割灌机的设计.pdf

1南 京林 业大 学 本 科毕 业设 计题 目 ： 割 灌机 的设 计学 院 ： 南方学院专 业 ： 机械设计制造及其自动化学 号 ： 姓 名 ： 何玉敏指 导 教 师 ： 周凤芳职 称 ： 讲师二 年 五 月 十 九 日2割 灌机 的设 计 摘 要割灌机作为营林机械的一种 ， 用于林地清理 、 幼林抚育 、 次生林改造和森林抚育采伐等割除灌木 、 杂草 、 修枝 、 伐小径木 、 割竹等作业 。 我国灌木树种资源极为丰富 ， 近几年来 ， 为了防沙固沙 、 保持水土 、 改善生态系统 、 维持生态平衡 ， 正在持续大面积种植灌木 ， 仅内蒙古鄂尔多斯市就有沙生灌木 120多万亩，我国西部地区沙生灌木资源也非常丰富且集中 ， 根据沙生灌木的生物学特性 ， 每 3 平茬后生长加快 ， 萌发力加强 ， 具有复壮作用 。 平茬收割时若手工劳作 ， 其劳动强度大且生产效率低 ， 因此 ， 为了提高生产效率 ， 割灌机必不可少 。 而本次设计的侧挂式割灌机就是其中一种简便 、快捷的机具。割灌机能切割直径 18尽可能小型便携 ， 以方便在地区崎岖 、 起伏不定的山林地带操作 ， 灵活工作 ； 动力装置应符合国标要求 ； 长期在恶劣的噪声环境中工作会导致职业性耳聋，并且在 4是职业性耳聋的特点，所以割灌机工作时应尽量防止噪声过大 ， 并使用消音器 ； 要尽量减小把手的振动；工作部分采用尼龙丝、圆锯刀片等作为切割部件。 关键词 ：割灌机；减噪；减震。30l 引 言 第 一 章 技 术 任 务 依 据 用 途及 使用 范围 术 指标 和重 要技 术参 数 作 原理 研 究状 况 的 设计 计 与用 户的 一致 性设 计 13第 二 章 设 计 计 算 说 明 案 论证 设 计 162. 162. 192. 202. 22. 232. 动 293割 灌 机 的 使 用 注 意 事 项 意 事项 护 用品 34结 论致 谢 参 考 文 献 附 录6引 言割灌机主要用于草坪修剪、幼林抚育、林地清理，以及果园 、 牧场的割草 。 装上附件还可用于水稻 、 小麦等农作物的收割 ,是一种用途广泛的农林机械 。 目前 ,全世界割灌机的年产量有好几万台 。 其中日本是世界上生产和使用割灌机最多的国家之一 。 我国割灌机的研制起步较晚 ， 而且产量低 ， 品种少 ， 且基本上都是侧挂式割灌机 ,已远远不能满足国民经济飞速发展的需要 。 作为世界农业大国 ,割灌机在我国潜在着巨大的市场 ， 开发高性能割灌机已势在必行。7第 一 章 技 术 任 务 的 依 据 割草机主要用在园林方面 。 割除林中的灌木 、 杂草以利林木的生长，行人的走动。近几年城市草坪的大量种植，一些小草坪的修剪 、树根周围等草坪修剪机达不到的地方的草坪修剪都可以用割灌机来 完成 。 我国灌木树种资源极为丰富 ,近几年来 ,为了防风固沙 、 保持水土 、 改善生态系统 、 维持生态平衡 ,正在持续大面积种植灌木 ,我国西部地区沙生灌木资源也非常丰富且集中 。 根据沙生灌木的生物学特性 ,每 35年就需进行平茬 ,平茬后生长加快 ,萌发力加强 ,具有复壮作用 。 平茬收割时若手工劳作 ,其劳动强度大且生产效率低 ,因此只有使用专业的割灌机械才能提高生产效率。我 国 林 木 收 获 机 械 产 业 化 起 步 晚 ,与 欧 美 等 发 达 国 家 相 比 在 技术 、 制造手段和工艺等方面都还有一定的差距 ,主要是产品的品种不全 ,适应性和配套性差 ,产品的技术水平比较低。 的 用 途 及 使 用割 灌 机 ， 又 称 割 草 机 或 机 动 镰 ， 通 过 动 力 不 同 分 为 电 动 和 内燃 动 力 ， 内 燃 动 力 分 为 二 冲 程 和 四 冲 程 汽 油 机 ， 通 过 传 动 方 式 不同 分 为 软 轴 传 动 和 直 杆 传 动 ， 用 途 十 分 广 泛 ， 如 园 林 绿 化 、 庭 院维 护 、 公 路 清 理 、 森 林 防 火 、 庄 稼 收 获 等 。 技 术 指 标 和 重 要 技 术 参 数 （ 1）整机重量 82）振动加速度 a 7m/3）耳旁噪声 904）修剪灌木杂草株径： 工 作 原 理作业时 ， 发动机输出端带动离合器转动 ， 由于受到离心力的作用 ， 离合块与离合碟产生摩擦力从而使离合碟转动而带动传动轴转动，轴的另一端选用直齿圆锥齿轮减速器控制刀片转速 ， 将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上 ， 握住手把，横向摆动硬轴 ,即可完成切割杂草、灌木等作业。 外 研 究 状 我国园林收获产业化起步比较晚 ， 与工业发达国家比在技术，制造手段和工艺方面都有较大差距，主要因为产品品种不全 ， 适应性和配套性差 ， 产品技术水平比较低 。 我国割灌机的开发研究起步于 20世纪 60年代 ， 192年黑龙江省木材采运研究所研制出 2 辽宁省法库县农机推广站对东风 造 现一机多用；山西省广灵县新特服务部研制成功了柠条收割机和麻黄收割机 ； 福建省林科所研制成功 219年广西省柳州索罗小型动力机厂研发出具有国内先进水平的 外： 国外对割灌机的开发研究比较早，起点和水平都比较高 ，9广泛采用现代科学技术。如工程塑料， 体质量轻 ， 功率大 ， 操作灵巧 ， 形成系列产品 。 以德国 日本生产的割灌机型号很多 ， 其中 苏联生产的 木的采伐和割草等 ， 该机可用于大面积的除灌作业 ； 此外 ， 中小型的灌木收割机还有瑞典制造的帕尔 173和胡思可法尔 165者还带有可以更换的尼龙除草丝转盘，德国制造的 国制造的大型灌木切割机有撒布列除灌机 ， 12型灌木切碎机 ， 横轴甩锤式除灌机和水平甩锤式除灌机 。 目前 ，欧美各国几乎所有的农机公司生产灌木收割机械已经形成系列化 ， 主要结构和技术性能指标已没有太大变化 ， 只是在操作舒适性和电子计算机应用方面有所改进。种 。 用于林地清理 、 幼林抚育 、 次生林改造 和 森林抚育采伐等 割除灌木 、 杂草 ， 修枝 ， 伐小径木 ， 割竹等作业 。 在割灌机上配备一些可更换的附加装置或设备 ,还可用于收割稻麦等农作物 ,以及抽水 、 打穴钻孔 、 喷施 农药等 作业 。 割灌机的研制同小型动力机械的发展有密切关系 。 第二次世界大战后 ， 联邦德国 、 美国 、 瑞典等生产油锯的厂家将传动轴和切割工作部件作为油锯的附件 ,供割草、割灌木使用。在此基础上 ,日本引进并研制成便携式割灌机。割灌机根据作业方式可分为 3种类型。便携式割灌机，又分为侧挂式和背负式两种：10 侧挂式割灌机采用硬轴传动 ， 主要由发动机 、 传动系统 、 离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等组成。在传动轴的一端配 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器；另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件。工作部件的类型很多 ，常用的为圆锯片 、 刀片或尼龙丝 。 作业时 ， 将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上，握住手把，横向摆动硬轴 ,即可完成切割杂草 、 灌木等作业 。 机具重约 6 12千克 ,转速约 450 50转 /分。 背负式割灌机。用软轴传动，一般构造与侧挂式割灌机相似 ， 不同的是其发动机背在操作者背上 ， 切割部件由软轴传动 ， 发动机功率一般为 发动机与背架之间以两点联接并装有特制橡胶件以隔振 。 软轴为套装在软管内的钢丝挠性轴 ， 用以传递扭矩。软管为敷有橡胶保护套的金属编织网包住的钢带缠卷的螺纹管，以防尘土侵入轴内并保持轴表面的润滑油。割幅一般在 2米之间。 手扶式割灌机：由行走轮支承机具重量，由人推动机器前进 ， 由发动机驱动工作部件进行切割灌作业 。 其构造和工作原理同便携式割灌机相似。 悬挂式割灌机 ： 悬挂在 拖拉机后面 ， 由动力输出轴驱动工作部件旋转 ， 适用于大面积割灌作业 。 主要由机架 、 锯片 、 传动装置 、 悬挂装置和推板等组成 。 割灌作业时 ， 拖拉机后退行驶 ， 工作速度为 5公里小时 ,可锯直径为 10厘米的灌木。割灌机的发展趋势是用新型材料以进一步减轻重量 ； 采用低振动1发动机和先进的减振隔振装置并合理配置机件 ， 以减少振动对人体的危害；提高机械的加工和装配精度、改进吸排气系统，以减低噪声 ；增设各种安全保护装置 ， 以提高作业安全性 ； 在悬挂式割灌机上增设灌木切碎装置，简化割下灌木的清理工序。 器 的 设 计 离合器 位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内 ， 用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴 。 离合器类似于开关 ， 接合或断离动力传递作用 ， 离合器机构其主动部分与从动部分可以暂时分离 ， 又可以逐渐接合 ， 并且在传动过程中还要有可能相对转动。离合器的主动件与从动件之间不可采用刚性联系 。离合器分为电磁离合器 、 磁粉离合器 、 摩擦式离合器和液力离合器。本次设计选择摩擦式离合器，其特点更符合本次设计的要求。 如图 1所示的摩擦式离合器：图 1 而离合器允许外径偏小 ， 考虑到便于布置零件 ，故采用压缩弹簧的形式，离心块与被动盘间隙取为 1m，满足要求且便于计算。滑块离心式摩擦离合器主要用于草坪机械。 n=60r/可得 Nm） m Nm）式中： 1 扭距储备系数，一般 =2，此处取 =f= m Nm）P=(4） 1=擦盘工作面内直径 所取值不能满足条件 ， 不能采用 。 因此 ， 改取摩擦盘外直径 0m，内直径 0P=21（ ） =21 （ 120+90） =105b=22905m=1摩擦盘脱开时所需的间隙取 1c=为离合器理论转矩，可取最大工作转矩，即 T=m, 合 器 工 况 系 数 ， 根 据 机 械 设 计 手 册 6 6处 根据 机械设计手册 6 合 器 滑 动 速 度 系 数 ， 根 据 公 式 m=600m/s)=60060105 =m/s)根据机械设计手册 6得 5209（ N 紧 力 ： Q=为 摩 擦 面 的 摩 擦 系 数 ， 本 设 计 采 用 黄 铜 ， 取 = =380（ N)14许用传递转矩：应满足 1 ( 用 压 强 ， 根 据 机 械 设 计 手 册 6 6设计取 20 40N 根据 机械设计手册 6 参数代入公式得 1 12 1 40 1=828(N此可知 足校核条件 21。摩擦面压强：应满足 p= )4 p= )98042 = 机械设计手册 6 知许用压强为 2040N以符合。始条件 最小工作载荷 h=8部并紧，磨平，两端支撑圈各一圈弹簧材料：碳素弹簧钢丝 参数计算 初算弹簧刚度 P： P=10 )15工作极限载荷 n 80与有关参数根据条件从 机械设计手册 1n： n= pPd= 机械设计手册 1n=2=： P=nPd= 极 限 载 荷 下 的 变 形 量jF=t： t=d=0=0=+10= 机 械 设 计 手 册 1 1 准 值 为82=+d=40+10=501=0+10=30=40： L=d0=80n j H=j - m h=8b=必进行稳定性验算。擦盘用平键参数选择根据要求，离合器轴与摩擦片间连接采用平键连接。离合器主动摩擦盘安装轴直 径为 20m， 查表选用以下尺寸的平键：轴的公称直径 b*h 键槽深度 半径轴 小 最大172 6* 282）键连接的强度计算 其中 T： 为转矩 T=5209N的直径 D=20与轮毂的接触高度 k= t2,l：键的工作长度 (m)，选用 l=许用挤压应力 按照 机械设计手册 501208052092=满足校核条件。3）键连接的强度计算 根据题目要求，此处为平键的静联接，应用的计算公式为其中 T：为转矩 T=5209N的直径 D=25与轮毂的接触高度 k=即 t2,l：键的工作长度 m，选用 l=用挤压应力 照机械设计手册 5012083.2552092=满足校核条件。 4） 圆盘摩擦离合器轴承参数与尺寸选用此处轴承的作用是传递轴向力 ， 因此选用推力球轴承 。 轴直径 d=25m，按 照 机械 设计 手册 7 7， 选用 以下 单向推力球轴承：此型号推力球轴承满足离合器使用要求。5） 圆盘摩擦离合器其他参数与尺寸确定 垫 片 ： 根 据 离 合 器 安 装 轴 尺 寸 ， 查 机 械 设 计 手 册 5级 （ 95 202） 公称直径 d=12m，外径 m，内径 度 h= ： 根 据 离 合 器 安 装 轴 尺 寸 ， 查 机 械 设 计 手 册 55取 本尺寸 /m d 25D 42T 1基本额定载荷 /a r/ 430油 60质量 / 10型 5105其他尺寸 /m 62r m 52机 构 设 计 与 用 户 的 一 致 性 设 计 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； 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； 理论上验证设计的可行性，然后进行样机制作； 外观 简单美观 ， 拆装方便 ， 质量轻， 适合家庭用户使用； 噪声降低，振动降低，大大减少对操作者的伤害； 采用齿轮机构 （ 实现 减速 ） ， 提高整机的工作效率 ， 解决了 普通割灌机工作效率不高的问题； 采用的割灌高度调节机构，解决了目前手动割灌机不易实现高度调节的问题； 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。20第 二 章 设 计 计 算 说 明 方 案 论 主要由发动机、 传动系统 、离合器 、 工作部件 、 操纵装置和侧挂皮带等组成 。 在传动轴的一端配置 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器 ； 另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件 。 工作部件的类型很多 ， 常用的为圆锯片 、 刀片或尼龙丝 。 作业时 ， 发动机输出端带动离合器转动 ， 由于受到离心力的作用 ， 离合块与离合碟产生摩擦力从而使离合碟转动而带动传动轴转动 ， 轴的另一端选用直齿圆锥齿轮减速器控制刀片转速 ， 将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上 ， 握住手把 ， 横向摆动硬轴 ,即可完成切割杂草、灌木等作业。 操纵把手用铝套管 ， 传动轴采用拉光圆钢 ， 一头为 另一端为直齿圆锥齿轮的小齿轮相连，这样大大简化了结构，减轻了质量。 套管内置五只带橡胶套的滚针轴承 ， 大大减少了传动轴传递到套管的振动 ， 离合器与套管之间用减振器隔开 ， 以消除发动机传到把手处的振动。 用偏置式把手 ， 使得侧挂后刀片位于人体的正前方 ， 方便操21作者 ， 同时 ， 操纵把手可绕夹持中心旋转 ， 并可任意调整操作者与杆身的位置，以适应工作时的自然姿势。 一体式油门把手采用油门锁定 、 启动及停火装置 ， 以确保油门不会因误操作而高速空转 、 启动时保持一定的油门开度及突遇紧急情况时可迅速停火。 采 用 外 形 美 观 的 偏 置 式 防 护 罩 有 效 地 挡 住 切 割 时 甩 出 的 杂草。 挂钩一侧加衬板 ， 以减少机具与人的摩擦 ， 加厚加宽背带及衬里，可大大减轻操作者长时间工作的疲劳。套发动机的选择是整机的关键，整机要求以割草为主 ， 同时也能割灌，这样就需要发动机功率在 1量在 30到40之间，同时质量在 3此，动力选择如下： 型号 1式 单缸、风冷、二冲程汽油机；排量 大功率 50r/大扭矩 m/50箱容积 油器 泵膜式，泵式加浓；点火方式 无触点飞轮磁电机点火；2磁电机 油牌号 90号汽油；润滑油牌号 二冲程专用润滑油 花塞型号 动方式 自回式手拉绳启动；质量 设 计 过 程减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用 ， 在现代机械中应用极为广泛 。 减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类 ， 两者的设计 、 制造和使用特点各不相同 。 选用减速器时应根据工作机的选用条件 ， 技术参数 ，动力机的性能 ， 经济性等因素 ， 比较不同类型 、 品种减速器的外廓尺寸 、 传动效率 、 承载能力 、 质量 、 价格等 ， 选择最适合的减速器 。 减速器是一种相对精密的机械 ， 使用它的目的是降低转速 ，增加转矩。本次设计所使用的减速器为锥齿轮减速器，由于工作要求的不同 ， 锥齿轮传动可设计成不同的形式 。 而这次设计的小型便携式割灌机使用的是常用的轴交角的标准直齿锥齿轮传动的强度 计算22。强度计算时 ，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据 。 对轴交角 120 的23直齿锥齿轮传动，其齿数比 u、锥距 R、分度圆直径 1d、 2d、平均分度圆直径 12当量齿轮的分度圆直径 12= a）大 、 小齿轮均选用 45钢 ， 选用 8级精度 ， 选取 1z=6， 2z=2，则 u=162= = 122 212221 +=+= b）计算得 = （ c）令 ， 称为锥齿轮传动的齿宽系数 ， 通常取 R ，最常用的值为 于是( )= d）计算得 ( )( ) = （ e）现以 即锥齿轮平均分度圆上齿轮的模数（简称平均模数 ） ，则当量齿数= （ f）当量齿轮的齿数比 212= （ g）显然 ， 为使锥齿轮不致发生根切 ， 应使当量齿数不小于直齿圆柱齿轮的根切齿数 。 另外 ， 由式 （ d） 极易得出平均模数 )= h）计算得 c=*1=1+1+ 1=1+c* 1+ 1=1+c* 1+ 1=h=(2+c*) 2+ 1= =1a+11a += 2=-=2f 齿 顶圆直径： =d=+2 d=d 22+ =z 111v =z 222v =)d+d(212 即在齿宽中点法向截面 N（ 内 。与圆柱齿轮一样 ， 将法向载荷周力） F,再将力 锥齿轮轮齿上所受各力的方向如图 10力的大小分别为图 2锥 齿轮 的轮 齿受 力分 析112mt 211 = 211 = 6式中， 1向相反。而可直接沿用式 = 得 =直齿锥齿轮的载荷系数同样为,其中使用系数 K；动载系数 0 )取；图 2； 齿向载荷分布系数可按下式计算 式中， 从图 10入式（ h） ，得( ) = 1）27=K=K=50当量齿轮 用 小轮和大轮的支承两者都是两端轴承 一个两端支承一 个轴臂 两者都是悬臂飞机 舶用 系 数 7 18 19 20 21 23 24 25 26 27 28系 数 力 校正 系数 b） ，得2121 2121 +=+= )111111 =28代入上式可得 ( ) 3 22121 （ 2）式 (1)为设计计算公式 ； 式 （ 2） 为校核计算公式 。 两式中m，其余各符号的意义和单位同前。 仍按平均分度圆处的当量圆柱齿轮计算 ， 工作齿即为锥齿轮的宽度 b。 按式计算齿面接触疲劳强度时，式中的综合曲率为21111 得 += vm 1 j）将式 （ j） 即 2 11 +=代入下式 ， 并令接触线长度得( ) =+= 3121211 =20的直齿锥齿轮， Z，于是可得( ) = 3）29( )3 2121 （ 4）式（ 3）为设计计算公式；式（ 4）为校核计算公式。两式中 m，其余各符号的意义和单位同前。 复合齿形系数： 合度系数： Y=齿轮系数： =lb)(4 1载荷分配系数： 齿根弯曲应力计算值： =1= 15N/ ，齿根抗弯疲劳强度基本值： 2FE m m/ ，寿命系数： 1=期工作，取为无限寿命设计相对齿根圆角敏感系数： 1=1=Y=最小安全系数： m =257N/7 采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接 ，轴上零件利用轴肩 、 轴套和轴承盖作轴向固定 。 轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油 ， 进行润滑 。 箱座中油池的润滑油 ， 被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上 ， 沿内壁流到分箱面坡口后 ， 通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度 2m/采用润滑脂润滑轴承 ， 为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂 ， 可采用挡油环将其分开 。 为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内 ， 在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。 箱体 ： 箱体是减速器的重要组成部件 。 它是传动零件的基座 ，应具有足够的强度和刚度 。 箱体通常用灰铸铁制造 ， 对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器 ，为了简化工艺 、 降低成本 ， 可采用钢板焊接的箱体 。 灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸 ，箱体制成沿轴心线水平剖分式 。 上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体 。 轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔 ， 而轴承座旁的凸台 ，31应具有足够的承托面 ， 以便放置联接螺栓 ， 并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。 减速器附件 ： 为了保证减速器的正常工作 ， 除了对齿轮 、 轴 、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外 ， 还应考虑到为减速器润滑油池注油 、 排油 、 检查油面高度 、 加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部 件的合理选择和设计。其噪声对人体的危害越来越引起人们的重视 。 根据国外资料统计 ,当工作环境噪声超过 90),耳聋的发病率呈急剧上升趋势 。 国际标准化组织 (定每天暴露 8小时持续噪声允许值为 90声级每增加 3),暴露时间应减半 ,但最高不得超过 15)。 齿轮箱噪声分析割灌机齿轮箱由箱体 、 齿轮 、 轴承 、 轴等零件组成 。 高速运转的传动件所产生的机械噪声是整机的主要噪声源之一 。 研究齿轮箱噪声产生的原因及控制方法对整机降噪具有重要的意义。 从割灌机齿轮箱的噪声激励流程图 （ 图 2-） 中可以看出 ,齿轮箱的噪声源来自齿轮和轴承的振动 ,这些声源在传播过程中又激励箱体辐射空气噪声 。 因此 ,直接控制齿轮和轴承的噪声强度是齿轮箱降噪最有效、最根本的方法。32 噪声产生机理图 2轮副在传动过程中 ,整个啮合线上齿廓间相对滑动速度的大小是随着啮合位置的不同 而改变 。 以啮合的起点 的相对滑动速度最大 ,在节圆切点 同时相对滑动速度的方向也在 由于两齿面间具有相对滑动并存在滑动摩擦力 ,这种摩擦力的大小和方向的改变导致了齿轮的节线冲力 ,其大小和持续时间与齿轮的传递力、齿面的摩擦系数和相对滑动速度等因素有关。齿轮在传递扭矩时 ,由于受到力的作用 ,必然会产生一定程度的弹性变形 ,这就使后面新啮合的齿得不到理论齿廓的平滑接触 。 再加上齿轮的制造误差 、 安装误差等原因 ,导致齿轮在运转中发生齿与齿之间的碰撞并产生啮合冲力 ,其大小与齿轮的类型、设计参数和加工精度等因素有关。 在齿轮啮合过程中 ,节线冲力和啮合冲力是齿轮振动和噪声的激振源。 此外 ,提高齿轮加工精度 ,增加研磨工艺 ,都能降低齿轮噪声。 轴承的降噪齿轮箱轴承噪声主要由轴承圈的波纹度 、 椭圆度及滚珠的圆度等几何形状误差及表面质量引起的 。 若滚道表面或滚珠上出现毛刺 、 伤痕 、 锈斑等缺陷时 ,会引起强烈的高频噪声 。 合理选用轴承类型及配合精度是轴承降噪的关键 。 割灌机齿轮箱采用向心3球轴承对降噪较为有利 ,因为轴的转速高 ,轴向力小 ,向心球轴承对装配精度等反应不如其他类型轴承敏感 。 轴承内 、 外圈的配合选择 ,尤其是外圈与支承孔的配合至关重要 。 配合过紧 ,不但提高了传声性 ， 还会使滚道变形 ， 径向间隙减小 ， 导致噪声的增大 。 配合适当能使轴承与支承孔接触处的油膜对外圈振动产生阻尼 ,从而减小噪声。此外 ,适当提高轴承精度也十分必要。 箱体降噪措施由图 2箱体虽然不是噪声源 ,但由于它具有较大的辐射面 ,很容易被其它噪声源激励并产生振动向外辐射空气噪声 。 若齿轮的啮合频率或轴承的振动频率与箱体的固有频率相同或接近时会产生共振 ,发出强烈的噪声 。 因此 ,在设计箱体时应注意提高箱体的密闭性 ,使它尽量隔绝空气噪声的传播 ； 箱体尺寸应尽可能紧凑 ,以减少声辐射面积；箱体应具有合适的壁厚 ,使箱体的固有频率远离噪声源的频率 。 结论割灌机齿轮箱的降噪方法归纳起来主要是从声源及传播途径两方面采取措施 ,最直接、最有效的手段是控制声源。 振 动 分 析 发 动 机 振 动 ： 发 动 机 的 振 动 主 要 来 自 发 动 机 曲 柄 连 杆 机构的周期性往复惯性力。34 割 灌 机 传 动 轴 引 起 的 振 动 ： 割 灌 机 的 传 动 轴 是 个 高 速 转动 的部 件 ,在 多个 中间 轴承 的约 束下 ,任 何偏 心或 弯曲 都会 造成振动。 离 合器 各部 分偏 心引 起的 振动 ：割 灌机 一般 采用 离心 式离 合器 ,由 2心 块组 成， 当发 动机 转速 超过 离合 器转 速时 ,离 心块 在离 心力 作用 下开 始克 服弹 簧的 约束 ,与 离合 碟结合 传递 动力 离合 块之 间微 小的 质量 之差 在高 速运 转过 程中 都会 产生较大的不平衡惯性力而产生振动。 减 速 器 引 起 的 振 动 减 速 器 的 齿 轮 齿 侧 间 隙 过 大 和 过 小 都会 增加 振动 ,其 精度 和装 配精 度对 振动 影响 很大 ,主 动齿 轮轴与传动轴的同心度同样影响振动的大小。 圆 锯 片 引 起 的 振 动 圆 锯 片 在 工 作 过 程 中 会 产 生 “ 颤 抖 ”现 象 ,因 其薄 而大 易产 生变 形 ,使 其工 作稳 定性 变差 ,产 生振动。 加速度计安装位置按1479灌机手感振动测定方法进行。在三个方向上进行振动频谱分析 ,最后合成。测试分怠速、切割高速空转三种工况进行 ;利用声频式转速表控制发动机转速 ;三向加速度计（ B 拾到信号后 ,通过电荷放大器 (B 大后磁带记录仪 （ 记录 ,分析仪 （ 进行数据采集分析 ,详见仪器方框图。35图 对割灌机把手振动频谱的分析表明 ,在不同转速下 ,把手上振动图谱在两倍工频处出现振动峰值 ,其由发动机往复惯性力引起因此 ,割灌机的把手振动值主要由发动机的振动引起 ，要减小割灌机振动 ,应主要从减小发动机振动着手。一般对发动机不平衡惯性力引起振动的研究都只分析到两倍工频处引起的振动峰，从振动频谱可以看出 ， 二倍工频以上的振动值虽很大 ,但随着频率增大 ,计算手感振动量的计权值很小 ,故此振动对人体的影响较小 ,可以忽略不计。 发动机从启动到全速工作或从全速到停机过程中 ,在某个转速会发生剧烈抖动 ,这是中间传动轴通过临界转速时表现出来的固有特征。割灌机中间传动轴是在临界转速以上工作的 发动机从怠速到全速过程中 ,中间传动轴要经过第一阶、第二阶和第三阶临界转速 ,属于挠性轴 ,应按挠性轴结构进行设计。为减小轴的固有频率 ,轴承应采用弹性阻尼轴承 ,其位置应安排在轴变形较大的地方 ,用不等间距来布置轴承。基于这B 采 集与 分 析 系统36种思想 ,传动轴设计应在能满足使用的条件下采用较细的轴 ,传动轴的直线度精度也可降低 ,可使割灌机重量轻、振动小、工艺也很简单。 由于割灌机振动主要由发动机振动引起 ,振源从发动机传到把手上，在此传递环节中可以用一系列柔性联接来吸收一 部分振动 ,从而减小把手的振动。如 ,传动管通过防振橡胶紧箍在发动机上；传动轴轴承安装在橡胶轴承座上；把手用工程 塑料固定在传动管上；手把处套上橡胶手把等。37第 三 章 割 灌 机 的 使 用 注 意 事 项效 果图图 注 意 事 项 割灌机是二冲程动力 ， 使用中应从动力 、 使用和刀具三个方面注意，即可保证机器的正常使用： 使用前请务