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一种 河道 水草 清理 装置 设计

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毕业设计任务书（2016届） 一种河道水草清理装置的设计学生姓名 任飞亚 学 号 12112218 院 系 机械电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化指导教师 骆永标 填写日期 2015年12月10日 毕业论文（设计）任务的内容和要求：一、研究内容1. 总体方案设计：要求设计一种能依附于船体之上的水草切割打捞一体机。2. 对水草清理装置总体结构进行设计。3. 对水草清理装置的运动特性研究。4. 水草切割打捞一体机的结构设计。5. 主要零部件的强度和使用寿命等计算与估计。二、任务与要求1. 基本参数：外形尺寸：2500（长）2000（宽）1000（高）mm切割深度尺寸：2000（高）mm清理效率：0.22米/秒清理效率：160公斤工作环境：-560（长时间浸水）功耗：1.5KVA噪声：80dB2. 设计要求：总装图一张，传动系统部件装配图一张，零件图若干张。3. 查阅文献不少于10篇，撰写与课题内容相关文献综述1篇（字数2000字以上）；4. 翻译完整的外文文献12篇，（中文字数不低于3000字），要求翻译的内容与课题相关，并附原文复印件或PDF打印稿；5. 开题报告应有选题的背景和意义、设计的基本内容和拟解决的主要问题、研究方法及措施、设计工作的步骤与进度以及主要参考文献等项目，按照指导教师的具体要求提出自己的设计方案，写开题报告一篇（字数不低于3000字）；6. 按计划要求开展设计工作，分析设计过程中所出现的技术难题，并能提出解决方案。严格遵守纪律，保质保量完成规定的设计任务；7. 毕业设计字数要求在8000字以上，要求设计内容完整、准确，层次分明，数据可靠，文字简练，分析透彻，推理严谨，立论正确。论文内容一般应由十个主要部分组成，依次为：（1）封面，（2）中文摘要，（3）英文摘要，（4）关键词，（5）目录，（6）前言，（7）论文正文，（8）参考文献，（9）附录（绘制的工程设计图，不少于2张A0#图量），（10）致谢；8. 独立做好答辩准备工作；做好毕业论文总结工作和资料归档工作，并上交相关电子文档。其他：1、 论文撰写严格按照绍兴文理学院毕业设计工作手册的规范和要求（设计说明书可按照标准格式排版的WORD文档）；2、 在毕业论文期间，要严格遵守学校和实验室各项规则制度，尤其应注意安全。3、 养成科学、严谨的工作态度，实事求是，客观真实地撰写论文；杜绝弄虚作假，抄袭他人数据，篡改、捏造实验、设计数据。4、 本设计的装配图须是CAD绘图，零件图可用手工绘制或CAD绘图。参考文献：1 陈灏,周莹,许东员. 小型电动可遥控水草收割机的研制J. 安徽农业科学. 2010(26) 2 朱海燕,戴学颖,陈孝君. 于桥水库富营养化现状及水草控制措施J. 水科学与工程技术. 2010(02) 3 胡君智. 小型多用途打捞装置的设计J. 上海造船. 2008(04) 4 张丽珍,陈金稳,李俊. 水草收割机的研究现状J. 上海水产大学学报. 2008(04) 5 李旭英,尚士友,杜健民,张志毅. 9GSCC-1.4H型沉水植物收割机船队的设计J. 农业机械学报. 2006(01) 6 龚云丽,蔡永立. 我国城市杂草的研究趋势J. 杂草科学. 2005(03) 7 朱海燕,戴学颖,陈孝君. 于桥水库富营养化现状及水草控制措施J. 水科学与工程技术. 2010(02) 8 胡君智. 小型多用途打捞装置的设计J. 上海造船. 2008(04) 5 张丽珍,陈金稳,李俊,张饮江. SCSGJ-2.6型水草收割机的研*制J. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2008(11) 9 张丽珍,陈金稳,李俊. 水草收割机的研究现状J. 上海水产大学学报. 2008(04) 10 李旭英,尚士友,杜健民,张志毅. 9GSCC-1.4H型沉水植物收割机船队的设计J. 农业机械学报. 2006(01) 11 龚云丽,蔡永立. 我国城市杂草的研究趋势J. 杂草科学. 2005(03) 12 濮良贵主编机械设计（第七版）M 北京：高等教育出版社，200113 Andrew J. Rodusky,Bruce Sharfstein,Therese L. East,Ryan P. Maki. A Comparison of Three Methods to Collect Submerged Aquatic Vegetation in a Shallow LakeJ. Environmental Monitoring and Assessment . 2005 (1-3) 14 Thomson Sinkala,Enala T Mwase,Mick Mwala. Control of aquatic weeds through pollutant reduction and weed utilization: a weed management approach in the lower Kafue River of ZambiaJ. Physics and Chemistry of the Earth . 2002 (11)毕业设计（论文）进度计划：起 讫 日 期工 作 内 容备 注2015.12.20-2016.1.17查阅资料, 翻译外文文献, 撰写文献综述业余2016.1.18-2016.2.25构思设计方案 业余2016.2.26-2016.3.1毕业实习, 撰写开题报告2016.3.2-2016.3.10确定系统总体方案、方案设计2016.3.11-2016.3.25设计与计算2016.3.26-2016.4.10装配图设计与绘制2016.4.10-2016.4.30零件图设计与绘制2016.5.1-2016.5.20编写设计说明书，准备答辩。2016.5.20-2016.5.27毕业答辩，成绩评定 指导教师（签名）： 年 月 日教研室意见：教研室主任（签名）年 月 日院（系）审核意见： 主管领导（签名） 年 月 日 开 题 报 告（2016届） 一种河道水草清理装置的设计学生姓名任飞亚学 号12112218院 系机械与电气工程学院机械系专 业机械设计与制造及其自动化指导教师骆永标填写日期2016-2-24开题报告的内容一、选题依据和意义水草在养殖、生态和景观三方面有重要的价值体现，但由于种植量大，同时缺乏相应的管理措施，导致人工种植的水草一度发展到疯狂的状态。为了保持水域的生态平衡，维持水质的清澈，需要在景观水域中大量种植水草，但是在每年59月的高温时段，水草生长非常迅速，必须及时进行收割清理，否则会对水质造成二次污染。目前，水草治理方法主要有化学清除法和物理收割法两种。化学清除法会引起水质污染与恶化，破坏水域的生态环境，并对其他生物的生存造成很大影响。所以，人们大都采用更为环保的人工收割和机械收割的物理方法来治理水草。但由于人工收割效率低下，往往打捞的速度跟不上水草生长的速度，因而机械收割就成为理想的水草治理方式。 针对河道、水塘等水域具有航道窄、面积小，一般的大型水草收割机难以实现水草收割的现状，设计一种结构紧凑，机构传动平稳，效率高，适合在中小尺度水域作业的小型水草收割船的驱动装置。这种新型的水草收割船可在水下实现切割，捡拾、传送一体化连续作业方式，能够达到清除泛滥的水草，净化水质的目的。二、研究的基本内容，你解决的主要问题（阐述的主要观点）通过查阅资料，综合运用所学知识及参考资料，进行初步设计，了解滚轮、刀片的各种保护问题。一种遥控清除河道水草及垃圾清理装置，由船体、动力马达、遥控接收器、滚轮、收集箱、刀片、栏网等组成。目前，对河道的清理都仅限于垃圾，无法清理水草，而水草的清理只能采取人工的方式，既麻烦又浪费时间。本实用新型通过遥控体船实现，其前部设有密布支条的滚轮，其下设一旋转刀片，在机身两侧分别设有一栏网，并设一个收集箱，用来收集水草和垃圾。在船体底部装上动力马达；船体上另装有遥控接收器及天线，实现用遥控控制其运作。本实用新型同时实现水草、垃圾同步清理，达到省时省力方便的效果。1，切割器切割器的工作性能直接影响收割机的工作质量。要使切割器在作业中能顺利的切割茎杆，不漏割、不堵刀，不拉断、切割阻力小，必须争取使用和调整切割器。现有的收割机械上的切割器有回转式利往复式两类；回转式切割器的特点是：沿滑动作用大，有的还是无支撑切割，因此切割速度高，惯性力易于平衡：但机器结构复杂，割幅较小，而且重量较大，不适于在宽幅多行收割机上采用。目前，在收割机械上应用最广泛的就是往复式切割器，优点是通用性广，适应性强，工作可靠，结构简单，重量轻。但由于惯性力的影响，限制了切割速度的提高，是切割作业速度受到局限。而根据前面的叙述，选用的是前置标准型往复式切割器（图1-1）图1-1 标准型往复式切割器1.护刃器 2.定刀片 3.动刀片 4.定刀片铆钉 5.压刃器 6.刀杆 7.动刀片铆钉 8.摩擦片 9.垫圈 10.螺母 11.螺栓 12.护刃器梁。 压刀器压刃器（图1-2）。压刃器一般采用35Mn钢，用半圆头方颈螺栓与护刃器、摩擦垫片一起固定在切割器粱上，防止割刀在运动中向上抬起，利于割刀的自由往复运动。护刃器梁上每隔30到50装一个切割器。三、研究（工作）步骤、方法及措施（思路）/论文主体纲要1、查阅有关资料。2、进行对各类往复切割装置进行理论学习。3、经老师的指导，将一种能依附于船体之上的水草切割打捞一体机总体方案的初步确定，包括工作原理分析、确定总体方案。 4、完成一种一种能依附于船体之上的水草切割打捞一体机的机构设计，包括机构设计，步进电机、脉冲电源和驱动机构的选择。5、完成一种能依附于船体之上的水草切割打捞一体机装置的总装配图及主要零件的结构设计及绘图四、课题研究工作进度计划起讫日期工作内容2015.11.22-2015.12.25搜集资料、写资料综述、外文翻译、开题报告2015.12.26-2016.1.14毕业实习、完成实习报告2016.2.21-2016.3.5设计与计算2016.3.6-2016.4.9总装图设计与绘制2016.4.10-2016.4.23部件图设计与绘制2016.4.24-2016.5.7零件图设计与绘制2016.5.8-2016.5.20编写设计说明书2016.5.21-2016.5.25毕业答辩五、主要参考文献1 陈灏,周莹,许东员. 小型电动可遥控水草收割机的研制J. 安徽农业科学. 2010(26) 2 朱海燕,戴学颖,陈孝君. 于桥水库富营养化现状及水草控制措施J. 水科学与工程技术. 2010(02) 3 胡君智. 小型多用途打捞装置的设计J. 上海造船. 2008(04) 4 张丽珍,陈金稳,李俊. 水草收割机的研究现状J. 上海水产大学学报. 2008(04) 5 濮良贵主编机械设计（第七版）M 北京：高等教育出版社，20016 李旭英,尚士友,杜健民,张志毅. 9GSCC-1.4H型沉水植物收割机船队的设计J. 农业机械学报. 2006(01) 7 龚云丽,蔡永立. 我国城市杂草的研究趋势J. 杂草科学. 2005(03) 8 朱海燕,戴学颖,陈孝君. 于桥水库富营养化现状及水草控制措施J. 水科学与工程技术. 2010(02) 9 胡君智. 小型多用途打捞装置的设计J. 上海造船. 2008(04) 5 张丽珍,陈金稳,李俊,张饮江. SCSGJ-2.6型水草收割机的研*制J. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2008(11)10 李旭英,尚士友,杜健民,张志毅. 9GSCC-1.4H型沉水植物收割机船队的设计J. 农业机械学报. 2006(01)六、指导教师审核意见 指导教师（签名） 年 月 日七、院（系）毕业设计（论文）工作领导小组审核意见1通过 2完善后通过 3. 未通过 负责人（签名） 年 月 日7文 献 综 述（2016届）一种河道水草清理装置的设计学生姓名 任飞亚 学 号 12112218 院 系 机械与电气工程学院机械系专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 骆永标 完成日期 2016-2-18 摘要：对于河流、河塘此类水域，由于面积小、河道较窄、大型的收割设备难以展开，我们就设计一种结构紧凑，机构设计传动平稳，且效率较高可以以在中小水域工作的水草收割机。这篇论文讲述水草收割机的发展背景、研究现状及其分类；对水草清理装置总体进行设计，主要包括水草清理装置的动力研究和结构设计；描述旋转式升降台和前进式往返式切割器的总体设计方案、工作原理、参数计算和实验校核；同时为了使水草能够回收，还要设计出水草回收的装置以达到水草收割的效果；另，主要零部件的强度和使用寿命等计算和评估；按照要求完成装置总装图与主要零件图的绘制；最后用solidworks软件的动画仿真验证机构设计的合理性。关键词：水下机构设计；小型水草收割机；动画仿真AbstractIn view of the channel, ponds and other waters with narrow and small area, general large grass harvester is difficult to realize the status quo of water harvesting, this paper designed a kind of compact structure, transmission smooth, high efficiency, suitable for operation in medium and small grass harvester.Paper summarizes the development background status and classification of grass harvester; Completed the grass harvester underwater mechanism design, mainly include the establishment of clear and positioning; The front reciprocating cutter and rotary lifting platform the overall design scheme, working principle, parameter calculation and test verification; At the same time, in order to prevent secondary pollution, this paper also designs the water recycling equipment, through the conveyor belt will float grass back to hull; In accordance with the requirements for the task completed device assembly and the main parts drawing mapping; Finally, by solidworks software animation simulation validate the rationality of mechanism desin.Keywords: underwater meachanism design；small grass harvester; animation simulation 引言：由于水草种植对于生态、养殖及景观等多方面都有重要的价值，正是水草有如此多的实用和非实用的价值才会吸引人们去种植。大量种植以后，由于缺乏其有效的合理性管理措施，会导致人工种植的水草疯长最后污染水域。我们在治理水污染时也会种植水草以此来保持水域的生态平衡，维持水质清澈，由于水域中种植大量的水草，但其在59月的高温时段水草生长会非常迅速，因此就必须及时的对水草进行清理，否则可能会对水域造成二次污染使此前工作达不到效果。目前生产中水草清除治理的主要方法有化学试剂清除发和物理机械收割法两种方法。但化学试剂清除法会引起水质污染和恶化，破坏水域环境和生态平衡，而且会对水域生物造成伤害，因此这种方法一般谨慎使用特别再环境治理中。所以我们大多采用更为环保和安全的人工收割和机械收割此类的物理收割法来治理水草疯长的情况。但有云人工收割效率比较地下，打捞的速度往往比不上水草生长的速度，因此机械收割就成为最理想的水草收割清理方式，贴别是船式水草收割机械。在目前的市场上面个有很多的水草收割机产品，比如SGY-2.5型水草收割机、WH1800型河道清理机、GC2330型河道割草保洁船、9GSCC1.4型水生植物收割船、GC2000型小型水草作业机和LW5000多功能型水草收割船等类型，由于此列收割机械整体比较巨大，长度多超过8M，需要很多人参与及辅助机械协同作业，只能适应在大型的水域进行水草收割作业。然而一些景观水域由于形状不同因此会需要形状各异的设计，而且具有各种不同的曲线已满组工作需要，而且景观水域水面面积小不利于大型收割机械工作，因此会设计专用的小型机械。在景观水域中的水草我们经常采用人工来完成收割水草清除水草的任务，这样劳动强度比较巨大，而且效率低下。有时在水草疯长的月份水草生长飞快人工收割的速度更不上水草生长的速度，由此导致一部分水草难以及时收割清理出水域而造成其腐烂在水中，在水中发酵而造成水质污染恶化。大型的水草收割船都是23人来进行收割作业的操作。在随着水草收割机设计的小型化，我们将会把小型水草收割机的收割和水草回收都放在一条船上进行工作，由于这样船上空间会比较拥挤，最多只能安排一个人工作的工作台，因此手动操作会很不方便而且人员会比较劳累，因此我们因该再设计是提高水草收割机的自动化程度，特别是遥控式水草收割机的设计，这比仅仅会进一步的缩减船体的尺寸，而且可以增大储的空间提高利用率使工作时间增加，并且更加安全。综合多方面考虑，智能化的小型水草收割机的需求量会越来越大，而且需求面也比价广，因此小型轻便、美观环保的小型水草收割机将是我们一个重要的发展方向。本文对船式水草收割机的结构设计如下。 1绪论 1.1 课题研究别景当前在国内外对于水草收割机的研究并不是很透彻，研究时间较短因此没有系统的、科学的分类方法。目前市场上的水草收割机又多为大型水草收割机，其只能满足在大型湖泊和河流的水域的收割任务，并不适合在小型河道、景观水域和小湖泊等小型水域的手任务，这需要专业小型机械。水草收割机为了满足市场要求，其小型化和智能化是水草收割机的重要研究发展方向。1.2 水草收割机的发展过程水草收割机在国外的研究比较早，而且积累丰富，荷兰等国家最早在50年代就开始使用专门的机械对河道进行清淤除草的清理工作。其中在1958年，荷兰的IHC CO Konljin机械厂研制设计出H系列的两栖式挖泥船一共六种机型，在其后又相继研发设计出M系列、s系列和FB系列等多种清淤机械；同时其国的HERDER公司也开始研制出各种各式各样的河道除草机型，最初的设计他们会把切割器安装在液压挖掘机或农业拖拉机上，来清理沟渠、河道内的各种植物，将其捞起放在岸边，整台机器都是在岸上行进工作的，这就是最初的路用水草收割机。而这类的水草收割机的使用局限性比较广，对水边的地形要求比较严苛并不适应大多的水域，而且对远离岸边的水生植物收割难以达到，因此需要一种能一种能够在河道中航行的水草收割机就应运而生。60年代，英国的Rolbe公司开发研制出Oibeaux系列水中收割机，而且其国的John wider(工程)公司也相继开发研制出自己的系列产品。这么多年以来这些系列的产品仍然在世界各地广泛的使用着。在外国在此领域发展的同时国内也有一些相关领域的企业和研究机构进入了该领域，并且在这个领域取得了一定的研究成果，比如宁波农业机械研究所、桂林象山农机厂、绍兴县农林管理总部联合研究开发的WH1800型河道清草机，北京水利局联合数家相关单位共同开发研制出的SGY-2.5型水草收割机，上海电气集团现代化装备有限公司新液压厂研究开发出的GC2230型号的河道割草保洁船以及GC2000型小型河道割草作业机械。世界各国的水草收割机经过半个多世纪的发展积累，水草收割设备的设计研发，从最开始岸边行走的切割水草作业，水中水草作业，水中收割水草作业，到现在实现水中切割、收获、后续处理的一体化收割作业模式，其功能日益完善，而且经过长时间的摸索、研究和经验积累，水草收割机的工作模式也发生了很多的改变。主要是朝着水草收割的小型化、自动化的方向发展。1.3 水草收割机分类及特点船式水草收割机由动力装置、切割器、动力推进器、送草装置、集草箱、船体等组成。所以我们在对现有的水草收割机进行归纳比较的基础上，经常根据水草收割机的作业方式、工作情况、结构特点等，总结出水草收割机的分类方式。2 水草清理装置总体结构设计2.1 经常选用的结构布局图1-1国内外一些典型的水草收割记得典型设计A,多功能小型水草收割船 b，水草切割割机 c，水草切割装置；d，水草收获系统；e，水草收割装置；g，SCY-2.5型水中切割机 h，wH1800河道清理机 i，水生植物收割装置 j，9Gscc1.4H水生植物收割机 k，gc2300型河道割草保船2.2 水草清理装置的主要结构整个装置主要由船体、螺旋桨推进系统、切割装置、拔草装置、运输装置、储草仓、发动机、液压系统、驾驶系统等多部分组成，这个设计主要是以船体为载体，进而将切割、拔草、输送等装置合理的安装在船体上，由螺旋桨推动船体航行。用一台型号495D的发动机作为水草收割的动力，通过两台电磁离合器，分别带动切割装置，碧草装置，运输装置的运转。而另外用一台型号:KTA19-G3A的发动机通过液压系统带动螺旋桨工作和各装置的升降提供动力。船式水草收割机收集水草主要收割流程：水草通过船体前部下沉的切割装置切割分离，而后通过拔草装置将草转入运输带，通过运输带送入储草仓，最后将水草运输上岸或者输送到运输船上。1、 船体：船体设计采用钢板衡量焊接的船型结构，这种构架、底板的连接，刚醒比较稳定。2、 推进器：装在船体的后下部提供动力，为双桨结构，两个液压泵分别带动两个液压马达，以此驱动两个三叶的螺旋桨运转，双桨的正反组合会产生不同方向的推力组合，这种组合可以控制船体的前进和倒退及左右调转方向。3、 液压系统：该船式收割机采用了定量、并联、全液压系统，他的工作原理：整个系统用一台发动机来驱动一个双联叶片泵和一个单联齿轮泵，分别对驱动系统和工作装置提供液压油，并在油泵的进油口处装滤油器，在其出油口处再装上压力表和溢流阀，用以检测和保证系统的安全。 双泵的并联使用，是有左右两个换向阀来分别控制左右两个螺旋桨的正反转的。工作装置的油路是有单向四位式换向阀控制：第一位：控制拔草轮的升降第二位：控制往复式割头的升降第三位：控制第二段输送带工作时的展开和收缩第四位：控制最后一段输送带工作时的展开和收起2.3关于切割装置的选择和设计此次设计选择往复式切割器。关于切割器的主要构造是两把刀片，而且其中至少有一把作往复直线运动，从而与另一刀片形成相对切割。这种结构的优点是我们可以选择合适的刀具参数来适应不同的环境。整个切割器则是一个整体，其只需一个动力端即可实现同步工作；其缺点则是对刀具材料和刀具安装精度等方面要求高，维修时不方便。往复式切割机构的典型特点：1、往复切割：当今切割器多用往复式切割器，并且往复式切割器大都安装在船体的前部位置上，这有利于行进时的工作，我们在现实当中很少会采用螺旋式的切割器，因为螺旋式切割器容易发生缠绕等多发问题。2、功率消耗大：在当今市场上的所有的水草收割机，因为其设计中具有多重机械的辅助工作，所以会导致工作时功率消耗大，可能会达到10%以上。3，切割的深度可调，我们已知水草收割机的切割深度的范围在0-1.7m之间是可以调节的，切割调节空间比较大。4，船式水草切割机很不方便维修，因为其船体搬运不方便。2.4 设计中切割器在船体的安装位置的选择 我们设计中选择前置式安装方案（图1-1-a）。对于在在船体的前端安装往复式切割器的方案。其优点是能够在工作中实现割收一体化，这种设计水草的漏收率低工作效率高，但他的缺点是因为在动力输入端会有一段很长传动路线，这样刚性轴难以满足的工作的要求。而且前置是的切割方式队友水草回收率有很大帮助，不会导致水草不能及时收回而造成水体污染，这个有点非常适合景观水域工作。2.5 、 对于定位机构的在不同的水域水草的生长情况会有各种各样的差别，因此船式水草切割机工作之前要更均不同情况来安排切割深度。这就需要设计出一种定位装置从而在工作中我们可以更好的更好的调整切割深度。通过查找资料我们发现有很多种方式可以调整切割深度，经常是有的方式有超声波定位、机械定位、传感器等等。综合考虑经济效益和结构设计的复杂程度等方面，三个中机械定位是一个比较理想的等位方式。2.6 课题研究的目的和其意义这个这个课题的提供是为了让我们开发出一种适合在小型的河道、池塘等小型水域工作的小型水草收割机。在目前各市场的水草收割机多是一些大型的船式收割机，这些设备只能在大型湖泊河流中工作，但不适合小型的景观水域进行作业。所以为了可以有效地减轻劳动力负担，减少在小型水雨中的人工收割方式，研究小型船式水草收割机是很有必要的，这可以大大的提高工作效率和减少人工成本，且对水质能起到更好的保护作用。者非常符合水草收割机的小型化和智能化发展的的利益需求。3 水下机构的选择方案及其总体的设计计划（1）切割装置（即水下机构）。我们根据工作方式来分类切割装置将其分为旋转式和往复式，而根据安装的位置的的不同，我们还可以将其分为前置、后置、侧置三种方式。因为旋转式切割器，其传动机构必须置于水下，而且他的切割效率非常低，然而往复式切割器的驱动机构是可以在水面上工作，并且刀具参数的选择类型多变，种类多适用范围广可以适应不同的环境，因此往复式切割器是最佳的选择。在安装位置方面的研究发现后置式和侧置式的切割器布局都不能实现割收一体化，因此为了避免水草回收不彻底而造成二次污染的问题，我们选择切割器的布局为前置式。综上所述，对于切割装置我们选择前置往复式切割设计。（2）定位装置是用来调整切割器的切割深度的。实现切割器定位的方式有很多，其中超声波定位、传感器定位以及机械定位等都有非常广泛的应用。在选择定位方式时我们综考虑了结构复的杂度，制造成本及经济实用等多方面因素，最后确定了机械式定位是在船式水草收割机切割器定位的比较理想的定位方式。机械定位的定位方式简单是可以用传动螺杆，或者滚轮绳索来实现定位。通过比较我们选择升降转台式机构，这个机构可以用绳索来牵动升降台侧板，使步进电机驱动从而可以实现对切割器切割深度调整的工作要求。3.2机构总体设计（1）往复运动的割刀和固定不动的支撑部分共同组成了往复式切割器。割刀的组成部分有刀杆、动刀片和刀杆头等，把他们铆合起来而组成割刀。传动到割刀上的动力是由刀杆头与传动机构相连接而组成的构件达到的，割刀的支撑部分是由护刃器梁、护刃器和铆接在护刃器上的定刀片、压刃器和摩擦片等部件组成的。在工作的时候是通过割刀作往复运动实现工作目的来进行进行剪切水草的任务。往复切割器的驱动机构采用牛头刨床的曲柄滑块机构。（2）定位装置的组成部分有链轮、轴、滚轮及绳索、轴承座、升降台等部件。（3）将水草进行回收不会让水草在水中腐败，造成水体二次污染，所以为了使水草全部回收需要设计一个水草回收装置，这个回收装置主要由带轮、传动轴、轴承座、输送带等组成。综上，得到水体切割器的设计机构总体装配如图2-1所示：图2-1 往复式切割器的总体装配图4 关于切割清除机构的设计4.1 切割器概述收割机的工作质量与切割器的工作性能有直接关系，切割器的性能越好收割机的工作质量越好。要想在正常的工作中切割器能够顺利的切割植茎，从而时期工作表现出切割均匀、不堵塞刀口、不会在工作中损坏、切割工作中阻力小，那就需要我们选择使用合适的切割器并且要进行最适宜的调整。在设计中收割机械时我们有往复式和回旋式两种类型的切割器，可以使用在在这个设计中。其中回转式所具有的的特点是：一方面其滑动作用大，还具有无支撑切割的作用，所以回转型切割器的切割速度很快，且其很容易平衡惯性力使工作稳定；但回转式设计结构很复杂复杂，而且切割器的切割范围很窄，由于结构复杂导致其重量会很重，所以回转式切割器在宽幅多行收割机上很少会采用。而当前往复式切割器更具有优势，其广泛的使用在各类收割机械上面，往复式切割器具有质量轻、简易结构、对环境的适用性强、工作的范围广和工作性能稳定等优点。往复式切割器容易受惯性力的影响，在高速的情况切割性能不稳定，所以往复式切割器在切割作业时候其速度不能很高，高速运转会导致其工作不稳定。前置标准型往复式切割器（图4-1）图4-1 标准型往复式切割器1.护刃器 2.定刀片 3.动刀片 4.定刀片铆钉 5.压刃器6.刀杆 7.动刀片铆钉 8.摩擦片 9.垫圈 10.螺母11.螺栓 12.护刃器梁4.2 往复式切割器的驱动机构及原理4.21 驱动机构的选择现在在各类收割机械上的割刀由于工其作条件和切割器安装位置各不相同，割刀的所处情况不同所以驱动割刀的驱动机构也会有不同的选择，所以割刀的驱动机构有曲柄连杆机构、曲柄滑块机构和摆环机构这三类。在这三类机构当中曲柄连杆机构和曲柄滑块机构这两类的机构最为简单简单，所以大部分驱动都用这两类。摆环机构虽然说结构比较紧凑，但是这种机构设计结构非常复杂，所以说在平时设计中应用的环境比较窄。2 驱动机构的工作原理我们通过研究发现驱动机构在工作中起到将传动轴的回转运动转变成割刀的上面的往复直线运动的效果。这种驱动机构在机械设计中属于曲柄滑块机构，他的工作原理是利用曲柄做回转运动通过机构转换成滑块的运动从而带动摇杆的运动，从而实现切割器上割刀的往复直线运动。曲柄滑块机构的结构简图如图4-1所示：4.3 驱动机构的设计曲柄摇杆机构在切割器中的机构传动情况如图4-2所示，通过图像研究发现动力输入端是通过软轴与凸轮转轴相互连接的，因此工作时，动力是通过软轴将动力输入到凸轮转轴上，使其工作，从而带动滑块进行工作。曲柄摇杆设计中是与割刀的刀杆通过滑块连接进行动力传输的，其中刀杆只有控制其水平的约束力，所以会在滑块的带动下做往复的直线运，割刀的平均速度为：式中：-切割器的平均速度 -凸轮转速 -曲柄长度5.1链传动的设计1 链传动简介（1）链传动的类型两根传动轴通过链条进行齿合传动将两者的运动进行传动，叫做链传动。通过观察图5-1所示链传动的组成形式是主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3所构成的。不同的用途我们会选择不同的连传动，所以可以根据用途将链传动分成起重链、牵引链和传动链三大类。毋庸置疑，起重机械中提升重物的为起重链，其工作速度小于或等于0.25m/s；在运输中链式运输机移动重物的链式为牵引链，牵引链的工作速度小于等于4m/s；一般的动力传输或运动传输属于传动链，他的工作速度小于或等于15m/s。图5-1 链传动（2）链传动的特点相比之下链传动比带传动的优势在于，链传动的平均传动比是可以保持不变，而且还有传动效率高和张紧力小的有点，所以作用于轴上的压力相对比较低，其对工作环境的要求小，能够在低速高载、高温以及尘土较多的条件下正常的工作。相对于齿轮传动，链传动的中心距的变化范围更广，而且需要的制造精度低，也可以满足一些齿轮传动的工作。链传动的缺点是传动轴的齿轮必须平行而且传动的方向相同，可变性差，且其工作时的平稳性差、瞬时传动比很难保持恒定、而且会制造噪音。经验总结出用链传动工作时，他的传递的功率小于等于1000KW、中心距小于等于56m,传动比小于等于8,线速度小于等于15m/s。而且链传动的应用范围广，常见的农机、汽车、纺织机械等各种机械中都经常使用。5.2 链传动的选择及设计校核（下面很多没有说明出处的数据，这些查阅出来的公式、表格、图等均出自濮良贵、纪名刚主编机械设计第八版）（1）给定参数传递功率输入轴速度输出轴速度传动比初选中心距（2）链轮齿数选择选择主动轮齿数为，则从动轮齿轮（3）链条计算与选择修正功率工况系数 （查表9-12）。齿数系数（查图9-10）。（4）最大的中心距最大中心距 实际中心距994mm（5）润换方式由速度和链号08A，查图9-11，采用油壶或油刷定期人工润滑。（6）强度计算作用于轴上的拉力有效圆周力铰链压强使用寿命（磨损寿命）=610597.02h校验合格。（7）链传动的结构设计因为电机轴左端的链轮和轴2的链轮连接，根据电机的功率和转速，查阅相关数据后取08A的链条，其主要参数如表4-1：表4-1 08A链条的主要参数ISO链号节距滚子链直径d1max内链节内宽b1min销轴直径d2max内链板高度h2max排距pt抗拉载荷单排min双排min08A12.77.927.853.9812.0714.3813.827.610A单排链轮的主要参数如下表4-2：轮毂厚度9mm表4-2 10A单排链轮的主要参数常数K：d5050100100150150K3.24.86.49.5轮毂长度轮毂直径因链轮和轴设计为过度配合，故在链轮一段用一个M6的紧定螺钉与轴固定。6轴的结构设计6.1 轴的应用（1）轴及其作用轴是组成机械的主要零件之一。所有的想要做回转云的传动零件必须安装在轴上才能运动进而实现其传动动力的作用。综上描述，我们总结出轴的主要功能是支撑回转零件的稳定以及传递动力和运动给一切作回转运动的传动零件。6.2 轴的材料及结构（1）轴的材料一般来说碳钢和合金刚是轴的主要材料轴的材料，在生产中经常使用。在生