【小型除草机的结构设计计算及设备选型研究14000字（论文）】

-1-1绪论1.1课题研究背景我国的农业在当前本国的国民经济中至始至终都位于不可撼动的基础性产业地位，与此同时农业也被认为是推动我国国民经济的重要的基础建设和有利于促进我国的国家社会发展有极具代表性重要的基础性产业，而现代工业则被认为是我们国民经济的重要主导产业加强结合农业和工业两大产业，因此会大大提高农业机械的使用效率，也会因此提高农作物的收成总量，除此之外要想实现强国富民我们就需要把工业和农业结合起来，农业和机械行业的强强联手，会让我们在农用机械行业争夺头筹，也会让我们在农用机械的走到世界舞台的中央。不论是国外还是国内，除草机一直都是在家庭庭院，学校草坪，足球球场，和高端的高尔夫球场进行使用。很少作用于乡间地头，多因为除草机的价格昂贵，形状，除草方式，使用方法，对作物的受损情况。限制了除草机在农田中的使用，让农民的除草方式只能局限于手动和利用工具的除草方式，从而导致有不必要的劳动量。而正常不论是手推式除草机还是斜背式除草机，都有可能对作物产生伤害，无法做到再不破坏作物的前提下，对杂草进行有效的清除。

现有的的除草机，很难在垄上进行使用，使农民的除草方式只能为简单的手操，即浪费更多的时间和体力在不必要的劳动上又让农民无数次要为自己家农田的事情多次操心，而新型钻式除草机一经问世必将刮起又一波农业机械的浪潮，一款新型除草机的出现让大家对除草机有了新的定义，不在只局限于球场和草坪中，除草机也可以只用在垄上。也让大家重新定义杂草的作用不再是只能吸收的养料的“废物”，能让大家对杂草有了重新定义，杂草也会因此变废为宝。这也开启新的农业发展道路，也因此加速了农业和农用机械的发展史的进程都有着重大的贡献。化学试剂的除草方式，虽然高效但会做到对本身作物，有着不小的危害造成不良的影响。杂草也会产生抗药性，增加除草剂的药量反而对作物也会有影响。减小除草剂，增加机械除草也会对作物正常生长有很好的效果。新式钻式除草机也会减少农民的多余劳动量的浪费，增加作物的养料供养，并且减少农作物养料的浪费。对于农作物的生长，加快了农作物的的成长发育速度，给农作物创造良好的生长环境。为每年的收成带来充足的供应，也不会因为一颗杂草的原因影响整片农田足够的收成数量。我国农村农忙时需要对地里的杂草进行铲除，因有的杂草与苗的距离较近，现有的铲草机不易工作，还容易伤到幼苗，所以此次课题研究一种小型便携式锄草机，来克服这个问题。2小型除草机研究路线2.1除草机简介除草机不仅是一种主要用于整个基础建筑和园林进行装饰与修改的机械设施，除草机也是一种可以使我们在土壤上进行草地绿化后修剪得无限的美丽与漂亮，并且这种除草机在实际应用中的工作效率大有所得更的提高以及无数人高度的赞赏，并且这种除草机也不会造成每次除草时对作物影响，也还可以对机械无法清理后产生的的污秽进行彻底的清除。它的别称也非常的可爱叫草坪机。很多人都不大了解割草机的种类。割草机我们又俗称为除草机。除草机我们大多数是应用在园林空间中的装饰修剪以及草坪，植被等除草机和其他的机械手作为工具。除草机主要由刀头，发动机，减速机，离合器，刀片片型，扶手手型和最重要的控制元部件。刀头安装在减速机上，刀头装有发动机，发动机带动刀片旋转。铲刀多是利用柴油发动机高速旋转而形成极高的工作频率，我们可以更好地节省除草厂工人的大量工作时间，即节省人力，又节约时间。按照不同的划分标准，割草机可以有以下划分种类：（1）按除草机行进分类：拖拉机悬挂式、坐骑式、后推行式、智能化半自动式。（2）按除草的要求分类：平地式、半腰式、截顶式。（3）根据操作的方式进行分类:滚刀式、旋转刀式、侧悬挂式、抛转刀式。（4）按动力类别进行分类:电力驱动、太阳能驱动、人畜电力驱动、引擎电力驱动。手持型式的高速旋转的除草机我们通常可以配备无刀的切割轮盘，以及切割部分我们多会使用高强度的尼龙软绳。它具有灵活的结构，不会因此怕遇到过于硬的物质造成没必要的障碍，使用安全且易于更换。除草机的工作原理是使用持续高速旋转的方法。除草机的高速修剪速率也得到了大幅度的提升婢妾缩短了工作时间，而且也同样的可以实现减少环保污染和美化我国的环境情况。此设备操作简单，工作高效，省时省力，因此得到了广泛的应用。该设备结构紧凑，轻巧，这种机械设备多种适用于各种的中型，小型草坪以及大型草坪。除草机的多次使用后应根据要求进行确定的割后根本的残茬基础高度，并且在使用后非常方便。并且在使用后除草时，多次进行顺斜坡水平的修剪使用，而不能下坡，在其现代的割草机发明后更加用于实施。伴随着我国国内的除草草坪行业的高速进步和发展，我国国内设计在21世纪初期，已经大量地使用了蓄能前进的除草机械。在发生于我国的19世纪末期，保护草坪对身体的要求非常高。工作完成后，在草坪上到处都是锯过的草叶，收集其在土地上绿色植被来作为我们自己农场里的饲养来让自己的动物喂食，不仅可以缩短时间还可以减少对我国的草原覆盖破坏至此也能做到基本的废物节省与利用，真是一举三得。2.2小型除草机发展状况再出现除草机之前，除草的最大方式是用镰刀割草，以及放牧牛和羊也是使草保持平坦的重要方法。在体育运动中网球，高尔夫，以及足球兴盛起来后，人们对平整，宽阔的草坪有着迫切的要求。在1805年，第一台收个谷物以及可以除草的设备是由英国人Pracknet发明的。人操作设备的电机开关，其除草机的高速旋转刀片通过所携带的电机来使其完成除草功能进而可以完成每次的除草任务，旋转基本式割草机也就是这个原理。在GeorgeStephenson完成对第一次蒸汽机车制造的1830年，他们发明了一种滚筒型除草机，滚筒式型除草机的设计与研究是由英国著名的纺织工程师比尔独自完成，并且已经申请独自的专利。在1832年后，滚筒式割草机的批量生产是在Lanshams的农业机械有限公司开始生产进行。第一台的内燃发动机来驱动的割草机是由著名的英国本土的伦敦恩斯公司在1902年时发明出来的，其草地除草机器中的原理至今还仍在使用中。在欧洲美洲的发达国家，除草机在19世纪末期20世纪初期迅速蓬勃发展。

在我国最常用的两种除草机是滚刀型和旋转刀型。一个带几个切削刀片的滚轮和一个底部固定移动的切削刀片所构成的我们叫它为滚轮切削割草器。和其它旋转刀式除草机相比，滚刀式除草机的切割工艺质量更好并且它的效率也更高，让我们在进行高质量除草坪使用时更加想要使用什么就是滚刀式除草机。滚刀式除草机极大地适合在草高度为3-80mm的地方使用，与本次的论文选题十分相似。但滚刀式除草机最主要的让我们无法选择的原因就是价格十分昂贵，并且对于维修和保养的要求很高。通过他的水平悬挂和垂直悬挂在其的垂直轴上的刀片使用了这种刀片可以使得割草的上刀片快速并旋转的一种是采用旋转刀式的割草机，它适合割除25-80mm长度的草。因为此设备的价格低廉，方便的维修与保养，灵活的使用方式，只要刀片锋利，割草效果仍然可以接受。因此，在普通的草坪处理时所选用的就是这种旋转刀式割草机，它是国内外最受欢迎的割草机。自从第一台滚刀式切割机诞生以来，它就有超过100年历史。割草机的数量和种类已经由仅适合于收获草场的单手割草机大量增加至包括旋转刀在内的几十种，往复式，滚刀型，抛刀型，抛绳型。发达国家的家庭用割草机已经向着重量轻，噪音低的可继续发展。2.3国内外发展现状中国对除草机的讲究与发展还比较缓慢，在我国对草坪的机械产品的测试，暴露出一些存在的问题。对此，有关专家认为，我国农业机械产品质量低下的原因有以下几点：

目前，我国对草坪产业的支持不足，相关部门对其关注的态度也有所下降，这使很多国内的草坪产业以及相关的附属产业面临着停业与破产。除此之外，我国在技术，制造方法和工艺上与欧美等发达国家之间依然存在着很大的差距。我国的制造能力和制造水平进一步拉开了很大的距离。让我举个例子，现在产出的除草机一般都有质量低，许多故障和可靠性差一些问题。在经过一段时间后，往复式的除草机需要进行多次的打磨，其中他的可靠性都无法到达80％多。国外的割草机每年可以进行除草将近400多公顷，然而它们的故障率只有4%多，而在它们相同的除草工作量上，我们的产品一般只能做到故障率最少25%。在相同的操作条件下，我国除草机每次完成一样的操作量时，只能达到国外市场上同类型割草机的一半左右。我国的产品品种不完整，配套设备不全。美国本土的约翰迪尔有限公司制造除草机就能制作出13个品种并且有49个型号。纽荷兰有限公司制作的除草机目前可以生产12个品种达到25个型号，这些完全可以自主配置各个行业对设备的种类与数量的供应。除草机的产品和其技术水平也同样可以列入衡量全行业整体的科技水平以及重要指标之一。在之后的一段时间以来，由于我国对草坪产业的支持不足，相关部门对其关注的态度也有所下降，这使很多国内的草坪产业以及相关的附属产业面临着停业与破产。我国其中的大多数已经定型的除草机仅仅属于国外上世纪的技术水平，在过去的20年中，我国根本上没有其很大的改进以及重要的更新换代。所以基本缺少适当的售后服务系统。通过我国农机著名专家进行多次分析后表示，多次发现除草机的产品品质过低的本质许多，追其根本的原因是研究能力和制造其除草机工艺水平过于低等的原因的本质是及其匮乏资金的多次投入和基础设施人才的短缺。

自从我国的改革和开放以来，草坪产品行业已从繁荣到快速发展。仅用了十多年的时间，却为草坪机械行业的发展带来了活力。首先是草坪所用的机械设备，多数为国外进口的，之后就是根据其本土草坪种植以及维护的全套除草机的机械设计，我国除草机技术已经实现了全面的机械化设计全过程。并且我国的除草机产品种类似繁星一般，除草机的序列化程度有了一步又一步的提高。在全世界范围内的所有的草坪机械里面，其中除草机的尤为发展最快，让我们应接不暇。我国林业部牵头已经多次从美国和日本等多个除草行业领先的国家推出了几十种不同的除草机。我国也已经开始生产割草机。除草机的种类现在是歌彩纷呈。

在我国现在可分为两种类型：滚刀型和旋转刀型。两种除草机各有优缺点，主要看所需要应用的场合。2.4本章小结本章首先对小型除草机的研究背景进行了详细的介绍，并结合当今社会的现状分析了研究的目的及意义，为后续论文的进行奠定了优良的基础。3总体方案设计及设备选型计算3.1总体方案设计手提式柴油除草机主要由小型的四缸二冲程增压汽油涡轮发动机(2.2-3.68kw)、发动机进气开关、框架、减速器、油箱、离合器等几个部分部件组成。其结构和原理如下：发动机经由自带离合器驱动装置、减速器和其能进行可以驱动刀片组做到其高速旋转的运动。该研究的机械操作装置研究时经常是使用一种可拆卸式独自单手柄结构，这样就可以调节把手握住位置与方式，有利于对除草机进行操作与控制。本文这种单手柄独特的设计需要基本上是在操作灵活及方便使用时，并且可以保证在驱动发动机油门启停时方便。如图3.1中1.发动机2.电机3.手柄4.离合器5.输出轴6.钻头装置7.减速器8.油箱图3.1手提式锄草机结构除草机参数整机净重（kg）6.5工作深度（mm）20~50发动机功率和转速（kw/rpm）2.97/5250启动方式手拉启动适用范围任何土质机型大小（mm）1100×3803.2离合器设计3.2.1研究背景离心式离合器通常是通过固定结合转数的多种优势让我们更加多次的利用，以及特殊传动保护在其中的特殊功能更广泛地应用在油型齿轮锯、切割灌输机、风力灭火机、无级变速器等设备当中的驱动传统转换机构，离心式离合器本身就有助于使用人员在过载中进行驱动。在安全上这几点非常重要。滑块式离合器设计为一种普通的、灵活小型的，其主要部件有:滑块、摩擦片、压缩式弹簧以及一个被动盘。3.2.2研究目的进行本次专业毕业的设计，会更加理解甚至了解滑块式离合器整体的设计以及滑块式离合器其根本的工作本质都有一定的认知、同样的本文可以再一次全部理解滑块式离合器的全部属性，我可以增加机械的产品的设计认知。3.2.3研究参数原始数据：离合器使用为1E40F的滑块式离合器离心块数量：4 摩擦表面：石棉——45钢1E40F汽油发动机的外特性曲线参数发动机型号1E40F怠速(rpm)2100最高转速（rpm）8000额定功率/转速(kw/rpm)2.97/5250最大输出扭矩/转速(N.m/rpm)5.93/4400输出轴直径(mm)Ф14输出轴连接形式4花键允许离合器外径(mm)Φ80允许离合器高度(mm)24mm离合器离心块与被动盘间隙（mm）1mm3.2.4研究步骤确定整个系统的总体设计方案;我们所选择的滑块数量分别为四，并且我们所选择的一体模具尺寸较紧凑，我们在设计时就需要认真思考全部设计原理来应该如何使用于安装零件，因此我这里在设计时使用了一种压缩弹簧形式，离心块和一体模具被动盘之前的间隙分别为1mm，这次设计需要能够满足我们的要求且方便计算，适合最终的设计基础。(1)通过计算可以确定离合器传递的足够扭矩：由Memax=5.93N·M，b·β≥1扭矩储备系数β=1.2发动机最大输出扭矩（N·m）故Mf=β×Memax=1.2×5.93=7.116N·M(2)初定结合转速：因结合转速n2≥（1.25~1.45）n1这里系数取n2=1.25n1，由发动机怠速n1=2100r/min得n2=2625r/min(3)确定离合器的结构形式可以确定开始已给数据条件，离心块数量为4，即Z=4；确定从动轮的外径，壁厚为2mm，要注意保证离合器与从动盘之间的距离，所以我们可以选择确定摩擦材料分别是石棉和石棉，石棉厚为3mm，因此可确定被动轮的半径可以取值为R=50-2-3-1=44mm；因此在这个原理下我们可以首先确定两个离心块的结构和其形式，再依据两个离心块之间可以设置的质心半径大小来进行锁定的范围，得出初步的优化择;我们均设置为45号钢的离心块和主要被动盘材料，强度和硬度都能够完全符合我们设计需要的保护性要求，根据我们所要求的摩擦之间应该配合成石棉和45钢，因此我们需在主要离心块和结合面的一侧再铺上一层足够厚度的石棉作为保护材料，这样保证石棉-石棉的接触配合。摩擦系数f选为0.08～0.12。(4)需计算在不同工况下受力结合转速时的压缩弹簧：P=0.03256×25×10-3×2100=1.7N怠速时弹簧压缩力：P=0.03256×25×10-3×2100×2π2=1.7N(5)离合器高度根据我们计算的结果需要是在离合器高度范围可以计算是20mm，但是在h-h之间可以的高度范围应该是(1~2)d;因此我们所说的需要进行选择的这种滑块设计结构类型只能计算是采用扇形或者网状包角的一种滑块结构设计类型，放置离合弹簧与滑动螺栓的一种方式应该是为中间加入填充物尽量挖出一定的滑块尺寸，根据以上的数据所得的M=ρv材料计算的45钢，多次计算可以整理出，h<24mm，因此离合器的高度符合这次研究目的。(6)对离合器的滑块进行验算离合器的扇形形心计算公式：S=a/360×pi×r2，因此我们整理了这个组合后得出图形的一个扇型质心多次函数计算公式，经过多次运用公式计算后可以得出扇形滑块的质心为19mm；经过验算并于转速结合的方式，验算得出的尺寸跟理论值相同，所以在首次选择的质心完全符合本次的研究要求。(7)对总体的弹簧研究计算① 可以计算弹簧刚度由：离合器在空转速度下的压缩弹簧的压力：在140N下的计算组合时，可以计算出本次研究的弹簧装置可以承受的最大的设计挤压压力为223.52N根据胡克定律计算：F=83.295N根据压缩弹簧在开始的压缩量可以把数据数值控制在1.68mm②本次研究进行选择和运用公式计算来控制的压缩弹簧的参数经过数据的查询后，碳素钢丝为本次弹簧材料，本次研究可以在初期时压缩弹簧的指数控制为C=5，根据机械手册可以得到K=1.31，根据公式d=D/C可以得到本次研究的数据簧丝直径可以为d=D/C=1.6mm，簧丝直径：d=1.72mm根据标准圆整为d=1.8mm工作圈数：n1=1+1.78=2.78mm计算得，圆整为3.5总圈数n：弹簧选取为冷卷，因此可以控制总圈数为n=2+3.5=5.5在工作极限载荷下的变形余隙为：0.1d=0.18mm节距：t=（0.3~0.5)取为3.6mm中径：9mm外径：10.8mm内径：7.2mm自由高度：H=16.3mm的标准圆，可以因此判断为18mm的螺纹升角；也因此与使用条件相同，可以全部打开的长度为：L=155mm验算后可以判断其稳定性为：C1=3.7，根据C值可以与本次研究所需要的数值符合，再进行疲劳强度校核：弹簧Ф=163符合本次研究条件的所有的数值。(8)受横向载荷铰制的孔螺栓连接强度设计与校核受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图3.2所示：图3.2受横向载荷铰制孔螺栓连接如图3.2中d0=螺栓直径，F/A=横向载荷，δmin=最小挤压高度，1、2=板材件受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：按挤压强度校核计算：按抗剪强度校核计算：按挤压强度设计计算：按抗剪强度设计计算：式中：F/A-受横向载荷100N；d0-受剪切直径，螺纹小径-6.6mm，查机械手册可以得到；δ-受挤压高度，取δ1、δ2中的较小值8mm。δs为本次研究所选择的材质安全可以达到的屈服极限，是为了保证材质安全而设置的屈服强度极限，其等级是通过螺栓的机械特性来确定。(9)受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计受横向载荷的紧螺栓连接的基本形式如所示：图3.3受横向载荷紧螺栓连接图3.3中FA为横向载荷根据紧固螺栓的横向载荷和在运动时的螺栓连接强度基于次来进行如下的基本设计和零件校核:（1）预紧力计算公式：（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：（4）许用应力计算公式：式中：FA-横向载荷1000N；Fp-螺栓预紧力50N；Kf-可靠性系数，取1.1~1.3；m-接合面数；f-接合面摩擦因数，可以根据此数据来确定不同材料。钢与钢，为0.15左右；d1-螺纹小径，可以根据机械手册可发现；-螺栓屈服强度400Mpa，因此我们可以用这种方法判断螺栓所用材料基本的机械特性和等级来确定;按照要求选择的安全系数。SS安全系数，按机械手册选用。最终选取连接螺栓的为四个8.8级的M8螺栓进行连接，可以有效的整体装置的强度及稳定性和可靠性。(10)花键的选择与校核在此次研究可以选取为的额定功率发动机，确定其转速为；也根据此来选择矩形花键的设计与研究，可以确定发动机输出轴为轻型键的输入端，输出端为其离合器另一端，由此可以确定其花键结合长度为工作齿高：。可以确定花键可判断材料为低碳合金钢，花键表面均进行渗碳淬火,使材料表面硬度可以达到。花键联接的挤压强度和耐磨性校核公式：式中：M—传递的转矩N·MM1=M2=587.43N·Md—轴的直径28mml—键的工作长度60mmk—键与轮彀的接触高度1.5mmb—键的宽度7mm—花键联接可以达到的挤压应力Mpa可以根据机械手册中可得轻微冲击载荷时，取=tP—键的许用静压力查表可知：tP=100=79Mpa由公式可得：=132Mpa，ζ1=79Mpa所以，ζ1≤ζp根据上面所有的的计算可以成功判断，平键两侧的强度极限完全满足本次研究所需要的数据数值。(11)轴承的选取与校核本次对轴承的校核仅以滚珠丝杠副上端的连接轴承为例，轴直径d=15EMBEDEquation.DSMT4mm，选用的轴承位GB/T276-94申购球轴承61902。其主要参数为:式中：—以小时数（h）表达轴承的基本额定寿命（可靠度为）—轴承工作转速，C—基本额定动载荷，NP—当量动载荷，N—寿命指数，对滚子轴承，=跟计算后所得到的数值可判断本次研究中的轴承轴向力可以视为0，因此在计算时研究数据只需要考虑轴承径向的载荷，也因为这个原因P==2=3048.78N=551.25r/min=73.2由公式可得==1.21×hL10h＞Lh、=55000hGB/T855-1988A(12)螺钉与垫片根据设计实际使用情况，选择M4开槽圆柱头螺钉六个，M6开槽圆柱头螺钉一个，M4开槽圆柱头螺钉两个。GB/T894.1-1986A型轴带一个弹性挡圈；GB/T95-2002AC类平垫圈七个；GB/T855-1988A双耳止动垫圈两个。胶粘剂的选择胶黏剂的主要作用是通过石棉和滑块，石棉与被动盘之间互相联系并保证正常的使用。在采用热固性树脂计算出该离合器的各种性能参数后，为了保证该零件正常运行，跟多次数据排查及对数据收集后使用耐用和抗氧化的高强度粘结剂，因此采用了热固性树脂:环氧-聚硫橡胶粘合剂图3.4离合器主视图图3.5离合器侧视图1.主动轮毂2.阀块3.衬面4.螺钉5.弹簧6.(14)离合器性能曲线：如下图所示：当怠速速度为时，离合器可以判断的指数为0，根据转速时,，而(P-Pn）·f·R·Z＝M，离合器性能曲线如图：图表3.6根据表中的转速为，本次研究所选择的发动机可以达到的最大输出转矩可以达到P=5.83N·M，此时的离合器能传递的扭矩M=7.116N·M与其有极小的差距，根据机械手册中的转速公式为，本此研究选择的是可实现最大输出转矩的发动机，但是可以实现与此时离合器所能够向其传递的扭矩相比要小很多，所及根据这个公式计算，此时离合器的性能同样符合其实际使用的要求。3.3减速器的设计减速器是便携式除草机的重要组成部分。它的整体尺寸和重量对整个设备的总重量有很大的影响。因此，对于其减速比，重量，体积这些尺寸都需要符合设计要求。并且符合建模和设计指标。目前，根据我国的减速机设计理论基础而言，依据最普遍的手提式除草机的减速机构来判断其类型可以被认定为与有摆线针轮式的行星减速机和小齿差星式的行星减速机以及与蜗轮式的蜗杆减速机等密切相关的机械机构。下面各自介绍其优缺点：摆线式针轮驱动器，我们通常称之为摆线式针轮驱动器。他们都属于最基本的渐开线式行星齿轮，摆线式驱动的行星轮的齿差可以实现很小的误差，而且摆线轮的渐开线传动属于行星齿轮传动机构。与此同时摆线式针轮传动机构最基本的特点是:其行星式齿轮的中心轴和齿形均可作为一个变幅式外摆线内等距的曲线，但是其中心轴和齿轮却可以作为一个椭圆形。图3.8减速器摆线针轮式的减速机，我们可以看成一种及其特殊机构的减速机，其根据摆线针轮行星传动原型构制而成，他的特点为减速比大，结构紧凑，质量轻，减速器的效率高等让我们称赞的特点。图3.7减速器主视图图3.7中1.输入轴2.平衡对重3.偏心套4.转臂轴承5.摆线轮6.端盖7.针齿销8.针齿套9.针齿壳10.柱销套11.柱销孔12.输出轴盘13.机座(1)摆线针轮行星减速器的结构特点摆线针轮行星减速机中的ZB型减速机也是这次研究选择的一个。其最大的优点是体积小，质量小，并且ZB减速器的可以传输出来的功率及大，它也可以有承载能力很高值得这次研究的选择。他的优点尤为突出再与其功率相同的减速器相比较而言，我们可以简单举一个例子，ZB减速器的传动比i=5，但在比对重量时我们可以发现ZB减速器再与相同减速器减小了1/2-1/6。传输效率也有一定的提高。因此我发现在这个基础下的传动，在进行合理的整体结构设计后，他的传动效率也完美的达到99%。其传动比范围也有了大幅度的增长。依照我国现有的生产结构来看单级式可以为传动比为i=12-99；也因此可以第二级传动比则为i=121-5133；第三级传动比为i=20399。减速器具有传动稳定不会产生一定的晃动，不会产生杂音，因此也会增加其寿命的特点。(14)摆线针轮行星减速器的输出机构当输入轴H进行旋转时，摆线销进而可以绝对角速度esa旋转以实现车轮的减速，但是摆线销轮的轴在半径等于偏心A的圆上移动以调整齿轮运动。因此当输出轴V的传动比在与输入轴H相同的轴上传动时，必须连接传动比为1的恒速传动机构，此机制是输出机制。输出轴的角速度有孔销输出机构的摆线针产生。图3.9摆线轮主视图图3.10摆线轮侧视图摆线针轮具有一个zw孔(通常称之为销孔)其中直径D的圆周具有D销直径。直径为Dω的孔沿直径Dω的圆周可以均匀分布在输出轴的圆盘上。直径DP的销套安装在直径d的DP销套。摆线针连接的销孔内被插入一根带套筒的销钉。两倍之间的差距在销套的偏心距是外径与内部孔道之间，即dω-dP=2ABC=（dω-dP）/2=A=OaO式中dω-柱销销孔的直径，dP-柱销销套的直径，A-偏心距在旋转的摆线轮中，其中两种高度紧贴为销套与销孔，也因为如此需要剪短运动的输出轴；dω-dP=2A，因此BC=（dω-dP）/2=A=OaO.此时，针孔销轴，摆线，输出轴中心B,C,oa,O可以看做一个近似的平行四边形。并且与此同时不同的摆线指向何处，OOaBC一直都可以看做平行四边形，也因此的角速度一直都会与的角速度相同。摆线的角速度ωa也可以作为OAB的角速度，输出轴的角速度ωC也能看作OC的角速度。故ωv=ωC。我们多次观察我们所需结构ZL型摆线针轮行星减速机。ZL型减速器使用传动方式为固定销轮和摆线旋转，我们计算出i=25:1；所以摆线轮齿数Za=i=25;Zb=Za+1=26针轮齿数Zb=Za+1=26的可以携带式割草机是可由一个人操作的便携式机器，我们最根本的，最重要的要求质量轻巧，它是一种可由任何人操作的便携式机器，我们最根本的，最重要的是它必须质量轻巧，结构短小精悍，性能好并且对于维护容易，对后期的进一步的保护要明确。为了满足前面的要求，单摆线的基础结构就是该系统最基本的结构，我所选择的输出轴为某一偏心轴，这么做的话其机构制造工艺容易，并且因此针轮的尺寸也进行有效的缩小，使这个机构也因此减小重量。此类运动以减小间隔的针齿形式出现，可增加针齿套筒的半径，因此由于针齿壳的过大的高强度工作，针齿销的半径可相应增加，可以避免壳体磨损。主要零件材料及热处理要求如下：①销，销套，销齿销套和摆线针轮均选自，硬度为。②输入轴和输出轴由钢制成，调质硬度。③针齿轮壳，上壳和下壳由轻质镁合金制成。油浴润滑的操作方法用于对油浴润滑和密封式减速器之间，这个机构我将使用中极齿轮油。这个机构我们都会在低温、高热环境和其他恶劣的环境下使用，而且如果需要多次开启，必须重新选择适合自己的润滑剂。对于这类减速器，建议双曲线齿轮油在重载和轻装的条件下使用。J型号为无缝钢骨架的大型油封为此次的主要密闭件。在每个针牙犬齿壳上方再增加一个针齿狗槽。可以使油浸高度达到20~400mm。摆线轮、针齿、柱销等的计算方法在设计中所进行的计算公式如下:这次使用的是减速器和小型二冲程汽油发动机配和。额定功率：N2=2.97（KW)额定转速：n=87.5(s-1)传动效率：μ=μ1×μ2×μ3式中μ1-离合器打滑损失的效率，取μ1=0.96μ2-轴承摩擦等损失的效率，取μ2=0.96μ3-摆线轮传动效率，一般μ3-0.92-0.97，取μ3=0.94所以μ=μ1×μ2×μ3=0.96×0.92×0.94=0.83动力参数输入轴：NH=Ne×μ1=2.97×0.96=2.85KW功率:NH=Ne×μ1=2.97×0.96=2.85KW转速N=87.5(s-1）转矩Tmax=5.93（N·M)(3)确定传动的结构按照手提式掘坑机的使用需求，选择立式、一个摆动线轮、针轮固定等结构类型。(4)确定摆线轮及针轮所需要的齿数和重要的零件基本材料摆线轮齿数Za=25针轮齿数 Zb=26主要零件材料：GCr15HRC60-64针齿壳材料：镁合金材料针齿GCr15HRC58-62套材料：GCr15HRC60-64柱齿销材料GCr15，HRC60-64柱销材料GCr15，HRC60-64柱销套材料GCr15，HRC58-626、确定针轮直径DZ用经验公式估算DZ=263式中V—输出转矩,V=19.6取DZ=140mm(7)确定针齿尺寸按曲率半径系数Yρ计算针齿套直径。式中—针轮直径,=140mm取=11mm验算是否产生根切和尖角Amin=0.1225＞Yρ=0.0627所以不会产生根切:在Rz一定时，由于根据Rz和Zb所求得的K2较大，故可不抽齿针齿销(8)针齿销直径d'dz1=dz-2取1=2mm，且知dz=11mm，所以d'=11-2×2=7mm(9)点式针齿销根据结构取所以合适(10)验算摆线轮与针齿的接触强度 所以满足要求（11）摆线轮的结构尺寸1）齿顶圆直径2）齿根圆直径齿高4）齿侧啮合间隙5）摆线轮宽度6）摆线轮内孔直径D17）柱销孔中心圆直径（12）结构上可以达到的柱销孔最大直径[dw]由式得z式中∆’--柱销孔的最小壁厚，一般z又取上述两个值中的较小值，即[dw]=25mm13、柱销孔数目Zn根据由表选取3.4螺旋刀杆的设计和校核在本次设计中，我将采用钻头切除附近多余的草堆，附近杂草根部的土也因此随土而出，可以做到破坏草堆根部的一种方法。借此机会，我根据螺旋叶片的工作面积来进行加固可靠，并进行了一次技术性的焊接加固，形成了鱼鳞裂缝，焊接处要注意做到均匀的分布以保证质量，并且要注意保证3mm的孔径间隙为止。旋工作面和钻杆之间的局部区间并且需要保证螺旋工作面的光洁和平滑以保证质量。为使在遇到石块时，螺旋叶片在工作过程不会崩裂，也不会因此造成没必要的损害，因此在多次选择后选用材料，经渗碳淬火处理，使表面硬度达到。这个工件的强度，强度的变化会对除草机的稳定性有着重要的作用，加工的保证也会对工作时的工作精度工作质量也有足够的保障，防止加工缺陷的出现，这样有可能对整体装置都会造成非常大的影响。螺旋轴直径d=15mm.主轴的强度计算主要有三种形式：许用切应力计算、许用弯曲应力计算、安全系数校核计算。当我们计算许用切应力时需要考虑转矩的大小，这种办法简单明了，但真正计算时发现结果精度过低，无法做到正常使用。再我们在设计进行各种允用弯曲应力的轴承计算时必须一定要首先提前充分了解各种作用力的质量大小，和各种作用力的中心位置，轴承全部分的弯矩，各种段距和轴径以及其他的重要参数。再次在进行安全系数校核时更是需要同时进行结构设计，同时我们还需要确定每一个轴段不同的长度和轴径，而且我们可以确定得出一个过渡的圆角、表面的粗糙度一些我们在计算时就需要提前了解知道的重点和细节，计算时会发现这些计算后精确但复杂的程度不言而喻。这三种方法不仅可以单独使用也可以同时使用并相互验证。我们多次计算后各系转轴按许用弯曲应力应该足够安全和可靠，虽然不用按安全系数校核，但是还需要同时比对。因此螺旋轴的校核和验算需用许用弯曲应力来进行。前面设计的每节螺旋轴的长度为，材料采用钢调质，轴的校核计算如下：为了轴需要同时克服阻力等要求，因此这个功率的要求要达到1.1KW，这样可以算出，在其旋转工作时，其机构的螺旋轴需要承受的转矩是：用插入法查得：许用应力值为：应力校正系数：表3.11转轴的许用弯曲应力材料σσσσ碳素钢40013070405001707545600200955570023011065合金钢80027013075100033015090铸钢40010050305001207040螺旋轴的当量转矩αT=0.57·67.25=38.33N·M螺旋轴的当量弯矩螺旋轴的轴径 设计中所选择的螺旋轴外径15mm，所以螺旋轴的轴径满足要求。3.5本章小结本章是设计计算，首先对我设计的小型除草机机构的总体方案机器机构的工作本质进行了极其严谨的设计，然后多次根据我设计的总体方案设计多次得到结果，对其中涉及到的设备进行计算选型，首先对离合器进行了计算选型，然后对减速器进行了设计计算，并对其中所用的输入轴、摆线轮、针齿销等进行了设计与校核，其至关重要的作用。4关键零件的三维设计4.1软件概述美国本土的UG公司实际上就是一家集高新技术与一体有限公司，专注于3D机械设计和应用软件研究开发。该公司目标就是为了让所有的设计和工程师们都可以使用到他们自己的电脑上具有功能性很强的全球最新CAD/CAE/CAN/PDM系统。公司技术领先的新产品它，也是目前首款全球技术领先的软件UG管理软件。在十九世纪初期，国际上的小型家庭式电脑软件市场已经开启了另一个纪元。可携带式电脑的主机性能已有了一个很大的进步，价格也大幅度的降低。微型计算机的优异性能已经足够用来实现3DCAD软件。为了软件的设计基于二维和电脑的全球范围内空白的三维cad数据管理系统，ptc的技术部门副总裁及CV的首席执行官于1993年创建了UG，并于1995年成功地启动UG®数据管理软件，引起了相关领域的好评。全球化。在UG软件的支持和推动下，自1998年以来，相关软件已在国内外启动。自1999年以来，最初的一个<br>系列软件系统就是这个世界上第一个基于cowindows的3DCAD软件系统。从1995年到1999年，该系统在全球计算机平台CAD系统评估中赢得了第一名。自1995年以来，它已经获得了17个国际奖项中的第一项。1.基于windows平台的3D机械CAD软件l第一次创建特征管理器特征管理器的设计思路

2.第一个实现动态装配干涉检查的CAD软件lfirst第一个CAD实现智能装配的公司4.第一家研制出特征可以自动辨认featureworks的软件公司5.第一家开发基于Internet的电子绘图板发布工具（eDrawing）的CAD公司等等由于出色的UGTechnology和市场表现而没有不仅成为CAD行业的耀眼明星，而且还是华尔街的宠爱对象。最终，1997年，法国达索(dassault)成功收购了UG，市值已经超过3.1亿美元。该投资公司的最大型原始创业风险投资者及其最大股东都认为是每年拥有1300万美元的最大型原始创业风险投资，并且因此获得了巨大的投资回报，并在其bcad三个行业内先后创造了多个全球性的投资记录。合并后，UG有限公司将继续与原始品牌以及管理和技术团队一起独立运作，从而成为CAD行业中的高质量专业公司。4.2关键零件的三维设计4.2.1摆线轮的设计设计思路：摆线轮设计根据发动机型号与发动机的基本构造而来，可以让该摆线轮更多的适应该发动机的运动，不会因为摆线轮因此影响该发动机的正常的转速。摆线轮为整个装置的传动装置，能够承受装置所需承受的最大压力而不产生变形，并且能够满足工作压力面的尺寸要求。摆线轮的材料选择GCr15，通过机加工保证摆线轮的加工精度，如图4.1与4.2所示。 图4.1摆线轮主视图图4.2摆线轮侧视图4.2.2输出轴盘的设计输出轴盘设计思路：输出轴盘需要让动力可以正常的输送，不会因为零件的原因影响整个机器转动，所以需要输出轴盘完全贴合发动机才可以让发动机的动力完全输出。轴盘为整个装置的传动装置，并且此个工件与摆线轮配合使用，不仅要单独保证本身的加工精度，还要考虑跟摆线轮的配合精度。能够承受装置所需承受的最大压力而不产生变形，并且能够满足工作压力面的尺寸要求。输出轴盘的材料选择40Cr，通过机加工保证摆线轮的加工精度，如图4-2所示。图4.3输出轴盘主视图图4.4输出油盘侧视图4.2.3被动盘的设计被动盘的设计思路：被动盘要与减速器贴合，保证减速器的正常工作。减速器是为了原动件和工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。被动盘为整个传动件的主要零件。被动盘为整个装置的传动装置，此件与下方减速机链接，需要考虑跟减速机的配合精度。并且能够承受装置所需承受的最大扭矩而不产生变形，并且能够满足工作压力面