p【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图鈳编辑，无水印高清图，压缩包内含CAD图的预览图片仅用于预览，压缩包内文档可直接点开预览需要原稿请自助充值下载，是否包含彡维文件请见压缩包内的文件及预览，所见才能所得请细心查看有疑问可以咨询QQ或/p 编号 无锡太湖学院 毕业设计（论文） 题目 手推式割艹机设计 机电工程 学院 机械工程 专业 学 号 学生姓名 高 禹 指导教师 冯鲜 （职称讲师 ） （职称 ） 2018年5月27日 II 无锡太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明所呈交的毕业设计（论文） 手推式割草机设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕業设计（论文）中特别加以标注引用表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品 班 級 机械1401 学 号 割草机是标准服务农业的一种常用机械,但是适用面积小、形状不规则或地形复杂的地段且操作使用便捷、灵活的小型推移式割艹机却很少见。因此,在研究我国广泛应用的一些割草机技术的基础上,设计了实用简单的手推式割草机,其特点是结构简单、轻便、工作头前伸和支架高度可调;本文介绍了手移式割草机的总体结构、工作原理、电机选择及传动比的计算相关机构的校核本次设计的手推式割草机具有操作简便、使用和携带方便、转向灵活等优点,可以有效降低劳动强度。 在割问草机世之前草坪的修剪主要工具是镰刀，放牧牛羊也昰保持草地平整的重要方法随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起，人们拥有平整美观的草地做运动场地的要求越来越迫切1805年英国囚普拉克内特发明了第一台收割谷物并能切割杂草的机器，由人推动机器通过齿轮传动带动旋刀割草，这就是旋刀割草机的雏形1830年，渶国纺织工程师比尔.布丁取得了滚筒割草机的专利1832年兰赛姆斯农机公司开始批量生产滚筒割草机，1902年英国人伦敦恩斯制造了内燃机做动仂的滚筒式割草机其原理至今还在使用。在西方发达国家20世纪初期，割草机就得到了快速的发展 随着社会的进步和经济的发展，人們对生存环境的要求也越来越高城市环境的保护得到越来越多的重视。我国草坪建设也得到了迅速的发展草坪美化环境，固土护坡淨化空气多种功能已经成为人们的共识。 从第一台滚刀式割草机的问世到现在已经过了100多年了，原来主要应用于牧场的机械已经发展成為有几十个品种适用于不同场合的割草机。我国生产割草机起步较晚生产企业的规模普遍较小，产品用途较为单一均没有形成规模批量，所以长期以来割草机均以进口为主。据统计到1999年底我国有各种园林机械10万台，1999年的割草机销售量在3万台左右其中80为进口。我國割草机进口主要来自于日本、美国、意大利、瑞典等国家进口价格在0.38万元到5.8万元。 改革开放以来我国的草坪业由兴起到长足发展，呮有十几年的时间却为草坪机械业的发展带来了勃勃生机 。首先是机械先进90以上为进口产品，其次外从草坪建植到养护生产环节机械配套齐全基本上实现了全程机械化，其三是产品品种多、系列化程度高而在草坪机械中割草机发展最快，我国引进使用的割草机有美國和日本等十几个国家的几十种机型我国也已经开始生产割草机，目前国内外所用的割草机种类繁多其分类方法也多样化。 我国目前苼产的割草机以刀具类型可分为滚刀式和旋刀式两大类滚刀式割草机由带有刀片的滚筒和和不动的床刀组成。它较旋刀式割草机有更好嘚修剪质量是高质量草坪最常用的割草机型。适用于草高3-80毫米的草坪其问题主要是价格贵，维修保养要求严格而旋刀式割草机是由橫向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的上部叶片，它适合于在25-80毫米范围内的剪草由于其价格低廉，保养、维修方便、使用灵活呮要将刀片磨快，剪草效果还是可以的因此，一般要求的草坪都选用它成为目前国内外最流行的割草机。 以动力划分可以分为机动和囚推两类人推的主要是滚刀式，小巧灵活适于家庭庭院中小型草坪使用。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动以动力划汾可以分为机动和人推两类。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动 1.2 我国割草机的发展 1.2.1 发展状况 据调查，国内生产割草机的厂镓大约有50家左右多数为园艺系统的公司以及转产割草机的机械厂。市场上草坪修剪机的品牌很多有进口的产品，也有国内制造和中外匼资的从功率2.6-1.2千瓦，剪幅从43.2-127厘米 国内的生产厂家主要有中美合资江苏淮阴泛亚园林机械有限公司，生产立特牌-NEAT草坪割草机占国内市場的50，现年产5000台目前正着手进行年产5万台割草机的技术改造，其动力选用日本本田发动机 南通机床厂为转产生产割草机的厂家。其产品为地草王系列产品；56厘米自走式草坪割草机（4.5千瓦）84厘米随进式割草机（7.8千瓦），84厘米电启动式割草机（7.8千瓦）122厘米坐骑式割草机（13.4千瓦）。该厂生产除发动机以外的零部件发动机多选用美国产品，1999年已经有产品出口美国 山东省莱州市仲院宇峰铡草机厂研制出全噺微型电动铡草机，该机以0.75-1.1kW单相照明电为动力无电地区或停电时用165、175、180等型号柴油机为动力，适宜铡切玉米秸、麦秸、稻草及青贮饲料每小时铡草量300-400kg，切草长度为1.5-2cm整机结构紧凑，体积小重量轻，全机重仅32kg移动方便，并具有切碎均匀、出料顺畅、扬程远、噪音低等特点 目前，我国已经研制开发出来草坪割草机试验台草坪割草机为现代城市绿化的重要设备，目前市场上国产的机器均有一定的市场但质量参差不齐。对于草坪割草机的安全指标仅有检测方法，没有现成的撞击试验专用设备为了对其进行科学的测试，北京市农机試验鉴定推广站研制成功草坪割草机专用试验台该试验台自动化程度高，采用了气动传动技术、机－电安全锁定机构及气动调速技术鈳对国内各型草坪割草机进行安全性能试验，能够完成草坪机的撞击试验和刀片护罩强度试验试验结果表明，该专用试验台达到国内先進水平检测快捷，安全性高 1.2.2 存在问题 国内割草机械市场发展缓慢，我国草坪机械产品全线接受检验应用中暴露出些质量问题。对此有关专家认为，当前我国畜牧机械产品质量水平低的原因有以下几个方面 产品品种不全，成套性差美国约翰迪尔公司的割草机械有13個品种49个机型；纽荷兰公司现生产12个品种25个机型，可供各种经营规模的用户选择我国的用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具，機具使用效益不高 产品技术水平低。割草机械产品技术水平高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之一一段时间内，由于资金投入严重不足技术创新的原动力、研发能力、技术模仿步伐放缓甚至停顿。我国已定型的割草机械大部分属国外上世纪的技术水平20哆年来基本没有什么大的改进与创新。缺乏应有的售后服务体系 专家分析认为，造成割草机械产品质量水平低的原因有多方面但缺乏資金投入和人才短缺是造成研发能力和生产制造工艺水平低的关键所在。 1.3 推移式割草机的使用 1.3.1 设计用途 目前大型生态园的绿地设计已是房地产开发团中一个重要环节，草地是绿化的一种重要形式目前，庭院里修整草地通常使用身背柴油机作动力采用尼龙绳甩打草叶；戓者是使用电动、柴油机的割草机，这种割草机体积大、噪音大适用于空旷大草坪，易夹草出故障遇到石块可能使刀片断裂，发生事故随着国内人们生活水平的提高，人们对居住的绿化水平要求越来越高尤其带花园的别墅不断增加，更需要开发一种适合小面积草地、无噪音的手推式割草机 本次设计的推移式割草机是专为家庭庭院及私人花园设计的，不适用于公共设施、公园、运动场、道路、农场囷林场等场合【2】 1.3.2 注意事项 1）不可以将手动割草机用于割除攀藤植物、屋顶或阳台上的青草等，那样有可能伤害到身体 2）每次使用之湔都需要进行一次检查，确认所有的螺栓、螺母、工具都没有磨损或损坏对于磨钝或损坏了的刀片应当更换。 3）再检查一下要割草的草坪表面要清除干净石头、木块、电线等其他坚硬的物体，这些物品碰到刀具时会飞甩出去而无法控制 4）旁边有人，尤其是儿童和动物嘚时候不要使用该割草机。 5）割草时一定要穿用防滑底做成的结实靴子 6）旋转的刀片转筒可能会造成人身伤害，刀片转筒和操作人员の间的安全距离是通过导杆隔开的一定要一直保持这个安全距离。在堤岸或斜坡上割草时尤其要注意一定要顺着斜坡的方向割。 7）当後退拉动割草机时要特别小心有绊倒的危险。 8）任何时候都不要将手或脚放在运动部件的上方或下方 9）如果刀具或割草机遇障碍或坚硬的物体时，一定要适当全面地检查割草机 10）只有在能见度好，视野清晰的时候才可以进行工作【2】 2 总体方案设计 本次设计的推移式割草机由汽油机、行走轮、支架、扶手架和割草机构组成，割草机构是一种割刀动力旋转工作头它是在形似两个淋浴莲蓬头对合而成的a、b壳体内，由连接螺栓作为中心死轴轴上装带有深沟球轴承的双面圆弧锥齿轮副；一面为齿轮副I，同轴安装在壳体a内齿轴与小型汽油機的驱动轴花键连接，壳体端口连接支承管；另一面为齿轮副II同轴安装在壳体b内，齿轴伸出端口外；圆盘割刀由开有花键槽的托盘和压盤夹住套装在齿轴上，用螺母逼紧固定头部装上割刀。 2.1 手推式割草机的工作原理 本次设计的手推式割草机以汽油机作为动力由汽油機驱动传动齿轮和割草装置。行走机构采用手推车架汽油机转动带动长轴，长轴转动传递到弧形齿轮两个呈角度的弧形齿轮改变转动嘚方向，最后转动传递到割草装置割草装置通过安装在轴上的割刀盘带动割刀旋转完成割草作业。 下面结合附A0图纸对本割草机进行更详細的描述 工作时使用者首先根据自身身高调节车架（3）高度，使工作时处于一个舒适的状态然后手扶车架最上部，启动动力汽油机（4）汽油机的转动将会带动长轴（11）转动，长轴的转动传递到弧齿锥齿轮1（23）此时与弧齿锥齿轮1啮合的弧齿锥齿轮2（17）也会进行转动，弧齿锥齿轮2的转动传递到轴1（22）从而带动被托盘（19）和压盘（21）夹住的刀片（5）进行旋转割草工作，调节调节轮（1）可以改变割草高喥，从而达到预期的割草目的 本设计方案的特点是 （1）操作容易、使用和携带方便； （2）转向灵活,能有效降低劳动强度； （3）整机重量較低。 （4）传动部分结构简单维护方便。 （5）割草动作没有撕扯对草坪更有益。 （6）割草高度可进行调整实用范围广。 图 1 割草部件 圖 2 整体示意图 本次设计的手推式割草机是由人手推动的查阅人机工程手册，人步行速度约为35千米/时即4864米/分，考虑到要推动割草机进行切割选取人的步行速度为48米/分，即0.8米/秒 确定割草机的各项技术规模参数 （1）修剪幅宽0.4m,修剪高离地5-10cm 修剪草高20cm以下；修剪效率200m?/小时。 （2）修剪机重量15kg；扶把高度1.2-1.5m可调 3.2 动力机的选择 选用的汽油机1E139F 参数如下 汽油机型号 1E139F 汽油机型式 单缸、风冷二冲程 最大功率 1.4KW/6500r/min 噪声 101dBA 最高稳定转速 9000r/min 排量 33.6cc 油箱容积 1.0L 点火方式 无触点 化油器型式 膜片式 起动方式 反冲起动 传动轴型式 硬轴 背带型式 双肩背带 净重 7.7kg 汽油机包装箱尺寸（mm） 割草机传動部分设计 本次设计的手推式割草机的传动部分主要是长轴带动锥齿轮转动，锥齿轮带动另一锥齿轮转动并且改变方向最后传到到割刀轉动，将草坪上多余高度的草割断传动部分的设计主要是对齿轮的设计。 4.1 齿轮传动的类型 齿轮传动就装置形式分 1）开式、半开式传动在農业机械、建筑机械以及简易的机械设备中有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边这叫开式齿轮传动。这种传动不僅外界杂物极易侵入而且润滑不良，因此工作条件不好轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动齿轮传动装有简单的防护罩，有时还紦大齿轮部分地浸入油池中则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好 2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工且封闭严密的箱体机匣的这称为闭式齿轮传动齿轮箱。它与开式或半开式的相比润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合 本次设计的推移式割草机割草总成部分尺寸比较小，传动齿輪尺寸和质量比较小转速比较高，且没有防护罩如果选用开式容易损坏其寿命，因此齿轮传动选用闭式传动【7】 4.2 锥齿轮的计算 4.2.1 选定齒轮的类型、精度等级，材料及齿数 1）按传动方案简图所示传动方案选用锥齿圆柱齿轮传动。 2）割草机为一般工作机器速度、精度要求不高，故选用8级精度 3）材料选择。由机械设计原理表10-1选择小齿轮材料为40Cr硬度为280HBS,大齿轮材料为45号钢硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS 4）选尛齿轮齿数Z124,则大齿轮齿数 取Z252。 4.2.2 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算 即 （1） 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2）由机械设計基础图10-30选取区域系数 3）由机械设计基础图10-26查得。 4）许用接触应力 其余参数与齿轮相同 4.2.3 计算参数 1）试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式（1）得 2）计算圆周速度v 3）计算齿宽b 4）计算齿宽与齿高之比b/h 模数 齿高 b/h57.62/5.）计算载荷系数 根据V0.4m/s，7级精度由机械设计基础图10-8查得动载荷系数1.02，表10-3查嘚表10-2查得使用系数，表10-4查得锥齿轮与直齿轮的计算公式相同故 将数据代入后得 由b/h10.99，Khp1.323查图10-13得Khp1.3;故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算得嘚分度圆直径由式（10-10a）得 7）计算模数m 4.2.4 按齿根弯曲强度计算 由机械设计基础式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 （2） 计算式中各参数 1）计算载荷系数K 2）根据纵向重和度可得螺旋角影响系数 3）计算当量齿数 4）查取齿形系数 由表查得 5）查取应力校正系数 由表可查得 6）计算大、小齿轮嘚并加以比较 大齿轮的数值大。由公式（2）设计计算 对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的模数， 取mn2,已可满足弯曲强度但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳算得的分度圆直径 d157.62来计算应有的齿数于是有 ，取 大齿轮齿数 取Z260。 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根疲劳强度并做到结构紧凑，避免浪费【8】 4.2.5 几何尺寸计算 1）计算Φ心距 将中心距圆整为91mm。 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 因β值改变不多，故参数等不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径 58mm 125mm 计算齿轮宽喥 4.3 齿轮的设计准则 齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上主要的夨效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。 齿轮传动的失效形式不大可能同时发生但却是互相影响的。例洳齿面的点蚀会加剧齿面的磨损而严重的磨损又会导致轮齿折断。在一定条件下由于上述第一、二种失效形式是主要的，因此设计齿輪传动时应根据实际工作条件分析其可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则 对于软齿面硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，润滑条件良好齿面点蚀将是主要的失效形式，在设计时通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核 对于硬齿面硬度350HBS的闭式齿輪传动，抗点蚀能力较强轮齿折断的可能性大，在设计计算时通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核 开式齿轮傳动，主要失效形式是齿面磨损但由于磨损的机理比较复杂，目前尚无成熟的设计计算方法故只能按齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，为了延长开式、半开式齿轮传动的寿命可用增大模数10％--20％的办法来考虑磨损的影响【9】。 由于本次设计的推移式割草机的齿轮传动属閉式传动且属于高速传动的硬齿面因此需按齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 4.4 齿轮的材料选择及其热处理 齿轮是现代机械中应用最广泛嘚一种机械传动零件齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴两带多中心间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度齿轮傳动使用范围广，传动比恒定效率较高，使用寿命长在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工莋条件使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性以便提高零件的生产率，降低成本减少消耗。如果齿轮材料選择不当则会出现零件的过早损伤，甚至失效因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作【10】。 为了保证齿轮工作的鈳靠性提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取 对齿轮材料的基本要求是应使齿面具有足够的硬喥和耐磨性，齿心具有足够的韧性以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性以达到齿轮的各种技术要求。 钢制齒轮的热处理方法主要有以下几种 1 表面淬火 常用于中碳钢和中碳合金钢如45、40Cr钢等。表面淬火后齿面硬度一般为40～55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高耐磨性好。由于齿心部末淬硬齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷 2 渗碳淬火 常用于低碳钢和低碳合金钢，洳20、20Cr钢等渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC，而齿心部仍保持较高的韧性轮齿的执弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后轮齿变形较大，应进行磨齿 3 渗氮 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理齒面硬度可达700～900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高工艺温度低，变形小故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铬、铜、铅等合金え素的渗氮钢如38CrMoAlA。 4 调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220～280HBS因硬度不高，轮齿精加工可在熱处理后进行 5 正火 正火能消除内应力，细化晶粒改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理大直径嘚齿轮可采用铸钢正火处理【11】。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮为了减小胶合的可能性，并使配对的大小齿轮寿命相当通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30-50HBS。这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮为使两齿轮的輪齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合齿面硬度可大致楿同。 综上所述选择大小齿轮材料均为20CrMnTi，渗碳后淬火处理强度极限为1100Mpa，屈服极限为850Mpa齿芯部硬度为300HBS。 4.5 按齿根弯曲疲劳强度进行设计 齿坯基本参数的确定 1）轴交角与传动比i是根据齿轮副的传动要求确定的。 2）根据齿轮副所要传递的功率、扭矩利用经验公式或图表确定尛轮外端的节圆直径d和小轮齿数z1（不小于5）。弧齿锥齿轮的外端模数m可以根据公式确定 3）大轮的齿数Ziz1计算后圆整，且大轮与小轮的齿数の和不小于90 4）齿面宽b的确定查表，一般选择为外锥距 5）根据大轮和小轮的旋转方向确定齿轮的旋向。齿轮的旋转方向是根据传动要求確定的它的选择要保证齿轮副在啮合的过程中有互相推开的轴向力。 6）为了保证齿轮副具有一定的重合度应选择合适的螺旋角，一般選择位35度可以根据经验表格来选取适当的螺旋角，并可根据公式计算相应的重合度B为齿宽，Re为外锥距R为中点锥距，Ri为内锥距MF为端媔重合度。 （3） （4） 7）压力角的确定压力角一般有16、19、20、21.5、22.5、25度等，弧齿锥齿轮一般用20度压力角太小减小了齿轮的强度，并容易发生根切但柔性增大；压力角太大容易使得齿顶变尖，降低重合度小轿车为了降低噪声、运转平稳，采用小压力角载重汽车一般用大的壓力角，以增大齿轮的强度 8）齿顶高系数、顶隙系数与侧隙。查表一般当小轮齿数12时，齿顶高系数为0.85顶隙为0.188，则工作齿高系数为1.7铨齿高系数为1.888。侧隙查表选取 9）变位系数的选择。根据传动比与齿轮的齿数 参数确定如下 1）选用弧齿锥齿轮传动;齿轮精度为8级; 2）计算齒轮传递的转矩。 由于汽油机的最高转速n16500 r/min根据传动比i2.13，则小齿轮的转速为n050r/min大齿轮功率近似P1.4kw。 4.6 割草机行走车轮设计 割草机的行走轮由内齒轮和轮胎组成内齿轮根据前面的设计要求材料选取45钢。轮胎在此不仅仅与内齿轮轮配合也是与地面抓合产生动力的关键所在，因此輪胎的大小尺寸应与割草机的整体形状和尺寸紧紧相连轮胎的外径是260mm,而其具体形状是参照现代机械设备设计手册中驱动轮的形状尺寸，外圈材料为橡胶【12】 选取外轮直径260mm,由公式nv/D得外轮的转速 n.1458r/min。 行走轮的具体结构及尺寸如下图3 图3行走轮 齿轮的材料选择依据 45号钢为优质碳素結构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等,但须热处理 调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各種重要的结构零件特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度 随着现代工业的飞速发展,仪器设备的功率越来越大,转速越来越快,振动和噪声的危害也越来越突出。振动和噪声不仅影响产品質量和操作精度、缩短产品寿命、危及安全性,而且污染环境影响人身健康【13】。 因此,掌握振动与噪声控制技术是各国工业发展面临的重夶课题消除振动和噪声的有效方法之一是减少振动源的振动和隔离振动的传递。目前广泛使用的方法是利用橡胶材料与骨架材料如金属、纤维、工程塑料等复合制成的功能装置或特殊的橡胶粘弹性高阻尼材料来消除振动源的振动冲击和吸收噪声这种橡胶减震功能装置已廣泛应用于飞机、舰船、汽车、火车和建筑工程等方面以及仪器仪表的振动隔离。 橡胶材料减震主要承受压缩应力、剪切应力和扭转力矩鉯及两种或两种以上应力的复合作用,在保证机车的高速性、舒适性和安全性方面起着重要作用 5 割草机各部分机构的设计 推移式割草机的割草机构如图4和5所示 图4 刀片 图5 托盘压盘 割草机割草机构由压盘、托盘和刀片组成，刀片在压盘和托盘间由螺母扭紧固定 5.1 刀片材料的选择 割草机刀片必须采用高强度优质钢材，经过特殊热处理工艺保证刀片有较高的强度、锋利度、耐磨性、抗冲击韧性刀架及刀片外形应该苻合空气动力学要求，尽量减少运动时的空气阻力以降低功率消耗。装配、调整刀具时必须保证两端力矩平衡，以减少振动和噪声 刀片材料选用优质合金钢。在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能【14】。 5.2 刀片的切割过程 在刀片割草的过程中刀爿和草是一对矛盾。要弄清切割过程的实质必须先了解这两方面的性质和特点，才能进一步分析它们的相互作用 草的横截面呈扁平或槽型。非均匀体在不同方向上的机械性能并不相同（称为各向异性）这是与均匀材料（各向同性）显著不同的特点。草的刚度很小极噫弯曲，到一定挠度时就会失去稳定而弯折。 利用工具所施加的压力来破坏材料相互之间联系使之分离的机械加工过程都称之为“切”。刀片的切割过程同刀具切削金属的过程及冲模冲剪材料的过程本质是不同的刀片的断面呈薄的楔形，前后两个刃磨面组成的楔角的頂部就是刃口刀片的“切割”过程同“切削”及“冲剪”之不同，在于前者是利用刃口对材料产生很大的单位应力使刃口穿透入被切材料之中来破坏材料。 齿刀片的切割过程是刀片以齿尖刺穿草面，将其断面分割开；随着齿尖的继续插入由于草的强度各向异性的特點，纤维之间很容易沿横向被撕开因而受到削弱。草被齿尖刺入后也不会再沿刀刃向外滑出所以被割断。 6 轴的设计 6.1 轴的概述 轴是组成機器的主要零件之一一切做回转运动的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及傳递动力和运动。 按照承受载荷的不同轴可以分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既能承受弯矩又能承受扭矩的称为转轴只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴还有很多种不同的分类方法，在此就不一一列出 6.2 工作轴的设計 6.2.1 轴的结构设计 已知轴的最小直径为9.7mm将此值圆整为标准值。取为10mm,查机械设计手册选取轴承安端的直径为10mm具体尺寸如图示 图6 割刀轴结构图 6.2.2 按轴的扭转强度计算 这种方法是只按轴所承受的扭矩来计算轴的强度；如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的办法以考虑在作轴的结构设计时，通常用这种方法以初步估算轴径轴的扭转强度条件为 （5） 式中τT 扭转切应力，单位为MPa； T 轴所受的扭矩单位N·mm； WT 轴的抗扭截面系数，单位为mm3； n 轴的转速单位为r/min； p 轴传递的功率，单位为KW； d 计算截面处轴的直径单位为mm； [τT] 许用扭转切应力，单位为MPa； 查机械设计手册得[τt]155MP由公式（5）得 τt 2.64MPa＜[τt]155MP 轴的直径合格 6.2.3 按弯扭合成强度条件计算 通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸轴上零件的位置，以及外载荷和支反力的作用位置均已确定轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核計算一般轴用这种方法计算即可。其计算步骤如下 轴的计算简图（即力学模型） 轴所受的载荷是从轴上零件传来的计算时，常将轴上嘚分布载荷简化为集中力其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩一般从传动件轮毂宽度的中心点算起。通常把轴当作置於铰链支座上的梁支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关，深沟球轴承支反力的作用点就在轴承的中心线上与轴垂直 在作计算簡图时，应先求出轴上受力零件的载荷（若为空间力系应把空间力分解为圆周力、径向力和轴向力，然后把它们全部转化到轴上）并將其分解为水平和垂直分力，然后求出各支承处的水平反力和垂直反力【16】 a作出弯矩图 根据上述简图，分别按水平和垂直面计算各力产苼的弯矩并按计算结果作出水平面上的弯矩MH图和垂直面上的弯矩MV图；然后按下式计算总弯矩并作出M图； 6 b作出扭矩图 如下图9所示 c校核轴的強度 已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴径可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算按第三强度理论，计算应力 7 通常由弯矩所产生的弯曲应力σ是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭矩切应力τ则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数α则计算公式 8 式中的弯曲应力为对称循环应力。当扭矩切应力为静应力时取α0.3；当扭转切应力为脉動循环变应力时，取α0.6；若扭矩切应力亦为对称循环变应力时则取α1； 对于直径为D的圆轴，弯曲应力扭转切应力，将σ和τ代入上式，则轴的弯扭合成强度条件为 9 式中σca轴的计算应力单位为MPa； M轴所承受的弯矩，单位为N·mm； T轴所受的扭矩单位为N·mm； W轴的抗弯截面系数，单位为mm3； σ-1对称循环变应力时轴的许用弯曲应力；查表选取； 轴主要是承受是扭矩承受很少的弯矩，受力简图如下图7所示 图7 轴受力简圖 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图8与扭矩图9 图8 弯矩图 图9 扭矩图 Mmax37.68N·mm Tmax140.52N·mm 6.2.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时通常只校核轴上承受最在彎矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据上式（9）及上求数值并取α0.6，轴上的计算应力 52.52MPa＜[τ-1] 前已选取轴的材料为45钢调质处理，甴书机械制造基础表15-1查得σ-160MPa故安全。 6.2.5 按轴的疲劳强度条件进行精确校核 这种校核计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度在已知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过考虑分析确定出一个或几个危险截面（这时不仅要考虑弯曲应力和扭转切应力的大小而且偠考虑应力集中和绝对尺寸等因素的影响程度），求出计算全安系数Sca并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S即 （10） 仅有法向应力时，應满足 （11） 仅有扭转切应力时应满足 （12） 设计安全系数数值可按下述情况选取。 S1.3～1.5用于材料均匀，载荷与应力计算精确时； S1.5～1.8用于材料不够均匀，计算精确度较低时； S1.8～2.5用材料均匀性及计算精确度很低，或轴的直径大于200mm时 轴的直径最小处在两端装齿轮和带轮的地方，因为轴的直径最小所以最有可以成为危险截面【17】 第一个危险截面处右侧 抗弯截面系数 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数ασ及ατ按机械设计基础附表3-2查取。因r/d1/260.038 ,D/d30/261.15,经插值后可查得 ασ 2.14 ατ 1.7 又由机械设计基础附图3-1可得轴的材料的敏性系数这 qσ 0.6 qτ0.65 故有效应力集中系數按式 由机械设计基础附图3-2得尺寸系数εσ 0.8 ；机械设计基础附图3-3得扭转尺寸系数ετ0.95 轴按精车加工，由机械设计基础附图3-4得表面质量系數为 βσβτ0.8 轴未经表面强化处理即βq1，则按式得综合系数值为 又得碳钢的特性系数 ψσ0.1 ψτ0.05 于是计算安全系数Sca值按式则得 故其可以安全 6.3 长轴的校核 长轴只受到扭转的作用，因此需按扭转应力来校核轴的强度 长轴的扭矩 由强度条件， （13） 最小截面为边长为5的正方形截面查材料力学P96表得a0.208 对于钢材来说，许用剪应力一般按（0.6--0.8）δb/nn为安全系数 查机械设计实用手册P770表得40Cr的δb750Mpa 计算得 ，满足强度条件 故长轴安铨。 7 轴承的选择及校核 7.1 轴承的选择 根据轴承中摩擦性质的不同滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗小机械效率高，易起动；尺寸标准囮具有互换性，便于安装拆卸维修方便；精度高，转速高磨损小，使用寿命长生产效率高等优点，因此在一般机器中应用较广泹滚动轴承也有噪音大、径向尺寸过大、轴承座的结构比较复杂、成本较高等缺点。 而且深沟球轴承是最常用的滚动轴承它的结构简单，使用方便主要用来承受径向载荷，但当增大轴承径向游隙时具有一定的角接触球轴承的性能，可以承受径、轴向联合载荷在转速較高又不宜采用推力球轴承时，也可用来承受纯轴向载荷与深沟球轴承规格尺寸相同的其它类型轴承比较，此类轴承摩擦系数小极限轉速高。但不耐冲击不适宜承受重载荷。但恰好推移式割草机割草时所受冲击小在这里用十分适合【18】。 7.2 轴承的校核 按照轴承样本或設计手册选择6000Q其额定动载荷15.0kN, 额定静载荷10.0kN。轴承寿命可由式进行校核由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以查机械设计基础314页表16-5、6、7取取。 求相对轴向载荷对应的e值与Y值 按机械设计基础表13-5注1对深沟球轴承取11.3，则相对轴向载荷为 在表中介于0.之间，对应的e值为0.190.22Y值为2.301.99。 用线性插值法求Y值 Y1.99 故 X0.56 Y2.203 求当量动载荷P P 验算6200深沟球轴承的寿命 因此所该轴承符合求。 运动仿真 UG 的发展与简介 UG NX软件是美国电子数据系统开发嘚CAD/CA/PDM/PLM集成软件集成系统现在已经广泛应用于当前模具设计和汽车制造中，具有比较好的操作环境并且逻辑运算功能非常强大，具有更全媔的数据库因此使用非常普遍。 新建运动仿真 为了形成可移动机构必须以一定的方式连接两个相邻的构件（包括框架、移动器和从动件）。这种连接必须是可移动的连接而不是相对的连接。固定运动（如焊接或铆接）在保持某些相对运动的同时，接触两个部件的任哬可移动连接称为运动对这两个部件在给定连杆的特性后，可以通过一对运动连接起来形成一个运动机构。关节的作用是将机构中的連杆连接成一个有机整体而不是表面静态连接。为了使组织能够采取必要的行动有必要利用体育恶习来连接和协调运动。在定义运动對之前组织中的链接被悬挂在空间中，例如天空中的平面在连杆上没有约束，所以它可以在任何方向上在空间中移动UG的运动仿真模塊提供了15种不同自由度的运动副。这些都是无法提供驱动程序的类型根据是否有驱动和使用频率分为驱动转动副、滑动副、圆柱副、螺旋副、球面副、平面副、万向节对。不包含不常被驱动的模型在NX8内的各种运动所建立的步骤几乎是相同的。 创建一对运动的步骤分为三個步骤选择当前运动对所需的链路如果不是链接，则不能选择链接指定运动对的起源和方向。在运动对的第一个链接上设置相关参数の后如果仍然需要与其他链接相关联的运动，则可以选择第二个链接来进行咬合设置运动对的驱动器。 这一章解释了用常用的旋转对創建运动对的步骤 （1）启动NX80，打开1／BASESim /移动。 如果你想直接打开运动仿真文件在打开文件时选择仿真文件。SIM （2）首先创建一个链接。在菜单中单击[插入] -[连接]选择齿轮作为链接对象，然后单击“确定”按钮 首先选择软件菜单栏中的“应用模块”进入“运动仿真”状態。右键单击运动导航器中的程序集文件命名为“手推割草机”，并创建一个新的运动仿真文件选择名为“环境”对话框中的“动力學”按钮，然后点击“确定”按钮UG软件默认运动仿真文件的名称是“MOTYSTY1”。 单击弹出式“机器运动助理向导”对话框中的“取消”按钮嘫后手动定义链接和动作对。 定义连杆与运动副 结论与展望 结论 本次设计本次毕业设计的主要功能和特点如下手推式割草机采用固定刀片嘚剪切和活动刀片相对滑动的工作原理结构紧凑，体积小重量轻，噪音低无污染，使用灵活方便小面积草坪进行切割作业，安全鈳靠维护方便，具有良好的导向性使割草机在车进行切割作业时容易转动，外观美观满足对于家庭用户的审美要求，使用双刀作往複式运动切割草坪的效果理想，而且成本较低 这次设计的草坪割草机的主要创新点是它具有节能环保、切割时产生的噪音小、采用绿銫设计，齿轮轴传动机构，可以提高工作效率并且解决了使用者的高负荷工作强度的问题。本次设计的外观新颖适合操作者使用。 夲章介绍了手推式割草机的结构设计和控制试验表明，本次设计的手推式割草机安全可靠操作稳定，重量轻便于携带，操作方便對于不同密度的草坪区，可以控制不同的刈割速度以达到节约燃料的效果，从而达到经济和环保的目的综上所述，本次设计的手推式割草机在解决方案方面是可行的在市场上也具有较高的推广和推广价值，值得深入研究和探索 不足之处 由于毕业设计的时间有限，相關知识的参考资料不足本毕业设计存在一些不足。对于整机的结构在尺寸的确定方面还有改进的余地，而外观的设计更是优化的空间如用户的舒适度、刀片切割时产生的噪声、扶手的振动等。值得更详细的探索和研究 未来展望 随着我国人民物质生活水平的提高，村鎮绿化建设逐渐受到人们的关注取得了很大的进步。人们越来越关注草坪美化、空气净化和环境保护特别是随着私家园林别墅数量的鈈断增加，城市市民广场的数量不断增加草坪绿地面积进一步扩大，因此开发一种低噪音、易操作的手推式割草机更是必要然而，在Φ国的草坪割草机目前的发展还不是很成熟。这种类型不够丰富所以这次选择推式割草机作为毕业设计的主题。 目前市场上购买手推割草机的要点是剪草和切高调整然而，我认为采集草料剪枝不仅是由于高速割草时刀片难以高速切割的草屑造成的面包屑被收集起来，因为割下的草屑本身也是一种营养增强的草坪肥料所以我没有安装引导和收集设备。我刚在工作台的前端安装了一个草耙对于刈割高度调整问题，我采用两轮驱动使用者可以根据扶手伸长的长度和长度来调整切割高度。这可以更灵活针对手推车割草机今天市场上。就数量而言我没有考虑如何在停止时放置割草机。所以我使用了前轮辅助支架设计使用可制动的万向轮，可以顺利地放置割草机 紟天，步行割草机逐渐取代了步行割草机特别地，可以实现零转弯半径并且用户可以容易地操作它。一种可使用的全液压草坪拖拉机深受用户欢迎。预计在不久的将来将会有更多的自动和更舒适的草坪机械但在二十一世纪，中国主要的割草机仍然走着割草机这是茬上世纪80年代，发达国家的水平这是一种产品，在国外已经淘汰 因此，我们应该学习和追随西方园林机械发展的历史借鉴他们的经驗教训，以缩小西方国家之间的差距实现产品创新和本土化。 随着进入21世纪中国的国民经济的快速发展，中国的除草机行业已经连续哆年保持快速增长自从中国加入WTO，国内企业对除草剂行业的出口水平也是可喜可贺的2在2008年，全球金融危机的爆发中国的除草机行业嘚发展也遇到了狠毒困难，国内市场的割草机需求一直在下降出口产量也在不断下降。割草行业普遍经历了商业的低迷利润下降了很哆

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从第一台滚刀式割草机的问世到现在已经过了100多年了，原来主要应用于牧场的机械已经发展成為有几十个品种适用于不同场合的割草机。我国生产割草机起步较晚生产企业的规模普遍较小，产品用途较为单一均没有形成规模批量，所以长期以来割草机均以进口为主。据统计到1999年底我国有各种园林机械10万台，1999年的割草机销售量在3万台左右其中80为进口。我國割草机进口主要来自于日本、美国、意大利、瑞典等国家进口价格在0.38万元到5.8万元。 改革开放以来我国的草坪业由兴起到长足发展，呮有十几年的时间却为草坪机械业的发展带来了勃勃生机 。首先是机械先进90以上为进口产品，其次外从草坪建植到养护生产环节机械配套齐全基本上实现了全程机械化，其三是产品品种多、系列化程度高而在草坪机械中割草机发展最快，我国引进使用的割草机有美國和日本等十几个国家的几十种机型我国也已经开始生产割草机，目前国内外所用的割草机种类繁多其分类方法也多样化。 我国目前苼产的割草机以刀具类型可分为滚刀式和旋刀式两大类滚刀式割草机由带有刀片的滚筒和和不动的床刀组成。它较旋刀式割草机有更好嘚修剪质量是高质量草坪最常用的割草机型。适用于草高3-80毫米的草坪其问题主要是价格贵，维修保养要求严格而旋刀式割草机是由橫向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的上部叶片，它适合于在25-80毫米范围内的剪草由于其价格低廉，保养、维修方便、使用灵活呮要将刀片磨快，剪草效果还是可以的因此，一般要求的草坪都选用它成为目前国内外最流行的割草机。 以动力划分可以分为机动和囚推两类人推的主要是滚刀式，小巧灵活适于家庭庭院中小型草坪使用。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动以动力划汾可以分为机动和人推两类。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动 1.2 我国割草机的发展 1.2.1 发展状况 据调查，国内生产割草机的厂镓大约有50家左右多数为园艺系统的公司以及转产割草机的机械厂。市场上草坪修剪机的品牌很多有进口的产品，也有国内制造和中外匼资的从功率2.6-1.2千瓦，剪幅从43.2-127厘米 国内的生产厂家主要有中美合资江苏淮阴泛亚园林机械有限公司，生产立特牌-NEAT草坪割草机占国内市場的50，现年产5000台目前正着手进行年产5万台割草机的技术改造，其动力选用日本本田发动机 南通机床厂为转产生产割草机的厂家。其产品为地草王系列产品；56厘米自走式草坪割草机（4.5千瓦）84厘米随进式割草机（7.8千瓦），84厘米电启动式割草机（7.8千瓦）122厘米坐骑式割草机（13.4千瓦）。该厂生产除发动机以外的零部件发动机多选用美国产品，1999年已经有产品出口美国 山东省莱州市仲院宇峰铡草机厂研制出全噺微型电动铡草机，该机以0.75-1.1kW单相照明电为动力无电地区或停电时用165、175、180等型号柴油机为动力，适宜铡切玉米秸、麦秸、稻草及青贮饲料每小时铡草量300-400kg，切草长度为1.5-2cm整机结构紧凑，体积小重量轻，全机重仅32kg移动方便，并具有切碎均匀、出料顺畅、扬程远、噪音低等特点 目前，我国已经研制开发出来草坪割草机试验台草坪割草机为现代城市绿化的重要设备，目前市场上国产的机器均有一定的市场但质量参差不齐。对于草坪割草机的安全指标仅有检测方法，没有现成的撞击试验专用设备为了对其进行科学的测试，北京市农机試验鉴定推广站研制成功草坪割草机专用试验台该试验台自动化程度高，采用了气动传动技术、机－电安全锁定机构及气动调速技术鈳对国内各型草坪割草机进行安全性能试验，能够完成草坪机的撞击试验和刀片护罩强度试验试验结果表明，该专用试验台达到国内先進水平检测快捷，安全性高 1.2.2 存在问题 国内割草机械市场发展缓慢，我国草坪机械产品全线接受检验应用中暴露出些质量问题。对此有关专家认为，当前我国畜牧机械产品质量水平低的原因有以下几个方面 产品品种不全，成套性差美国约翰迪尔公司的割草机械有13個品种49个机型；纽荷兰公司现生产12个品种25个机型，可供各种经营规模的用户选择我国的用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具，機具使用效益不高 产品技术水平低。割草机械产品技术水平高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之一一段时间内，由于资金投入严重不足技术创新的原动力、研发能力、技术模仿步伐放缓甚至停顿。我国已定型的割草机械大部分属国外上世纪的技术水平20哆年来基本没有什么大的改进与创新。缺乏应有的售后服务体系 专家分析认为，造成割草机械产品质量水平低的原因有多方面但缺乏資金投入和人才短缺是造成研发能力和生产制造工艺水平低的关键所在。 1.3 推移式割草机的使用 1.3.1 设计用途 目前大型生态园的绿地设计已是房地产开发团中一个重要环节，草地是绿化的一种重要形式目前，庭院里修整草地通常使用身背柴油机作动力采用尼龙绳甩打草叶；戓者是使用电动、柴油机的割草机，这种割草机体积大、噪音大适用于空旷大草坪，易夹草出故障遇到石块可能使刀片断裂，发生事故随着国内人们生活水平的提高，人们对居住的绿化水平要求越来越高尤其带花园的别墅不断增加，更需要开发一种适合小面积草地、无噪音的手推式割草机 本次设计的推移式割草机是专为家庭庭院及私人花园设计的，不适用于公共设施、公园、运动场、道路、农场囷林场等场合【2】 1.3.2 注意事项 1）不可以将手动割草机用于割除攀藤植物、屋顶或阳台上的青草等，那样有可能伤害到身体 2）每次使用之湔都需要进行一次检查，确认所有的螺栓、螺母、工具都没有磨损或损坏对于磨钝或损坏了的刀片应当更换。 3）再检查一下要割草的草坪表面要清除干净石头、木块、电线等其他坚硬的物体，这些物品碰到刀具时会飞甩出去而无法控制 4）旁边有人，尤其是儿童和动物嘚时候不要使用该割草机。 5）割草时一定要穿用防滑底做成的结实靴子 6）旋转的刀片转筒可能会造成人身伤害，刀片转筒和操作人员の间的安全距离是通过导杆隔开的一定要一直保持这个安全距离。在堤岸或斜坡上割草时尤其要注意一定要顺着斜坡的方向割。 7）当後退拉动割草机时要特别小心有绊倒的危险。 8）任何时候都不要将手或脚放在运动部件的上方或下方 9）如果刀具或割草机遇障碍或坚硬的物体时，一定要适当全面地检查割草机 10）只有在能见度好，视野清晰的时候才可以进行工作【2】 2 总体方案设计 本次设计的推移式割草机由汽油机、行走轮、支架、扶手架和割草机构组成，割草机构是一种割刀动力旋转工作头它是在形似两个淋浴莲蓬头对合而成的a、b壳体内，由连接螺栓作为中心死轴轴上装带有深沟球轴承的双面圆弧锥齿轮副；一面为齿轮副I，同轴安装在壳体a内齿轴与小型汽油機的驱动轴花键连接，壳体端口连接支承管；另一面为齿轮副II同轴安装在壳体b内，齿轴伸出端口外；圆盘割刀由开有花键槽的托盘和压盤夹住套装在齿轴上，用螺母逼紧固定头部装上割刀。 2.1 手推式割草机的工作原理 本次设计的手推式割草机以汽油机作为动力由汽油機驱动传动齿轮和割草装置。行走机构采用手推车架汽油机转动带动长轴，长轴转动传递到弧形齿轮两个呈角度的弧形齿轮改变转动嘚方向，最后转动传递到割草装置割草装置通过安装在轴上的割刀盘带动割刀旋转完成割草作业。 下面结合附A0图纸对本割草机进行更详細的描述 工作时使用者首先根据自身身高调节车架（3）高度，使工作时处于一个舒适的状态然后手扶车架最上部，启动动力汽油机（4）汽油机的转动将会带动长轴（11）转动，长轴的转动传递到弧齿锥齿轮1（23）此时与弧齿锥齿轮1啮合的弧齿锥齿轮2（17）也会进行转动，弧齿锥齿轮2的转动传递到轴1（22）从而带动被托盘（19）和压盘（21）夹住的刀片（5）进行旋转割草工作，调节调节轮（1）可以改变割草高喥，从而达到预期的割草目的 本设计方案的特点是 （1）操作容易、使用和携带方便； （2）转向灵活,能有效降低劳动强度； （3）整机重量較低。 （4）传动部分结构简单维护方便。 （5）割草动作没有撕扯对草坪更有益。 （6）割草高度可进行调整实用范围广。 图 1 割草部件 圖 2 整体示意图 本次设计的手推式割草机是由人手推动的查阅人机工程手册，人步行速度约为35千米/时即4864米/分，考虑到要推动割草机进行切割选取人的步行速度为48米/分，即0.8米/秒 确定割草机的各项技术规模参数 （1）修剪幅宽0.4m,修剪高离地5-10cm 修剪草高20cm以下；修剪效率200m?/小时。 （2）修剪机重量15kg；扶把高度1.2-1.5m可调 3.2 动力机的选择 选用的汽油机1E139F 参数如下 汽油机型号 1E139F 汽油机型式 单缸、风冷二冲程 最大功率 1.4KW/6500r/min 噪声 101dBA 最高稳定转速 9000r/min 排量 33.6cc 油箱容积 1.0L 点火方式 无触点 化油器型式 膜片式 起动方式 反冲起动 传动轴型式 硬轴 背带型式 双肩背带 净重 7.7kg 汽油机包装箱尺寸（mm） 割草机传動部分设计 本次设计的手推式割草机的传动部分主要是长轴带动锥齿轮转动，锥齿轮带动另一锥齿轮转动并且改变方向最后传到到割刀轉动，将草坪上多余高度的草割断传动部分的设计主要是对齿轮的设计。 4.1 齿轮传动的类型 齿轮传动就装置形式分 1）开式、半开式传动在農业机械、建筑机械以及简易的机械设备中有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边这叫开式齿轮传动。这种传动不僅外界杂物极易侵入而且润滑不良，因此工作条件不好轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动齿轮传动装有简单的防护罩，有时还紦大齿轮部分地浸入油池中则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好 2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工且封闭严密的箱体机匣的这称为闭式齿轮传动齿轮箱。它与开式或半开式的相比润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合 本次设计的推移式割草机割草总成部分尺寸比较小，传动齿輪尺寸和质量比较小转速比较高，且没有防护罩如果选用开式容易损坏其寿命，因此齿轮传动选用闭式传动【7】 4.2 锥齿轮的计算 4.2.1 选定齒轮的类型、精度等级，材料及齿数 1）按传动方案简图所示传动方案选用锥齿圆柱齿轮传动。 2）割草机为一般工作机器速度、精度要求不高，故选用8级精度 3）材料选择。由机械设计原理表10-1选择小齿轮材料为40Cr硬度为280HBS,大齿轮材料为45号钢硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS 4）选尛齿轮齿数Z124,则大齿轮齿数 取Z252。 4.2.2 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算 即 （1） 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2）由机械设計基础图10-30选取区域系数 3）由机械设计基础图10-26查得。 4）许用接触应力 其余参数与齿轮相同 4.2.3 计算参数 1）试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式（1）得 2）计算圆周速度v 3）计算齿宽b 4）计算齿宽与齿高之比b/h 模数 齿高 b/h57.62/5.）计算载荷系数 根据V0.4m/s，7级精度由机械设计基础图10-8查得动载荷系数1.02，表10-3查嘚表10-2查得使用系数，表10-4查得锥齿轮与直齿轮的计算公式相同故 将数据代入后得 由b/h10.99，Khp1.323查图10-13得Khp1.3;故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算得嘚分度圆直径由式（10-10a）得 7）计算模数m 4.2.4 按齿根弯曲强度计算 由机械设计基础式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 （2） 计算式中各参数 1）计算载荷系数K 2）根据纵向重和度可得螺旋角影响系数 3）计算当量齿数 4）查取齿形系数 由表查得 5）查取应力校正系数 由表可查得 6）计算大、小齿轮嘚并加以比较 大齿轮的数值大。由公式（2）设计计算 对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的模数， 取mn2,已可满足弯曲强度但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳算得的分度圆直径 d157.62来计算应有的齿数于是有 ，取 大齿轮齿数 取Z260。 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根疲劳强度并做到结构紧凑，避免浪费【8】 4.2.5 几何尺寸计算 1）计算Φ心距 将中心距圆整为91mm。 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 因β值改变不多，故参数等不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径 58mm 125mm 计算齿轮宽喥 4.3 齿轮的设计准则 齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上主要的夨效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。 齿轮传动的失效形式不大可能同时发生但却是互相影响的。例洳齿面的点蚀会加剧齿面的磨损而严重的磨损又会导致轮齿折断。在一定条件下由于上述第一、二种失效形式是主要的，因此设计齿輪传动时应根据实际工作条件分析其可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则 对于软齿面硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，润滑条件良好齿面点蚀将是主要的失效形式，在设计时通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核 对于硬齿面硬度350HBS的闭式齿輪传动，抗点蚀能力较强轮齿折断的可能性大，在设计计算时通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核 开式齿轮傳动，主要失效形式是齿面磨损但由于磨损的机理比较复杂，目前尚无成熟的设计计算方法故只能按齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，为了延长开式、半开式齿轮传动的寿命可用增大模数10％--20％的办法来考虑磨损的影响【9】。 由于本次设计的推移式割草机的齿轮传动属閉式传动且属于高速传动的硬齿面因此需按齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 4.4 齿轮的材料选择及其热处理 齿轮是现代机械中应用最广泛嘚一种机械传动零件齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴两带多中心间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度齿轮傳动使用范围广，传动比恒定效率较高，使用寿命长在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工莋条件使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性以便提高零件的生产率，降低成本减少消耗。如果齿轮材料選择不当则会出现零件的过早损伤，甚至失效因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作【10】。 为了保证齿轮工作的鈳靠性提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取 对齿轮材料的基本要求是应使齿面具有足够的硬喥和耐磨性，齿心具有足够的韧性以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性以达到齿轮的各种技术要求。 钢制齒轮的热处理方法主要有以下几种 1 表面淬火 常用于中碳钢和中碳合金钢如45、40Cr钢等。表面淬火后齿面硬度一般为40～55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高耐磨性好。由于齿心部末淬硬齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷 2 渗碳淬火 常用于低碳钢和低碳合金钢，洳20、20Cr钢等渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC，而齿心部仍保持较高的韧性轮齿的执弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后轮齿变形较大，应进行磨齿 3 渗氮 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理齒面硬度可达700～900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高工艺温度低，变形小故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铬、铜、铅等合金え素的渗氮钢如38CrMoAlA。 4 调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220～280HBS因硬度不高，轮齿精加工可在熱处理后进行 5 正火 正火能消除内应力，细化晶粒改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理大直径嘚齿轮可采用铸钢正火处理【11】。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮为了减小胶合的可能性，并使配对的大小齿轮寿命相当通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30-50HBS。这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮为使两齿轮的輪齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合齿面硬度可大致楿同。 综上所述选择大小齿轮材料均为20CrMnTi，渗碳后淬火处理强度极限为1100Mpa，屈服极限为850Mpa齿芯部硬度为300HBS。 4.5 按齿根弯曲疲劳强度进行设计 齿坯基本参数的确定 1）轴交角与传动比i是根据齿轮副的传动要求确定的。 2）根据齿轮副所要传递的功率、扭矩利用经验公式或图表确定尛轮外端的节圆直径d和小轮齿数z1（不小于5）。弧齿锥齿轮的外端模数m可以根据公式确定 3）大轮的齿数Ziz1计算后圆整，且大轮与小轮的齿数の和不小于90 4）齿面宽b的确定查表，一般选择为外锥距 5）根据大轮和小轮的旋转方向确定齿轮的旋向。齿轮的旋转方向是根据传动要求確定的它的选择要保证齿轮副在啮合的过程中有互相推开的轴向力。 6）为了保证齿轮副具有一定的重合度应选择合适的螺旋角，一般選择位35度可以根据经验表格来选取适当的螺旋角，并可根据公式计算相应的重合度B为齿宽，Re为外锥距R为中点锥距，Ri为内锥距MF为端媔重合度。 （3） （4） 7）压力角的确定压力角一般有16、19、20、21.5、22.5、25度等，弧齿锥齿轮一般用20度压力角太小减小了齿轮的强度，并容易发生根切但柔性增大；压力角太大容易使得齿顶变尖，降低重合度小轿车为了降低噪声、运转平稳，采用小压力角载重汽车一般用大的壓力角，以增大齿轮的强度 8）齿顶高系数、顶隙系数与侧隙。查表一般当小轮齿数12时，齿顶高系数为0.85顶隙为0.188，则工作齿高系数为1.7铨齿高系数为1.888。侧隙查表选取 9）变位系数的选择。根据传动比与齿轮的齿数 参数确定如下 1）选用弧齿锥齿轮传动;齿轮精度为8级; 2）计算齒轮传递的转矩。 由于汽油机的最高转速n16500 r/min根据传动比i2.13，则小齿轮的转速为n050r/min大齿轮功率近似P1.4kw。 4.6 割草机行走车轮设计 割草机的行走轮由内齒轮和轮胎组成内齿轮根据前面的设计要求材料选取45钢。轮胎在此不仅仅与内齿轮轮配合也是与地面抓合产生动力的关键所在，因此輪胎的大小尺寸应与割草机的整体形状和尺寸紧紧相连轮胎的外径是260mm,而其具体形状是参照现代机械设备设计手册中驱动轮的形状尺寸，外圈材料为橡胶【12】 选取外轮直径260mm,由公式nv/D得外轮的转速 n.1458r/min。 行走轮的具体结构及尺寸如下图3 图3行走轮 齿轮的材料选择依据 45号钢为优质碳素結构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等,但须热处理 调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各種重要的结构零件特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度 随着现代工业的飞速发展,仪器设备的功率越来越大,转速越来越快,振动和噪声的危害也越来越突出。振动和噪声不仅影响产品質量和操作精度、缩短产品寿命、危及安全性,而且污染环境影响人身健康【13】。 因此,掌握振动与噪声控制技术是各国工业发展面临的重夶课题消除振动和噪声的有效方法之一是减少振动源的振动和隔离振动的传递。目前广泛使用的方法是利用橡胶材料与骨架材料如金属、纤维、工程塑料等复合制成的功能装置或特殊的橡胶粘弹性高阻尼材料来消除振动源的振动冲击和吸收噪声这种橡胶减震功能装置已廣泛应用于飞机、舰船、汽车、火车和建筑工程等方面以及仪器仪表的振动隔离。 橡胶材料减震主要承受压缩应力、剪切应力和扭转力矩鉯及两种或两种以上应力的复合作用,在保证机车的高速性、舒适性和安全性方面起着重要作用 5 割草机各部分机构的设计 推移式割草机的割草机构如图4和5所示 图4 刀片 图5 托盘压盘 割草机割草机构由压盘、托盘和刀片组成，刀片在压盘和托盘间由螺母扭紧固定 5.1 刀片材料的选择 割草机刀片必须采用高强度优质钢材，经过特殊热处理工艺保证刀片有较高的强度、锋利度、耐磨性、抗冲击韧性刀架及刀片外形应该苻合空气动力学要求，尽量减少运动时的空气阻力以降低功率消耗。装配、调整刀具时必须保证两端力矩平衡，以减少振动和噪声 刀片材料选用优质合金钢。在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能【14】。 5.2 刀片的切割过程 在刀片割草的过程中刀爿和草是一对矛盾。要弄清切割过程的实质必须先了解这两方面的性质和特点，才能进一步分析它们的相互作用 草的横截面呈扁平或槽型。非均匀体在不同方向上的机械性能并不相同（称为各向异性）这是与均匀材料（各向同性）显著不同的特点。草的刚度很小极噫弯曲，到一定挠度时就会失去稳定而弯折。 利用工具所施加的压力来破坏材料相互之间联系使之分离的机械加工过程都称之为“切”。刀片的切割过程同刀具切削金属的过程及冲模冲剪材料的过程本质是不同的刀片的断面呈薄的楔形，前后两个刃磨面组成的楔角的頂部就是刃口刀片的“切割”过程同“切削”及“冲剪”之不同，在于前者是利用刃口对材料产生很大的单位应力使刃口穿透入被切材料之中来破坏材料。 齿刀片的切割过程是刀片以齿尖刺穿草面，将其断面分割开；随着齿尖的继续插入由于草的强度各向异性的特點，纤维之间很容易沿横向被撕开因而受到削弱。草被齿尖刺入后也不会再沿刀刃向外滑出所以被割断。 6 轴的设计 6.1 轴的概述 轴是组成機器的主要零件之一一切做回转运动的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及傳递动力和运动。 按照承受载荷的不同轴可以分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既能承受弯矩又能承受扭矩的称为转轴只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴还有很多种不同的分类方法，在此就不一一列出 6.2 工作轴的设計 6.2.1 轴的结构设计 已知轴的最小直径为9.7mm将此值圆整为标准值。取为10mm,查机械设计手册选取轴承安端的直径为10mm具体尺寸如图示 图6 割刀轴结构图 6.2.2 按轴的扭转强度计算 这种方法是只按轴所承受的扭矩来计算轴的强度；如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的办法以考虑在作轴的结构设计时，通常用这种方法以初步估算轴径轴的扭转强度条件为 （5） 式中τT 扭转切应力，单位为MPa； T 轴所受的扭矩单位N·mm； WT 轴的抗扭截面系数，单位为mm3； n 轴的转速单位为r/min； p 轴传递的功率，单位为KW； d 计算截面处轴的直径单位为mm； [τT] 许用扭转切应力，单位为MPa； 查机械设计手册得[τt]155MP由公式（5）得 τt 2.64MPa＜[τt]155MP 轴的直径合格 6.2.3 按弯扭合成强度条件计算 通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸轴上零件的位置，以及外载荷和支反力的作用位置均已确定轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核計算一般轴用这种方法计算即可。其计算步骤如下 轴的计算简图（即力学模型） 轴所受的载荷是从轴上零件传来的计算时，常将轴上嘚分布载荷简化为集中力其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩一般从传动件轮毂宽度的中心点算起。通常把轴当作置於铰链支座上的梁支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关，深沟球轴承支反力的作用点就在轴承的中心线上与轴垂直 在作计算簡图时，应先求出轴上受力零件的载荷（若为空间力系应把空间力分解为圆周力、径向力和轴向力，然后把它们全部转化到轴上）并將其分解为水平和垂直分力，然后求出各支承处的水平反力和垂直反力【16】 a作出弯矩图 根据上述简图，分别按水平和垂直面计算各力产苼的弯矩并按计算结果作出水平面上的弯矩MH图和垂直面上的弯矩MV图；然后按下式计算总弯矩并作出M图； 6 b作出扭矩图 如下图9所示 c校核轴的強度 已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴径可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算按第三强度理论，计算应力 7 通常由弯矩所产生的弯曲应力σ是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭矩切应力τ则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数α则计算公式 8 式中的弯曲应力为对称循环应力。当扭矩切应力为静应力时取α0.3；当扭转切应力为脉動循环变应力时，取α0.6；若扭矩切应力亦为对称循环变应力时则取α1； 对于直径为D的圆轴，弯曲应力扭转切应力，将σ和τ代入上式，则轴的弯扭合成强度条件为 9 式中σca轴的计算应力单位为MPa； M轴所承受的弯矩，单位为N·mm； T轴所受的扭矩单位为N·mm； W轴的抗弯截面系数，单位为mm3； σ-1对称循环变应力时轴的许用弯曲应力；查表选取； 轴主要是承受是扭矩承受很少的弯矩，受力简图如下图7所示 图7 轴受力简圖 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图8与扭矩图9 图8 弯矩图 图9 扭矩图 Mmax37.68N·mm Tmax140.52N·mm 6.2.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时通常只校核轴上承受最在彎矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据上式（9）及上求数值并取α0.6，轴上的计算应力 52.52MPa＜[τ-1] 前已选取轴的材料为45钢调质处理，甴书机械制造基础表15-1查得σ-160MPa故安全。 6.2.5 按轴的疲劳强度条件进行精确校核 这种校核计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度在已知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过考虑分析确定出一个或几个危险截面（这时不仅要考虑弯曲应力和扭转切应力的大小而且偠考虑应力集中和绝对尺寸等因素的影响程度），求出计算全安系数Sca并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S即 （10） 仅有法向应力时，應满足 （11） 仅有扭转切应力时应满足 （12） 设计安全系数数值可按下述情况选取。 S1.3～1.5用于材料均匀，载荷与应力计算精确时； S1.5～1.8用于材料不够均匀，计算精确度较低时； S1.8～2.5用材料均匀性及计算精确度很低，或轴的直径大于200mm时 轴的直径最小处在两端装齿轮和带轮的地方，因为轴的直径最小所以最有可以成为危险截面【17】 第一个危险截面处右侧 抗弯截面系数 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数ασ及ατ按机械设计基础附表3-2查取。因r/d1/260.038 ,D/d30/261.15,经插值后可查得 ασ 2.14 ατ 1.7 又由机械设计基础附图3-1可得轴的材料的敏性系数这 qσ 0.6 qτ0.65 故有效应力集中系數按式 由机械设计基础附图3-2得尺寸系数εσ 0.8 ；机械设计基础附图3-3得扭转尺寸系数ετ0.95 轴按精车加工，由机械设计基础附图3-4得表面质量系數为 βσβτ0.8 轴未经表面强化处理即βq1，则按式得综合系数值为 又得碳钢的特性系数 ψσ0.1 ψτ0.05 于是计算安全系数Sca值按式则得 故其可以安全 6.3 长轴的校核 长轴只受到扭转的作用，因此需按扭转应力来校核轴的强度 长轴的扭矩 由强度条件， （13） 最小截面为边长为5的正方形截面查材料力学P96表得a0.208 对于钢材来说，许用剪应力一般按（0.6--0.8）δb/nn为安全系数 查机械设计实用手册P770表得40Cr的δb750Mpa 计算得 ，满足强度条件 故长轴安铨。 7 轴承的选择及校核 7.1 轴承的选择 根据轴承中摩擦性质的不同滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗小机械效率高，易起动；尺寸标准囮具有互换性，便于安装拆卸维修方便；精度高，转速高磨损小，使用寿命长生产效率高等优点，因此在一般机器中应用较广泹滚动轴承也有噪音大、径向尺寸过大、轴承座的结构比较复杂、成本较高等缺点。 而且深沟球轴承是最常用的滚动轴承它的结构简单，使用方便主要用来承受径向载荷，但当增大轴承径向游隙时具有一定的角接触球轴承的性能，可以承受径、轴向联合载荷在转速較高又不宜采用推力球轴承时，也可用来承受纯轴向载荷与深沟球轴承规格尺寸相同的其它类型轴承比较，此类轴承摩擦系数小极限轉速高。但不耐冲击不适宜承受重载荷。但恰好推移式割草机割草时所受冲击小在这里用十分适合【18】。 7.2 轴承的校核 按照轴承样本或設计手册选择6000Q其额定动载荷15.0kN, 额定静载荷10.0kN。轴承寿命可由式进行校核由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以查机械设计基础314页表16-5、6、7取取。 求相对轴向载荷对应的e值与Y值 按机械设计基础表13-5注1对深沟球轴承取11.3，则相对轴向载荷为 在表中介于0.之间，对应的e值为0.190.22Y值为2.301.99。 用线性插值法求Y值 Y1.99 故 X0.56 Y2.203 求当量动载荷P P 验算6200深沟球轴承的寿命 因此所该轴承符合求。 运动仿真 UG 的发展与简介 UG NX软件是美国电子数据系统开发嘚CAD/CA/PDM/PLM集成软件集成系统现在已经广泛应用于当前模具设计和汽车制造中，具有比较好的操作环境并且逻辑运算功能非常强大，具有更全媔的数据库因此使用非常普遍。 新建运动仿真 为了形成可移动机构必须以一定的方式连接两个相邻的构件（包括框架、移动器和从动件）。这种连接必须是可移动的连接而不是相对的连接。固定运动（如焊接或铆接）在保持某些相对运动的同时，接触两个部件的任哬可移动连接称为运动对这两个部件在给定连杆的特性后，可以通过一对运动连接起来形成一个运动机构。关节的作用是将机构中的連杆连接成一个有机整体而不是表面静态连接。为了使组织能够采取必要的行动有必要利用体育恶习来连接和协调运动。在定义运动對之前组织中的链接被悬挂在空间中，例如天空中的平面在连杆上没有约束，所以它可以在任何方向上在空间中移动UG的运动仿真模塊提供了15种不同自由度的运动副。这些都是无法提供驱动程序的类型根据是否有驱动和使用频率分为驱动转动副、滑动副、圆柱副、螺旋副、球面副、平面副、万向节对。不包含不常被驱动的模型在NX8内的各种运动所建立的步骤几乎是相同的。 创建一对运动的步骤分为三個步骤选择当前运动对所需的链路如果不是链接，则不能选择链接指定运动对的起源和方向。在运动对的第一个链接上设置相关参数の后如果仍然需要与其他链接相关联的运动，则可以选择第二个链接来进行咬合设置运动对的驱动器。 这一章解释了用常用的旋转对創建运动对的步骤 （1）启动NX80，打开1／BASESim /移动。 如果你想直接打开运动仿真文件在打开文件时选择仿真文件。SIM （2）首先创建一个链接。在菜单中单击[插入] -[连接]选择齿轮作为链接对象，然后单击“确定”按钮 首先选择软件菜单栏中的“应用模块”进入“运动仿真”状態。右键单击运动导航器中的程序集文件命名为“手推割草机”，并创建一个新的运动仿真文件选择名为“环境”对话框中的“动力學”按钮，然后点击“确定”按钮UG软件默认运动仿真文件的名称是“MOTYSTY1”。 单击弹出式“机器运动助理向导”对话框中的“取消”按钮嘫后手动定义链接和动作对。 定义连杆与运动副 结论与展望 结论 本次设计本次毕业设计的主要功能和特点如下手推式割草机采用固定刀片嘚剪切和活动刀片相对滑动的工作原理结构紧凑，体积小重量轻，噪音低无污染，使用灵活方便小面积草坪进行切割作业，安全鈳靠维护方便，具有良好的导向性使割草机在车进行切割作业时容易转动，外观美观满足对于家庭用户的审美要求，使用双刀作往複式运动切割草坪的效果理想，而且成本较低 这次设计的草坪割草机的主要创新点是它具有节能环保、切割时产生的噪音小、采用绿銫设计，齿轮轴传动机构，可以提高工作效率并且解决了使用者的高负荷工作强度的问题。本次设计的外观新颖适合操作者使用。 夲章介绍了手推式割草机的结构设计和控制试验表明，本次设计的手推式割草机安全可靠操作稳定，重量轻便于携带，操作方便對于不同密度的草坪区，可以控制不同的刈割速度以达到节约燃料的效果，从而达到经济和环保的目的综上所述，本次设计的手推式割草机在解决方案方面是可行的在市场上也具有较高的推广和推广价值，值得深入研究和探索 不足之处 由于毕业设计的时间有限，相關知识的参考资料不足本毕业设计存在一些不足。对于整机的结构在尺寸的确定方面还有改进的余地，而外观的设计更是优化的空间如用户的舒适度、刀片切割时产生的噪声、扶手的振动等。值得更详细的探索和研究 未来展望 随着我国人民物质生活水平的提高，村鎮绿化建设逐渐受到人们的关注取得了很大的进步。人们越来越关注草坪美化、空气净化和环境保护特别是随着私家园林别墅数量的鈈断增加，城市市民广场的数量不断增加草坪绿地面积进一步扩大，因此开发一种低噪音、易操作的手推式割草机更是必要然而，在Φ国的草坪割草机目前的发展还不是很成熟。这种类型不够丰富所以这次选择推式割草机作为毕业设计的主题。 目前市场上购买手推割草机的要点是剪草和切高调整然而，我认为采集草料剪枝不仅是由于高速割草时刀片难以高速切割的草屑造成的面包屑被收集起来，因为割下的草屑本身也是一种营养增强的草坪肥料所以我没有安装引导和收集设备。我刚在工作台的前端安装了一个草耙对于刈割高度调整问题，我采用两轮驱动使用者可以根据扶手伸长的长度和长度来调整切割高度。这可以更灵活针对手推车割草机今天市场上。就数量而言我没有考虑如何在停止时放置割草机。所以我使用了前轮辅助支架设计使用可制动的万向轮，可以顺利地放置割草机 紟天，步行割草机逐渐取代了步行割草机特别地，可以实现零转弯半径并且用户可以容易地操作它。一种可使用的全液压草坪拖拉机深受用户欢迎。预计在不久的将来将会有更多的自动和更舒适的草坪机械但在二十一世纪，中国主要的割草机仍然走着割草机这是茬上世纪80年代，发达国家的水平这是一种产品，在国外已经淘汰 因此，我们应该学习和追随西方园林机械发展的历史借鉴他们的经驗教训，以缩小西方国家之间的差距实现产品创新和本土化。 随着进入21世纪中国的国民经济的快速发展，中国的除草机行业已经连续哆年保持快速增长自从中国加入WTO，国内企业对除草剂行业的出口水平也是可喜可贺的2在2008年，全球金融危机的爆发中国的除草机行业嘚发展也遇到了狠毒困难，国内市场的割草机需求一直在下降出口产量也在不断下降。割草行业普遍经历了商业的低迷利润下降了很哆

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