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毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表专业机械设计制造及其自动化班级机制 1103姓名温佳润题目中耕除草机的设计 该生论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目的，题目有难度，工作量较大。按照选题要求做了详尽的理论计算，能较好地运用技术用语和计量单位、格式、图表、数据。论文语言表达流畅，格式符合规范要求；参考了相关课题的文献资料，有一定的实践指导意义。图纸按规范进行折叠。同意参加答辩。评阅人评语签字： 年 月 日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书机制专业1103 班学生：温佳润毕业设计（论文）题目：中耕除草机的设计毕业设计（论文）内容： 本次设计的中耕除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。中耕除草机由变速齿轮、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。毕业设计（论文）专题部分本次设计的桔园除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。 起止时间： 4 月 1 日6 月 5 日指导教师： 签字 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1103姓名温佳润题目中耕除草机的设计指导教师评语签字： 年 月 日毕业设计(论文)答辩记录专业班级专业班级: :机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 11031103 学学 号：号：311202434311202434 姓名姓名: : 温佳润温佳润答辩内容记录答辩内容记录: : 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答辩小组： 年 月 日毕业设计名 称中耕除草机的设计专 业机械设计制造及其自动化 班级1103 姓名温佳润 评价人权重评价点得分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，独立工作能力强指导教师5毕业实习表现、进度表书写情况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评阅人5说明书的条理性、语言、书写、图表水平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，有无错误答辩小组10是否有创新意识，设计是否有新意合计分数教师、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。成绩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 日沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题 目： 中耕除草机的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1103 学生姓名： 温佳润 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 日沈阳化工大学科亚学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明郑重声明：所呈交的本科毕业论文是自己在导师的指导下，进行研究所取得的结果，结果不存在知识产权争议。除文中曾经声明援用的内容外，本论文不含任何其余个人或团体已经颁发或撰写过的文章结果。对本文的咨询做出重要贡献的小我和团体在文中均作了精确的解释并表达了感谢。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。自己一切明白本说明的法令后果由本人担当。毕业设计作者签名： 温 佳 润2015 年 5 月 24 日目 录第一章 前言.11.1 设计的意义.11.2 产品的用途及使用范围.1第二章 中耕除草机的设计原理和参数.22.1 主要工作原理.22.2 主要技术指标和重要技术参数.22.3 已经考虑过的若干方案的比较.32.4 关键问题及其解决办法.52.5 机构的功能及特点.8第三章 中耕除草机的整体设计.93.1 整体设计方案.9第四章 中耕常见杂草切割阻力研究.114.1 试验台构成及原理.114.2 研究结果.12第五章 齿轮的计算部分.145.1 齿轮设计思路及要求.145.2 齿轮设计过程.15第六章 轴的计算部分.196.1 中耕除草机中轴 II 的设计 .196.2 中耕除草机中轴 I 的设计.22第七章 刀具的设计计算部分.257.1 刀具的概述.257.2 刀具的运动分析.267.3 刀具的结构尺寸及相关参数.27第八章 端面齿轮及拨杆的设计部分.298.1 端面齿轮和拨杆的概述.298.2 端面齿轮和拨杆的运动分析.29结 论.34参考文献.35致 谢.36附 录.37摘要摘要设计，除草机主要才用滚轮传动机械运动，具有结构简单，连接稳定的优点，噪音非常小，而且操作非常简单，使使用人带来便利，也带来了安慰周围的人，安静的环境,可以更好的满足客户的需求。基于机械设计及相关理论的研究,设计了一个行除草机传动部分,使用凸轮的设计方法和推杆端面齿轮和拨杆设计。行除草机的设计左右是对称的,特点是结构简单、统一的力量,稳定运行,摩擦阻力小,弯曲性能好,不容易出现堵塞,有很强的适应性。关键词关键词：中耕除草机;除草;减速器;凸轮AbstractThis design, the orchard weeding machine mainly use wheel drive mechanical action. Simple structure, low noise, smooth operation, and easy to use, to bring the people around you convenient, comfortable and quiet environment. To better meet customer demand. Based on the theory of mechanical design and related research and design, garden weeder transmission part and the design method of CAM, the gear and the end of the dial design. Orchard weeding machine design, characterized by a symmetrical structure is simple, smooth operation, small bending, friction, performance is good, does not appear jams, strong adaptabilityKeyword: Hand orchard weeding machine; cut the grass; Gear reducer; CAM沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章 前言0第一章 前言1.1 设计的设计的意义意义除草机已经有 200 年的历史,锄除草机使用更多的内燃机动力,排气污染和严重的噪音危害。国家大力提倡“节能减排”的今天,作为“十二五”的国家政策宣传贯彻执行,节能产品会越来越多消费者的青睐。保护环境,减少空气污染,从我做起,人人有责,让天空更蓝,减少碳排放,为地球降温,让自己和下一代健康的绿色环境。设计一个无废气污染噪音污染废水污染的除草机有很好的前景。行除草机主要用于滚轮驱动机械运动的设计,结构简单、光滑连接,噪音非常小,操作方便,用户带来方便,也给周围的人带来舒适,安静的环境。1.2 产品的用途及使用范围产品的用途及使用范围因为有电厂电力引擎除草机,维护、维修成本高，发动机同时除草机主要依靠高速旋转的叶片，稻草结果,整个机器的安全性要求更高，操作也会给员工带来强烈冲击，操作不是很舒服。虽然，引擎行除草机除草效率较高，除草效果好，但它的价格更贵,现在，普通用户难以接受。通过市场调查，我决定设计一种没有引擎驱动，无污染，轻巧简洁，操作方便，美观实用适用于普通用户行除草机，没有发动机，是一种绿色环保的除草机。提倡环境保护区域，是理想的除草工具。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数1第二章 中耕除草机的设计原理和参数2.1 主要工作原理主要工作原理这台机器设计，除草机主要采用轮运动的齿轮传动变速箱实现往复运动的功能的工具。行除草机通过变速齿轮，齿轮端面，拨杆和剪刀和其他构件，端面齿轮和拨杆工作匹配。端面齿轮通过自己的旋转将旋转的方向传力杆，导致水平方向的往复运动，因此，该工具本身往复运动。因为杂草变种人的举止扭矩范围不够大，因此在刀具的选择尤其注意为了提高除草机的效率成为重要的原则。除草机由人机走在工作中，所以，后轮驱动的除草机 1 2 大齿轮轴传动驱动，通过齿轮和齿轮 2 3 的生长机制来提高速度，并驱动凸轮 4(关闭为了实现几何形状和容易调整，需要两端面凸轮总成)的形式返回，结束凸轮 4 驱动拨杆 5 运动，通过终端与拨杆凸轮 4 5 转换机制的旋转运动变成直线往复运动，使固定活动刀片和固定刀片固定在框架上形成相对交错运动，完成杂草控制动作。如图 2.1 所示：图 2.1 机器的运动简图2.2 主要技术指标和重要技术参数主要技术指标和重要技术参数沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数22.2.1 该除草机的总体设计参数该除草机的总体设计参数外形尺寸：586 369 200mm输入功率：149.1W轮子转速：113.04 / minr力矩：12334.57TN mmA轮净质量：30Mkg变速要求：单级刀具，一固定刀片和一活动刀片相互运动2.2.2 该除草机的刀具设计参数该除草机的刀具设计参数表 1-1 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中耕除草机往复切割240mm20mm单动860r/min平形149.1W113r/min1 人30kg2.3 已经考虑过的若干方案的比较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常见几种除草机械除草原理（1）滚刀式除草机15。其鼓和固定床与刀片刀。滚刀形状像一个圆筒形笼，螺旋切刀安装在圆柱表面，滚刀旋转稻草杆相对于底刀生产逐步削减剪切滑动和草叶。滚刀式除草机的质量取决于割草刀片数量和滚刀的速度滚刀，滚刀叶片数量，越多的单元沿着长度切割的次数越多，割草还好，滚刀刀数量范围通常 3 12 件；滚刀的速度越高，剪草很好。滚刀式除草机价格昂贵,严格维护。（2）旋转叶片式除草机(也称为刀挂)15。它是由横向悬挂在直叶片垂直轴在高速切割上层叶片的草。其工作装置的细长的除草刀或刀片刀横刀板，高速旋转叶片碰撞与草茎，切，这是不支持的。类风叶形状的叶片，在高速旋转下，表面上形成一定的真空草吹到直立的茎，容易降低，加上套管，涡流的形成将碎草送一套草切割设备或出口喷出从套管泄漏，是目前国内外最受欢迎的除草机。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数3（3）甩刀式除草机15。切割设备的垂直于叶片表面的铰链轴的旋转，高速时，在离心力的作用下，垂直于轴的叶片甩的核心，不断影响刀片割草茎。由于刀片和刀轴铰链或磁盘，当碰到沉重打击对象可以让路而损坏机器。（4）甩绳式除草机15。在工作装置由尼龙绳割草板，盾牌的后面。割草盘高速旋转时，露在外面的尼龙绳在离心力的作用下，像一群直叶片影响草茎迅速切断了草。2.3.2 除草机的工作设计方案除草机的工作设计方案我们可以设计行除草机必须首先通过一个分力。为了让操作员操作在正常步行速度,通过增长的机构继续转移。除草作用相对运动方向的叶片和人民的方向垂直移动,通过增长身体运动前需要传递给执行机构组件转换后水平。除草机是通过分析组成框图，如图 2.2 所示。图 2.2 中耕除草机的组成框图2.3.3 其他工作设计方案的比较其他工作设计方案的比较可以实现手把杂草控制功能的技术原理，但是每个人都有优点和缺点，具体分析如下：（1）用脚驱动。用脚驱动时，一般运营商需要驱动机站或坐在硬,所以草机的设计，除了要把草完成，但也承担运营商的重量和方向控制装置，使机器结构复杂，尺寸较大，对中耕杂草生长的分布不适合，不适合在中耕使用。（2）用手驱动。驱动，可以避免司机用脚的问题，使机柜设计，操作灵活。因此，我们选择设计手动式除草机。（3）切割方式。用刀割的草。但草软草的一端是自由的，而切是很难实现的。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数4（4）一打。玩刀或草绳中断。修理草这样速度很高时，中断的草还没有下来之前，草，草等产品，但结果是不好的。（5）用剪的方式。用刀割草，使用两个叶片之间的相对运动原理将更容易割草，和不需要一个高速度。因此，我们选择机器的目的是作为一个人工除草机。手动方式和手，手推两种。机器很容易实现简单的旋转和往复直线运动,如果用手处理实现往复运动的执行组件，因为除草机取决于人推动，操作员完成动作太多，不便于操作。让操作员只能通过简单的操作可以完整的杂草控制作用，可以用手推除草机推动，除草机滚轮旋转将旋转运动到往复运动和输出到执行组件。显然为了机器是手动式，除草机是合理和可行的。根据检查信息，可选组合，变化规律构成的初步方案。通过前面的分析，手动式行除草机只需要一项运动形式转换功能（即，旋转直线往复运动），所以，不必在矩阵表配置列表。转向直线往复运动转换函数最简单的机构为曲柄滑块机构，直推杆盘形凸轮机构和齿轮齿条机制。2.4 关键问题及其解决办法关键问题及其解决办法2.4.1 增速机构的设计选择增速机构的设计选择生长机制是传输的核心力量和变速机构。其速度变化直接改变剪切刀具的运动。我锄除草机采用圆柱凸轮传动机构。可以利用圆盘的形状轮廓特征,因此阀瓣旋转通过拨杆的一侧固定在滑块上(可以调节水平)运动,所以你得到一个新的凸轮,凸轮,其工作原理如图 2.3 所示：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数5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几种增速方式的实现比较用组合法实现增速。为了使运营商在正常步行速度操作,力量应该通过通过机构的增长继续传递。由于输入组件的固定轴旋转运动转换机制，所以在除草移动输入组件运动的轮子和组件之间的转换机制，可用于链、皮带和齿轮传动。为了使除草机结构紧凑，可以使用齿轮传动的设计。齿轮和齿轮与直齿佳能、螺旋圆柱齿轮传动，圆锥齿轮和蜗轮蜗杆传动，等。蜗轮和蜗杆传动的效率低，一般蠕虫是活跃的，和交叉轴的空间,应用于割草机，可使支撑结构是复杂的。圆锥齿轮传动的轴相交，一个齿轮的暂停，也会使除草机支撑结构是复杂的。直齿圆柱齿轮和螺旋圆柱齿轮轴相互平行，支撑结构相对简单，同时除草机不高，负载的速度不大，因此，选择直齿圆柱齿轮的增长机制。机构组成方案如图所示：1)带动齿轮增速的曲柄滑块机构:图 2.4 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：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数6图 2.5 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 2.6 带齿轮增速的齿轮齿条机构以上为机构简图。由于不同的政治工具剪切方向和除草机垂直方向，如图 2.5 所示)1 和 2)方案,组织不能最终满足设计要求,仍然需要机构进一步配置。计划 1 使用李子凸轮(梅花形凸轮廓线)和连杆机构实现导轨上的滑块的往复运动，工作原理如图 2.7 所示。图 2.7 梅花凸轮传动机构沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章 中耕除草机的设计原理和参数7方案 2 圆柱凸轮机构是用来改变凸轮轴旋转到滑块的往复运动，其工作原理如图 2.7 所示。图 2.8 圆柱凸轮传动机构在图 6 所示的梅花凸轮机构中，往复运动的凸轮旋转成执行组件需要添加一个支点和一个组件的两个低副(或组件一双更高)，它将增加机构的复杂性，和设计应该短(否则将不可避免地增加梅花凸轮的大小，或过度的原因梅花迫在眉睫的凸轮曲线)的边缘,将减少传递到滑块。如图 2.3 所示，图 2.6 圆柱凸轮机构和端面凸轮机构结构简单，可以被认为是除草机设计运动转换机制。2.5 机构的功能及特点机构的功能及特点机器使用一个固定的刀片刀片剪切相对运动和活动的原则，结构紧凑，体积小，重量轻，噪音低、无污染、使用方便、灵活；没有发动机驱动，使用安全、可靠,易于维护，使用持久的铝制底盘和结构，没有生锈的特点，从来没有卷曲；前轮采用万向轮，具有良好的指导、生活的后轮轮长球轴承,除草机转动时很容易推动；金属处理很容易褶皱，减少包装大小，处理长度可伸缩，也适用于不同的运营商的高度；底盘独特的设计可以防止草阻塞出口；美观的外表，更适合家庭用户的审美需求，除了效果理想，成本低。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章 中耕除草机的整体设计8第三章 中耕除草机的整体设计3.1 整体设计方案整体设计方案3.1.1 除草机的设计原理除草机的设计原理轮传动机构，通过单级减速器传动扭矩，再由端面齿轮和拨杆改变了方向，最终输出往复式剪切运动。总体方案设计如图 3.1 所示：图 3.1 总体方案设计3.1.2 方案的选择方案的选择解决方案一：经济增长实现通过使用齿轮机构，提高机器的工作效率，解决了人工除草机工作效率不高，使用面凸轮机构(运动形式转换，就会变成一条直线往复运动,满足杂草控制运动的需求，形似天车，解决问题的处理努力的端面凸轮。方案 2：与蜗轮和蜗杆传动直接驱动割草盘，采用修剪草坪。机构比较简单，方便拆卸的刀具。但草地是柔软的，免费的一端，采用割草截断的方法很难实现，除草的数量。如果你想快速的效率，必须使用高功率。除草机结构的解决方案很简单，与轴向位置比较容易定位相比，蜗轮和蜗杆传动除草机水平引起的垂直轴的框架结构复杂。和增长机制，端面齿轮和拨杆运动组合，结构简单、实用的凸轮推杆运动组。杂草数量同时，权力必须的情况下，剪切方式总是比切割模式效率高。蜗沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章 中耕常见杂草切割阻力研究9轮蜗杆传动除草机组织方案图如图 3.1 所示。通过比较我选择方案一，选择方案一能够更好的实现运动传递。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章 中耕常见杂草切割阻力研究10第四章 中耕常见杂草切割阻力研究为了确定锄除草机切割杂草方案是可行的，并进行了研究，以确定行行常见杂草切削阻力除草机切削时切削力的杂草。4.1 试验台构成及原理试验台构成及原理试验台如图 11 所示：电机试验台 PC - B 型皮带传动主电机，功率 335 w,额定转速1500 r / min,速度开关可以实现速度 0 1500 r / min。夹紧装置固定在电机轴垂直的平面，得到最大切削阻力杂草。切割设备句柄自制 80 毫米半径。压力测量装置由压力传感器和压力显示，5 公斤范围、最低阅读 0.001 公斤。图 4.1 蜗轮蜗杆传动的割草机沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章 中耕常见杂草切割阻力研究11图 4.2 试验台电机外壳固定在支承轴承，可以摇摆转子的轴线重合。电动机启动时，转动手柄阻力杆(L2)，由于定子和转子之间的交互磁场，当叶片剪杂草茎，以转子马达壳旋转相反的方向，由固定在定子转矩住房转让臂扭力杆(L1)传递到压力传感器和数显控制仪表上的阅读。一般工程计算，空载转矩 T0 可以忽略不计，能想到的电磁转矩 T 等于 TD 的输出扭矩轴(10、11)。那就是：输出轴扭矩:TD =认为应该 fcl1(电磁转矩:T=10-2Q1L2类型的 FC 切削阻力：Q1数显控制仪表读数：L1 切割阻力的手臂(L1 = 80 毫米)，L2 为扭力杆(L2 = 120 毫米)。FC 切削阻力可以通过式(1)计算：FC = Q1L2 / L1 = 1.5 Q14.2 研究结果研究结果取中耕常见杂草狗尾草与牛筋草为研究对象1，得出：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章 中耕常见杂草切割阻力研究12图 4.3 杂草直径与切割力关系通过实际运用中除草机械的分析与杂草生长特性分析，取除草 F=250N.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13第五章 齿轮的计算部分杂草控制是通过实验获得 F = 250 n;端施加到齿轮上力的大小如下：12125FFN车轮提供转矩驱动剪刀、机械运动。假设车轮的直径200Dmm；轮子周长为628.3Cmm。假定人的正常行走步数为500/mm s。假定所有刀具的力量来自车轮的扭矩由运动引起的。则121ffPPFv 172.5fPW轴 I 上的所传递的功率大小为：12()138.9ffPPPW轴 II 上的所传递的功率大小为：12146.1PPWA；轮子所传递的功率大小为： 2149.1PPWA轮(1)5.1 齿轮设计思路及要求齿轮设计思路及要求除草机中的齿轮设计要求（1）合理的选择模块:在现代传播设计，每个齿轮模块的选择是不同的。但为了经济和使用需求，主要模块:2m 。（2）合理的压力角的选择：对于相同的齿轮分度圆，如果压力角是不同的，毕业圆基圆也不同。当压力角越大，基圆直径越小，渐开线曲线越多，齿根会变厚，齿面曲率半径增加，因此可以提高齿弯曲强度和接触强度。螺旋角的合理选择，以保证稳定的齿轮传动，噪音低和更少的影响，所有齿轮选择更大的螺旋角,通常约为 30。（3）分析 8 牙齿:容积式齿轮，与修正系数的增加，附录也增加，附录将逐渐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14变尖。所以你必须计算齿顶圆锥齿轮。（4）除草机的齿轮强度计算方法8：局发布了我国国家标准，渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法是设置参照国际标准化组织的计算方法，该方法充分考虑各种因素的影响齿轮的承载能力，现在已经成为最准确、全面齿轮强度计算方法。各种牙齿载荷影响因素大致可以分为四个方面，分别有四个负载系数修改名字，这四个系数分别使用系数、动载荷系数、齿的载荷分布系数和齿间载荷分布系数。各种齿轮强度计算方法所采用的动载荷系数千伏在形式上有很大的差别，考虑的问题是不一样的。各种齿轮强度计算方法采用齿的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采用齿间载荷分布系数有很大区别处理由于汽车变速箱的工作特点，使牙齿的负荷波动,对于这种不稳定的负载情况。你可以看到从上面的四个国际标准化组织 ISO 的齿轮强度计算方法是一种更为合理和精确的方法,所以本文齿轮设计计算使用这种方法。齿轮的传动功率，牙处于悬臂状态,齿根弯曲应力和其他压力，并有较大的应力集中，为了使生命的齿轮在一个预定的时期不是折断事故,必须使最大应力小于许用应力的牙根。5.2 齿轮设计过程齿轮设计过程（1）输出转矩设计：转速113.04 / min0.5 60CnrA轴 I 上的转速339.12 / minnnir A计算轮子传递的转矩69.55 10PTn轮可得：12334.57TN mmA轮轴 I 上的转矩为： 123911.09TTN mmiAA(2)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15（2）齿轮的参数设计：选择齿轮材料、热处理、精度等级及其齿数使用除草机为一般工作机、齿轮材料及热处理、8 精度。齿轮:40 cr(空调)、齿面硬度280HBS;大齿轮:45 钢(空调)、齿面硬度是 240HBS。选择小齿轮齿数：z1=23，大齿轮齿数：21169ZuZiZ（3）基本参数的选择试选载荷系数：1.6tK 选择的齿宽系数为：0.8d查得弹性系数为： 189.8EZMpa(3)按齿面硬度查取接触疲劳极限：小齿轮：lim1720HMPa， 大齿轮：lim2580HMPa；（4）计算应力循环次数 N假设机器负载有轻微的震动,除草大约是每月一次,每次 2 小时,预计使用寿命为50 年。齿轮的应力循环次数：1160hNjn L可得：811.492 10N 大齿轮的应力循环次数为： 7123.73 10NNi(4) (5)接触疲劳寿命的计算接触疲劳许用应力检查系数：小齿轮11.02HNK,大齿轮20.92HNK接触疲劳强度安全系数1.0HS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16有公式： 1lim11591.6HNHHHKMPaS（5） 2lim22662.4HNHHHKMPaS（6）试算小齿轮分度圆直径 213121EHtHKTZ Zuddu（7）可得：122.17tdmm为了保证制造工艺简单，取140tdmm模数：111.74()dmmmz取标准模数2()mmm小齿轮分度圆直径：1146dmzmm大齿轮分度圆直径：22138dmzmm大齿轮齿宽2136.8dBbdmm,圆整取37bmm；小齿轮齿宽142Bmm (加宽 5mm)中心距12922ddamm小齿轮齿全高11122.54.5afhhhmm大齿轮齿全高22222.54.5afhhhmm（6）计算载荷系数 K查得使用系数1.25AK 圆周力112170.05tTFNd，1.25 170.055.7437AtK FNbmm查得动载荷系数1.17VK 查得齿间载荷分配系数1.2HK， 1.2FK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17查得齿向载荷分布系数1.39K，一般经仔细跑合，取1.2HFKK计算载荷系数2.034AVHHKK K KK（7）修正计算：33112.0344043.331.6ttKddmmK已取14643.33dmmmm,符合接触疲劳强度条件。（8）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=1.25 1.17 1.2 1.22.034AVFFK K KK小齿轮传递的转矩13911.09TNmm检查齿形系数12.69FY, 22.24FY和应力修正系数11.58SY，21.75SY检查弯曲疲劳寿命因素：小齿轮10.85FNK,大齿轮20.90FNK通过齿面硬度查得齿轮的弯曲疲劳极限limF：小齿轮lim1620FMPa,大齿轮 lim2450FMPa计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳强度安全系数 1.3FS由公式 1lim11FNFFFKS,可得1405.4FMPa由公式 2lim22FNFFFKS，可得2311.5FMPa齿根弯曲应力111111280.5FFSFKTYYMPabd mAA121121274.2FFSFKTYYMPabd mAA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18第六章 轴的计算部分6.1 中耕除草机中轴中耕除草机中轴 II 的设计的设计（1）II 轴材料的选择。没有特殊要求的轴，选择了 45 钢调质处理，640BMPa初步估算轴径：根据输入的抗扭强度估算轴的最小直径。根据 45 钢,116C 根据公式5%133min210.13891168.6159.05339.12PdCn加，取min210dmm（2）II 轴的结构设计。II 轴上零件的轴向和周向位置。从左轮子连接处向右取：1012141210mmmmmmmmmm。考虑到轴的结构工艺性：考虑到结构工艺性，轴的轴左和右制成2 45倒角。（3）轴 II 的强度演算。结构设计后，轴部分力量的大小和点位置参数如轴径、轴承寿命、段落是已知的。齿轮上作用力的大小转矩：12334.57TN mmA轮齿轮端面分度圆直径：22269138()coscos0nmdzmm圆周力：22170.05()tTFNd轮径向力：tantan20170.0561.9()coscos0nrtFFN轴向力： tan0()atFFN(8)受力简图如 13 所示：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19图 6.1 垂直面上受力简图 垂直平面轴承的反应力和弯矩主要部分：122.56930.95()122.5 122.5raBVFFFN30.95()DVrBVFFFN截面 C 处的弯矩为：122.53791()BVCVMFN mmA左122.53791()DVCVMFN mmA右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：122.585()122.5 122.5tBHFFN85()DHtBHFFFN截面 C 处的弯矩为：122.510412()CHBHMFN mmA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20在水平面上截面的支持力反映在如 14 图所示：图 6.3 水平面上截面的支反力截面 C 处的合成弯矩为：2211081()CHCCVMMMN mmA左左2211081()CHCCVMMMN mmA右右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： 2248.57()vMTMPaW(9)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21通过查表可知：材料是 45 钢，调质处理的许用应力160MPa，因为1v，故安全。6.2 中耕除草机中轴中耕除草机中轴 I 的设计的设计（1）选择轴 I 无特殊要求的材料，和 45 钢调质处理条件的选择640BMPa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，取116C 根据公式5%133min110.146111612.6413.27113.04PdCn加，取min114dmm（2）轴 I 的结构设计。在我上轴零件轴向方向取向。大齿轮轴我对称定位，左右两端套定位，安装、电力传输很简单，常用的两端轴承相同的大小，以便加工、安装和维护,方便拆卸轴承、轴承轴肩不宜过高。齿轮与轴的轴向固定采用普通平键联接。根据乍得轴断面尺寸的直径齿轮的关键，为合作，滚子轴承内圈与轴基本孔系统的使用。确定段落耳轴位置确保肩的高度，和长度从左向右轮附件分 14 毫米，16 毫米，18 毫米，22 毫米，18 毫米，16 毫米，14 毫米。考虑轴的结构工艺性：考虑到轴的结构工艺性，在轴的左端和右段均制成2 45倒角。轴 I 的强度演算结构设计后，轴部分力量的大小和点位置参数如轴径、轴承寿命、段落是已知的。该力对齿轮的扭矩：T=3911Nmm齿轮端面分度圆直径：1122346()coscos0nmdzmm圆周力：12170.05()tTFNd径向力：tantan20170.0561.9()coscos0nrtFFN轴向力：tan0()atFFN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22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：21120.524.5120.5216.5130.5()122.5 122.5raBVFFFFFN68.6()DVrBVFFFN 方向相反截面 C 处的弯矩为：1120.5963725()BVCVMFFN mmA左296120.520266()DVCVMFFN mmA右轴 I 垂直面上截面的弯矩图 6.6 弯矩的轴垂直剖面水平平面轴承的反应力和弯矩的主要部分：120.585()120.5 120.5tBHFFN85()DHtBHFFFN截面 C 处的弯矩为：120.510246()CHBHMFN mmA轴 I 水平面上截面的支反力：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23图 6.7 轴 I 水平面上截面的支反力Fig.19 Axis horizontal plane cross-section of the reaction forces截面 C 处的合成弯矩为：2210902()CHCCVMMMN mmA左左2222709()CHCCVMMMN mmA右右轴 I 在如图 19 的水平面支撑力。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通常是检查，取0.6该截面上的计算应力： 2221.44()vMTMPaW(10)通过查表可知：材料是 45 钢,调质处理的许用应力160MPa，因为1v，所以安全。 图 6.8 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24第七章 刀具的设计计算部分7.1 刀具的概述刀具的概述除草机采用刚性切割类型、运动模式选择往复运动。往复切割装置由上、下两套刀，动态和双动两个方面。本设计采用单一动作的运动。单动刀动刀刀是往复运动，其特点是：0Stt ，叶片的旅行距离和上下刀片都是平等的。剪切机的上部和下部叶片形状是相同的，剪切，割草两边同时，旅行，速度的大小变化，合理的切削方法是使用一个更大的剪切速度。刀片的速度图如图 21 所示。剪刀自右移,其速度和增加逐渐从零，没有达到之前，因为刀接触,而不是减少。叶片到达时，两个叶片开始接触，然后被称为切削速度，然后移动到正确的叶片运动减少，叶片到来之前，这两个相互接触刀片，不再切割后，然后被称为切削速度。由1aV到1cV为切割速率的变化转变限度。由图 21 可知，1aV大于终切速1cV。切割速度的变化：图 7.1 切割速度的变化在切割过程中，一些草的顶部是一个刀片侧到另一个刀和剪切,然后切割前倾。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257.2 刀具的运动分析刀具的运动分析刀片机一起旅行时间的距离称为切刀的过程中，表达了在 H,绝对距离内刀具运动如：10.5 120 3 6286.490.6283mv txtnmmc 500myvtmm 式中：mv机器的前进速度ms（）1t刀具水平运动的距离C轮子的周长一个行程所需要的时间为：102010.07286.49ttsx 一个行程运动的绝对距离：20xmm035myvtmm可得切刀的进程 H 为：035mHvtmm由于端面齿轮铣刀旋转往复运动每周 6 倍,刀具运动提出了对称的加速减速，速度由100ammvss变化，从 0 到达1av的所需的时间与1av到达 0 的时间均为0. 035s。运动分析,刀具是匀加速运动,运动方程：1210.0350.035avaat可得：12571.43/16326.5/avmm samm s切刀的平均速度：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260571.43285.7/2pvmm s刀具的平均速度pv和机器的前进速度mv的比值称为刀具的速度比： 0.571pmvv(11)根据类似的茶树修剪机和测试分析，采茶机，可以动态转速较小的行除草机传动效率较高。7.3 刀具的结构尺寸及相关参数刀具的结构尺寸及相关参数刀片切割设备的重要组成部分,由于不同的使用条件和运动参数，使叶片具有不同的参数模型和一些差异。表 7-1 中耕除草机的主要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中耕除草机往复切割240mm20mm单动860r/min平形149.1W113r/min1 人30kg切割角度的加大使得切口变得不齐。当刀片路程在13.5 45mm时，刀片的切角和楔角不影响割草的质量。往复式刀刃的切角和楔角如图 22 所示。切割角和往复式刀片楔角如图 22 所示.往复式叶片的主要技术参数如表 4 所示.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27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刀高切割角刀角硬度（HRC）动刀片38往复式刀片定刀片20mm35mm14 406455 60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28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端面齿轮和拨杆的概述锄除草机端面齿轮和拨杆运动对类似于凸轮与推杆，并直接拨杆往复运动的运动影响的工具。的规则上的拨杆端面齿轮是凹凸表面运动，从而使动力刀具的运动。8.2 端面齿轮和拨杆的运动分析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：端齿轮转过26，推杆上升 20mm；端齿轮在转过26，拨杆下降 20mm；推杆再转过8时，拨杆又截止不动。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29图 8.2 运动分析图拨杆在端面齿轮130的地方安装，图中 a 和 b 在拨杆上升对处的端面齿轮旋转的角度26，c 为8。在端面齿轮拨杆和端面齿轮旋转角接触点的行程如下:2629.5360admm89.1360cdmmd 型端面上的拨杆和齿轮端面齿轮接触的中心的直径大小。图 8.3 端面齿轮的轮廓曲线假设最终齿轮的运动行程X,接触点上下的位移为Y,能算出轨迹方程为：2360XdYkX在式中各参数：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文结论30为端面齿轮旋转的角度；对端齿运动行程的上下齿轮的运动位移 K 参数。代入特殊值40，226可得：0.023k 因此，得到了接触点的上下位移的轨迹方程： 22360YkXkd (12)推程阶段:11326180221360YkXkd 1130,180远休止阶段:2132618020Y 213180回程阶段 :31326180223360YkXkd 3130,180近休止阶段 :48450Y 40,45 通过运动分析可以拨杆端面齿轮轮廓线的工作。由于端面齿轮 6 相同近似的凸轮的结构。所以只要拨杆往复运动的工作轮廓线。计算结果可以得到齿轮的工作轮廓线的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31表 9-1 端面齿轮的工作轮廓线X（mm）Y(mm)00022.2690.11844.5380.47466.8071.06689.0761.8951011.3452.9601213.6144.2631415.8835.8021618.1527.5781820.4219.5912022.69011.8412224.95914.3282427.22817.0512629.49720.000通过以上参数表中，我们可以近似处理的工作端面齿轮轮廓线。学位的形状，端面齿轮更精确。工作轮廓线，如图 2-16 所示。图 9.1 端面齿轮的工作轮廓线沈阳化工大学科亚学院学士学位论文结论32图 9.2 主轴受力情况图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33结 论毕业设计是本科教学工作的最后环节，也是一个重要环节，是对学生全面的测试知识的大学生活。通过这个设计，四年的大学研究进一步了解的知识，充分利用学习本专业课程，综合运用这些知识，同时学