率。方案一的除草機方案結構比較簡單，與之相比軸的位置較為容易定位，而蝸輪蝸桿傳動的除草機一水平一豎直的軸造成了機架結構的復雜。并且增速機構采用端面齒輪和撥桿的運動組合，結構簡單，運動實際為一凸輪推桿的運動組。同時除草的數(shù)量較多，在功率一定得情況下，剪得方式始終比割得方式效率高。通過比較我選擇方案一，選擇方案一能夠更好的實現(xiàn)運動傳遞。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633 剪草機的設計3.1 切割系統(tǒng)設計切割速度 與進給速度 之間的關系，用切割速比來描述。在動刀高度pVm一定時，重割區(qū)和空白區(qū)的大小與機器前進速度 和曲柄轉(zhuǎn)速有密切的關系，h mV其關系用切割進程 表示。數(shù)學式為Hmt??（3.1）式中 ——機器前進速度（m/s）；mV——割刀運動一個行程時間。t因為往復割刀運動一個行程，轉(zhuǎn)動 180°，其時間為 t= t30n（3.2）將（3.2）代入（3.1）得 = （3.3）H30mVn式中 ——轉(zhuǎn)速（r/min）。n因牧草稠密多汁，切割阻力大，往復式割草機切割速度應大于 2.15m/s[3]。但切割速度太大，慣性力增加，引起機器震動，因此選擇適宜切割速度是關鍵。曲柄旋轉(zhuǎn)一周，割刀完成兩個行程，則割刀平均速度 為pV= （m/s ） pV15rn（3.4）= = 1.87 m/sp738150?式中 ——半徑（mm）；r——轉(zhuǎn)速（r/min）。n因為切割速比 λ= 將（3.1）、（3.3）代入整理得pmV優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763λ= 2rH（3.5）現(xiàn)有割草機 =（1.1～1.5） 代入（3.5）式得Hhλ= 2(1.5)rh～（3.6）——動刀刃高度（mm），標準Ⅰ型切割器動刀刃高度 為 54，代入h（3.6）得λ= = 0.94～1.28238(1.5)4?～為保證切割質(zhì)量，實際切割速比應大于理論切割速比，理論進給速度 取機器穩(wěn)定行駛所允許的最高速度。mV3.2 割草機切割功率分析切割機功率包括往復切割器切割功率 和輸送功率 。 即：1P212??其中 = （kW ） 10mVBL式中 —— 機器前進速度（m/s）； mV—— 機器割幅（m）；B—— 切割每平方米面積的莖稈所需的功率（N·m/m 2） 。0L經(jīng)測定，割草 = 400～600，所以0= =1.941P0.92?根據(jù)經(jīng)驗輸送系統(tǒng)功率需求為 2bB?式中 —— 輸送系統(tǒng)單位割幅所需功率（kW/m）， 一般取 0.22～0.25 bPkW，則=0.22×1 = 0.22 kW2P中未考慮傳動效率和空轉(zhuǎn)所需的功率，故割草機最低所需總功率為： kW12.9402.16???優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633.3 齒輪軸的設計及強度校核齒輪軸的材料為 45 鋼，設計如圖 3.3 所示：圖 3.3：齒輪軸零件圖3.3.1 齒輪軸強度計算1631792N/m0.Pqb?式中： ——齒輪軸的均布載荷；——力；——寬度。b優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976322163208457N/m.WRFqL?????式中： ——均布載荷；——反力；R——長度2L103270.6N/m.9Tqb????式中： ——前后均布載荷3103()27.3876/9TRmb????式中： ——平面上附加的均布力矩3按扭轉(zhuǎn)條件計算Ⅰ－Ⅰ截面的強度 ??MPa159.175.02463????????PaWTcaⅠⅠⅠ因此Ⅰ－Ⅰ截面安全。按彎扭合成條件計算Ⅳ－Ⅳ截面 ??Pa133.8760.1)5.23(784) 2222 ??????? ???? PaTMcaⅣ ⅣⅣⅣ ＋ （因此截面安全。3.3.2 齒輪軸的疲勞強度校核Ⅰ截面直徑最小，且有應力集中；Ⅱ截面為連接處，由于直徑發(fā)生實然變化，產(chǎn)生明顯的應力集中；由于直徑最大且無應力集中，故不必對其他地方處進行校核，而只需對Ⅰ、Ⅱ截面進行校核。截面Ⅰ右側 MPa94.175.02463.0713???dWTⅠⅠ ＝?因為Ⅰ截面受扭矩作用，所以優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763MPa97.8?ma?由于變化形成的理論應力集中系數(shù) 由表查取。因 ，??0.1658?dr，經(jīng)插值后可查得1.0538?dD.2??軸的材料的敏性系數(shù)為 85.0?q有效應力集中系數(shù)為 28.)1.(.1)(1???????????k尺寸系數(shù) 75.0??表面質(zhì)量系數(shù)為 8.0???處未經(jīng)表面強化處理，即 ，則得綜合系數(shù)值為1q 18.3.075.2??????????kK取 ?計算安全系數(shù) 5.197.3.80597.1831 ???????? SKSmaca???可知其安全。截面Ⅱ左側彎曲應力 MPa7.1542.0861.0233????dWMb?所以 ，aa70m?扭轉(zhuǎn)應力 Pa9.1452.0632.43????dT?所以 M7ma?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763由于軸徑變化形成的理論應力集中系數(shù) 因 ，??0.83542?dr，經(jīng)插值后可查得1.354270?dD，8.1??3.?軸的材料的敏性系數(shù)為，.0?q5.?有效應力集中系數(shù)為 6.1)8.(3.1)(1???????????k 4550??q尺寸系數(shù) 5.0??尺寸系數(shù) 7??表面質(zhì)量系數(shù)為 91.0????此處未經(jīng)表面強化處理，即 ，則得綜合系數(shù)值為1q 12.39.05.6?????????kK..7.41???取 ，0???05?計算系數(shù)值 caS 64.305.712.31 ??????maK?? .7.4.01???aS??? 5.129.36.7.322 ?????SSc??故安全。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633.3.3 齒輪軸的接觸應力校核最大壓應力Hbq2max637.0??式中： ——均布載荷；2——接觸區(qū)寬度的一半。H????m05.814.3.0128457.152.1921 ??????REqb式中： ——模數(shù)；——半徑；1R——半徑。2所以 ??2max84570.637.1.02.MPa.HqPab?????????max45ax..03.26.7? ??3.4 傳動齒輪的設計 （1）輸出轉(zhuǎn)矩設計：轉(zhuǎn)速 13.04/min0.56Cnr??A軸 上的轉(zhuǎn)速?92ni??A計算輪子傳遞的轉(zhuǎn)矩6.510PTn?輪可得： 1234.7TNm?A輪軸 上的轉(zhuǎn)矩為: ?1239.0Nmi????A（2）齒輪的參數(shù)設計：優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763選擇齒輪材料、熱處理、精度等級及其齒數(shù)剪草機為一般工作機器，齒輪選擇常用材料及熱處理，8 級精度。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。二者硬度相差 40HBS。選擇小齒輪齒數(shù)：z1=23，大齒輪齒數(shù)： 2169Zui?（3）基本參數(shù)的選擇試選載荷系數(shù)： 1.6tK?選擇的齒寬系數(shù)為： 08d?查得彈性系數(shù)為： 9.EZMpa按齒面硬度查取接觸疲勞極限：小齒輪： , 大齒輪： ；lim1720HP??lim2580HPa??（4）計算應力循環(huán)次數(shù) N假定工作機載荷有輕微沖擊，每星期左右修剪一次草坪，每周工作 8h，預期使用壽命為 50 年。小齒輪的應力循環(huán)次數(shù)為： 1160hjnL?可得：81.4920N??大齒輪的應力循環(huán)次數(shù)為：7123.0Ni?（5）計算接觸疲勞許用應力查得接觸疲勞壽命系數(shù)：小齒輪 , 大齒輪1.2HNK?20.9HNK?接觸疲勞強度安全系數(shù) ??.0S有公式： （1）??1lim59.6HNMPa??（2）2li2.4HHKS試算小齒輪分度圓直徑 （3）??2131EHtTZud???????????優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763可得： 12.7tdm?為了保證制造工藝簡單，取 140tdm?模數(shù)：1.74()z取標準模數(shù) 2m?小齒輪分度圓直徑： 146dzm?大齒輪分度圓直徑： 238大齒輪齒寬 ,圓整取 ；21.dBb??37b?小齒輪齒寬 (加寬 5mm)14m中心距??29a?小齒輪齒全高 112.54afhm???大齒輪齒全高 2f（6）計算載荷系數(shù) K查得使用系數(shù) 1.5A?圓周力 ，1270.tTFNd1.2570.5.43AtFNbm???查得動載荷系數(shù) .VK?查得齒間載荷分配系數(shù) , 1.2H?.FK?查得齒向載荷分布系數(shù) , 一般經(jīng)仔細跑合，取39? 1.2HFK??計算載荷系數(shù) .04AVHK???（7）修正計算：3312.043.16ttdm?已取 ,符合接觸疲勞強度條件。46.m??（8）齒輪齒根彎曲疲勞強度校核過程優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763確定設計參數(shù)載荷系數(shù) K= 1.257.12.034AVFK?????小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1390TNm?查得齒形系數(shù) , ;應力修正系數(shù) ，.6FY?2.4F?1.58SY?21.75S??查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：小齒輪 ,大齒輪1.85NK?209FNK按齒面硬度查得彎曲疲勞極限 ：小齒輪 ,大齒輪limF?lim16MPalim2450FMPa??計算彎曲疲勞許用應力 ??F取彎曲疲勞強度安全系數(shù) 1.3S?由公式 ,可得??1limFNK????1405.FMPa由公式 ，可得2li2FS23.F?齒根彎曲應力??111180.5FFSFKTYMPabdm??????A121274.FFSF?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 3.4：齒輪3.5 撥桿的設計校核撥桿的材料為 45 鋼。結構如圖 3.5 所示。圖 3.5：撥桿零件圖在實際工作中撥桿只受到力的作用，因此只要校核撥桿的應力即可。從圖3.5 可以看出，撥桿在連接處的面積最小，即屬于危險截面。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976340[]26.()1.5sMPan??右端連接處最大應力max.41.89()0.25062NFaA????[]??左端連接處的最大應力max1.1.7()0NMPa???[]3.6 刀具的設計新型剪草機采用剛性切割式，運動方式選擇往復式運動。往復式切割裝置由上、下兩組刀片組成，分動和雙動兩種運動方式。本設計采用單動運動方式。單動切割器是動刀片在定刀上作往復運動；其特點是： ，刀片的行程0St?與上、下刀片的距離均相等。剪切機的上、下刀片形狀相同，剪切時，草兩側同時受到切割，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剪切。剪刀自 點向右運動時，其速度自零逐漸增加，在沒有0a達到 之前，因切刀不相接觸，不發(fā)生切割。刀片到達 時，兩刀刃開始接觸，1a 1a這時 稱為始切速，然后刀片繼續(xù)向右運動而進入切割，直到刀片到達 時，V 1C兩刀刃相向接觸完畢，這以后不再切割，這時 稱為終切速。由 到 為切1cVaVc割速度的變化范圍。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剪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。刀片一個行程時間內(nèi)機器前進的距離稱為切刀的進程，以 H 表示，切刀一秒鐘內(nèi)運動的絕對距離為： 10.51236286.49mvtxtnmc????50yt式中： ——機器的前進速度mvs（ ）優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763——刀具水平運動的距離1t——輪子的周長C一個行程所需要的時間為：1020.786.49tsx???一個行程運動的絕對距離： m035yvt可得切刀的進程 H 為： m??由于端面齒輪旋轉(zhuǎn)一周刀具往復運動 6 次，刀具行程運動呈現(xiàn)對稱的加速減速運動，速度由 變化，從 0 到達 的所需的時間與 到100avss?1av1av達 0 的時間均為 。.35運動分析可知，刀具呈現(xiàn)勻加速運動，運動方程式為：121.035avt?????可得：27.43/6ams切刀的平均速度： 0571.438./2pvs??將切刀的平均速度 與機器的前進速度 的比值 稱為刀機速比。pvmv?，據(jù)類似的茶樹修剪機和采茶機的試驗分析，可得動力轉(zhuǎn)速0.571pmv?較小的手推式剪草機傳動的效率較高。撥桿在端面齒輪 處安裝，圖中 a 與 b 為撥桿上升對應的端面齒輪所旋3?轉(zhuǎn)的角度 ，c 為 。在端面齒輪上撥桿與端面齒輪接觸點旋轉(zhuǎn)的角度所對應26?8?的行程為： 9.530adm???816c優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763式中 d 為撥桿與端面齒輪接觸點在端面齒輪上離中心位置的直徑大小。假設在端面齒輪上的運動行程為 ,接觸點上下運動的位移為 ,可得運動軌XY跡方程為：2360dYk????????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參數(shù)。代入特殊值 ， 可得：40??26??0.23k?從而得出接觸點上下運動位移的軌跡方程為：22360YkXd????????推程階段 168???221360YkXd?????????130,8?????????遠休止階段 268???0Y21380???回程階段 31268????22360YkXd????????310,8????????近休止階段 485????0Y40,5?????????優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633.7 后輪的設計校核本次設計的后輪如圖 3.7 所示：圖 3.7：后輪零件圖后輪直徑為 200mm0)(435)(?????cbaFaBAcb優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763；BAF?43520175AN?許用應力 用插入法查得： ??0.bMPa?許用應力值 16??應力校正系數(shù) ??100.582b???當量彎矩 0.59138.67.TNm?????22()73.AMT????58B?設計的最小直徑 min170d?后輪直徑 ??'312.AAb??； 驗算合格。mind?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763結 論通過這次低噪聲新型剪草機的設計，我認識到了單純的理論知識學習和 實際設計之間的差距。 通過這次畢業(yè)設計既鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際應用問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計 規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力的水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。這些都是我希望得到的 也是畢業(yè)設計的目的所在。雖然畢業(yè)設計內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我的收獲也是非常的多。各種設計方案的適用條件，各種零部件的選用標準，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。從畢業(yè)設計中學來的這些寶貴的知識和經(jīng)驗，必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。本次設計參考了許多資料，吸取了其優(yōu)點，并在考慮我國實際的基礎上完成了低噪聲新型剪草機的設計，表達了自己的設計思想，完成了設計任務。但是由于缺乏生產(chǎn)和設計經(jīng)驗，問題一定很多，這些都需要老師改正，使之更合乎生產(chǎn)實際。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763致 謝本文是在老師的精心指導下完成的。老師師淵博的學識、開闊的視野、敏銳的洞察力、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實創(chuàng)新的工作作風，永遠是我學習的榜樣，也將始終引導和激勵著學生在科學技術的殿堂里探索前進。老師令人敬佩的平易近人的處世方式也為學生樹立了榜樣。本畢業(yè)設計的完成是在導師的指導下完成的，在整個過程中同時也得到了其他老師的指導和大力支持。在此我向老師們表示崇高的敬意和衷心的感謝！感謝他們對我在學習上的耐心指導、以及做人做事方面的悉心教誨，使我在解決問題的方法策略和為人處事上都有了很大提高。同時祝愿他們工作順利，身體健康！在這個設計過程中，我得到了很多同學、朋友及老師的支持和幫助，他們給予了極大的幫助和支持。在此我對他們表示衷心的感謝，同時我也感謝我的家人，是他們的理解和默默支持使我的畢業(yè)設計能得以順利按時的完成。最后，借此機會謹向所有關心、支持和幫助我的老師、同學、家人、朋友以及所有默默支持我的人致以最衷心的感謝。謹以此文獻給所有關心和幫助我的人。學生所取得的每一點點成績和每一次的進步，無不凝聚著老師大量的心血。在此論文完成之際，謹向老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝和幫助，在此向老師表示衷心的感謝。老師全面活躍的思維方式、一絲不茍的治學態(tài)度和勤奮務實的工作作風給我留下了深刻的印象，并將使我受益終生。感謝我的家人。他們的支持和理解是我完成學業(yè)的前提和動力。沒有他們的支持我不可能順利完成我的學業(yè)。值此論文完成之際，向所有給予我關心和幫助的老師、同學和親友致以深深的謝意和美好的祝福。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763參考文獻[1].李森.草坪的修剪技術要點[J].現(xiàn)代園藝，2008，22（11）：24-25.[2].盧希誠,尚樹堂. 旋刀式草坪割草機旋刀裝置的減噪措施[R]. 北京林業(yè)大學,1995.[3].熊永森,王金雙,徐中偉.小型往復式果園割草機設計[R]. 金華: 金華職業(yè)技術學院, 2007.[4].張曉輝，李其才，法德，李修渠. 往復式切割器割刀慣性力平衡實用計算公式[R]. 農(nóng)機化研究,1997.[5] 歐向明. 收割機的新刀具——循環(huán)式切割器[J].湖南農(nóng)機，2005，22(3).[6] 史美堂 主編. 金屬材料及熱處理. 上海科學技術出版社，1983[7] 蘇翼林 主編. 材料力學. 高等教育出版社，1980[8] 顧崇銜 主編. 機械制造工藝學. 陜西科學技術出版社，1999[9] 王新等編著.AUTO CAD 2002 機械設計應用與實例.北京：國防工業(yè)出版社,2002[10] 濮良貴主編.機械設計. 北京：高等教育出版社,2001[11] 孫桓主編.機械原理. 北京：高等教育出版社,2001[12] 徐灝主編.新編機械設計師手冊. 北京：機械工業(yè)出版社,1995[13] 機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會編．機械工程手冊：機械零部件設計卷[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996．[14]P Cu.M Hashemian.A Y C.Nee.Adaptable Design [J] .CIRP.2004.53 (2):1-19.[15]Meirovitch.L.Elements of Vibration Analysis. 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