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JS133 除草机 设计

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毕业设计(论文)答辩记录专业班级: 机制1102 学 号：311202310 姓 名: 边少帅答辩内容记录: 记录人：沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院本科生毕业设计成绩考核评价表毕业设计名 称桔园除草机的设计专 业机械设计制造及其自动化 班级机制1102 姓名边少帅 评价人权重评价点得分指导教师10图纸完备、整洁，设计说明书的撰写质量5分析、计算、论证的综合能力5能综合运用所学知识和专业知识，独立工作能力强5毕业实习表现、进度表书写情况评阅人10设计的有重大改进或独特见解，有一定应用价值5设计的难度和工作量，结合本专业情况5计算、图纸、公式、符号、单位是否符合工程设计规范5说明书的条理性、语言、书写、图表水平答辩小组10设计规格符合要求及答辩规范程度10答辩挂图准备情况10答辩中思维敏捷，知识面宽厚程度10回答问题的正确性，有无错误10是否有创新意识，设计是否有新意教师、评阅人和答辩小组按以上各条的相应评价点给出得分，合计总分数。在总成绩分数中，90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79为中等，60-69为及格，不足60分为不及格，列入本表右侧成绩栏中。注意：有严重抄袭现象的学生成绩应定为不及格，有抄袭现象但不严重的学生成绩应降档处理。指导教师、评阅人及答辩小组对此应切实注意，如有不可解决的分歧，可交于院系答辩委员会裁定。合计分数成绩答辩小组： 年 月 日沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩委员会于 年 月 日 审查了 专业 的毕业设计（论文）。设计（论文）题目： 设计（论文）专题部分： 设计（论文）共 页，设计图纸 张指导教师： 评 阅 人： 毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩： 学院答辩委员会主任委员（签章）年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表专业机械设计制造及其自动化班级机制1102班姓名边少帅题目桔园除草机的设计指导教师评语 1.设计计算书参数选取及计算基本准确，能够较为准确的应用 基础理论知识。2.桔园除草机的设计基本合理。视图表达较为清晰，计算机绘图能力较好。 3.具有一定的专业知识，能够结合题目进行分析运算，基础概念清楚。4.设计计算书语言较通顺，符合规范。5.能够结合题目查阅技术文献，参考文献较多。6.毕业设计态度端正，表现积极。并完成了毕业设计所规定的工作量。可以参加答辩。签字： 年 月 日沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文题 目： 桔园除草机的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制1102 学生姓名： 边少帅 指导教师： 侯志敏 论文提交日期： 2015 年 6 月 1日论文答辩日期： 2015 年 6 月 5日毕业设计（论文）任务书机械设计制造及其自动化专业1102班学生：边少帅毕业设计（论文）题目：桔园除草机的设计毕业设计（论文）内容：（1） 利用计算机绘图软件绘出装配原理图及各零部件图，正文一份。 （2） 实验方案正确，实验数据正确，分析合理，结论基本正确；毕业设计（论文）专题部分：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。起止时间： 2015年3月6日至 2015年6月5日指导教师： 签字 2015年 3 月 6 日摘 要在这次的毕业设计中，我在网络，图书馆中的书籍及其指导教师的指导对本次的毕业设计课题进行了全方位合理的综合整理分析，学习和改进，并且使用CAD和CAXA等绘图软件绘制出桔园除草机的装配图还有零件结构图。与此同时精确的计算出来涉及到的各个零件结构工艺的尺寸及其强度。在高速发展的今天，环境污染越来越严重，环境自身的净化能力已经无法满足其被破坏的程度，人类过分的追求发展而忽视了对环境的保护。这种杀鸡取卵的行为，在满足了自己日益膨胀的物欲的同时，也为未来人类生存的环境埋下了巨大的隐患。这些隐患在时间的流逝中已经渐渐的显露了出来，例如：冰川融化、温室效应、土地沙漠化等；随着国家“节能减排，低碳生活”的政策大力的宣传落实和执行，研发一种无废水，噪音，大气污染，操作简便，外形美观的绿色环保的桔园除草机已经迫在眉睫。我设计的果园除草机的主要原理是利用滚轮驱动机械运动。其优点不仅仅结构简单，连接平稳，噪音小，操作容易。还能给使用者带来方便，更能给周围的人营造一个舒服、安静的工作环境，以便于更好的满足普通大众的需求。果园的除草机的设计没有一个发动机驱动，没有污染，没有复杂的操作系统，可以使用接近普通人的生活，是理想的割草机。说的原因是因为原来的动力装置的发动机驱动的割草机，保养，维修费用是非常昂贵的，并且安全性不高，操作舒适性低，卖的价格也是普通大众接受，所以，我设计的桔园除草机对于普通的大众来说在未来是有着广泛的发展前景的。果园的除草机在两边对称的设计，具有结构简单，尤其是齐力，运行非常流畅，摩擦阻力和良好的小弯曲，不易堵塞，特别是适应性强。与此同时，通过设计，更加加深了我在大学四年学习的知识，在实践中进行了对知识的综合运用，充分的利用了研究对象，这次的研究对自己是一个很大的提升，驾驭的机械设计学问还有机械设计制造及其自动化达到了一个新的高度。 关键词:桔园除草机;除草;减速器;凸轮；绿色环保；机械设计 目 录 第一章 前言1 1.1 设计的意义1 1.2 产品的用途及使用范围1 第二章 桔园除草机的设计原理和参数2 2.1 主要工作原理2 2.2 主要技术指标和重要技术参数3 2.2.1该除草机的总体设计参数3 2.2.2该除草机的刀具设计参数3 2.3 已经考虑过的若干方案的比较4 2.3.1 常见几种除草机械除草原理 2.3.2除草机的工作设计方案4 2.3.3其他工作设计方案的比较5 2.4 关键问题及其解决办法6 2.4.1增速机构的设计选择6 2.4.2几种增速方式的实现比较6 2.5机构的功能及特点9 第三章 桔园除草机的整体设计10 3.1 整体设计方案10 3.1.1除草机的设计原理 3.1.2方案的选择10 第四章 桔园常见杂草切割阻力研究12 4.1实验台构成及原理12 4.2研究结果13 第五章 齿轮的计算部分15 5.1齿轮设计思路及要求15 5.2 齿轮设计过程16 第六章 轴的计算部分20 6.1 桔园除草机中轴II的设计20 6.2 桔园除草机中轴I的设计23 第七章 刀具的设计计算部分27 7.1 刀具的概述27 7.2 刀具的运动分析28 7.3 刀具的结构尺寸及相关参数29 第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分31 8.1端面齿轮和拨杆的概述31 8.2 端面齿轮和拨杆的运动分析31 结 论36 参考文献37 致 谢39AbstractIn the graduation design, I through the network, the guidance of books in the library and their teachers of this graduation project were full range and reasonable comprehensive consolidation analysis, learning and improvement, and the use of CAD, CAXA drawing software draw orchard weeding machine assembly drawing and parts drawing.At the same time, the accuracy of the structure of the parts and the strength of the structure of the parts are calculated.In the rapid development today, the environmental pollution is becoming more and more serious, their environment purification capacity has been unable to meet the destroyed degree, human excessive pursuit of development and ignore the protection of the environment.This banded behavior, to meet their swelling of the material at the same time, for the future of human survival environment buried under the huge hidden trouble.These hidden dangers in the passage of time has been gradually exposed, for example: melting glaciers, greenhouse effect, land desertification; with the national energy-saving emission reduction, low carbon life policy vigorously to promote the implementation and execution, R & D a no waste water, noise, air pollution, convenient operation, beautiful appearance of the green orchard weeding machine is imminent.I design the orchard weeding machine the main principle is to use the scroll wheel to drive the mechanical movement.Its advantages not only simple structure, connection is smooth, noise is small, easy to operate.It can bring convenience to the user, but also can create a comfortable, quiet working environment for the people around, so as to meet the needs of the general public.The design of the orchard weeding machine without an engine driven, no pollution, no complicated operating system, can use close to common peoples life, is the ideal lawn mower.Say the reason is because the original power device for engine powered lawn mower, maintenance, repair costs are very expensive, and security is not high, comfortable operation low, sell price is also the general public to accept, so I design the orchard weeding machine for ordinary people in the future is there are broad prospects for development.The design of the orchard weeding machine on both sides of the symmetrical, is characterized by simple structure, especially homogeneous force, running very smooth, friction resistance and small bending of good, not easy to be blocked, particularly strong adaptability.At the same time, through the design, and deepen the knowledge I learned in the University for four years, comprehensive application of knowledge in practice, makes full use of the research object and the research on their own is a great improvement, master knowledge of mechanical design and mechanical design meter manufacturing and automation reached a new height.Keywords: Orchard weeding machine; weeding; reducer; cam; 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 前言environmental protection; mechanical design第一章 前言1.1 设计的意义机械除草发展到现在已经经历了250多年的历史，大多数果园除草机使用内燃机为动力，排气污染和噪声污染最为严重。在我国极力提倡“节能减排”的今天，与此同时我国“十二五政策”的决定和实行，节能减排的产品必定会受到更多消费者的喜爱和追捧。保护我们的环境，减少废弃的污染物对空气的污染，每个人都从自己做起，担负起肩上的责任，让蓝天更加蔚蓝，减少二氧化碳排放，为地球降低温度，让我们和下一代拥有健康绿色环境。构想而且策划出一个无废气、没有噪音、没有废水污染的绿色环保的除草机有着极其广阔的前景。果园除草机的设计主要采用滚轮传动机械运动，这不仅可以给人们带来方便的同时，也给周围的人创造一个舒适，安静的环境，为了更好的满足客户的需求。与此同时，机器的结构非常简单，连接特别平稳，噪音非常小，操作容易。1.2 产品的用途及使用范围我所设计的没有引擎驱动，没有污染，没有复杂的操作系统，同时外观美丽简洁，功能使用贴近普通大众生活的除草机，是现如今最理想的除草工具。之所以这么说，是因为原来的动力引擎的除草机的动力装置，维修和保养得费用特别昂贵，并且安全性不高，操作舒适度低，出售的价格也是普通大众难以接受的。所以，我设计的除草机在对于普通的群众来说有广阔的发展前景。1沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 桔园除草机的设计原理和参数1第二章 桔园除草机的设计原理和参数2.1 主要工作原理 果园的除草机的设计是用砂轮的运动。齿轮刀具的运动功能。果园除草机的齿轮，齿轮的齿面，拨杆和剪刀等部件组成，面齿轮和拨杆是一个组合的工作。齿轮是通过车轮的转动方向传递给杠杆，造成水平方向的往复运动，使刀具自动往复运动。由于该除草机变矩范围不够大，刀具的选择是提高除草机的效率尤为重要.除草机的工作由一个人推动机器前景，除草机的后轮1驱动，带动驱动轴上的齿轮2与电机，通过齿轮2和齿轮3的结合使速度提升，同时驱动端面凸轮4（为了达成几何关闭和调节方便，两端面凸轮背靠背安放方式）旋转，凸轮的端面驱动杆5运动，通过凸轮的端面是4和拨杆5的转换机制，改变旋转运动变为线性往复运动，使活动刀片固定在固定在机架上的牢牢固定的叶片形成的相对交错运动，达成了杂草。如图2.1所示：图2.1 机器的运动简图192.2 主要技术指标和重要技术参数2.2.1该除草机的总体设计参数外形尺寸：输入功率：轮子转速：力矩：净质量：变速要求：固定刀片和一个活跃的刀片，每一个运动的单级刀具2.2.2该除草机的刀具设计参数 表2-1 刀具设计参数项目 刀片形状净重刀片间距操作人数配套动力切割器的形式刀片往复形式刀片运动形式切割幅宽桔园除草机平形30.1kg20.1mm1人150w114r/min反复切割860.1r/min单动239mm2.3 已经考虑过的若干方案的比较2.3.1 常见几种除草机械除草原理 （1）滚刀式除草机15。滚刀形状近似一个圆柱形笼，切刀具有一个螺旋形安装在圆柱表面，滚草带动扭转相对于底刀产生逐步滑动剪切运动，隔断的草茎。滚刀式割草机除草的质量取决于滚刀及滚刀滚刀转速，叶片数，长度切割倍以上的单位，将草茎细，叶片数一般为413片范围；滚刀的转速越高，切割草茎细。刀式除草机价格非常昂贵、维修条件及其严格。 （2）悬刀式除草机(又称旋刀式)15。侧挂在叶片上的快速旋转的切草机垂直轴上部叶。其工作装置是一条杂草刀或几把刀放在水平的刀，锋利的刀片和草切断刀片，切割无轴承。在叶片背面的叶片，在快速的旋转，在地上形成一个真空吹草成直立状，为了减少和覆盖，形成涡流，减少秸秆泡沫件送到集草装置或从罩壳喷出国内外现今的草地中间最流行。 （3）甩刀式除草机15。切割装置是垂直地面叶片铰接在纺丝组件的轴线旋转，在离心力的高速垂直连枷轴芯旋转，草茎的连续切割效果的边缘部分，因为刀片和刀轴铰接或刀。当面临一个坚硬持续影响的对象可以避免损坏机器。 （4）绳式除草机15。工作装置是一个内置的尼龙绳和北向割草盘组件。当修剪快速旋转盘在尼龙绳外露，通过离心力的作用，如直口快影响割草的草茎。2.3.2除草机的工作设计方案桔园除草机的设计是通过传动组件。让操作者在正常速度运行，力通过增速机构继续进行。叶片的相对运动方向的运动方向垂直于刀片的运动方向，和运动的身体需要通过一次转换机制的执行部件的运动。通过对除草机的结构图，如图2.2所示。图2.2 桔园除草机的组成框图2.3.3其他工作设计方案的比较它可以用来促进功能的手推杂草技术各有优劣构成状况，分析如下 （1）脚驱动。脚驱动，常见的运营商需要站在或坐在机器的驱动力，使打草机的设计，除了全草的作用，还要承受重量和方向控制装置的操作，该机结构复杂，对柑桔园杂草分布生长大尺寸不适合，不适合使用在柑橘果园。 （2）手启动。用手启动，可以避免开车同时用脚，使的机械设计小，操纵灵活。所以，我们选择了设计人工的除草机。（3）用割的方式。即用刀将草截断。但草软草的一端是自由的，而切是很难实现的。 （4）打的方式。它是用刀片或绳割草。使用此方法修复的时候需要注意草的高度和速度，在草倒地之前割草。（5）切割方式。就是用刀切割草，两刀片的相对运动原理的方式容易将草割断，并且不需要高速。因此，我们选择将其设计为果园除草机手动。手动操作的形式可以简单的分为手摇动操作和手推动操作两种方式。机械操作容易实现简单的旋转和往复直线运动，但是，想要使用手摇动手柄的操作方式来实现执行零件的往复移动，因为除草机还要依靠人力推动向前行进，操作人员需要完成的动作多，操作不简洁。为了使操作者只需通过简单的操作来完成除草用手将除草机推进，通过除旋转运动转换为往复轮转动输出到执行部件。很明显设计成手动桔园除草机是可行而且合理的。据查阅的资料，可以选择组合变异方法设计初步的方案。根据以上的分析，我们可以知道，人工果园除草机只是一种运动形式的变换函数（即旋转运动转变为直线往复运动）。因此，我们必须使用矩阵列表配置。最简单的实现转向直线往复运动的转换功能的作用机理是曲柄滑块机构，凸轮机构线性推杆与齿轮齿条机构2.4 关键问题及其解决办法2.4.1增速机构的设计选择增长率是中心代理传输和.它的速度改变刀具的切削运动。我的果园除草机的圆柱凸轮机构设计中采用速度的增长机制是速度变化是改变刀具运动的关键，因为它是生长机制传输动力中心，果园除草机的设计采用圆柱凸轮传动机构。这一机制，利用圆盘侧面旋转，推动拨杆，左右运动，这样就得到了端面凸轮，工作原理如图2.3所示：图2.3 圆柱凸轮传动机构2.4.2几种增速方式的实现比较通过组合的方法实现增长。为了让操作者在正常步行速度操作。由于输入构件的运动作为一个固定的轴旋转转换机制，使除草发动机输入部件的车轮和输入构件之间的运动转换机构，可用于链传动、带传动、齿轮传动。齿轮传动有斜齿轮，直齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮和锥齿轮和蜗杆齿轮，等。蜗杆传动是低的，一般的蠕虫和主动轴，空间交错，用于割草机械，使支护结构复杂。锥齿轮的传动轴相交，支撑的结构复杂。直齿轮和斜齿轮轴线相互平行，支撑结构简单，除草机的速度不高，负荷不大，所以，可以直齿轮作为生长机制。机构组成方案如图： 带动齿轮增速的曲柄滑块机构:图2.4曲柄滑块机构的从动齿轮的增长 直齿圆柱齿轮增速机构:图2.5直齿圆柱齿轮增速机构 带齿轮增速的齿轮齿条机构:图2.6 带齿轮增速的齿轮齿条机构以上为机构简图。除草机行进方向和突变工具与剪切方向垂直，与图2.6的2.4和2.5显示的方案最终不能满足设计要求，需要进一步的分配机制。图2.4使用梅花形凸轮（凸轮）和连杆机构实现在轨道上的滑块的往复运动的工作原理，图2.7中所示。图2.7 梅花凸轮传动机构Plan 2 the rotary motion of the cam shaft is converted to the slider by using a cylindrical cam mechanism, and its working principle is shown in Figure 5. 图2.7凸轮轴的旋转运动是由一个圆柱凸轮机构转换为滑块，其工作原理如图2.7：图2.8 圆柱凸轮传动机构图2.8显示了梅花凸轮凸轮旋转的成员执行需要增加一个支点两低副会员（或往复运动的一个组成部分的高副），这将增加和设计机制的复杂性比短（否则，会增加的凸轮，梅大小或在一个肮脏的原因梅边凸轮曲线），这将减少传输力量滑块。图2.6。该结构显示在一个圆柱凸轮和凸轮机构图2.8可以被视为一个除草机运动转换机构。2.5机构的功能及特点 该机采用切割固定叶片和叶片之间的相对错位的活动原则，结构紧凑，质量较轻，体积较小，噪音近似于无，无污染，方便简洁。Without engine drive, safe to use, reliable, easy to maintain; the durable aluminum chassis and structural parts, with never rust, never curl deformation characteristics;没有引擎驱动，使用安全，可靠，易于维护；铝合金底盘，结构坚固耐用，不生锈，不变形的特点。The front wheel adopts a universal wheel, with good guidance, and a wheel mounted on the rear wheel with long life ball bearing, so that the turning of the weeding machine can be easily pushed.;前轮采用万向轮，具有很好的指导，和车轮安装在滚珠轴承的寿命长的后轮，这样的除草机的转动可以很容易地推。Metal handle easy to fold, in order to reduce the size of the packaging, handle length can be telescopic, for different height of the operator equally applicable;金属柄材质容易断裂，为了减少尺寸的包装，手柄的长度设计成伸缩式可调节模式，这样可以方便各种不同身高的操作人员进行操作，Chassis unique design can prevent the grass plug the outlet channel;独特的底盘设计可以防止草塞出口通道；The aesthetic appearance of the appearance is more suitable for the aesthetic requirements of the home user, except for the ideal and the low cost.美丽的外美丽的外观的美观，更适合家庭用户的审美要求，与此同时也降低了成本。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 桔园除草机的整体设计第三章 桔园除草机的整体设计3.1 整体设计方案3.1.1除草机的设计原理该机构由轮，和扭矩是由一个单级减速器进行，然后输出的往复剪切运动是由一端的齿轮传动方向和杆组合传播。总体方案设计如图3-1所示：图3.1 总体方案设计3.1.2方案的选择方案一：实现对齿轮的生长，提高工作效率，解决人工除草机工作效率不高；端面凸轮机构（运动模式转换机制），转动转变为往复直线运动，从而达到杂草的要求，形如冠，来解决对于凸轮加工困难的问题。Scheme two: worm drive, direct drive disc by way of mowing, mowing. The mechanism is simpler and the tool is easy to assemble and disassemble. But the grass is soft and the end of the grass is free, and the cutting way is hard to realize and the number of the weeding is not much. To cut the efficiency of the fast, we must use the high power. Scheme a weeding machine structure is relatively simple, and compared to the position of the shaft is easy to locate, and weeding machine of worm gear and worm drive a horizontal and a vertical axis caused frame structure of the complex. And the growth mechanism uses the movement combination of the end gear and the stroke rod, the structure is simple, the movement is actually a cam follower movement group. At the same time, the number of weeding is always higher than that of the cutting method, and the cutting method is always higher than the cutting efficiency. The worm gear weeding machine mechanism diagram as shown in figure 10.方案二：蜗杆传动，通过修剪直接光盘驱动器，割草。该机制是简单的工具是很容易拆卸和组装的。但草软草的一端是自由的，和切割方式难以实现对除草数量不多。将快速的效率，我们必须使用高功率。该方案的结构比较简单，和轴的位置是很容易找到的。水平和垂直的。除草机蜗轮蜗杆传动轴是复杂的框架结构是一个凸轮从动件运动组。同时，一些除草始终高于切割方法和切割的方法，总是高于切割效率。By comparing my choice, the selection scheme can better realize the movement transmission.通过我的选择，选择的方案能较好地实现运动的传递.沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 桔园常见杂草切割阻力研究第四章 桔园常见杂草切割阻力研究为了确定可行性这果园除草剂除草，因此，常见的杂草切割阻力试验，以确定在果园除草机的切削力、切削的杂草。4.1实验台构成及原理试验台是如图4.1所示：电机pc-b型带传动试验台主电机，功率335.1w，额定转速1500r/min。开关的速度可以由0 1500r/min夹紧装置在电机轴的垂直平面达到杂草切割阻力的最大速度达到。切割装置处理的自制半径为80.2mm。压力测量装置是由一个压力传感器和一个压力计组成的，范围分别是：5公斤和0.001kg图4.1 蜗轮蜗杆传动的割草机1沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 桔园常见杂草切割阻力研究图4.2 试验台 电机外壳固定轴承的轴承，可在转子的绕组轴线。当电机开始驱动时，柄（阻力臂L2）扭转，因为定子和转子的磁场和刀片切割杂草茎之间的相互作用，将电机壳和转子的旋转方向相反的旋转，扭矩通过固定在定子外壳传送臂（扭力臂L1）传递到压力传感器，数字显示控制仪表读数平衡。在一般的工程计算，T0的空载转矩可以忽略不计，和电磁转矩T的输出转矩TD和轴的轴等于10,11。即：轴上输出转矩： TD=10-2FCL1(;电磁转矩: T=10-2Q1L2Q1是数字显示控制仪的读数；L1是切割阻力的力臂（L1=80mm）；L2是扭力力臂（L2=120mm）。式中FC是切割阻力;切割阻力FC可由式（1）计算得出: FC=Q1L2/L1=1.5Q14.2研究结果 取桔园常见的杂草为研究对象1，进行研究分析得出：21沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 桔园常见杂草切割阻力研究(a)(b)图4.3（a）4.3（b）-狗尾草牛筋草的直径和切削力通过对杂草的力学分析和杂草的生长分布特点的分析，在实际操作中，F = 250.12N除草沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 齿轮的计算部分第五章 齿轮的计算部分 根据除草f = 250N实验结果，最后的齿轮的力的大小：车轮的扭矩驱动剪刀，进行机械运动。假设车轮直径是；轮子周长为。假定人正常行走的步数为。假设这个工具的动力是来自车轮的扭矩。 轴I上的所传递的功率大小为： 轴II上的所传递的功率大小为： ;轮子所传递的功率大小为： （5-1）5.1齿轮设计思路及要求除草机中的齿轮设计要求： （1）合理的原则模数：现代变速箱的设计中，各档的齿轮模数选用是不同的。但是我们为了经济性和用途的需求，第一选择模数：。 （2）压力角的合理选择：对于同一分度圆齿，如果分度圆的角度是不同的，基圆也不同。压力角大，基圆直径小，渐开线弯曲，齿轮齿根会变厚，齿面曲率半径增加，从而达到提高轮齿弯曲强度和接触强度的目的。 合理的选用螺旋角：为了实现齿轮传动平稳、噪声小、冲击小，所有齿轮要选择大螺旋角，一般为29左右。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 齿轮的计算部分（3）齿顶宽度的研究：齿轮副改变，对齿的齿顶高系数的增加，高，和齿顶高将逐步提示。因此，有必要检查齿轮的齿尖。5.2 齿轮设计过程（1）输出转矩设计：转速 轴I上的转速 计算轮子传递的转矩 可得： 轴I上的转矩为: （5-2） 齿轮的参数设计： 选择齿轮材料、热处理、精度等级及其齿数除草机是一种通用的工作机，材料的选择和热处理的齿轮，8级精度。小齿轮：40.1Cr（空调），齿面硬度280.1hbs；大齿轮：45钢（调质），齿面硬度240HBS二者硬度差值40.1HBS。 选择小齿轮的齿数：z1=23.2，大齿轮的齿数： 基本参数选择 试选载荷系数： 选择的齿宽系数为： 查得的弹性系数为 （5-3） 按齿面硬度查取接触疲劳极限：小齿轮：, 大齿轮：； 计算应力循环次数N 假定工作机载荷有着的冲击震荡，每月除草一次，每次工作2h，预期使用寿命为50年。小齿轮的应力循环次数为： 可得： 大齿轮应力循环次数为： (5-4) 对接触疲劳许用应力的接触疲劳寿命系数计算，小齿轮, 大齿轮 接触疲劳强度安全系数有公式： （5-5） （5-6）试算小齿轮分度圆直径 （5-7） 可得： 为了保证制造工艺简单，取 模数： 取标准模数 小齿轮分度圆直径： 大齿轮分度圆直径： 大齿轮齿宽,圆整取； 小齿轮齿宽 (加宽5mm) 中心距 小齿轮齿全高 大齿轮齿全高 计算载荷系数K 查得使用系数 圆周力， 查得动载荷系数 查得齿间载荷分配系数, 查得齿向载荷分布系数,一般经仔细跑合，取 计算载荷系数 修正计算： 已取,符合接触疲劳强度条件。 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核过程 确定设计参数 载荷系数K= 小齿轮传递的转矩检查齿形系数，和应力修正系数 , ，检查弯曲疲劳寿命的因素：小齿轮，大齿轮 通过齿面硬度：齿轮的弯曲疲劳极限, 大齿轮 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳强度安全系数 由公式,可得 由公式，可得 齿根弯曲应力 结论:计算可得弯曲疲劳强度足够。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章 轴的计算部分第六章轴的计算部分6.1 桔园除草机中轴II的设计（1）选取轴II的材质。该轴无特殊要求，选取45钢调质处里，初步估算轴径：按旋转强度预算输入端的最小轴径。按45钢，取根据公式 ，取 （2）轴II的结构设计。轴II上零件的轴向定及位周向定位。 从左轮子连接处向右取：。轴的结构工艺：为了确定轴的结构的具体过程，在左、右轴端进行倒角。 （3）轴II的强度演算。经结构设计之后，各轴段作用力大小和作用点位置、轴承跨距、各段轴径等等参数均已知道。齿轮上作用力的大小转矩： 齿轮端面分度圆直径： 圆周力： 径向力： 轴向力： (6-1)受力简图如6.1所示：图6.1 垂直面上受力简图 轴承的弯矩和垂直平面的主要部分： 截面C处的弯矩为： 垂直面上截面的弯矩如下所示： 图6.2 垂直面上截面的弯矩 轴承的弯矩和水平平面轴承的主要部分： 截面C处的弯矩为： 水平面上截面的支反力如2.14图所示：图6.3的平面截面承载力截面C处的合成弯矩为：水平面上截面的弯矩及合成弯矩：图6.4 水平面上截面的弯矩及合成弯矩 按弯扭合成应力校核轴的强度 当进行了检查，对最大弯矩和扭矩的轴截面强度通常是检查，和截面应力计算得到。： (6-2) 通过查表可知：材料是45钢，调质处理许用应力为，由于，故安全。6.2 桔园除草机中轴I的设计 （1）（1）选择轴一轴无特殊要求的材料，和45钢调质处理条件的选择，初步估算轴径：按扭转强度估计的输入端的最小轴径。按45钢，以： 根据公式 ，取（2）I轴上的轴向定位环定位轴一轴上的大齿轮零件的结构设计、对称位置，左、右端的定位套，装配和拆卸，转移相对简单；在常用的同样大小的两端轴承，为了便于加工，安装和维护；为方便拆装轴承，轴承的肩膀应该不会太高。与轴齿轮轴固定连接普通平键。根据轴的直径，齿轮的关键截面，和滚动轴承的轴承环用于轴和座孔采用.通过测定轴肩的高度位置确定轴的直径和长度的段。从连接到带14mm 16mm至18毫米至16毫米，22mm18mm 14mm的地方左车轮Considering the structure process of shaft: considering the structure process axis, are made of chamfer at the left end of the shaft and the right section.思考轴的构造工艺：考虑结构工艺轴，选用倒角在轴的左端和右段。轴I的强度演算结构设计后，轴力和位置，和轴承间距轴直径等参数都是已知的。该力对齿轮的扭矩：=3911Nmm齿轮端面分度圆直径： 圆周力： 径向力： 轴向力： 轴I垂直面上受力简图：图6.5 轴I垂直面上受力简图 轴承的弯矩和垂直平面的主要部分： 方向相反 截面C处的弯矩为： 轴I垂直面上截面的弯矩图6.6 轴I垂直面上截面的弯矩 轴承的弯矩和水平平面轴承的主要部分： 截面C处的弯矩为： 轴I水平面上截面的支反力：图6.7 轴I水平面上截面的支反力 截面C处的合成弯矩为： 弯矩和轴的水平面，如图6.7所示的合力矩 按弯扭合成应力校核轴的强度 当进行了检查，其最大弯矩和扭矩的轴截面强度 取 该截面上的计算应力： (6-3) 通过查表可知：材料是45钢，调质处理许用应力为，由于，所以安全。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章 轴的计算部分图6.7 轴I水平面上截面的弯矩及合成弯矩沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章 刀具的设计计算部分第7章 刀具的设计计算部分7.1 刀具的概述果园除草机使用硬切削模式，选择往复运动。Reciprocating cutting device by upper and lower two groups of blades, moving and moving in two ways. This design uses the single motion motion way. Single acting cutter is movable blade moves back and forth on the stationary blade; its characteristic is that, the stroke of the blade and the upper and lower blade distance are equal.往复的上下两组刀片切割装置，移动和移动的方式有两种。本设计采用单一的运动方式。单动刀动叶前后移动，在固定刀片；其特点是，叶片的行程和上、下刀距离相等。Shearing machine, blade under the same shape, shear, on both sides of the grass at the same time by cutting, in a stroke, the size of the velocity change, the reasonable cutting method is using high speed shear.剪切机，叶片形状，在相同的剪切，切割同时两边的草，在一个冲程，的速度变化的大小，合理的加工方法是采用高速剪切。The speed of the blade is shown in Figure 21. When the scissors move from point to the right, the speed of the self - point increases gradually, and the cutting knife is not in contact with the cutting knife, without the cutting.刀片的速度如图7-1所示。两切刀不接触，没有切割.到达刀片时，两刀刃开始接触，这时叫做始切速，接着刀片继续向右运动进入切割，直到刀片到达时，两刀刃相向接触的过程完成，之后不再切割，这时称为终切速。从切削速度范围。根据图7-1所示， 大于终切速。切割速度变化：图7.1 切割速度的变化 在切削过程中，一些草是一种用刀片切割机刀片穿过另一片和切割机。7.2 刀具的运动分析 切刀的过程指的是机器的距离在一个行程时间了，用H表示，刀具运动的绝对距离的绝对距离： 式中： 机器的前进速度 刀具水平运动的距离 轮子的周长 一个行程所需要的时间为： 一个行程运动的绝对距离： 可得切刀的进程H为： 由于端面齿轮旋转一周刀需要往复运动的次数为6次，刀具运动的行程呈对称加速减速运动，速度由变化，从0到的所需要时间与到达0的时间都为。运动分析可以知道，刀具呈匀加速运动，运动方程式为： 可得： 切刀的平均速度： 我们把切刀运转的平均速度与机械的向前进的速率的比值称为刀机速比： (5-4) 根据类似的茶树修剪机、采茶机等多种机器的对比试验分析，我们可以清晰的知道动力转速较小桔园除草机传动效率较高。7.3 刀具的结构尺寸及相关参数 刀片是切割装置主要部件，因为使用条件和运动参数不同，所以，不同机型，刀片参数也各不相同。 表7-1 桔园除草机的主要参数项目 刀片形状净重刀片间距操作人数配套动力切割器的形式刀片往复形式刀片运动形式切割幅宽桔园除草机平形30.1kg20.1mm1人150w112r/min反复切割860.1r/min单动239mm切割角的增大会导致切口变得非常不整齐。当刀片的行程在时候，刀片切割角和楔角对剪草的质量影响不大。 往复式刀刃切割角和楔角如图7.2所示。 往复式刀片的主要技术参数如表7.2所示.图7.2 往复式刀刃的切割角和楔角 表7-2 往复式刀片的主要技术参数 项目 刀片 刀间距 切割角 刀角 硬度（HRC） 刀高往复式刀片 动刀片 20.1mm 1440 38 5661 35.1mm 定刀片 - - 64 - -沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分8.1端面齿轮和拨杆的概述果园除草机面齿轮和拨杆组合运动类似于凸轮和顶杆与拨杆，对刀具的往复运动的直接影响。刀具的运动是通过齿轮的端面齿轮的凹表面的规则运动驱动8.2 端面齿轮和拨杆的运动分析图8.1 端面齿轮的形状 对拨杆的运动要求为：齿轮转动26时，顶杆上升20.1mm20.1mm；齿轮再转过时，拨杆下降20.1mm；推杆继续转过时，拨杆停止不动。运动状态如图214所示。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分图8.2 运动分析图拨杆安装在端面齿轮的地方，图中a和b是拨杆对应端面齿轮所旋转的角度时为上升状态，c为。在端面齿轮上，拨杆和端面齿轮接触点旋转角度所对应行程为： 拨杆和端面齿轮接触点在端面齿轮上离中心位置直径大小为图中的d。图8.3 端面齿轮的轮廓曲线假设在端面齿轮上的运动行程为,接触点上下运动的位移为,可得运动轨迹方程为： 在式中各参数：为端面齿轮旋转的角度；K是与端面齿轮运动行程与接触点上下运动位移的相关参数。代入特殊值，可得：因此，得到了接触点的上下位移的轨迹方程： (8-1) 推程阶段: 远休止阶段: 回程阶段 : 近休止阶段 : 上述分析可以得出结论，我们可以发现在端齿轮拨杆的工作轮廓。之所以说端面齿轮的往复运动拨杆的轮廓线的研究是必要的，是因为端面齿轮组成部分是六个相同的近似的凸轮结构。计算结果可得端面齿轮工作轮廓线对应值沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分 表8-1 端面齿轮的工作轮廓线（mm）(mm)00022.2700.02044.5370.47366.8061.06589.0751.8961011.3442.9611213.6154.2651415.8845.8031618.1537.5791820.4229.5932022.69111.8422224.95814.3242427.22517.0522629.49820.001 通过上表的参数，我们可以近似的端齿.工作简介更多的程度，更准确的端齿的形状.工作的轮廓线，如图8.4。图8.4 端面齿轮的工作轮廓线图8.5 主轴受力情况图25沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 参考文献结 论 在这次毕业设计中，我在网络，图书馆中书籍及其指导教师的指导对本次的毕业设计课题进行了全方位合理的综合整理分析，学习和改进，并且使用cad和caxa等绘图软件绘制出桔园除草机的装配图还有零件结构图。与此同时精确的计算出来涉及到的各个零件结构工艺的尺寸及其强度。在高速发展的今天，环境污染越来越严重，环境自身的净化能力已经无法满足其被破坏的程度，人类过分的追求发展而忽视了对环境的保护。这种杀鸡取卵的行为，在满足了自己日益膨胀的物欲的同时，也为未来人类生存的环境埋下了巨大的隐患。这些隐患在时间的流逝中已经渐渐的显露了出来，例如：冰川融化、温室效应、土地沙漠化等；随着国家“节能减排，低碳生活”的政策大力的宣传落实和执行，研发一种无废水，噪音，大气污染，操作简便，外形美观的绿色环保的桔园除草机已经迫在眉睫。我设计的果园除草机的主要原理是利用滚轮驱动机械运动。其优点不仅仅结构简单，连接平稳，噪音小，操作容易。还能给使用者带来方便，更能给周围的人营造一个舒服、安静的工作环境，以便于更好的满足普通大众的需求。果园的除草机的设计没有一个发动机驱动，没有污染，没有复杂的操作系统，可以使用接近普通人的生活，是理想的割草机。说的原因是因为原来的动力装置的发动机驱动的割草机，保养，维修费用是非常昂贵的，并且安全性不高，操作舒适性低，卖的价格也是普通大众接受，所以，我设计的桔园除草机对于普通的