资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共24页)
编号：525170
类型：共享资源
大小：361.60KB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-18
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计论文
- 资源描述：
-
机械毕业设计79推移式割草机说明书,机械毕业设计论文
- 内容简介：
-
I 推移式除 草机 的设计 摘 要 ： 割草机是农、牧、园艺和园林等行业必备的一种常用机械 ,但适合面积狭小、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草机却很少见。为此 ,在研究我国广泛应用的一些割草机技术的基础上 ,设计了简单实用的推移式割草机 ,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 :推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。实验结果表明 : 该机具有操作容易、使用和携带方便、转向灵活等特点 ,能有效降低劳动强度。 关键词 :割草机 ; 设计 ; 推移式 ;简 单；轻便 LAWN MOWER GOES ON TYPE Author:Tansijun Tutor:TangXingchu (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract： Mowing - machine is a type of machine in normal service agriculture. But hand-push minimowing - machine which is suited close - quarter or irregularity area or complex land form and easy application is absence. Based on technic of mowing- machine which extensive used at our country, a type of simple and utility portable hand-push mowing - machine was designed. The features are simple structure and lightweight and protrusive working parts and dajustable support element. This paper explanted gross structure of hand-push minimowing - machine and operating principle and selecting motor and calculation drive ration and design cutting knife. The result of testing indicate that hand-push minimowing - machine operated easy and transported convenience and turned quickly, decreased amount of labour. Key words: mowing machine; design; hand-push nts 1 绪论 1.1 割草机 的发展历史 在割草机问世之前，草坪的修剪主要工具是镰刀，放牧牛羊也是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 年英国人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，英国纺织工程师比尔 .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力的滚筒式割草机，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，人们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，净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为有几十个品种，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。我国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，只有十几年的时间，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国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。 我国目前生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的修剪质量，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横向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的nts 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，只要将刀片磨快，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人推两类。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。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割草机械，如牧场的割草机。 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家大约有 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合资的，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，占国内市场的 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新微型电动铡草机，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，北京市农机试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，可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进水平，检测快捷，安全性高。 nts 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。 目前草地 草坪 业投入始终严重不足，相对支持力度减缓甚至下降，使得许多 割草机械制造企业纷纷转产或停产，再加上我国与欧美等发达国家存在着技术、制造手段、工艺等方面的差距，制造能力和水平进一步拉大了距离。如现有 割草 机械生产制造企业的产品质量低，使用故障多、可靠性差。往复式割草机工作半天即需刃磨，使用可靠性不到 80。国外 割草机 工作 400 公顷， 故障 率仅为 4左右，而我国的产品在同样的作业量其 故障 率为 25左右。在相同作业情况下，我国 的割草机 完成的工作量 仅是 国外同类机型 的 一半。 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 个品种 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，机具使用效益不高。 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 多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，但缺乏资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；或者是使用电动、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。 本次设计的手推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、农场和林场等场合。 nts 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）每次使用之前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，尤其是儿童和动物的时候，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之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）当后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到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 。 5 2 割草机概述 2.1 割草机的分类 按切割器类型可以分为旋刀式、往复式、滚刀式、甩刀式、甩绳式。其中，应用最多的是滚刀式割草机和往复式割草机 。 往复式割草机割茬低而整齐，草坪损失少，单位割幅的金属用量和功率消耗低，因而成本较低。它的作业速度一般为 6 8km/h。提高割刀的往复次数并解决割刀的全平衡 问题后，作业速度可以提高到 10 12km/h。往复式割草机适用于切割直立而生长密度不过分高的草坪 。 旋转式割草机工作平稳，对草坪的适应性强，特别适用于稠密、倒伏、缠连的牧草，能以 8 16km/h 的作业速度工作，生产率高。但是结构复杂，价格高，单位割幅功率消耗大 。 按配套动力和作业方式分可以分为：为手推式、手扶随行式、手扶自行式、坐骑式和拖拉机悬挂式割草机 。 按动力驱动方式主要分为人畜力驱动、发动机驱动和电力驱动三种形式割草机。其中，以发动机驱动的割草机最多，发动机多为单缸汽油机。太阳能割草机虽然已有生产，但应用较少 。 nts 动力驱动的割草机按牵引方式或悬挂方式可分为前置式、侧置式、后置式、中置式割草机。目前，也有旋刀式手推随行式割草机，大部分采用中置悬挂，而滚刀手推随行式割草机多采用前置式挂接，大型的 割草机则采用混合牵引方式 。 7 2.2 割草机割草的基本要求 不论是哪一种类型的割草机对草坪修剪的基本要求是一样的 ： 1）割草高度可根据要求调整，适应高度调整范围大，当草坪要求修剪很低能达到要求 。 2）割草整齐、平整，同一行程前后割草高度一致，两次作业行程衔接平滑、无接茬 。 3）对地形的适应能力强，仿行能力强，随地形变化前后剪草高度一致 。 4）割草机对草坪碾压轻、伤害少 。 5）草屑收集干净，或被切割部分细碎性能好（草屑撒在草坪中当肥料时），以便于洒落在草坪下及时腐烂 。 6） 割草机质量好，故障少，节省燃料、效 率高 。 7） 易于操作、轻便灵活、维修调试方便，零部件通用性和互换性好 。 8） 正确掌握修剪草坪的时间并且制定科学的修剪高度和修剪频率 。 2.3 推移式 割草机的结构特点 本次设计的 推移式 割草机主要由 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，轴上装带有滚珠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，齿轴与小型汽油机的驱动轴花键连接，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盘夹住，套装在齿轴上，用螺母逼紧固定，头部装上割刀 。 （如 图2-1） nts 图 2-1 割草机内部结构示意图 Fig2-1 Lawn mower internal structure schematic drawing 2.4 推移式 割草机的工作原理 割草机以移动式汽油机作为动力，由汽油机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的方向，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。 nts 3）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） .整机重量较低。 （ 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。 3 割草机的总体方案设计 和动力机的选择 3.1 总体方案设计 推移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 3 5千米/时，即 48 64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 。 查阅机械设计手册得到以下数据 ： 成年男性 平均身高： 18 60 周岁 1543 1814 毫米 成年女性平均身高： 18 60 周岁 1449 1697 毫米 成年男性平均臂长： 18 60 周岁 279 349 毫米 nts 成年女性平均臂长： 18 60 周岁 252 319 毫米 立姿工作岗位工作高度： 男性： 950 1050 1150 毫米 1050 1200 1300 毫米 女性： 850 950 1050 毫米 1000 1100 1200 毫米 4 综合以上因素，设计扶手以及支架的尺 寸，并且根据不同性别和不同年龄将扶手的高度和倾斜角度设计成可以调节的。站立工作时操作的有关尺寸，以及人体需要的可能活动空间 . 由人机工程手册查得，人体身高尺寸（成年男性）多在 170cm 左右。因此，推杆距地面的高度取为 1000 毫米 ,且可在 900-1300 毫米之间调节，符合人体作业适应度。 设计原则：工作场地的高度取决于作用力、操作者的身高、操作者操作物件的尺寸、以及视野范围 。 A：精密工作，靠肘支撑工作。（设计尺寸针对男性： 105 115 毫米 针对女性：100 110 毫米） B：虎钳固定在工作台上的高度： 113 毫米 C：轻手工工作。（男性： 95 100 毫米 女性： 90 95 毫米） D：用劲大的工作。（男性： 80 95 毫米 女性： 75 90 毫米） 4 本设计属于 D 范围内的设计。 由以上分析确定割草机的各项参数： 割草机的整体宽度： 713mm 割草高度： 3060mm 集草类型：就地洒落 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 nts 最大功率 1.4/6500kw/r/min 噪声 101dB(A) 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） 330302300 4 割草机传动部分设计 本次设计的 推移式 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，最后传到到割刀转动， 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、半开式传动在农业机械、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。这种传动不仅外界杂物极易侵入，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，有时还把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而且封闭严密的箱体 (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 ， 传动齿轮尺寸和质量比较小，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 。 4.2 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。主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、nts 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。例如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，因此设计齿轮传动时，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 。 齿轮传动的强度计算是根据齿轮可能出现的失效形式进行的。对一般齿轮传动，目前广泛采用的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度两种计算方法足以确定其承载能力 。 1） 、闭式齿轮传动 软齿面（ HB350）闭式齿轮传动：一般失效形式是点面点蚀，故通常先按接触疲劳强度设计几何尺寸，然后用 弯曲疲劳强度验算其承载能力 。 硬齿面（ HB350）闭式齿轮传动：一般失效形式是齿根折断，故通常先按齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸，然后用齿面接触疲劳强度验算其承载能力 。 2） 、开式齿轮传动 对于开式齿轮传动一般以齿根折断和齿面磨损而失效。但目前尚无完善的磨损计算方法，故仅以齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸或验算其承载能力，并在设计计算时用适当加大模数（增大 10%或 15%）的办法来考虑磨损因素的影响 。 2 由于本次设计的手推割草机的齿轮传动属 闭式 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 。 4.3 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的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，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作条件，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。如果齿轮材料选择不当，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 。 为 了保证齿轮工作的可靠性，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度和耐磨性，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 。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大，轮坯不易锻造时，可采用铸钢。开式低速传动时，可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面nts 塑性变形，轮齿也易折断，宜选用综合性 能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀，宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮，宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等 。 钢制齿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，如 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，齿面硬度可达 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、铅等合金元素的渗氮钢，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，轮齿精加工可在热处理后进行。 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，大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。 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。为使两齿轮的轮齿接近等强度，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，齿面硬度可大致相同。 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. 4 齿轮精度的选择 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围 ： 表 4-1 齿轮传动的精度等级 Table4-1 Gear transmission accuracy level 机 器 名 称 精 度 等 级 机 器 名 称 精 度 等 级 汽轮机 3 6 拖拉机 6 8 金属切削机床 3 8 通用减速器 6 8 nts 航空发动机 4 8 锻压机床 6 9 轻型汽车 5 8 起重机 7 10 载重汽车 7 9 农业机器 8 11 手推割草机属于 农业机 械，速度、精度要求都不高，故选用 6 级精度（ GB10095 88） 。 4.5 按 齿根弯曲疲劳强度 进行设计 齿坯基本参数的确定 ： 按照格利森的制度 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小轮外端的节圆直径 1d 和小轮齿数 1z （不小于 5）。弧齿锥齿轮的外端模数 m 可以根据公式 11zdm确定。 3） 、大轮的齿数 12 ziz 计算后圆整，且大轮与小轮的齿数之和不小于 40。 4） 、齿面宽 b 的确定。查表，一般选择为 %30 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确定的，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，一般选择位 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，eR 为外锥距， R 为中点锥距， iR 为内锥距， Fm 为端面重合度。 ieieF RRbRR1R12bK 3FeF )(31KPRm tgKtg F 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压力角，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 1z 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，全齿高系数为 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查表。 参数确定如下： nts 1） 选用 弧齿锥齿轮 传动 ;齿轮精度为 8 级 ; 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。 ;闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，大齿轮的齿数为 Z2=20，小齿轮的齿数 Z1= 16 ，传动比为 i=0.8，轴交 角为 120 。 2）计算 齿轮传递的转矩。 由于 汽油机 的 最高 转速 n1=6500 r/min，根据传动比 i12=0.8，则小齿轮的转速为n2=6500 0.8=5200r/min， 大齿轮功率近似 P=1.4kw 根据公式算得： / m i n9 5 4 9 1 . 49 5 4 9 2 0 5 6 N m m6500KWrPTn 查 机械设计 实用手册 图 5.6-11 和 5.6-12， 确定节圆直径 d2=24， d1=30 模数 m=1.5 3）由机械设计 实用手册 按以上步骤确定弧齿其它参数如下 齿轮 小齿轮 大齿轮 螺旋角 35 35 齿形角 20 20 工作齿高系数 1.7 齿顶高系数 0.85 0.425 压力角 20 20 顶隙系数 0.1888 齿宽 8 11 变位系数 0 参数 如图 4-1; nts 图 4-1 齿轮参数 Fig 4-1 Gear parameters 5 割草机割草机构的设计 推移式割草机的割草机构如图 5-1 和 5-2 所示 nts 图 5-1 刀片 Fig5-1 blade 图 5-2 托盘压盘 Fig5-2 Tray pressure plate nts 割草机割草机构由压盘、托盘和刀片组成，刀片在压盘和托盘中间，在压盘外面，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符合空气动力学要求，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。 5.2 刀片的设计 设计多种形式的刀片以适应不同的割草环境。 一些刀片 如 图 5-3 图 5-3 不同样式的刀片 Fig 5-3 Different style of blade nts 各种 割草机 刀片用途： 1） 2 齿刀片：适用于切割较低软的杂草，切割直径大（菱形刀片在操作中比较安全） 2） 3 齿刀片：适用于切割较高软的杂草，经济实惠 3） 4 齿刀片：适用于切割较高软的杂草（平衡，震动小，切割效果比较平整） 4） 8 齿刀片：适用于切割较低软的杂草（平衡，震动小，切割效果比较平整） 5） 40 齿刀片：适用于切割 较硬的杂草和灌木（灌木直径 1.5-2.0 厘米） 6） 80 齿刀片：适用于切割较硬的杂草和灌木（平衡，振动小，切割效果比较平整 ） 刀片的切割过程： 在刀片割草的过程中，刀片和草是一对矛盾。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，极易弯曲，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顶部就是刃口。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点，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 轴是组成机器的主要零件之一。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传递动力和运动。 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。 nts 6.2 轴的设计 轴的设计也和其它零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面 的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。 轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需要对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。 而对于刚性要求较高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。 轴 的结构设计又包括制定处合理的外形和全部结构尺寸。 轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联结的方法；载荷性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。 而影响轴的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须使轴满足以下条件：轴和轴上工作的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装卸和调整；轴应具有良好的制造工艺等。 6.3 轴的材料选择 轴的材料 选用调制钢 40Cr， 这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度 工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在 25mm 以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径 较大和低温韧性好的齿轮和轴。 6.4 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 ： nts / m i n9 5 4 9 1 . 49 5 4 9 2 0 5 6 N m m 6500KWrPTn 由强度条件， m a xm a x TW，最小截面为边长为 5 的正方形截面。查 材料力学 p96 表得a=0.208 m a xm a x 332056 7 9 . 0 70 . 2 0 8 5T M p aabh 对于钢材来说，许用剪应力一般按（ 0.6-0.8） b/n， n 为安全系数 查机械设计实用手册 P770 表得 40Cr 的 b=750Mpa 计算得 max ，满足强度条件。 故长轴安全。 7 轴承的选择 根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承两大类。滚动轴承具有 摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，易起动；尺寸标准化，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；适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高 等优点，因此在一般机器中应用较广，但滚动轴承也有 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。 滑动轴承 具有径向尺寸 小、 装配空间小，减小设备体积； 价格 相对比较便宜 ， 安装拆卸方便 ；具有 良好的润滑性和抗磨耗性，能在无油或少油条件下工作，特别适用于高温，水溶液浸润或其他无油加油或加油困难场合； 且 滑动轴承 具有 较好的自润滑、耐磨损、低摩擦等性能 。由于滑动轴承本身具有的这些独特优点，使得它在某些不能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合仍占有重要地位。例如 ,在承受 较 大负荷的场合和或 要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合 ,多采用滑动轴承 。 滑动轴承根据承受载荷的方向不同分为 : 推力滑动轴承与径向滑动轴承两种。 根据润滑膜的形成原理不同分为：动 压滑动轴承与静压滑动轴承 ， 根据结构型式不同可分为：整体式滑动轴承与剖分式滑动轴承 。 nts 7.1 轴承材料 轴瓦或轴承是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失效形式是磨损。轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。 轴承的材料有 ： 1） 金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等； 2）多孔质金属材料（粉末冶金材料）； 3）非金属材料 。 其中： 轴承合金：轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好，故适用于重载、高速情况下，轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。 多孔质金属材料：多孔质金属是一种粉末材料，它具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。 轴承塑料：常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四 氟乙烯等，塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性差。 6 7.2 轴 瓦结构 轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。 轴瓦应用特点： 1.无油润滑或少油润滑，适用于无法加油或较难加油的场合，可以在使用时不保养或少保养； 2.耐磨性能好，磨擦系数小，使用寿命长； 3.可在 -190+280范围内使用； 4.走合性能好，低噪音，无污染； 5.薄壁结构，质量轻，可缩小机械体积； 6.在运作时能形成转移膜，起到保护对磨轴的作用，无咬轴现象； 7.对对磨轴的硬度要求低，未经调质处理的轴都可使用，从而降低了相关零件的加工难度； 8.无吸水、吸油性，热胀系数小，散热性好，尺寸稳定； 9.钢背面可电镀多种金属，因此可在腐蚀性介质中使用，不会生锈。 7.3 滑动轴承 润滑剂的选用 1） 滑动轴承可用润滑脂来润滑，在选择润滑脂时应考虑下列几点 ： nts （ 1）轴承载荷大，转速低时，应选择锥入度小的润滑脂，反之要选择锥入度大的。高速轴承选用锥入度小些、机械安定性好的润滑脂。特别注意的是润滑脂的基础油的粘度要低一些。 （ 2）选择的润滑脂的滴点一般高于工作温度 20-30 ，在高温连续运转的情况下，注意不要超过润滑脂的允许使用温度范围。 （ 3）滑动轴承在水淋或潮湿环境里工作时，应选择抗水性能好的钙基、铝基或锂基润滑脂。 （ 4）选用具有较好粘附性的润滑脂。 2） 滑动轴承用润滑脂的选择： 载荷 1MPa，轴颈圆周速度 1m/s 以下，最高工作温度 75 ，选用 3 号钙基脂； 载荷 1-6.5MPa，轴颈圆周速度 0.5-5m/s，最高工作温度 55 ，选用 2 号钙基脂； 载荷 6.5MPa，轴颈圆周速度 0.5m/s 以下，最高工作温度 75 ，选用 3 号钙基脂； 载荷 6.5MPa，轴颈圆周速度 0.5-5m/s，最高工作温度 120 ， 选用 2 号锂基脂； 载荷 6.5MPa，轴颈圆周速度 0.5m/s 以下，最高工作温度 110 ，选用 2 号钙 -钠基脂； 载荷 1-6.5MPa，轴颈圆周速度 1m/s 以下，最高工作温度 50-100 ，选用 2 号锂基脂； 载荷 5MPa 轴颈圆周速度 0.5m/s，最高工作温度 60 ，选用 2 号压延机脂； 在潮湿环境下，温度在 75-120 的条件下，应考虑用钙 -钠基脂润滑脂。在潮湿环境下，工作温度在 75 以下，没有 3 号钙基脂，也可用铝基 脂。工作温度在 1
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号