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城市绿篱修剪机的设计摘 要：针对绿篱修剪机的发展现状，设计开发了一种小型手推式绿篱修剪机，包括包括动力系统设计和行走装置设计、修剪装置设计和升降装置设计，在所查阅的文献中尚未发现有相同机型的报道，属原创型产品。相比现在小型绿篱修剪机以手持式为主的状况，该绿篱修剪机能够有效降低绿篱修剪的劳动强度，提高修剪质量，有比较广阔的市场前景。关键词：绿篱修剪机；系统设计中文分类号： 文献识别码：A 文章编号：0 引言绿篱多是由矮小丛生的灌木组成的绿色景色，是装饰景点、公园、居民小区、庭院及城市绿化的主要物质材料。组成绿篱的树种跟多，成长特性各不相同，有的有主干，有的无主干，长势各异，因而必须通过合理修剪才能成为理想景观，一方面是控制其高度，另一方面是形成一定造型、整齐的冠部和侧面形状等，手工修剪是一种方法，但国内外有多种规格、型号的绿篱修剪机在生产中使用，成为主要的绿篱修剪工具3。对此修剪绿篱成为美化人们生活环境，提升城市的美化和品味，有着越来越重要的作用。应用与绿篱修剪的绿篱修剪机械也越来越多，绿篱修剪机不仅可以减轻城市环境工作人员的工作量，提高的效率。随着经济的发展，科技的不多进步，绿篱修剪机有也出现许多样式，功能也越来越多。现在大多数的绿篱修剪机都是手提那种，工作的效率不高，修剪绿篱也不是很奇，为了解决这一问题，为了逐步改变这种现象，研究新型的绿篱修剪机械是很必要的4。国内外对小型绿篱修枝机的研究，主要集中在对单缸汽油机为动力的手持式油锯和手动修枝剪等园艺剪枝器具， 研究的主要方面在于如何提高其刀具的使用寿命上（如材料、刀刃的寿命等），而对 电动器具的研究与开发则少有开展，2002 年有报道陕西省韩城市建设局园林绿化技术人员研制成功电动推走式绿篱修剪机，但该机使用 220V 电源，需要外接交流电源 。因此，设计一种依靠蓄电池提供能源、由直流电动机驱动连续成形修剪的新型绿篱修剪机来代替 由单缸汽油机驱动的绿篱修剪机，用以克服上述缺点，其应用前景看好。大型自走式绿篱修剪机主要有车载式和臂架悬挂式两种，技术比较成熟的有以下3种机型：一是车载式绿篱修剪机；二是车载悬挂式绿篱修剪机；三是臂架悬挂式绿篱修剪机其中，臂架悬挂式绿篱修剪机一般是悬挂在小型拖拉机上的，可利用拖拉机的液压系统 (也可用单独的液压系统) 对臂架和工作装置进行控制1。1 工作原理本设计中的机架结构采用型钢焊接而成, 由主体机架和副机架构成, 整体置于小型推车上,修剪位置调节和行进快慢视具体情况由工作人员控制。修枝机采用直流电动机驱动。以坚固的小型手推车台面为基台，台面还放置电机和电瓶(以电动机为动力)或油箱(以发动机为动力)，在基台上有两组机架，一组机架上装置与电机传动的带轮；一组机架装置刀具，刀具与升降柱相连接，升降柱与手动式液压泵相连接。电机上装有小的皮带轮，经过皮带轮的减速，与大皮带轮同轴上有小链轮，经过链条将动力传到从动链轮上，从动链轮与曲柄连杆机构相连接，曲柄连杆与滑块相连接，滑块与上刀片相连接，下刀片固定到固定装置的固定板上，上刀片做往复运动与下刀片相剪切做功。绿篱修剪机的一般工作过程是：电动机工作经皮带轮转动带动大皮带轮转动，由大皮带轮转动而减速，在再由曲柄连杆机构带动刀片做往复运动使刀具工作。与大皮带轮同轴上有小链轮，曲柄连杆上装有大链轮，在机架上装有一个张紧链轮。在支撑刀架的基座上安装手动式液压泵，在基座上有上下移动的导轨，根据绿篱的高度用法手动式液压缸调节刀片的高度。最后进行组合修剪, 其动力传递路线为：直流电源电机传动装置驱动轮盘刀具滑块刀具组合组合修剪。 图1 工作原理示意图常用的动力设备有电动机 汽油机和柴油机 按照绿篱修剪机在外工作，所需的功率不是很大，电动机又小巧轻便，转速高和易启动等特点，故选用电动机作为动力。电动机作为动力 由于绿篱枝桠的最大直径为 15mm，按照相似设计的原则， 参照技术成熟的割灌机的动力， 再考虑到该机有自走装置， 选择功率为 0.75kW 的直流电动机2。对于电机选用重量轻、效率高、控制方便的永磁直流电动机ZQ-4型电机，最大功率1000W，转速2800r/min，最大扭矩18Nm。2 总体方案2.1 总体结构绿篱修剪机主要由推车、机架、电机、传动减速装置、刀具等组成，如图2所示。其中推车是整个系统的支撑基础, 刀具支持架(以下简称支持架) 安装在推车右侧前方的角钢架上。刀具支持架上, 分别接受滑块合曲柄连杆驱动传递来是动力；刀具升降用手动液压泵通过升降柱驱动刀具的高度。在驱动方面, 用一个电机驱动，其中通过带轮和链轮传递动力。绿篱修枝机的启停工作由人 1.脚轮 2.手动式液压泵 3.电机 4.电瓶 5.机架 6.主动链轮 7.从动皮带轮 8.手把 9.张紧链轮 10.从动链轮 11.升降柱 12.刀具 13.滑块 14.曲轴 15.轴 图2绿篱修剪机结构图2.2 结构设计2.2.1推车设计推车是整个系统的支撑基础, 采用角钢焊接为框架、薄壁钢板为壁面的方案设计，外型尺寸：长宽高=1500mm1000mm1000mm。车架面上放置电机、蓄电池和液压泵等一些工具。推车前轮固定，后轮为万向轮，以方便转向。推车的把手在车的后上方，可以方便对绿篱修剪机的控制。2.2.2 支架设计支架主要用来固定传动装置和修剪刀具，可在横向面内实现对绿篱进行修剪, 保证机械装置协调工作。支架主要采用角钢焊接，在支架通过钢板焊接用以支撑曲柄连杆机构等部分传动的机构和刀具组。支撑刀具的机架和升降支柱焊接，升降柱与液压泵相连接，对不同高度的绿篱调节高度修剪。2.2.3 刀具设计有上下两个刀片，下刀片固定在基座上，上刀片与下刀片中房间有相同发的五个移动并可链接的滑空6。每个滑孔均呈长圆形，既能作为螺栓的连接孔，也能减轻刀片重量。而滑孔的长度也是上、下刀片修剪枝条时作相对直线往复运动的行程距离。同时，多个滑孔在下刀片和上刀6上沿长度方向呈一字型排列设置。所述的下刀片和上刀片穿插内六角螺栓的滑孔内设有相同的滑块，并要求上刀片与下刀片之间的活动间隙等于滑块厚度减去上刀片与下刀片厚度之和，活动间隙a = 0. lmm一0. 2mm。这样在上、下刀片修剪时，就能避免出现枝叶夹缝的现象，使刀片运转更顺畅、也增强了刀片的切割效果，提高刀片使用寿命。所述的下刀片和上刀片末端设有与绿篱机传动机构(图中未示)相连接的连接。如图3所示 图3 刀具3 结论1） 在该机的力源选择中，采用了由直流电机代替汽油机, 克服了污染环境严重和噪声大的缺点。2） 在修剪方面，推车代替手持, 降低了工作强度；对不同的绿篱，利用液压泵以调节刀具的高度进行修剪。3） 该机只能修剪一面，效率不是很高，由于是蓄电池提供动力的能源，不能长时间的连续工作，在这些方面还有进一步的改进的研究。总体来看, 本设计在节能、降噪和环保方面为新型修剪设备的生产和改进提供了一定的借鉴。参考文献1 顾正平, 沈瑞珍. 国内外园林绿化机械与发展趋势J.林业机械与木工设备, 2004 (2): 15- 17.2 向北平, 杨乾华. 电动成形绿篱修剪机的研究J. 机械设计与制造，2008（3）：23- 24.3 张俊虎. 园林绿化机械的应用以及发展前景J. 山西林业科技, 2001 (12): 21- 24.4 王伟,唐传茵,张宏,马少辉,杜志高,移动式绿篱修剪机设计J.农机化研究,2010（6）：122129.5 王乃康，茅也冰，赵平.现代园林机械.M.中国林业出版社, 2000-96 向北平,杨乾华,电动成形绿篱修剪机的研究 J. 机械设计与制造, 2008 (3):98997 濮良贵，纪 明 刚机 械 设 计( 8版) M北京: 高等教育出版社，2006.City hedge trimming machine designJia Yinlong(College of Mechanical and Electrical Engineering，Tarim University，Alar 843300，China）Abstract:To hedge trimming machine development, design and development of a small hand push type trimming machine, including power system design and walking device design, the pruning device design and design of lifting mechanism, in search of the literature has not been found to have the same type of report, is an innovative product. Compared to the existing small hedge trimming machine with hand-held dominated status, the hedge trimming machine can effectively reduce the labor intensity of hedge pruning, improve the trimming quality, have broad market prospects.Key words:Green Hedge machine ; System design 塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级学生姓名学号课题名称城市绿篱修剪机的设计起止时间2011年12月1日 2012年 5月30 日（共 14周）指导教师职称 讲师课题内容 城市绿篱修剪机的设计。1. 选择动力形式，设计整体方案，2. 根据实际要求设计传动装置和工作装置。3. 绘制二维装配图和零件图。4. 对整机进行三维实体建模。拟定工作进度（以周为单位）第13周 查阅文献，撰写开题报告。第46周 根据现有城市绿篱修剪机的设计方案进行优化设计。第78周 据工作要求,计算并查阅相关手册,选择和设计各零部件。第910周 运用AUTOCAD软件,绘制二维零件图和装配图。第1012周 运用三维软件完成整体零件的三维建模。第1213周 从工艺性能,经济性能,实用性能等方面对产品进行综合评价. 校核修正.完成产品说明书。第14周 整理毕业设计说明书和图纸等资料，准备答辩。主要参考文献1 雒晓辉,赵悟,杨力超. 车载式绿篱修剪机回转机构的设计与有限元分析J. 建筑机械, 2011, (01) . 2 雒晓辉,赵悟,杨力超. 车载式绿篱修剪机伸缩臂有限元分析与优化J. 建筑机械, 2010, (23) . 3 王伟,唐传茵,张宏,马少辉,杜志高. 移动式绿篱修剪机设计J. 农机化研究, 2010, (06) . 4 雒晓辉,赵悟,杨力超. 车载式绿篱修剪机的无线遥控J. 工程机械, 2011, (03) . 5 万年红. 以小型汽油机为动力的草坪修剪机的振动研究J. 黎明职业大学学报, 2010, (03) . 6 向北平,杨乾华. 电动成形绿篱修剪机的研究J. 机械设计与制造, 2008, (03) . 7 向北平,杨乾华. 气流剪枝机的实验研究J. 专用汽车, 2003, (04) . 8 李凤鸣,张景岐. 与微耕机配套的气动剪枝机研制J. 林业机械与木工设备, 2010, (10) . 9 周家付. 剪枝机液压缸缸体有限元分析J. 林业机械与木工设备, 2002, (10)任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人意见任务接受人签名 年 月 日注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。 塔里木大学毕业设计1 绪论 园林绿化机械的应用 发展现状根据工作用途, 目前使用的园林绿化机械归纳起来, 大致分为下列几种类型: 剪割机械; 喷灌机械; 林木病虫害防治机械; 整地机械等。园林绿化机械多数是在农业机械的基础上发展起来的, 林业工厂生产的产品不多, 规格单一, 难以满足各方的需要。 因此随着社会经济的发展, 城市建设的蒸蒸日上, 园林绿化机械产品的需求量必然会增多。目前各地使用的园林绿化机械, 国内产品少, 正引进一批国外的产品, 以弥补国内园林绿化机械的不足。 也为我国发展园林绿化机械提供了参考依据。园林绿化机械作为林业机械的一个分支，它的发展只有50年左右的历史，它是随着城市园林化，特别是草坪业的发展，而逐步发展壮大起来。 良好的环境，合理的生态系统，是人类赖以生存和发展的不可缺少的摇篮和襁褓。随着生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高。绿篱在城市道路和园林绿化中也占有重要地位 。因其可修剪成各种造型，并能相互组合，从而提高了观赏效果和城市的美化。此外，绿篱还能起到遮盖不良视点、隔离防护和防尘防噪等作用。 绿篱生长会成各种各样的形状，因此对绿篱的修剪工作非常重要。1.1绿篱修剪机的发展为了获得造型各异的树木、 绿篱及草坪等,都需要按规定进行不同的修剪作业。草坪修剪机分为滚切式、 旋刀式、 剪切式三大类,按动力则分为手动与机动两类。机动修剪机有乘座式及手推车式。中浩生产的旋刀式剪草机, 动力系 2. 94kw 单缸 4 冲程汽油机。每班可剪草2 000m2,机重40kg。对地面坡度适应性较差。上海园林工具厂生产 JCG250 型手推草坪修剪机有 6片滚刀旋转切刈草坪, 幅宽250mm,地面坡度适应性较好,但效率较低。近年来大部分绿化部门都使用进口澳洲陆宝( ROVER) 45. 7cm( 18!)草坪机其特点为刀片耐磨、 噪声低、 震动小、 对坡地适应性较好。陆宝 45. 7cm 系列草坪修剪机动力系单缸4 冲程汽油机,功率2. 94kw、 4. 41kw 多种, 刀片为剪切式。为实现一机多用,改换工作部件后可进行扫雪作业。用于绿篱修剪作业机具的研制我国起步较早,生产的几种机型, 如北京园林机械厂研制的中频电机为动力的双动往复刀片式;上海园林工具厂生产的电动旋刀式,刀片呈辐射状,定刀片对枝条起支承作用,动刀片旋转则进行切割,该机需配- 12V 的蓄电池。从使用角度看, 配置不大合里。效率不是很高。现在对这类机具一般采用进口的较好。如日本产E7B750、 HT750 型, 此机动力系单缸 4 冲程汽油机,体积小、 重量轻、 噪音小、 工作效率高。人行道两边树木多为银中杨、 白杨、 梧桐等乔木。其树形高大, 一般高于5m,每年要进行适当的修剪,以控制树势。一般高枝直径在 20mm 以下的宜用手动高枝剪, 台湾和青岛合资 3m 伸缩HA200型,工作高度4m, 适于修剪行道树和园内绿化树木。日本巴尼高枝剪, 除剪枝、 锯枝外还能摘果。1.2 绿篱修剪机械的研究应用现状 绿篱移动修剪作业机械执行机构控制系统的研究，有助于绿篱移动修剪作业机械系统和移动机械手控制的研究和实现，对提升我国环境绿化作业机械装备水平也具有重要的实际意义和科学价值。1.2.1国内研究现状分析我国对于绿篱修剪作业机具的研制起步较早，生产了几种机型，如北京园林机械厂研制的以中频电机为动力的双动往复刀片式 ；上海园林工具厂生产的电动旋刀式，其刀片呈辐射状，定刀片对枝条起支承作用，动刀片旋转则进行切割，该机需配12V的蓄电池。从使用角度看其配置不太合理，效率不是很高。目前在我国城市道路以及企事业单位的道路绿篱，普遍采用的是手持式油锯或手动修枝剪国内目前只生产 LT 系列等便携式绿篱修剪机。高枝修剪机有锯式和剪切式两类，传动方式以液压、气动为多，比较有名的有小松、SOLO、STIHL 等。1.2.2国外研究现状分析修剪机有汽油机作动力的，也有电动的，切割机械以往复式为多，日本的小松、德 国的 STIHL、瑞典的 HUSQVARAN 等均生产有各种不同规格的便携式绿篱修剪机。欧洲还生产一种车载臂架悬挂式绿篱修剪机，它可以修剪高度或宽度比较大的绿篱。国内外对小型绿篱修枝机的研究，主要集中在对单缸汽油机为动力的手持式油锯和手动修枝剪等园艺剪枝器具， 研究的主要方面在于如何提高其刀具的使用寿命上（如材料、刀刃的寿命等），而对 电动器具的研究与开发则少有开展，2002 年有报道陕西省韩城市建设局园林绿化技术人员研制成功电动推走式绿篱修剪机，但该机使用 220V 电源，需要外接交流电源 。因此，设计一种依靠蓄电池提供能源、由直流电动机驱动连续成形修剪的新型绿篱修剪机来代替 由单缸汽油机驱动的绿篱修剪机，用以克服上述缺点，其应用前景看好。大型自走式绿篱修剪机主要有车载式和臂架悬挂式两种，技术比较成熟的有以下3 种机型：一是车载式绿篱修剪机；二是车载悬挂式绿篱修剪机；三是臂架悬挂式绿篱修剪机 其中，臂架悬挂式绿篱修剪机一般是悬挂在小型拖拉机上的，可利用拖拉机的液压系统 (也可用单独的液压系统) 对臂架和工作装置进行控制。1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路1.3.1设计所设计的任务要求查阅相关文献，进行归纳整理 ，并进行总结，从而梳理思路，进行绿篱修剪机的设计1.3.2设计重点研究的内容（1） 整机结构图 根据课本所学知识及课外的相关资料，进行概括总结出该机器的工作原理，根据机器的工作原理，查看并思考自己设计该机器需要什么机构，设计几个机构；什么装置，有几个装置等等。（2）传动方案的设计 所设计的方案必须要满足绿篱修剪机的各项工作性能要求（3）关键零部件的设计 关键零部件直接影响着机器的性能，在设计的时候必须要结构合理。所选的零件必须要经过充分的试验研究，每个零件结构参数必须准确。1.3.3存在问题及解决思路存在的问题是整体的设计思路是不是清晰，机器的整体以及各个机构的组成部分设计是不是符合机器的设计的要求。解决办法是先为自己设计的机器写一个完成课题的计划时间，做个设计方案，把设计好的方案让指导老师检查指导，再进行修改。安课题的计划分布完成每一个计划的内容。根据机器画出草图，用三维软件画出机构的装配及各个机构的图。2绿篱修剪机总体设计2.1结构组成绿篱修剪机主要部件有：机架、电机、电瓶、手动式液压泵、带、带轮、链、链轮、刀具、升降柱、曲轴、轴及及滑块等。总装图如图2-1所示 1.脚轮 2.手动式液压泵 3.电机 4.电瓶 5.机架 6.主动链轮 7.从动皮带轮 8.手把 9.张紧链轮 10.从动链轮 11.升降柱 12.刀具 13.滑块 14.曲轴 15.轴 图2-1 总装示意图2.2工作原理2.2.1工作原理本实用新型的目的是这样实现的:以坚固的小型手推车台面为基台，台面还放置电机和电瓶(以电动机为动力)或油箱(以发动机为动力)，在基台上有两组机架，一组机架上装置与电机传动的带轮；一组机架装置刀具，刀具与升降柱相连接，升降柱与手动式液压泵相连接。电机上装有小的皮带轮，经过皮带轮的减速，与大皮带轮同轴上有小链轮，经过链条将动力传到从动链轮上，从动链轮与曲柄连杆机构相连接，曲柄连杆与滑块相连接，滑块与上刀片相连接，下刀片固定到固定装置的固定板上，上刀片做往复运动与下刀片相剪切做功。其工作原理传动示意图如图2-2所示 图2-2 动力传动示意图2.2.2工作过程其一般工作过程是：电动机工作经皮带轮转动带动大皮带轮转动，由大皮带轮转动而减速，在再由曲柄连杆机构带动刀片做往复运动使刀具工作。与大皮带轮同轴上有小链轮，曲柄连杆上按有大链轮，链上有张紧轮。在支撑刀架的基座上安装手动式液压泵，在基座上有上下移动的导轨，根据绿篱的高度用法手动式液压缸调节刀片的高度。3绿篱修剪机的零部件设计3.1 动力系统根据 现 有 园 林 机 械 参，刀片齿数为 18，刀片转速为 1000r / min。 由此可得，修剪时每秒的剪切距离为 550mm，刀片转速为 1000/60 = 16.67r / s，所以刀片每转一圈的剪切距离为 550 /16.67 = 33.0mm 。由于修剪时刀片处于全部工作状态，有效的剪切距离为 33.0m，所以每齿的剪切距离为 33.0 /18 = 1. 83mm。 由图进给量与单位切削力的关系可知，单位切削力约为5N / mm。所以，切削力 F = 55N，剪切时刀轴扭矩 T =Fl = 1.1Nm，剪切所需功率为 P1= 1 000T /9 550 =0. 115kW=155W。常用的动力设备有电动机 汽油机和柴油机 按照绿篱修剪机在外工作，所需的功率不是很大，电动机又小巧轻便，转速高和易启动等特点，故选用电动机作为动力.电动机作为动力 由于绿篱枝桠的最大直径为 15mm，按照相似设计的原则， 参照技术成熟的割灌机的动力， 再考虑到该机有自走装置， 选择功率为 0.75kW 的直流电动机.3.2 确定电动机的功率3.2.1 确定电动机的功率 电动机所需工作功率为 因 因此 (3-1)Pd电动机所需要的实际功率，单位为kw工作机所需要的输入功率，单位为kw电动机工作机之间传动装置的总效率按照设计手册确定各部分效率为：V带传动效率 滚动轴承座传动效率 链的传动效率= 0.9 代入得 由设计要求知n =2800 r/min所以所以 取质量m =10 kg，R =100 mm而 0.005所以所需电动机功率为：因载荷平稳，电动机额定功率由参考资料中电动机技术数据表，所以初步定为电动机功率为0.8 KW。额定功率相等的同类型电动机，可以有好几种转速可选择，电动机的转速高，极对数少，尺寸和质量小，价格也便宜，但会使传动装置的传动比加大，结构尺寸偏长，成本也会变高，若选用低转速的电动机则相反。根据小型饲料搅拌机的总体设计以及其传动装置的设计，应选用同步转速为2800 r/min的电动机，该电动机型号为ZQ-43.3 链及链轮设计3.3.1 选择链轮齿数Z1、Z2根据工作条件，初步确定传动比为3：1，由机械设计手册，参数由表1得： 选取小链轮齿数为=25，大链轮为=75表1小链轮的齿数选择，取奇数，链节数L为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。3.3.2 确定链条节距p小链轮转速，小链轮齿数系数= （3-2） 得修正系数=1.34. 则。为使运动平稳，结构紧凑，宜选取小节距单排链。根据工作要求确定其小链轮转速为每分钟180转，由机械设计手册，参数由表3确定链号为10A-1-87 GB/T1243-1997，再由机械设计基础手册查得链节距3.3.3 确定链长L及中心距若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减小；若中心距过大，则易使；链条抖动。一般可取中心距,最大中心距。链条长度用链的节数表示。按带传动求带长的公式可导出 （3-3）初定中心距，即中心距为635中心距减小量：= 实际中心距：633.73 取=634 链的节数，由式（3-3）可得3.3.4 验证链速 又公式 （3-4）即：3.4 链轮尺寸3.4.1 小链轮分度圆直径 （3-5）注：d齿轮分度圆直径，mm； 链条节距，mm；链轮的齿数;计算得： 齿顶圆直径 （3-6） 注：链轮齿顶圆直径，mm；链条的节距，mm；链轮的齿数计算得： 136.68 齿根圆直径 (3-7)注：链轮齿根圆直径，mm； 滚子外径，mm计算得： 116.84 如图3-1所示图3-1 小链轮示意图3.4.2 大链轮 分度圆直径 即： 齿顶圆直径=d+1.25p-d 261.58 齿根圆直径=d- d 241.74 加工连轮还需要确定链轮的参数：齿侧圆弧半径滚子定位圆弧半径和滚子定位角。查阅机械设计手册，这三个参数均有一定的取值范围如下表2所示。表2 链轮打参数表 表中表示滚子外径， 。对于链轮1和链轮2，都取最大值， mm对于链轮1 =65.43 mm (3-8) =140- =136.4 (3-9)对于链轮2 =217.83 mm =138.2为实现链轮与链轮轴的配合，两链轮都应在起中心开有直径为50 mm（即轴的直径为50 mm）的通孔。根据轴的直径大小，查阅实用机械设计手册，两连轮和与其配合的轴都应开有1610mm的键槽。由于绿篱的高度不一样，为了使绿篱修剪机在不同的高度进行修剪工作，在链的传动设置一个张紧链轮，以适应刀具在不同的高度中工作。刀具高度升降调整高度在30cm范围内。3.4 带及带轮的设计3.4.1 V带的选择 根据设计要求选择普通V带3.4.2 设计功率 根据工作情况由表13-8，得。则有公式 （4-1） 得 0.75KW3.4.3 选定带型根据0.75KW和，有图13-15知：位于A区域，选定A型带。3.4.4 带轮的基准直径由机械手册表13-9,d不应小于90，取d=150mm，由于传动比为3：1，d1=250mm。3.4.5 验算带速由公式 （4-2） 得： ， 在的范围内， V过小则传递的功率小，过大则离心率大。3.4.6 初定轴间距 取a=8003.4.7 V带的基准长度 （4-3） 得：mm 查机械设计手册表13-2对A型带选用2240mm3.4.8 计算实际中心距 （4-4） 得：809mm 考虑带传动的安装、调整和V张紧的需要，中心距变动范围为： 小轮包角由 （4-5） 得： 3.4.9 求V带根数 由 （4-6） n=2800r/min d=120mm 查机械设计手册表13-4 得1.45KW 传动比为3：1 查机械设计手册表13-5 得0.34 查机械设计手册表13-7 得0.99 查机械设计手册表13-2 得 得：1.6 取Z=2 3.4.10 单根V带的预紧力 查表13-1 得q=0.1kg/m （4-7） 解得：81.5N3.4.11 压轴力 （4-8） 解得：326N 如图3-2所示 图3-2 带轮示意图3.5轴及轴承的设计 3.5.1主轴设计根据皮带轮的大小可以计算出来和带轮配合的轴的直径，根据设计和安装的要求轴的尺寸如下：轴长：830mm，连接有带轮的轴端到轴肩的距离55mm，轴的连接带轮的轴径为：32mm;轴肩轴径为38mm，与滚动轴承座配合的轴径为：40mm,与链轮相连接的轴径为20mm,轴肩轴径为22mm，链轮与带轮的轴肩距离为30mm。安装时先把皮带轮安装好固定住，在安装链轮。主轴的示意图如3-3所示 图3-3 轴示意图轴的材料：轴的材料主要是碳刚和合金刚。由于碳刚比合金刚价格便宜，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以本设计采用Q235作为轴的材料，调制处理。3.5.2 轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求以外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。在固定带轮和链轮时，用B型平键固定带轮、链轮与轴的相对运动，轴套起固定带轮的轴向定位作用。带轮：键B 12830， 滚动轴承座的内圈和轴采用过盈配合链轮：键B 6620， 滚动轴承座的内圈和轴采用过盈配合3.5.3 选择材料，决定最小直径按扭转强度计算，用于只承受转矩的传动轴的精确计算，也可用于既受弯矩又受扭矩的轴的计算。 （5-1）由于轴的选材为Q235，所以查表可知Q235的许用扭切应力为，查机械设计基础表14-2得：取，C=160135,取150。轴上有两个键糟查手册，取标准值，3.5.4 轴的校核其强度条件为： （5-2）注：切应力， ;轴传递的功率， KW；轴的转速， r/min;轴的计算直径， mm;许用切应力， 所以，把相关的数据带入公式中得：6.38由于轴的选材为Q235号钢，所以查表13-2可知Q235的许用扭切应力为，。经校核设计的轴符合要求，可发以正常工作。3.5.5 轴承的选择3.5.3.1 轴承的组成：滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。3.5.3.2 滚动轴承的作用滚动轴承使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。滚动轴承座，它包括轴承座、轴承座上溉、第一螺栓组件、轴承座端盖、密封装置、密封压盖，轴承座底座与轴承座上盖的左右两端分别由第一螺栓组件固定连接，轴承座底座与轴承座上盖内为轴承孔，轴承座端盖中部为旋转轴孔，轴承座底座、轴承座上盖的前后两侧分别由螺栓与轴承座端盖固定连接，轴承座端盖外侧设有密封腔，密封装置位于密封腔内，密封装置外设有密封压盖，密封压盖由螺栓与轴承座端盖固定连接；其特征在于：轴承座底座、轴承座上盖上一共设有三个润滑孔，三个润滑孔与轴承孔相通，三个润滑孔成布置。本实用新型具有润滑效果好、安装方便、可靠性好的特点。轴承座图如3-4所示 图3-4 轴承座示意图3.5.3.3 轴承的选择选用标准：深沟球轴承(GB/T276-1994)蜗轮轴上的轴承，以及移动支架上轴承主要承受径向载荷，深沟球轴承满足需要各轴承的主要参数: 本设计中有四处使用到了轴承，一处是主轴上两个轴承，已知此处轴径d=40mm，所以选内径为40mm的轴承，在机械设计课程设计手册中选择深沟球轴承；查表6-1，选择型号为6008的轴承。第二处是在曲轴；已知此处轴径为d=30mm，所以选内径为30mm的轴承，在机械设计课程设计手册中选择深沟球轴承轴承；查表4，选择型号为6006的轴承。第三处是张紧轮上，根据载荷的大小选择型号为6008的轴承。4其他零部件4.1 刀片如图4-1所示： 图4-1 刀具图有上下两个刀片，下刀片固定在基座上，上刀片与下刀片中房间有相同发的五个移动并可链接的滑空。，每个滑孔均呈长圆形，既能作为螺栓的连接孔，也能减轻刀片重量。而滑孔的长度也是上、下刀片修剪枝条时作相对直线往复运动的行程距离。同时，多个滑孔在下刀片和上刀6上沿长度方向呈一字型排列设置。所述的下刀片和上刀片穿插内六角螺栓的滑孔内设有相同的滑块，并要求上刀片与下刀片之间的活动间隙a等于滑块厚度减去上刀片与下刀片厚度之和，活动间隙a = 0. lmm一0. 2mm。这样在上、下刀片修剪时，就能避免出现枝叶夹缝的现象，使刀片运转更顺畅、也增强了刀片的切割效果，提高刀片使用寿命。所述的下刀片和上刀片末端设有与绿篱机传动机构(图中未示)相连接的连接.4.2 手动式液压液压泵是液压传动系统中的能量转换元件，是由原动力驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输送到系统中去，是液压传动系统的心脏，也是液压系统的动力源。4.2.1 液压缸液压缸是液压传动系统的执行元件之一，它是将油液的压力能转换为机械能、实现往复直线运动或摆动的能量转换装置（输出力或扭矩），也是液压系统中应用最多的执行元件。4.2.2 液压缸的结构液压缸通常由端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄或由高压腔向低压腔泄露，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。4.3 滑块与曲柄连杆 滑块一端与动刀片相连接，一端与曲柄连杆的一端相连接，曲柄连杆两端与轴承连接，曲柄连杆一端与传动的大链轮链接，这样可以使刀片在一定的距离内做往复式运动，可以修剪绿篱。 4.4 座位装配在该绿篱修剪机上安装上座位，车架上有支架、刀具、动力机构等做成。目的是为了让操作人员安全舒适的工作。还有配套的脚轮，给人省力，方便操作人员把车推到工作区间里。这也是设计中不能忽视的一个地方，设备虽然小，用料也不是很多而且材料也很便宜，但是它的作用也不能小视了，人身安全在任何的设计中都是要考虑到的，一定要做好的任务。4.5支撑架及其底座的设计机架支撑着刀具的全部重量，还有带轮、链轮等的重量，在发动机启动时同时受着复杂的受载状态，因此机架的结构设计，不仅要满足刚度、抗弯的强度，还要使结构设计合理、稳定性好。槽钢的矩形截面的具有一定得抗弯强度和抗扭强度。工字钢的工字型截面的抗弯强度最高，而抗扭强度最低，适合于受弯为主的机架。底座框架采用槽钢焊接，用工字钢焊接于框架内，作为固定梁。5 结论 在这次城市绿篱修剪机的设计过程中参考了许多机械零部件设计和机械传动设计方面的手册和教科书。这次毕业设计的目的是综合我们大学四年所学的专业知识，结合专业以外的实际情况，将我们的专业知识运用到现实的机械设计当中，将所学的专业知识形成一个较完整的体系。本设计是围绕园林机械绿篱修剪机的设计，实现了绿篱修剪的机械化，应用本机器后，可使广大园林工作人员大大节省劳动量，提高生产效率和生产质量。本说明书介绍了绿篱修剪机原理及装备，并对绿篱修剪机机械的发展现状以及发展前景作出了简明的概括和分析。通过本次课程设计，我深深体会到自己在理论知识方面的欠缺，同时也感到自己在知识的运用上也不够灵活，这也说明我在学习知识的过程中存在着一些缺点，总结有以下几点： 1：一开始，没有把设计的方案确定好，造成在后面的设计中有许多违背机械设计原理的想法，考虑不够全面，也不是很合理。2：作为一种产品，外观的设计也是很关键的，这一点我设计的不够合理。图纸的布局也不是合理，美观。限于本人设计水平存在的局限性，再加上时间比较紧，这次设计并非完美无暇，难免会有一些不合理甚至错误之处，恳请各位老师批评指正。通过这次个人完成的毕业设计实践，我全面地复习了大学四年所学的农业机械专业知识，初步掌握了一般零件设计和制造原则和方法，也培养了我分析和解决实际问题的能力，进一步提高了我对生产设计的理性认识，对我以后的工作和个人成长有很大的益处。 总体来说，此次课程设计，收获了很多，平时在学知识的时候，认为用不到，在此次设计中，我感到自己的知识面很窄，对知识掌握得不够，在设计时，能想到一面，而考虑不到另一面。导致设计做了多次的修改。虽然经过了多次的修改，想使其完美，但由于种种原因，也未能使其尽善尽美。本次设计是对我四年