4897-手推式剪草机结构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4897-手推式剪草机结构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,手推式,剪草机,结构设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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毕业设计（论文）题目申请表 申报人姓名： 技术职务： 工作单位： 机电工程系 题 目 名 称 手推式剪草机 题 目 类 型 工程 设计 工程 技术 实验 研 究 软件 开发 理论 研究 应用 研究 题 目 难 度 A B C 上机时数 题目来源于科研课题 （该课题情况） 课题 编号 横 向 纵 向 课 题 名 称 课 题 来 源 教学、实验改革 其 他 主要任务与要求 主要任务 简述 ： 设计如图的 剪草机 。 工作时由人推动 机器行走，从而使剪草机的后轮 1 传动，带 动与其同在一根轴上的大齿轮 2 传动，通过 齿轮 2 与齿轮 3 组成的增速机构使速度得以 提升，并带动端面凸轮 4（为了实现几 何形 状封闭和便于调整，采取两个端面凸轮以背 靠背形式装配） 转，端面凸轮 4 带动拨杆 5 运动，通过端面凸轮 4 与拨杆 5 组成的转换 机构将回转运动变为直线往复运动，使固定 其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片 形成相对交错运动，完成剪草动作。 要求 简 述 ： 1 完成 齿轮、轴、刀具的 设计。 2 完成加工技术文件。 3. 完成图纸 10 张左右，加工工艺卡若干。 4. 完成运动仿真 需具备的基础知识、技能： 机械原理、机械设计、 模、公差配合、工程制图 需借阅的参考文献（不少于 10 本，其中外文参考文献至少 1 本） 1. 李森 J2008,22（ 11） :2425 2. 陈国兰 R1997 3. 杨惠英 ，王玉坤 M华大学出版社， 2002 4. 高俊亭 ，董克强，朱冬梅 M等教育出版社， 1996 5. 吴宗泽 ，高政一 M械工业出版社， 1996 6. 张跃峰 M华大学出版社， 2000 7. 赵鸣 ，李伦良 R兰州昭明草坪技术咨询研究所 . 熊永森 R华职业技术学院 . 欧向明 循环式切割器 J2005,22（ 3） . 10. F 002(1):4042 所需设备： 选题者 竺胡一 班级学号 0953100308 填表说明 本表格所填写所有内容要求：中文字体为 5 号，宋体；外文为 5 号， 体。在填写该表时，切勿更改表内项目及表格属性 ，且 可打印于 单面 上。 一、 申报人姓名 如实填写题目申请 人 中文姓名，注意填写在下划线上。若申 请者为 初级 职称，还需增加一名中级以上职称人员姓名 （共同指导毕业设计） ，高职称人员姓名在前，且姓名之间用顿号隔开。 二、 技术职务 如实填写题目申请 人 现所获职称名称，如教授、工程师、讲师、助教等。如为两位人员共同指导，则按照填写的姓名顺序依次填写。 三、 工作单位 如实填写申请人工作单位，我系教师填“机电工程系”， 若为其他则需要填写单位全称。 四、 题目名称 如实填写所申请毕业设计（论文）题目名称。 五、 题目类型 题目类型共 6 类，如实根据申请题目类型勾选，在相应类型的空格内打“” 。 六、 题目难度 题目难度分为 A、 B、 C 类 。 A 类难度较高，学生成绩不设上限； B 类 难度比 A 类题目难度低，学生成绩 原则上 最高为“良”，同时不能参加院优、系优答辩 ； C 类难度最低，学生成绩最高为“中”， 同时不能参加院优、系优答辩。 请根据难易程度，在相应类型的空格内打“”。 七、 上机时数 根据题目任务要求填写相应数量的上机时数。 八、 题目来源于科研课题 填写该栏的前提为所申请的毕业设计（论文）题目源于 题目申请人参与的科研项目，若否，则不需要填写 ，将其空置 。 1、 课题 编号：如实填写科研课题项目编号； 2、 横向、纵向： 请根据的 课题类型 ，在相应类型的空格内打“”。 3、 课题 名称 ： 如实填写科研课题项目名称； 4、 课题来源： 根据课题来源，如广西十一五教育科学研究项目、 信科院实践 /学工教改项目 ； 5、 教学、实验改革 ：该栏为“二选一”， 若课题为教学改革，则在“ 教学、实验改革 ” 空栏内填“教学改革”；若为实验改革，则在“ 教学、实验改革 ”空栏内填“实验改革”； 6、 其他 ：若科目不是“ 教学、实验改革 ”则根据实际情况填写； 九、 主要任务简述 该栏 需 紧扣所申请的题目内容 简明扼要 、务实地 阐述 题目主要任务 ，请勿出现“空话、套话”等千篇一律的内容。 十、 要求简述 该栏需紧扣所申请的题目内容简明扼要、务实地阐述题目主要 参数要求 ，请勿出现“空话、套话”等千篇一律的内容。 十一、 需具备的基础知识、技能 该栏指学生完成所申请毕业设计题目所需具备的 基础知识、技能 ，请根据实际情况填写。 十二、 需借阅的参考文献 该栏共需要列举 10 本参考文献，要求文献内容与所申请题目有关，且至少有一本外文参考文献。格式要求 说明 ： （若内容太长可将字体更改为小 5 号字体） 1、 作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过 3 人写“ et 2、 几种主要参考文献著录表的格式为： 专 (译 )著：著者 者） M版者，出版年：起 止页码 . 期 刊：著者 J，卷号（期号）：起 止页码 . 论 文 集：著者 A编者 C 版者，出版者 . 出版年：起 止页码 . 学位论文：著者 D 存单位，授予年 . 专利文献：专利所有者 P 利号，出版日期 . 标准文献：标准代号 标准顺序号 发布年，标准名称 S . 报 纸：责任者 N 月 日（版次） . 3、举例 王传昌 J1997， 53（ 3）： 17. 李明 M学出版社， 1977： 5862. ， ， ， et 1986， 27： 279. 王健 D津大学， 1997. 姚光起 P891056088， 19800001 1994， 中华人民共和国国家标准 S. 十三、 所需设备 根据实际完成所申请课题需要用到的设备名称，设备名称需用顿号隔开，如：计算机、示波器、。 十四、 选题者、班级学号暂时空置 。 （ 打印；页边距要求如下：页边距上下各为 米，左右边距各为 米） 编号： 毕业设计 (论文 )任务书 题 目： 手推式剪草机结构设计 院 （系）： 桂林电子科技大学信息科技学院 专 业： 机械设计及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： （所填写内容“居中”对齐，注意每项下划线长度一致；题目类型选用标注： ） 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 应用研究 年 月 日 （此页打印在封面后面） 注： 1、本任务书一式两份，一份院或系留存，一份发给学生，任务完成后 附在 说明书内 2、任务书均要求打印，打印字体和字号按照本科生毕业设计（论文）统一格式的规定执行。 3、以下标题为四号仿宋体、加粗，正文中文用小四宋体，英文用小四 期采用阿拉伯数字。 4、 “一、毕业设计（论文）的内容、要求 ”位于页面最顶端， “任务下达时间 ”位于新页面最顶端。 5、请不要修改 “任务下达时间 ”所在页的内容 。 一、毕业设计（论文）的内容 内容： （首行与标题空 ，首行缩进 2 字符，小 4 号宋体，行距 20 磅） 对本课题的总体介绍，简介 题目背景和意义，提出毕业设计工作的内容，提出课题的具体任务，可以从以下方面论述： 1、课题的调研、资料的获取、有关知识的准备等； 2、理论分析、计算机建模、方案论证； 3、系统方案设计、原理图、程序框图、电路图、装配图、零件图设计； 4、实验系统、实验设计、实验分析、设计硬件、设计样机； 5、其他内容。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 （与上述文字空 1行） 要求： （首行与标题空 ，首行缩进 2 字符，小 4 号宋体，行距 20 磅） 提出在毕业设计过程中所涉及的基本理论和关键问题的要求；研究方案、研究方法和研究 手段等方面的要求；课题的具体要求；课题的原始数据或主要技术指标。可以涉及以下方面： 1、对于理论分析、计算机建模或者设计方案的要求和主要技术指标； 2、对于系统方案设计、原理图、程序框图、装配图、零件图、施工组织等工程设计的要求和主要技术指标；对于电路图设计，给出电路的输入和输出电气参数； 3、对于实验设计、实验分析等的要求和主要技术指标； 4、其他要求和数据。 三、毕业设计（论文）应完成的工作 （与上述文字空 1行） 指定整个毕业设计学生应该完成的所有工作 （首行与标题空 ，首行缩进 2 字符，小 4 号宋体 ，行距 20 磅） ，包括： 1、 毕业生 完成 2 万字左右的毕业设计说明书（论文）； 2、 非英语专业毕业生 在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的 300单词的英文摘要； 3、 非英语专业毕业生 独立完成与课题相关，不少于 2 万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）； 4、 各系各专业的毕业设计具体要求完成的工作； 5、导师所指定的其它工作，所有毕业设计的工作量要满足 16 周的工作量要求。 四、应收集的资料及主要参考文献 （与上述文字空 1行） （首行与标题空 ，小 4 号宋体，行距 20 磅） 列出至少 10 篇以上的参考文献 ，提供 1 篇以上的外文参考文献（不包括学生用的教材）。序号放在方括号中。 几种主要参考文献著录表的格式为： 专 (译 )著： 序号 著者 者） M版者，出版年：起 止页码 . 期 刊： 序号 著者 J，卷号（期号）：起 止页码 . 论 文 集： 序号 著者 A编者 C 版者，出版者 . 出版年：起 止页码 . 学位论文： 序号 著者 D 存单位，授予年 . 专利文献： 专利所有者 P 利号，出版 日期 . 标准文献： 序号 标准代号 标准顺序号 发布年，标准名称 S . 报 纸： 责任者 N 月 日（版次） . 举例如下： 1 王传昌 J1997， 53（ 3）： 17. 2 李明 M学出版社， 1977： 5862. 3 ， ， ， et 1986， 27： 279. 4 王健 D津大学， 1997. 5 姚光起 P891056088， 19806 0001 1994，中华人民共和国国家标准 S. 作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过 3 人写“ et （以上，序号用中扩号，与文字之间空两格。如果需要两行的，第二行文字要位于序号的后边，与第一行文字对齐。中文的用 小 4 号宋体，行距 20 磅 ，外文的用 小 4 号体。） 五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件 （与上述文字空 1行） （首行与标题空 ，首行缩进 2 字符，小 4 号宋体，行距 20 磅） 按要求罗列主要仪器设备 及条件 。 任务下达时间： 年 月 日 毕业设计开始与完成时间： 年 月 日至 年 月 日 组织实施单位： 教研室主任意见： 签字： 年 月 日 系 领导小组意见： 签字： 年 月 日 （本页内容独立成一页，格式不得调整） 毕业设计（论文）进度计划表 学号： 0953100308 姓名：竺胡一 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 1 2012年 11 月 19日至 26 日 第一次导师见面会 与课题选择 导师针对同学的各个课题做出讲解并教授如何收集资料 2 2012年 11 月 26日至 12 月 3 日 针对课题完成项目申请书、开题报告和任务书三项 在导师保住下完成以上三项内容 3 2012 年 12 月 3日至 10 日 对课题的原始资料进行相应的消化与吸收 手推式剪草机的初步了解并对相关数据进行初步分析 4 2012年 12月 10日至 17 日 对论文目录的撰写 完成论文目录的撰 写 5 2012年 12月 17日至 24 日 手推式剪草机增速 机构的设计 完成手推式剪草机 增速机构的设计 6 2012年 12月 24日至 31 日 手推式剪草机齿轮机构的动力计算以及设计 完成手推式剪草机齿轮机构的动力计算以及设计 7 2012年 12月 31日至 2013 年 1月 7 日 手推式剪草机各根轴的计算 完成手推式剪草机各根轴的计算 8 2013 年 1 月 7日至 14 日 手推式剪草机刀具的运动分析并计算设计刀具 完成手推式剪草机刀具的运动分析并计算设计刀具 9 2013 年 1 月 14日至 21 日 手推式剪草机端面齿轮及拔杆的设计 完成手推式剪草机端面齿轮及拔杆的设计 10 2013 年 1 月 21日至 28 日 绘制各轴的 完成各轴的 11 2013 年 1 月 28日至 2 月 4 日 绘制齿轮的 完成齿轮的 12 2013 年 2 月 4日至 11 日 零件的总装配图 完成零件的总装配 图 13 2013 年 2 月 11日至 2 月 18 日 零件的 动仿真加工 完成零件的 动仿真加工 14 2013 年 2 月 18日至 25 日 设计论文的引言、论述、摘要以及英文资料的翻译 完成论文的引言、论述、摘要以及英文资料的翻译 15 2013 年 2 月 25日至 3 月 4 日 论文的最后撰写 完成论文的最后撰 写 16 2013 年 3 月 4日至 3 月 11 日 毕业设计的最后检查修改与补充并准备答辩内容 在导师的帮助下完成毕业设计的最后检查修改与补充并准备答辩内容 任务下达时间 ： （ 单面打印；页边距要求如下：页边距上下各为 米，左右边距各为 米） 编号： 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目： 手推式剪草机结构设计 院 （系）： 桂林电子科技大学信息科技学院 专 业： 机械设计及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程系 姓 名： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 应用研究 2012 年 月 日 （此页不打印） 开题报告填写要求 1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务部统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3学生查阅资料的参考文献应在 10 篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在 1500 字左右。 4有关年月日等日期 的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 10 日”或“ 2008 5. 开题报告每一页表格顶端必须保留表头“毕业设计（论 文）开题报告”字样，封面、末页除外。 6. 各个表格内（ 1）所填写内容要求：与表顶横线空一行， 首行缩进 2 字符，小 4 号宋体，行距 20 磅 。“ 5已查阅参考文献”要求见空栏内。 7. 末页（意见）独立成一页。 （在填写、打印时，请将底色为黄色的内容及相关说明文字删 掉。） 毕业设计（论 文）开题报告 1本课题的目的及研究意义 现在市面上的剪草机大多数需要动力引擎，这会产生较大的噪音 ,带来环境污染 ,不符合当今人类对环境保护方面的需求。而 手推式剪草机 无需动力引擎 ,主要利用 轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动以实现剪草的功能 ,并且 结构简单 ,连接平稳 ,噪音极小 ,操作十分容易 。 既给使用人带来方便 ,也给周围的人带来舒适 ,安静的环境。 可谓是理想的剪草机。 本课题涉及了大学四年来所学的多门专业课程，如工程制图、工程材料、公差与配合、机械设计、机械 械制造技术等。齿轮的建模数据和运动仿真加工需要应用到 件。轴和齿轮的配合运用到互换性公差。蜗杆机构需要掌握机械设计的相关知识。工程图工艺卡的编写则需要熟练掌握工程图学和互换性公差配合的相关知识。在本课题的研究与实施中，能使我对以往所学的知识有更深一步的理解。 2本课题的国内外的研究现状 内外发展的概述 19 世纪中叶 ,大部分的草坪还在使用镰刀来割草或者放牧牛羊来保持草地的整齐性。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起 ,保持完整的草地做运动场变成了当务之急。英国人 用 旋转式机械工作的原理发明了滚刀式剪草机 ,该产品的问世在英国受到了广泛的欢迎 ,随后传入美国。 1868 年 ,美国第一台剪草机取得专利 ,美国的草坪业也由此兴起。 1890 年 ,英国开始设计有动力驱动的剪草机。 1909年 ,美国科学家 得了动力型机械式剪草机专利。 1950 年 ,美国第一台无线电操纵的剪草机诞生。到 80 年代后期 ,剪草机被认为是一件普通的家庭用具。 我国生产剪草机的起步较晚 ,生产企业规模普通较小 ,产品用途单一 ,品种数量少 ,远不能满足要求 ,而且质量与发达国家相比也有很大的差距。所以长期以来 ,草坪剪草机大多 以进口为主。 见的剪草机械的分类 剪草机械按动力划分可分为机动和人推两类。其中机动又分为柴油机、汽油机和电动机。按剪草时刀片运动的方式可分为滚刀式 、 旋刀式和剪切式 3 种。按切割器形状可分为旋刀式、滚刀式、往复割刀式和甩刀式等。按驾驶形式分为推动式、自行式、驾乘式。按配套动力和作业方式分为手推式、手扶推行式、驾乘式、拖拉机式等。 毕业设计（论 文）开题报告 3本课题的研究内容 剪草机工作时由人推动机器行走，从而使剪草机的后轮 1 传动，带动与其同在一根轴上的大齿轮 2 传动，通过齿轮 2 与齿轮 3 组成的 增速机构使速度得以提升，并带动端面凸轮 4（为了实现几何形状封闭和便于调整，采取两个端面凸轮以背靠背形式装配）回转，端面凸轮 4 带动拨杆 5 运动，通过端面凸轮 4 与拨杆 5 组成的转换机构将回转运动变为直线往复运动，使固定其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片形成相对交错运动，完成剪草动作。如图所示。 4本课题的实行方案、进度及预期效果 1. 2012 年 11 月 26 日至 12 月 3 日完成项目申请书、开题报告和任务书三项内容 2. 2012 年 12 月 3 日至 10 日完成对课题的原始资料进行相应的消化与吸收 3. 2012 年 12 月 10 日至 17 日完成论文目录的撰写 4. 2012 年 12 月 10 日至 17 日完成论文目录的撰写 5. 2012 年 12 月 17 日至 24 日完成手推式剪草机增速机构的设计 6. 2012 年 12 月 24 日至 2013 年 1 月 21 日 4 周分别完成手推式剪草机齿轮机构的动力计算以及设计、各根轴的计算、刀具的运动分析并计算设计刀具、端面齿轮及拔杆的设计 4 个项目 7. 2013 年 1 月 21 日至 2 月 11 日完成各轴、齿轮的 件图以及总装配图 8. 2013 年 2 月 11 日至 2 月 18 日完成零件的 动仿真加工 9. 2013 年 2 月 18 日至 25 日完成论文的引言、论述、摘要 以及英文资料的翻译 2 月 25 日至 3 月 11 日完成论文的最后撰写并准备答辩内容 毕业设计（论 文）开题报告 5、已查阅参考文献 ： （ 10 篇以上中文，至少 1 篇英文） （空一行） 1 李森 J2008,22（ 11） :2425 2 陈国兰 R1997 3 杨惠英，王玉坤 M华大学出版社， 2002 4 高俊亭，董克强，朱冬梅 M等教育出版社， 1996 5 吴宗泽，高政一 M械工业出版社， 1996 6 张跃峰 门与提高 M华大学出版社， 2000 7 赵鸣，李伦良 R兰州昭明草坪技术咨询研究所 8 熊永森 R华职业技术学院 9 欧向明 循环式切割器 J2005,22（ 3） . 10 F 002(1):4042 指导教师意见 指导教师： 年 月 日 开题小组意见 开题小组组长（签字）： 年 月 日 系审查意见 系领导（公章）： 年 月 日 （本页内容独立成一页，格式不得调整） =列出信息创建者： ： 20134:44:48当前工作部件 ： D: ： 89=%40 90 91 030 060 0 43 001 083 2 3 0 1 3 2 3 0 1 3 2 3 0 1 3 2 3 0 1 3 2 3 02% 目录 1 技术任务书 计的依据 品的用途及使用范围 要技术指标和重要技术参数 手推式剪草机的总体设计参数 手推式剪草机的刀具设计参数 要工作原理 内外研究现状 内外发展概述 见的剪草机械分类 见几种剪草机械剪草原理 速方案的选择 构的功能和特点 2 设计及计算 计方案 轮机构的动力计算以及设计 根轴的计算 具的运动分析并计算设计刀具 面齿轮及拔杆的设计 3 4 参考文献 致谢 1 任务计划书 计的依据 品的用途及使用范围 现在市面上的 剪草机大多数需要动力引擎，这会产生较大的噪音 ,带来环境污染 ,不符合当今人类对环境保护方面的需求。而 手推式剪草机 无需动力引擎 ,主要利用 轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动 以实现剪草 的功能 ,并且结构 简单 ,连接平稳 ,噪音极小 ,操作十分容易 。 既给使用人带来方便 ,也给周围的人带来舒适 ,安静的环境。 可谓是理想的剪草机。 要技术指标和重要技术参数 手推式剪草机的总体设计参数 外形尺寸： 5 8 6 3 6 9 2 0 0 输入功率： 轮子转速： 力矩： 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m轮 净质量： 30M 变速要求：单级刀具，一固定刀片和一活动刀片相互运动 单根剪草载荷： 同时剪草量： 500N 根 手推式剪草机的刀具设计参数 项目 切割器的形式 切割幅宽 刀片间距 刀片运动形式 刀片往复频率 刀片形状配套动力 操作人数 净重 手推式剪草机 往复切割 2400动 860r/形 13r/ 人 30要工作原理 手推式剪草机 一、手推式剪草机的总体设计参数 外形尺寸： 5 8 6 3 6 9 2 0 0 输入功率： 轮子转速： 力矩： 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m轮 净质量： 30M 变速要求：单级刀具，一固定刀片和一活动刀片相互运动 单根剪草载荷： 同时剪草量： 500N 根 二、 手推式剪草机的刀具设计参数 表 1具设计参数 项目 切割器的形式 切割幅宽 刀片间距 刀片运动形式 刀片往复频率 刀片形状 配套动力 操作人数 净重 手推式剪草机 往复切割 2400动 860r/形 13r/ 人 30、 工作原理 手推式剪草机主要利用轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动的功能。手推式剪草机由变速齿轮、端面齿轮、拨杆和剪刀等构件组成，端面齿轮和拨杆是一对工作组合。端面齿轮通过自身的转动将旋转方向的力传动给拨杆，引起水平方向的往复运动，从而使刀具自身往复运动。由于剪草机变速变矩范围不够大，因此在刀具的选择上尤其注意以提高剪草机自身效率为重要原则。 剪草机工作时由人推动机器行走，从而使剪草机的后轮 1 传动，带动与其同在一根轴上的大齿轮 2 传动，通过齿轮 2 与齿轮 3 组成的增速机构使速度得以提升，并带动端面凸轮 4（为了实现几 何形状封闭和便于调整，采取两个端面凸轮以背靠背形式装配）回转，端面凸轮 4 带动拨杆 5 运动，通过端面凸轮 4 与拨杆 5 组成的转换机构将回转运动变为直线往复运动，使固定其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片形成相对交错运动，完成剪草动作。如图 1 1 所示。 图 1 1 机器的运动简图 毕业设计说明书 - 1 - 手推式剪草机结构设计 毕业设计说明书 - 1 - 目录 摘要 . - 1 - 关键词 . - 1 - . - 1 - 1 技术任务书 . - 1 - 计的依据 . - 1 - 品的用途及使用范围 . - 1 - 要技术指标和重要技术参数 . - 2 - 手推式剪草机的总体设计参数 . - 2 - 手推式剪草机的刀具设计参数 . - 2 - 要工作原理 . - 2 - 内外研究现状 . - 3 - 内外发展概述 . - 3 - 见的剪草机械分类 . - 4 - 见几种剪草机械剪草原理 . - 5 - 经考虑过的若干方案的比较 . - 6 - 推式剪草机的工作设计方案 . - 6 - 他工作设计方案的比较 . - 6 - 键问题及其解决办法 . - 8 - 速机构的设计选择 . - 8 - 种增速方式的实现比较 . - 8 - 机构的功能及特点 . - 10 - 构设计与用户的一致性分析 .1 - . - 12 - 计方案论证 . - 12 - 推式剪草机的设计原理 . - 12 - 案的选择 . - 12 - 轮的计算部分 . - 13 - 构的动力计算 . - 13 - 轮设计思路及要求 . - 14 - . - 15 - 的计算部分 . - 19 - 推式剪草机中轴 1 的设计 . - 19 - 推式剪草机中轴 2 的设计 . - 22 - 具的设计计算部分 . - 25 - 具的概述 . - 25 - 手推式剪草机的设计 - 2 - 具的运动分析 . - 26 - 具的结构尺寸及相关参数 . - 27 - 面齿轮及拨杆的设计部分 . - 28 - 面齿轮和拨杆的概述 . - 28 - 面齿轮和拨杆的运动分析 . - 28 - 论 . - 32 - 剪草机的使用方法 . - 32 - 剪草前应注意的事项 . - 32 - 制造价格及应用范围 . - 33 - 3. 使用说明书（ . - 33 - 备的名称 . - 33 - 备的安装 . - 33 - 备的试车运转 . - 33 - 备的操作和维护 . - 34 - . - 34 - 品图样的审查 . - 34 - 品技术文件的审查 . - 35 - 注件的使用情况 . - 35 - 查结论 . - 35 - 参考文献 . - 1 - 致谢 . - 1 - 毕业设计说明书 - 1 - 摘要 为了更好的适应人们的需求，通过仔细分析对比，改进了原有的切割形式。本设计中，手推式剪草机主要利用滚动的轮子带动机械运动。手推式剪草机结构简单，连接平稳，噪音极小，并且操作十分容易，既给使用人带来方便，也给周围的人带来舒适，安静的环境。能更好的满足客户的需要。 本文基于机械设计 和相关的理论研究 ，设计了手推式剪草机的传动部分，并且用凸轮和推杆的设计方法设计了端面齿轮和拨杆。此次设计的手推式剪草机的左右两侧对称，其特点是结构简单 ,受力均匀 ,运行平稳 ,摩擦阻力小，弯曲性能好 ,不易出现堵塞，具有很强的适应性。 本文的主要设计内容如下 : 1. 手推式剪草机 结构方案 的设计 ； 2. 手推式剪草机齿轮机构的动力计算以及设计 、 各根轴的计算 、 刀具的运动分析并计算设计刀具 、 端面齿轮及拔杆的设计 ； 3. 手推式剪草机 各轴、齿轮的 件图以及总装配图； 4. 关键 零件 加工的 工艺卡编制； 5. 关键零件 的 动仿真加工 。 关键词 草坪修剪机 剪草 手推 工仿真 毕业设计说明书 - 1 - 业设计说明书 - 1 - 1 技术 任务书 计的依据 剪草机械至今已有 100 多年的历史，目前人们普遍使用的是电动剪草机械。由于剪草机械多在人口稠密的地区作业，流动性大，对机械的震动、噪音、废气排放、质量等指标要求较高。现在的剪草机多使用内燃机作动力，排气污染量相对于汽车的较少，但其噪声危害却很大。美国 国环境保护局 )及欧盟对割草机等用 机架 的排放均有相应的法规；德国还出台了控制噪声污染 的兰色天使法规；欧洲一些城市推出过引导性计划，通过税收优惠及奖励等措施鼓励“绿色经营者” 以加速环保技术的发展 。 手推式剪草机主要利用滚动的轮子带动机械运动。手推式剪草机结构简单，连接平稳，噪音极小，并且操作十分容易，既给使用人带来方便，也给周围的人带来舒适，安静的环境。 品的用途及使用范围 目前市面上的剪草机大多需动力引擎，这会产生较大的噪音，带来环境污染，在办公和学习的地方，这种需动力引擎的剪草机就显得非常不受欢迎。由于动力引擎剪草机有动力装置，保养，维护费用较高；同时动力引擎剪草机主要依 靠刀片的高速旋转把草排出，因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使操作很不舒适。虽然，动力引擎草坪剪草机剪草效率较高，剪草效果较好，但是，其价格也较昂贵，就目前来说，一般的用户难以接受。 通过市场调研，我们决定设计一种无引擎驱动，无噪音污染，剪草高度可调节，轻便简洁，操作方便和美观实用适用于一般用户的草坪剪草机。 该产品主要用于家用，及面积不大的草坪修剪。无需引擎，可谓绿色环保的剪草机。对提倡环保的地域，是理想的剪草工具。 手推式剪草机的设计 - 2 - 要技术指标和重要技术参数 手推式剪草机的总体设计参数 外形尺寸： 5 8 6 3 6 9 2 0 0 输入功率： 轮子转速： 力矩： 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m轮 净质量： 30M 变速要求：单级刀具 ， 一固定刀片和一活动刀片相互运动 单根剪草载荷： 同时剪草量： 500N 根 手推式剪草机的刀具设计参数 表 1具设计参数 项目 切割器的形式 切割幅宽 刀片间距 刀片运动形式 刀片往复频率 刀片形状 配套动力 操作人数 净重 手推式剪草机 往复切割 2400动 860r/形 13r/ 人 30要工作原理 本次设计的手推式剪草机主要利用轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动的功能。手推式剪草机由变速齿轮、端面齿轮、拨杆和剪刀等构件组成，端面齿轮和拨杆是一对工作组 合。端面齿轮通过自身的转动将旋转方向的力传动给拨杆，引起水平方向的往复运动，从而使刀具自身往复运动。由于剪草机变速变矩范围不够大，因此在刀具的选择上尤其注意以提高剪草机自身效率为重要原则。 毕业设计说明书 - 3 - 剪草机工作时由人推动机器行走，从而使剪草机的后轮 1 传动，带动与其同在一根轴上的大齿轮 2 传动，通过齿轮 2 与齿轮 3 组成的增速机构使速度得以提升，并带动端面凸轮 4（为了实现几何形状封闭和便于调整，采取两个端面凸轮以背靠背形式装配）回转，端面凸轮 4 带动拨杆 5 运动，通过端面凸轮 4 与拨杆 5 组成的转换机构将回转运动变为直线往复运动，使 固定其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片形成相对交错运动，完成剪草动作。如图 1 1 所示： 图 1 1 机器的运动简图 内外研究现状 内外发展概述 纪中叶，大部分的草坪还在使用镰刀来割草或放牧牛羊来保持草地的整齐性。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起，保持完善的草地做运动场便成为当务之急。英国人 用旋转式机械工作的原理发明了滚刀式剪草机，该产品的问世在英国受到了广泛的欢迎，随后传人美国。 1868 年，美国第一台剪草机取得专利，美 国的草坪业也由此起步。不过几年，便有 37 项有关剪草机的发明获得专利。到 1881 年，总共有 4 万多台剪草机被生产和销售 。最初的剪草机均为人力驱动； 1890 年，在英国开始设计有动力驱动的剪草机。从最初的蒸汽动力驱动发展到小型内燃机动力驱动；1909 年，美国科学家 得了动力型机械式剪草机专利，尽管剪草机由汽油机驱动，但整个装置仍由马拉行走。 手推式剪草机的设计 - 4 - 在草坪修剪机械发展的历史上，第二次世界大战是一个转折点。在 20 世纪 30 年代前后，每年生产的各类剪草机数量约 3 万台左右。战后，美国经济得到复兴，允许现役军人低价买房不 付现金，大批建设房屋并出售，促使草坪修剪机械得到迅速发展，生产量急剧上升， 1947 年达 36 万台， 1974 年达 700 万台。 20 世纪 70 年代后期开始，剪草机的市场销售量逐渐趋向饱和，但每年仍保持在 500 万 600 万台的销量 。剪草机在数量增加的同时，其性能也在不断改进。 1950 年，美国第一台无线电操纵的剪草机诞生；1978 年， 制出了一种可进行草坪修剪编程的剪草机 ； 20 世纪 80 年代，一些新的草坪设备又投放市场，如 ，以及清洁草坪用的 到了 80 年代后期， 认为是一件普通的家庭用具。 我国生产剪草机起步较晚，生产企业规模普遍较小，产品用途单一，品种数量少，远不能满足要求，而且质量与发达国家的相比也有很大差距。所以长期以来，草坪剪草机多以进口为主，主要来自日本、美国、意大利和瑞典等国。据统计， 1999 年的剪草机销售量在 3 万台左右，其中 80为进口； 2000 年我国各类草坪机械保有量达 13 余万台，剪 草机进口量在 3 16 万台左右；近两年，草坪机械平均年增长率达到 30左右，国内每年草坪机械的销售总额大约为 1 2 亿 1 3 亿元人民币，其中从国外进口的机械占85，国内自行生产的产品占 15左右，其合计销量约在 1 万台左右 。 见的剪草机械分类 剪草机械按动力划分可以分为机动和人推的两类。按动力又分为柴油机、汽油机和电动机 3 类驱动。其中以小型汽油机作为动力的较为普遍，而柴油机多用于大型的剪草机械，如牧场的割草机；按剪草时刀片运动的方式可分为滚刀式、旋刀式和剪切式 3 种；按切割器形状可分为旋刀式、滚 刀式、往复割刀式和甩刀式等；按驾驶形式分类，可分为推动式 (步行式 )、自行式、坐骑式 (驾乘式 )；按配套动力和作业方式分为手推式、手扶推行式、手扶自行式、驾乘式、拖拉机式等。剪草机的剪草幅宽一般为 400 草高度从 15 几个调节挡位 。 毕业设计说明书 - 5 - 见几种剪草机械剪草原理 （ 1）滚刀式剪草机 其由带有刀片的滚筒和不动的床刀组成。滚刀的形状像一个圆柱形鼠笼，切割刀呈螺旋形安装在圆柱表面，滚刀旋转带动草茎相对于底刀产生一个逐渐切割的滑动剪切而将草茎剪断。滚刀式剪草机剪草的质量取决于滚刀上 刀片数和滚刀的转速，滚刀上刀片数越多，单位长度行进中切割的次数就越多，切下的草也越细，滚刀的刀片数一般为 312 片不等；滚刀的转速越高，切下的草也越细。滚刀式剪草机是高质量草坪最常用的剪草机型，适用于草高 3 80草坪，其价格贵，维修保养要求严格。 （ 2） 旋刀式剪草机 (又称悬刀式 ) 它是由横向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的上部叶片。其工作装置为一长条形剪草刀或多把剪草刀在水平刀盘上，高速旋转的刀刃与草茎碰撞而将其割断，为无支承切割。刀刃的后面是类风叶形状，在高速旋转下，对地面形成一定的真空将草茎 吹成直立状态，便于切割并与罩壳相结合，形成涡流将割下的碎草送人集草装置或从罩壳出口喷出洒到草坪，适于 25 80围内剪草，它的价格相对低廉，保养、维修和使用都很方便，是国内外目前最流行的剪草机。 （ 3） 甩刀式剪草机 其切割装置由多把垂直于地面的刀片铰接在旋转组成的旋转轴上， 当高速旋转时，在离心力作用下，其刀片像垂直于轴芯的甩刀，端部刀刃不断地冲击切割草茎。由于刀片与刀轴或刀盘为铰接， 当碰到坚硬冲击不断的物体时可以避让而不致损坏机器。 （ 4）甩绳式剪草机 其工作 装置是由一个内装尼龙绳的打草盘、背向人的护罩组成。当打草盘高速旋转时，露在外面的尼龙绳在离心力作用下，像一束伸直的刀刃快速撞击草茎而切割断草。由于尼龙绳是柔性的，其撞击障碍物时退让，不会损坏机器本身，也不会对障碍物有较大的破坏。 手推式剪草机的设计 - 6 - 经考虑过的若干方案的比较 推式剪草机的工作设计方案 我们所设计的手推式草坪剪草机首先要通过一个传力构件将人力传递出去。为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。因执行修剪草动作刀片的相对运动方向与人行进的方向垂直，经前面增速机构传递过 来的运动都需要再经过一级转换机构传递到执行构件。 通过分析得到手推式草坪剪草机的组成框图，如图 1 2 所示。 图 1 2 手推式草坪剪草机的组成框图 他工作设计方案的比较 能实现手推式草坪修草功能的技术原理较多，但各有利弊，具体分析如下： （ 1） 用脚驱动 用脚驱动时，一般操作者都需站在或坐在被驱动的机器上用力，这样所设计的修草机，除了要完成剪草动作外，还要承受操作者的自重，且要有方向控制装置，使机器结构复杂，尺寸较大，不适合小面积草坪使用。 （ 2） 用手驱动 用手驱动，可避免用脚驱动时存在的问题 ，使所设计的机器小巧，且可灵活操作。因此，我们选择设计手动式修草机。 （ 3） 用割的方式 即用刀将草截断。但草柔软，且一端自由，采取割的方式将草截断较难实现。 （ 4） 用打的方式 毕业设计说明书 - 7 - 即用刀片或打草绳将草打断。用此法修草时所需的速度非常高，以其在草还没被打倒之前将草打断，这样的修草产品已有，但效果不好。 （ 5） 用剪的方式 即用刀将草剪断，用两个刀片作相对运动的原理较易将草剪断，且不需要很高的速度。因此，我们选择设计成手动式剪草机。 手动的形式又用手摇动和用手推动两种。机械容易实现的是简单的转动和往复直线运动， 如果用手摇动手柄实现执行构件的往复移动，由于剪草机还要靠人力推着向前行进，操作者要完成的动作过多，操作不方便。要使操作者只通过简单的操作即可完成剪草动作，可以用手推剪草机向前行驶，靠剪草机轮子的转动将转动运动转变成往复移动而输出到执行构件。显然设计成手动式草坪剪草机是合理而可行的。 根据所查资料，可选用组合 变异法构成初步方案。由前面的分析可知，手动式草坪剪草机只需要一项运动形式变换功能（即转动变直线往复移动），所以，不必列出矩阵表后构型。实现转动到直线往复移动变换功能最简单的机构为曲柄滑块机构，直线推杆盘 状凸轮机构和齿轮齿条机构 。 1) 直动推杆盘状凸轮机构 2） 曲柄滑块机构 3）齿轮齿条机构 图 1 3 机构运动简图 手推式剪草机的设计 - 8 - 键问题及其解决办法 速机构的设计 选择 增速机构是传递动力及变速的核心机构。它的速度变化直接改变刀具的剪切运动。我的手推式剪草机 采用圆柱凸轮传动机构。 可以利用圆盘侧面的形状特征，为此圆盘旋转时通过侧面推动固定在滑块上的拨杆（可横向调整）左右运动，这样就得到了一种新型的凸轮 端面凸轮，其工作原理如图1 4 所示 ： 图 1 4 圆柱凸轮传动机构 种增速方式的实现比较 （ 1） 用组合法实现增速 为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。由于转换机构的运动输入构件作定轴转动，这样在剪草机动力输入构件轮子和转换机构的运动输入构件之间，可以采用链传动，带传动和齿轮传动。为了使所设计的剪草机结构紧凑，可以采用齿轮传动。而齿轮传动有直齿原著齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。但是蜗轮蜗杆传动的效率低，一般是蜗杆主动，且轴线空间交错，应用到剪草机械中，会使支撑结构 复杂。圆锥齿轮传动的轴线相交，且其中一个齿轮需悬置，也会使剪草机支撑结构复杂。直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的轴线相互平行，支撑结构较简单，同时剪草机的速度不高，载荷也不大，因此，可选择直齿圆柱齿轮作为增速机构。 毕业设计说明书 - 9 - 机构组成方案如图 1 5 所示： 1) 带动齿轮增速的曲柄滑块机构 2）带齿轮增速的直动推杆盘状凸轮机构 3) 带齿轮增速的齿轮齿条机构 图 1 5 机构运动简图 用异变法实现刀具剪草运动方向与剪草机行进方向垂直 ， 由于刀具的剪切运动方向与剪草机行进方向垂直，图 1 1）和 2） 所示的机构组成方案不能最终满足设计要求，还需对机构进行进一步构型。 方案 1 利用梅花凸轮（凸轮廓线呈梅花状）和连杆机构来实现滑块在导轨上的往复运动，工作原理如图 1 6 所示。 图 1 6 梅花凸轮传动机构 手推式剪草机的设计 - 10 - 方案 2 利用圆柱凸轮机构将凸轮轴的旋转运动转化为滑块的往复运动，其工作原理如图 1 7 所示。 图 1 7 圆柱凸轮传动机构 在图 1 6 所示的梅花凸轮机构中，为把凸轮的转动变为执行构件的往复移动需增加一个支点和一个构件两个低副（或一个构件一个高副），这样会增加整个机构的复杂性，且设计时 1l 应该比 2l 短（否则必然会增大梅花凸轮的尺寸，或者引起梅花凸轮边缘曲线过度较急），这样将减少传送到滑块上的力。图 7，图 4 所示的圆柱凸轮机构和端面凸轮机构的结构简单，可以考虑作为所设计的剪草机的运动转换机构。 但是，我们还希望所设计的剪草机能实现剪草高度的调节。要实现此调节功能，在图 1 7 所示的圆柱凸轮机构中还需要增加一个能使刀架（包括活动刀片和固定刀片）沿垂直方向移动的移动副，使机构结构变得较为复杂。而图 2 7 所 示的端面凸轮机构，可以使推杆沿端面凸轮的任意弦上下运动，从而带动刀架上下运动，易于实现剪草高度的调节。 机构的功能及特点 该机采用固定刀片与活动刀片相对错动的剪切原理，结构紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，使用方便、灵活，适合小面积草坪的剪草处理； 无需引擎驱动，使用安全、可靠，便于维护； 剪草的高度可在 1 20间调整，割幅 240形尺寸（长 宽 高：586 369 200,质量 30料由 45 钢制作）； 毕业设计说明书 - 11 - 采用耐用的铸铝底盘和结构件，具有永不生绣、永不卷曲变形的特点； 前轮采用万向轮，具有良好的导向性，后轮的一个轮子装上寿命长的球轴承，使剪草机转弯时易于推动； 金属手柄易于折叠，以减少包装尺寸，手柄长度可伸缩，对于不同身高的操作者同样适用； 底盘独特的设计可防止草堵塞出口通道； 外观造型美观，更适合家庭用户的审美要求； 剪草的效果较理想，且成本低，是小面积草坪修剪的首选 产品。 构 设计与用户的一致性分析 （ 1） 从机构运动的功能出发，按变异 组合法和类比法完成机构的构件和设计 ； （ 2） 在作品样机加工前，使用三维造型软件进行三维造型、虚拟装配和运动仿真 ； （ 3） 理论上验证设计的可行性，然后进行样机制作； （ 4） 外观造型新颖，推杆可折叠伸缩，适合家庭用户使用； （ 5） 采用齿轮机构（实现增速），提高整机的工作效率，解决了手动剪草机工作效率不高的问题； （ 6） 采用端面凸轮机构（运动形式转换机构），将转动转变为直线往复运动，从而满足剪草运动要求，形状类似冠轮，解决了端面凸轮加 工难的问题； （ 7） 采用的剪草高度调节机构，解决了目前手动剪草机不易实现高度调节的问题； （ 8） 产品成本（制造和使用成本）低，符合广大用户购买能力的要求。 手推式剪草机的设计 - 12 - 计方案论证 推式剪草机的设计原理 该机构由轮子带动，通过一对单级减速器进行传递转矩，再由端面齿轮和拨杆组合变化运动方向，最终输出往复剪切运动。总体方案设计如图 2 1 所示： 图 2体方案设计 案的选择 选择这个设计方案能够更好的实现运动传递。无引擎驱动，节省能源，无 污染（噪音、废气），采用绿色环保设计 。采用齿轮机构（实现增速），提高整机的工作效率，解决了手动剪草机工作效率不高的问题；采用端面凸轮机构（运动形式转换机构），将转动转变为直线往复运动，从而满足剪草运动要求，形状类似冠轮，解决了端面凸轮加工难的问题。采用的剪草高度调节机构，解决了目前手动剪草机不易实现高度调节的问题。 毕业设计说明书 - 13 - 另一方案，用蜗轮蜗杆传动，直接带动割草圆盘，采用割草的方式。机构更加简单，刀具拆装方便。但草柔软，且一端自由，采取割的方式将草截断较难实现，割草的数目不多。要想割的效率快，必须采用大功率。 我 采用的剪草机方案结构比较简单，与之相比轴的位置较为容易定位，而蜗轮蜗杆传动的割草机一水平一竖直的轴造成了机架结构的复杂。并且增速机构采用端面齿轮和拨杆的运动组合，结构简单，运动实际为一凸轮推杆的运动组。 同时剪草的数量较多，在功率一定得情况下，剪得方式始终比割得方式效率高。蜗轮蜗杆传动的割草机 机构方案 简图 如图 2 2 所示： 图 2 2 蜗轮蜗杆传动的割草机 轮的 计算部分 构的动力计算 草坪上的草为特殊纤维材料，较易剪断，不需要太大的载荷。通过实际运用中割草机械的分析，可以假设剪一根草所需 载荷为 ，同时剪草数量最多为 500 根。可得 F=250N；端面齿轮上所受力的大小为： 12125F F N 轮子提供转矩带动剪刀，进行机械运动。假设轮子的直径为 200D ；轮子周长为 。 手推式剪草机的设计 - 14 - 假定人的正常行走步数为 500 /mm s 。 假定刀具所受的力全部来自轮子的转矩所引起的运动。 则 1 2 1 F v 1 轴 上的所传递的功率大小为： 12() 1 3 8 . 9 轴 上的所传递的功率大小为： 12 1 4 6 . 1; 轮子所传递的功率大小为： 2 1 4 9 . 1轮 轮设计 思路及要求 手推式剪草机中的齿轮设计 要求 （ 1） 合理选用模数： 在现代变速 箱设计中，各档齿轮模数的选择是不同的。但为了经济性和用途的要求，初选模数： 2m 。 （ 2） 合理选用压力角： 对于同一分度圆的齿轮而言，若其分度圆压力角不同，基圆也就不同。当压力角越大时，基圆直径就越小，渐开线就越弯曲，轮齿的齿根就会变厚，齿面曲率半径增大，从而可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。 合理选用螺旋角： 为了保证齿轮传动的平稳性、低噪声和少冲击，所有齿轮都要选择较大的螺旋角，一般都在 30 左右。 （ 3） 分析齿 顶宽： 对于正变位齿轮，随着变位系数的增大，齿顶高也增大，而齿顶会逐渐变尖。所以必须对齿轮进行齿顶变尖的验算。 （ 4） 手推式剪草机中齿轮强度的计算方法概述 我国的国家标准局所发表的渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法是参照国际标准化组织的计算方法所制定的，该方法比较全面地考虑了影响齿轮承载能力的各种因素，现毕业设计说明书 - 15 - 已成为目前最精确的、综合的齿轮强度计算方法。 影响轮齿载荷的各种因素大致可归纳为四个方面，分别用四个系数来修正名义载荷，这四个系数分别为使用系数、动载系数、齿向载荷分布系数、齿间载荷分配系数。 各种齿轮强度计算 方法所采用的动载系数 形式上有很大的差别，考虑的因素也不相同。 各种齿轮强度计算方法所采用的齿向载荷分布系数的计算方法各不相同。 各种齿轮强度计算方法所采用的齿间载荷分配系数的处理上有很大差别。 由于汽车变速箱的工作特性，使得轮齿的载荷是波动的，对于这种不稳定载荷的情况。 从以上四点可看出国际标准化组织 齿轮强度计算方法是一种比较合理、精确的方法，所以在本论文中齿轮的设计计算采用此种方法。 齿轮在传递动力时，轮齿处于悬臂状态，在齿根产生弯曲应力和其它应力，并有较大的应力集中，为使齿轮在预定 的寿命期内不发生断齿事故，必须使齿根的最大应力
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