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方案設(shè)計
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設(shè)計(論文)題目： 自走式草坪修剪機(jī)的設(shè)計
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教研室負(fù)責(zé)人:
1、簡述
自走式草坪修剪機(jī)的行走輪通過發(fā)動機(jī)傳動裝置取得動力，而使機(jī)器行走，操作者在割草作業(yè)時只掌握其方向，而不必用力推割草機(jī)。該割草高度530mm，采用單速，后輪驅(qū)動方式自動行走。
該機(jī)由發(fā)動機(jī)、割草工作裝置和機(jī)殼、集草裝置、傳動裝置、行走裝置和操作裝置等組成。
2、方案設(shè)計
2.1發(fā)動機(jī)的選擇
四沖程汽油機(jī)的性能比二沖程好，其工作平穩(wěn)，噪聲低，轉(zhuǎn)速也稍低，但重量較二沖程汽油機(jī)大，為了降低草坪修剪機(jī)的噪聲，該機(jī)采用美國B﹠S公司生產(chǎn)的單缸、四沖程、風(fēng)冷、立軸式、I/C奔騰55型汽油機(jī)，功率4KW,轉(zhuǎn)速3000r/min。
2.2 傳動裝置和行走離合器
后輪驅(qū)動動力傳動裝置由皮帶傳動、螺旋齒輪減速器傳動和鏈傳動三級減速機(jī)構(gòu)組成。在發(fā)動機(jī)曲軸端部，刀片上部安裝小皮帶輪，在螺旋齒輪傳動器的動力輸入軸上安裝大皮帶輪，兩者間安裝兩根V帶。V帶外部設(shè)張緊輪（圖2.1），并通過傳動機(jī)構(gòu)與手把上的離合器操作桿相接（圖2.2）。扳動離合器操縱桿，張緊輪壓向V帶時，皮帶減速器傳遞動力，機(jī)器前進(jìn)；張緊輪在彈簧的作用下，離開皮帶，則動力不能通過皮帶傳遞，割草機(jī)就停止不前。所以張緊輪起著想走離合器的作用。
圖2.1 張緊輪
圖2.2 皮帶傳動裝置
1.發(fā)動機(jī) 2.小皮帶輪 3.三角皮帶 4.大皮帶輪 5.張緊輪 6.刀片
7.刀片連接螺釘 8.連端套放松螺釘 9.連軸套
螺旋齒輪減速器由一對螺旋齒輪和殼體構(gòu)成，安裝在機(jī)殼上，螺旋齒輪可以用來傳遞空間中不平等不相交兩軸的轉(zhuǎn)動。螺旋小齒輪軸與大皮帶輪相接，螺旋大齒輪與減速器輸出軸相接。螺旋齒輪減速器將于刀片旋轉(zhuǎn)平面的轉(zhuǎn)動，改變?yōu)榕c水平方向相垂直且平行于前進(jìn)方向的轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速也有所降低。
螺旋齒輪減速器安裝在機(jī)殼上，在輸出軸端安裝有主動鏈輪（小鏈輪），從動鏈輪（大鏈輪）安裝在驅(qū)動軸上。驅(qū)動軸的兩端都通過軸承支承在鉸接的支臂孔中。驅(qū)動軸能繞鉸點（點為機(jī)殼上的鉸點）擺動。小鏈輪和大鏈輪之間安裝套筒滾子鏈條，其工作原理與自行車腳踏板和后輪之間的鏈傳動相似，只不過自行車為增速，動力由大鏈輪傳至小鏈輪，而割草機(jī)的鏈傳動為減速傳動，動力由輸出軸上的小鏈輪傳至驅(qū)動軸上的大鏈輪，使驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，最后由棘輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動。該傳動工作原理見圖2.3.
圖2.3 動力傳遞原理圖
2.3 行走裝置和割草高度調(diào)節(jié)裝置
自走式草坪修剪機(jī)后輪為驅(qū)動輪，安裝在驅(qū)動軸上。驅(qū)動輪與驅(qū)動軸間有棘輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)有動力傳遞時，驅(qū)動軸通過棘輪機(jī)構(gòu)帶動驅(qū)動輪；當(dāng)沒有動力傳遞時，有可以人工推動草坪修剪機(jī)前進(jìn)或后退。棘輪機(jī)構(gòu)還可以起到差速器的作用，當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)彎時，由于內(nèi)外側(cè)轉(zhuǎn)速不一樣，裝上棘輪機(jī)構(gòu)可以使轉(zhuǎn)向省力。后輪驅(qū)動軸安裝在機(jī)架上。后輪驅(qū)動軸安裝在鉸鏈的支臂上。支臂可繞機(jī)架上的鉸鏈軸轉(zhuǎn)動。
該機(jī)的前輪為導(dǎo)向輪，割草高度調(diào)節(jié)采用聯(lián)動機(jī)構(gòu)，即用一套手柄齒板機(jī)構(gòu)控制四個輪子的與機(jī)殼的相對位置（圖2.4）。手柄和支臂相聯(lián)接，當(dāng)扳動手柄時支臂繞鉸軸轉(zhuǎn)動，并帶動驅(qū)動軸和后輪，繞鉸軸轉(zhuǎn)動，后輪相對機(jī)架運動。后輪支臂和前輪支臂間有連桿，由此連桿轉(zhuǎn)動，前輪軸和支臂也一同運動，進(jìn)行割草高度調(diào)節(jié)，在手柄下適當(dāng)位置裝有弧形齒板以限制手柄位置。手柄處還有彈簧機(jī)構(gòu)，它能使手柄自動進(jìn)入齒板的限位孔中。操作時加力使手柄克服彈簧力從限位齒板中脫出，當(dāng)轉(zhuǎn)到需要的割草高度時，彈簧將手柄壓入限位齒中。
圖2.4 高度調(diào)節(jié)裝置
2.4 割草工作裝置、機(jī)殼和集草裝置
割草刀片（圖2.5）為整體式，通過連軸套直接裝在發(fā)動機(jī)曲軸端部，刀片分為刀體和刀頭兩部分，刀體上裝有安裝螺孔，刀頭有刃口和及翼片狀結(jié)構(gòu)，與刀片配合的機(jī)殼采用蝸殼狀結(jié)構(gòu)（圖2.6），刀片和蝸殼配合形成一種與鼓風(fēng)機(jī)原理相似的工作裝置，它對草株的切割和切下來的草屑的輸送都有很大的作用。割草作業(yè)時，刀片轉(zhuǎn)動，形成一股軸向氣流，這與鼓風(fēng)機(jī)中間吸風(fēng)的原理相同將草莖吹成直立狀態(tài)，便于刀片切割。切割下來的草屑隨氣流沿蝸殼中的流道向外排送。蝸殼狀出草是世界上最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，它與常用的離心水泵和離心風(fēng)機(jī)的原理相同，其流道斷面是逐漸增加的形如蝸牛殼，在這種流道內(nèi)流動的氣流速度逐漸減小，增加了它克服流動阻力的能力，有利于草屑的輸送。該機(jī)采用后集草箱采用網(wǎng)袋式結(jié)構(gòu)，裝于機(jī)殼后部用以收集草屑，保護(hù)操作者安全。集草箱上有把手，機(jī)殼上有快速掛接結(jié)構(gòu)。使用中，操作者應(yīng)經(jīng)常清倒集草箱中草屑，保證機(jī)器正常工作。機(jī)殼采用鋼板整體鍛壓成型，它除與刀片配合，還是割草機(jī)所有部件的安裝基礎(chǔ)，要求有足夠的強(qiáng)度及美觀的外形。
圖2.5 旋刀式割草機(jī)的割草刀片
1. 刀片 2.刀體 3.專用螺栓 4.刃口 5.翼片
圖2.6 蝸殼狀排草通道
2.5 操作裝置
操作裝置由手把及安裝在它上面的油門控制機(jī)構(gòu)，起動手柄和離合器拉桿組成。手把的長度可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同身高的人使用。
油門控制機(jī)構(gòu)包括油門開關(guān)及油門拉線，它起控制發(fā)動機(jī)節(jié)氣門的作用。油門開關(guān)置于不同位置，發(fā)動機(jī)即按不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。
起動手柄用作起動發(fā)動機(jī)之用。用手快速拉動起動繩，發(fā)動機(jī)上的起動器即轉(zhuǎn)動，起動發(fā)動機(jī)。
離合器拉桿裝在扶手柄下部、向上推拉桿使其靠到手把上，離合器結(jié)合，割草機(jī)前進(jìn)；松開離合器拉桿，機(jī)器停止，并可以人工前進(jìn)或向后推動機(jī)器。