茶樹園林修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計（全套含CAD圖紙和三維模型）,茶樹,園林,修剪,結(jié)構(gòu)設(shè)計,全套,CAD,圖紙,三維,模型 茶樹園林修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 院（系）名 稱： 專 業(yè) 名 稱： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱： 二○一九年三月 摘要 茶樹修剪機(jī)是一種園林上專為茶園修剪茶樹的小型修剪機(jī)器，其結(jié)構(gòu)簡單，而且質(zhì)量要求較輕，實現(xiàn)自身的便捷的特點，茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)研制和設(shè)計的開發(fā)，針對茶樹的生產(chǎn)和產(chǎn)量來說都是一個良好生長機(jī)器，對茶樹的生產(chǎn)有重要的意義。在茶園茶樹的生產(chǎn)過程中，為了增強茶樹在生長時候的樹冠生長的密度，培育出比較優(yōu)質(zhì)的茶樹生產(chǎn)茶葉，就是為了能夠使茶樹在生長中得到更為旺盛的修剪過程增加茶樹的生產(chǎn)密度，在茶園，就必須對茶樹進(jìn)行定期的有效修剪。所有對茶樹的修剪，是茶樹在生長上分的主要的一個技術(shù)手段之一，本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)，即可更高的地完成對茶樹的修剪，實現(xiàn)這項技術(shù)的運用。但現(xiàn)有市場上的茶樹修剪機(jī)，一般都是存在一些不好的地方，比如存在手持部分質(zhì)量過重，無法使得人長期工作，會造成勞動強度非常較大等不足之處的存在。本次的設(shè)計茶樹修剪機(jī)，主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計針對的是一種工作時候的便攜式刃面，實現(xiàn)往復(fù)式修剪茶樹的茶樹修剪機(jī)，以小電機(jī)缸體為主要動力，在通過減速齒輪裝置傳動減速實現(xiàn)變速傳遞，傳遞到工作的部分，實現(xiàn)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個很好的連接。 本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)中減速器的設(shè)計，采用的是直齒圓柱齒輪的傳遞機(jī)構(gòu)，減速器將產(chǎn)生的動力，通過齒輪傳動傳到曲柄上的滑塊機(jī)構(gòu)，再由曲柄上的滑塊機(jī)構(gòu)，在力的作用嚇帶動切割刀片，在不斷的做往復(fù)運動，實現(xiàn)對茶樹的修剪，在設(shè)計中對切割刀片的選擇，在根據(jù)實情況和生產(chǎn)上的調(diào)研，切割刀片的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要與茶圓種植茶樹的寬幅相互對應(yīng)，才能實現(xiàn)寬度上的一致，實現(xiàn)更好的對茶樹進(jìn)行切割，切割大采用單動刃刀片。本文所設(shè)計的結(jié)構(gòu)，就是依靠于往復(fù)式運動的方式。 關(guān)鍵詞：修剪機(jī)；茶樹；輕便；環(huán)保 Abstract Tea tree pruning machine is a kind of small-scale pruning machine specially designed for tea plantations in gardens. Its structure is simple, and its quality requirement is light. It realizes its own convenient characteristics. The development of the structure and design of tea tree pruning machine is a good growth machine for the production and output of tea plants, and it has important significance for the production of tea plants. In the process of tea production in tea garden, in order to enhance the crown growth density of tea plant in the growing period and cultivate high-quality tea plants to produce tea, it is necessary to prune tea tree regularly and effectively in order to make tea plant get more vigorous pruning process in the growing process and increase the production density of tea plant. All the tea tree pruning is one of the main technical means of tea plant growth. The tea tree pruning machine designed in this paper can complete the tea tree pruning more effectively and realize the application of this technology. But the tea tree pruning machine in the current market generally has some disadvantages, such as the excessive quality of the hand-held part, which can not make people work for a long time, and will cause the existence of very large labor intensity and other shortcomings. The design of this tea tree pruning machine, the main structural design is for a portable working time edge, to achieve reciprocating tea tree pruning machine, small motor cylinder block as the main power, in the deceleration gear device transmission speed transmission, transmission to the work part, to achieve a good connection with the executive mechanism. The design of the reducer in the structure of the tea tree pruning machine adopts the transmission mechanism of spur gear. The power generated by the reducer will be transmitted to the slider mechanism on the crank through gear transmission. Then the slider mechanism on the crank will frighten and drive the cutting blade in the function of force. The cutting blade is constantly moving to and fro to achieve the pruning of the tea tree. In the design, the cutting blade is cut. According to the actual situation and production research, the structure design of the cutting blade should correspond to the width of the tea tree planted in the tea circle, so as to achieve the consistency of the width, achieve better cutting of the tea tree, and adopt the single-edged blade. The structure designed in this paper is based on the reciprocating motion. Key words: pruning machine; tea plant; portable; environmental protection IV 目 錄 第一章 緒論 2 1.1茶樹修剪機(jī)背景及意義 2 1.2 茶樹修剪機(jī)的發(fā)展 3 1.3 本次結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo) 5 第二章 茶樹修剪機(jī)方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 2.1 茶樹修剪機(jī)的傳動方案 6 2.2總體結(jié)構(gòu) 8 2.3茶樹修剪機(jī)主要設(shè)計技術(shù)參數(shù) 8 第三章 動力選擇和傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 3.1茶樹修剪機(jī)的動力選擇 9 3.2茶樹修剪機(jī)的傳動部分結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 3.3茶樹修剪機(jī)的曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的分析 12 3.4 茶樹修剪機(jī)齒輪傳動相關(guān)設(shè)計計算 17 第四章 茶樹修剪機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 24 4.1茶樹修剪機(jī)往復(fù)式刀片機(jī)構(gòu) 24 4.2 機(jī)架的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 25 4.3茶樹修剪機(jī)的使用注意事項 26 結(jié)論 27 參考文獻(xiàn) 28 第一章 緒論 1.1茶樹修剪機(jī)背景及意義 在我國的茶文化的發(fā)展中，茶葉是一個比較有影響力的名片，使得中國更好的走向世界的一個重要標(biāo)志，茶葉在中國文化的發(fā)展中，具有悠久的歷史和種植的長久歷史，由于中國的水土較好，氣候比較優(yōu)雅，所有查的種植更是得到了廣泛的發(fā)展。有一種非常好的茶，是中國生產(chǎn)的茶中比較特殊的一種，就是產(chǎn)于中國武夷山的一種茶，這種茶主要生長在特殊的巖石縫中，是一種比較高端的特色茶葉，后來被命名為武夷-巖茶。這種武夷巖茶，比較著名的一種茶，它的名聲遠(yuǎn)播至海外，一直在在國內(nèi)外哈耶市場上都得到了非常大的熱銷，以至于使得這種茶的需求量很大。決定了這種茶的實現(xiàn)需求很大。在為了使茶葉在很好的環(huán)境下生長得更好，所有在茶文化的發(fā)展中，茶樹修剪機(jī)就慢慢的被推廣，應(yīng)運而生，不斷的使用，使得茶樹修剪機(jī)的有較大的市場需求量。 而這種設(shè)計的茶樹修剪機(jī)，其主要的作用就是對茶葉在生長時候的形式進(jìn)行修剪，以及對茶葉的生長進(jìn)行整形，使得生長中的茶葉大小一致。根據(jù)茶樹修剪機(jī)的動力裝置?？梢园咽袌錾系牟铇湫藜魴C(jī)結(jié)構(gòu)，分為手持式修剪機(jī)，主要采用汽油修剪機(jī)。還有背負(fù)式的茶樹修剪機(jī)，主要采用電動結(jié)構(gòu)的修剪機(jī)。還可以根據(jù)修剪機(jī)的刀刃，在結(jié)構(gòu)類型上的而不同可以分為單刃類型修剪機(jī)，以及雙刃修剪形式的茶樹修剪機(jī)。目前市場上的茶樹修剪機(jī)主要以小型汽油機(jī)為主，大部分的茶樹修剪機(jī)動力的茶樹修剪機(jī)的不斷的應(yīng)用的在市場上是比較廣泛的。 一般的茶樹修剪，主要的目的就是增強茶樹在生長時候的生長勢頭，可以對茶樹培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的生長樹冠，實現(xiàn)更好的抑制茶樹的頂端優(yōu)勢，在通過修剪不斷的刺激茶樹的生長部位，使得較低的芽在不斷的生長。在過去茶樹的種植發(fā)展中，一般的手段是通過采用人工的修剪方式來進(jìn)行對茶樹的修剪，這種原始的方法，在勞動力上消耗勞動力很大，而且修剪茶樹的效果差不是很好，沒有達(dá)到現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備修剪的作用。所有在后來的發(fā)展中，使得茶樹修剪機(jī)在不斷的被研制、發(fā)展優(yōu)化后被投入和使用在茶園的茶樹修剪上，使得茶園對茶樹的修剪實現(xiàn)更加的專業(yè)化，這樣的技術(shù)進(jìn)步在茶樹修剪上大大提高了修剪茶樹的工作效率。直到目前市場上為止，實現(xiàn)的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)機(jī)型很多，包括單人還有雙人修剪的茶樹修剪機(jī)，還有重修的茶樹修剪機(jī)。 本此設(shè)計的茶樹修剪機(jī)以電動式，實現(xiàn)單人對茶樹修剪的結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，在設(shè)計中對單人式茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行的結(jié)構(gòu)上的設(shè)計和重量上的設(shè)計優(yōu)化。設(shè)計的主要功能，是可以實現(xiàn)對茶樹進(jìn)行輕度修剪，也可以對茶樹進(jìn)行深度的修剪的作用，還可以在對茶樹的修邊等使用，實現(xiàn)茶樹修剪機(jī)的多功能的特點，在種植茶樹上，可以讓茶樹與茶樹之間，在生長空間上有一個空間上的合理間距。在70年代的時候，中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展科學(xué)院，里面的茶葉研究所，通過對茶樹修剪的研制，研發(fā)了一種中頻電動手提式的茶園修剪機(jī)，這種茶樹修剪機(jī)就是以汽油機(jī)帶動，實現(xiàn)中頻電電機(jī)組為設(shè)備的電源，使用雙動切片進(jìn)行往復(fù)運動的刀片，可以實現(xiàn)的切割幅寬在30cm左右。但是，在后來的市場上使用中，最為使用廣泛，還是動力選用汽油機(jī)的茶樹修剪機(jī)，主要以平行的運動的往復(fù)刀片，作為執(zhí)行切刀運動的機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)的切割幅寬為75cm，這種茶樹修剪機(jī)的工作的動力為750w的汽油機(jī)，使用的切割器是可以實現(xiàn)往復(fù)式運動的刀片，在工作中的運動的往復(fù)頻率一般為：1000次/min。這種茶樹修剪機(jī)的整機(jī)重量一般在4-5kg，可以實現(xiàn)單人工作操作手持即可對茶樹進(jìn)行修剪，機(jī)器產(chǎn)生的動力作用，通過使用的離合器、以及是選用的減速器，來實現(xiàn)對茶樹頂端的切割作用，在工作中每小時可修剪茶地半畝左右。由于設(shè)計的刀片比較鋒利，設(shè)備可以實現(xiàn)的轉(zhuǎn)速比較高，使得茶樹的樹枝直徑在10mm左右的都可以一刀切斷。這樣的修剪的方式，通過修剪，能夠讓生長的茶樹在每個部分生長上的采光均勻?qū)崿F(xiàn)，提高茶樹的生產(chǎn)量，同時提高了茶樹管理人員的工作效率，因此這種茶樹修剪機(jī)在市場上得到了很大的發(fā)展，不斷的再增加供應(yīng)量。 為了降低茶樹修剪機(jī)的生產(chǎn)制造的成本，提高茶樹修剪的機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)茶樹修剪機(jī)的高要求，方便清潔的作用，實現(xiàn)大規(guī)?；牟铇湫藜魴C(jī)的生產(chǎn)，所以本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計上主要是研發(fā)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化型。主要針對背負(fù)式的茶樹修剪機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化。在設(shè)計的時候，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計，專用的弧形刀刃在修剪的時候可以鎖緊茶樹的枝干，在工作上增加了切刀切口工作時候的平整度要求，最大的有點是在對茶樹自檢的時候使得對茶樹的傷害降到最低。 1.2 茶樹修剪機(jī)的發(fā)展 1.2.1國外發(fā)展概況 茶樹修剪機(jī)在國外的發(fā)展中，對于茶樹修剪機(jī)的設(shè)計發(fā)展是比較早的，得很高的研制成果，使用時長顯著的是在印度和日本的發(fā)展中，還有很多的國家在設(shè)計上，研制的茶樹修剪機(jī)的主要形式以重型的修剪機(jī)的設(shè)備為主，在生活中給茶樹種植的帶來了諸多的便利之處。在日產(chǎn)的一家公司，研發(fā)的一款茶樹修剪機(jī)型號為E7B-750型，實現(xiàn)單人修剪，茶樹修剪機(jī)配的電動設(shè)備是日本的單缸二沖汽油機(jī)，這種茶樹修剪機(jī)采用的是平刀片，在實現(xiàn)往復(fù)式運動的切割，可以達(dá)到的切割幅寬75cm。這種茶樹修剪機(jī)的特點是：①機(jī)身的質(zhì)量輕，在工作中便于單人手持操作，在市場上的適應(yīng)性較為良好；②電機(jī)實現(xiàn)的茶樹修剪機(jī)的動力性能好，結(jié)構(gòu)簡單便于操作，在設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的機(jī)身上，設(shè)有一個控制的按鈕，使得整個機(jī)器在操作上特別的方便。 更早的茶樹修剪機(jī)的使用，是在20世紀(jì)和80年代的末期的時候，茶樹修剪機(jī)在歐美的一下發(fā)展國家，多為種植茶樹的地方，這種便捷的修剪機(jī)，就可以走進(jìn)了千家萬戶為種植茶樹的人們帶來了效率，慢慢的在這些國家開始成為了一些，在中產(chǎn)階級家庭里面種植茶樹的必備品，在我國的茶樹修剪機(jī)的發(fā)展中，主要是在20世紀(jì)和90年代的時候，在一些我國家的先進(jìn)發(fā)展的技術(shù)，再被慢慢的陸續(xù)引進(jìn)到我國的茶園中才被使用。 在目前的發(fā)展中，國外茶樹種植中，對茶樹的輕中修剪，這樣的機(jī)械的研制，相對應(yīng)的應(yīng)用是非常成熟的，并在不斷的應(yīng)用中進(jìn)入大量的推廣時期。 1.2.2國內(nèi)發(fā)展概況 由于我國茶文化的發(fā)展比較早，所有在我國對于茶樹修剪機(jī)，在設(shè)計和研制上起步也是比較早的，在先后不斷的生產(chǎn)了幾種茶樹修剪機(jī)的機(jī)型，在北京園林生產(chǎn)廠，對茶樹修剪機(jī)的機(jī)械研制結(jié)構(gòu)上，通過以中頻的電機(jī)為主要的動力，實現(xiàn)雙動往復(fù)運動的刀片式茶樹修剪機(jī)；還有后來在上海園林，茶樹修剪機(jī)工具廠也同樣的生產(chǎn)了以電動形式的旋刀式來進(jìn)行切割的茶樹修剪機(jī)，它主要的使用刀片是呈現(xiàn)輻射狀的刀片，設(shè)計的定刀片通過對枝條的起一個支承力的作用，使得動刀片運動的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行對茶樹的切割，該茶樹修剪機(jī)機(jī)需配12V的電池，使用電池實現(xiàn)動力。目前的發(fā)展中，在我國有大量的茶種植基地，以至于出現(xiàn)了大量的茶樹修剪機(jī)，但是這些茶樹修剪機(jī)普遍采用的原理，都是以手持式為主的茶樹修剪機(jī)。 中國在茶葉上的發(fā)展博大精深，國內(nèi)作為茶樹種植的超級大國，在很多茶葉在國際上著名，使得茶類基本都是都源于中國的，以至于我國的有關(guān)部門，在對茶樹的種植上也是十分重視，大量的支持國內(nèi)一些生產(chǎn)茶樹修剪機(jī)的有關(guān)廠家，在不斷的采取多種型號和形式的茶樹修剪機(jī)來生產(chǎn)茶葉。使得我國茶樹修剪機(jī)，在機(jī)械化的發(fā)展中也是得到了很大的發(fā)展，但是不足之處還是很多，主要原因國產(chǎn)的茶樹修剪機(jī)在修剪中的機(jī)械設(shè)計的質(zhì)量不過關(guān)。主要原因是我國設(shè)計的小型動力，在機(jī)械加工制造商、技術(shù)設(shè)計的設(shè)備，在相對的水平比較低，選擇使用的原材料質(zhì)量不高，使得綜合因素一起的作用下造成的茶樹修剪機(jī)的不足之處。在近幾年的發(fā)展來說，通過國內(nèi)相關(guān)的部門認(rèn)真分析和總結(jié)，在設(shè)備的生產(chǎn)上吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，在制造商開始重視，國外茶樹修剪機(jī)技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，優(yōu)化國外茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)夜店，從而在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上可以更好的開發(fā)，使得開發(fā)的設(shè)備可以符合我國國情。結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化的茶樹修剪機(jī)械設(shè)備，并開始慢慢的形成了我國自己的茶樹修剪機(jī)特色，再加上我國綜合工業(yè)的的技術(shù)水平的不斷進(jìn)步和提高，這樣茶樹修剪機(jī)在我國國產(chǎn)的茶樹，在種植茶樹的修剪機(jī)械上，現(xiàn)已接近和達(dá)到國外相對應(yīng)的茶樹修剪機(jī)進(jìn)口機(jī)械的相關(guān)水平。 1.3 本次結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo) 本次的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要分析和參考的技術(shù)設(shè)計的指標(biāo)如下： （1）茶樹修剪機(jī)的設(shè)計的刀具在使用上的壽命：能夠達(dá)到420h以上； （2）手持的茶樹修剪機(jī)可以修剪的茶樹的高度：達(dá)到500-700mm左右，適用于大量的茶園修剪； （3）設(shè)計的結(jié)構(gòu)的修剪幅寬：5000mm的寬度； （4）茶樹修剪機(jī)的設(shè)計的工作效率：最高的工作效率0.24hm2/h； （5）茶樹修剪機(jī)設(shè)計的切刀的切口工作的平整度：平均在80%左右。 第二章 茶樹修剪機(jī)方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 茶樹修剪機(jī)的傳動方案 在設(shè)計茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)的時候，能夠更好的實現(xiàn)茶樹修剪機(jī)的本次設(shè)計的要求，可以適合現(xiàn)有的市場環(huán)境，優(yōu)化茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)，使得設(shè)計的茶樹修剪機(jī)筆心有市場上的設(shè)備更有價值，在設(shè)計的時候主要考慮的內(nèi)容有以下一些設(shè)計的特點需要考量： 1、考量設(shè)計的茶樹修剪機(jī)是不是可以實現(xiàn)人工操作來工作，還是需要設(shè)計非人工的操作設(shè)備，經(jīng)過考慮后，本次的設(shè)計需要在茶樹修剪機(jī)的內(nèi)部設(shè)計一個機(jī)體自帶小型的動力的電機(jī),在電機(jī)的設(shè)計上，為了電量的充足，可以優(yōu)化設(shè)計一個相應(yīng)的外接電源，這樣設(shè)計的電機(jī)對于電量在工作時候的使用，可以達(dá)到更好的適應(yīng)性，實現(xiàn)設(shè)備的操作和工作使用的安全性能。 2、本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)，以及設(shè)計中應(yīng)該選擇使用的電機(jī)，以及設(shè)備機(jī)構(gòu)設(shè)備材料的選擇上都需要考慮，在大幅度的可以減輕重量的條件下，保證設(shè)備的穩(wěn)定性，達(dá)到實際性的工人在操作茶樹修剪機(jī)的時候減低操作的勞動力的強度。 3、設(shè)計的過程中還需要對設(shè)計的茶樹修剪機(jī)，在操作的時候使得作業(yè)質(zhì)量有所提高或改進(jìn)的比較好，使得工作的茶樹修剪機(jī)的整體性能相對是比較穩(wěn)定的。 4、本次的設(shè)計，主要的特點是可以實現(xiàn)設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的機(jī)構(gòu)在實現(xiàn)使用中?？梢詫崿F(xiàn)一機(jī)多用的原則，不光使得設(shè)計的茶樹修剪機(jī)用于茶樹的修剪，還了可以用于其他的修剪，也就是設(shè)計的時候要考慮修剪機(jī)的使用上，可用作茶園茶樹的修剪的以及整形，還可以在茶園的使用上，可以更好的實現(xiàn)作為茶樹生長上為了達(dá)到密度的相應(yīng)的修剪。 5、設(shè)計的茶樹修剪機(jī)可以實現(xiàn)多功能修剪的特點，可以實現(xiàn)適應(yīng)于多方面的茶樹修剪。 在本次的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以選用的動力方式，在傳動方式上為：通過設(shè)計的電機(jī)，帶動茶樹修剪機(jī)大齒輪和小齒輪實現(xiàn)動力的轉(zhuǎn)動，由小齒輪軸帶動曲柄實現(xiàn)運動，傳遞到滑塊上的動力，在曲柄滑塊的作用下，使得連接著刀片在運動上組往復(fù)運動，在設(shè)計的時候可以選用的方案，通過查找相對應(yīng)的內(nèi)容可分為蓄電池裝置，設(shè)置在于機(jī)架內(nèi)，也可以采用置于背架上的小電機(jī)等兩種形式，因此在設(shè)計茶樹修剪機(jī)的時候可以提供該機(jī)器在設(shè)計中，有以下2種可以選擇的方案可供選擇和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的選?。? a方案：使用電瓶提供動力，然后和電機(jī)實現(xiàn)組合，整個的電瓶和電機(jī)的設(shè)置在機(jī)構(gòu)的內(nèi)部，這樣設(shè)計的問題是由于電瓶的能量不能支持長時間的工作。在設(shè)置的電瓶盒電機(jī)的組裝上可能會占用很大的空間，使得整個茶樹修剪機(jī)的重量不斷的增加，在人工操作上會受到限制，因此可能會影響切削茶樹的進(jìn)行。 a方案 b方案：將設(shè)計選用的電機(jī)設(shè)置在機(jī)架內(nèi)部，整個結(jié)構(gòu)在考慮到正常使用時后要操作方便，可以選擇把電瓶單獨的放在背部采用背著的方式，運用一個外接電線來連接茶樹修剪機(jī)實現(xiàn)傳動動力的作用。這樣設(shè)計的結(jié)構(gòu)，不僅整體的空間實現(xiàn)更大化，設(shè)計的機(jī)構(gòu)也使茶樹修剪機(jī)的整機(jī)更加輕巧結(jié)構(gòu)簡單，以此來設(shè)計的方案為更架的好。 b方案 最終可以確定茶樹修剪機(jī)的方案設(shè)計，確定總體的設(shè)計方案采用上述的b方案來進(jìn)行茶樹修剪機(jī)的設(shè)計。使得電機(jī)置于機(jī)構(gòu)的機(jī)架上，動力的電瓶采用放在背部背著的方式，切刀的刀片為可以選擇使用單動刃往復(fù)式運動的刀片。 2.2總體結(jié)構(gòu) 茶樹修剪機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，由以下幾個方面的設(shè)計內(nèi)容組成： （1）茶樹修剪機(jī)動力源的來源：電動機(jī)實現(xiàn)； （2）茶樹修剪機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計：有設(shè)計的曲柄滑塊實現(xiàn)動力的傳動； （3）茶樹修剪機(jī)修剪的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計：采用往復(fù)式運動的刀片機(jī)構(gòu)來進(jìn)行茶樹的修剪。 2.3茶樹修剪機(jī)主要設(shè)計技術(shù)參數(shù) 根據(jù)本次設(shè)計的實際統(tǒng)計，查找相對應(yīng)的茶樹修剪的相應(yīng)內(nèi)容，可知一般的茶樹的綠籬枝條的的修剪中，平均可以修剪的直徑為5mm作用，樹枝的修剪剪切力設(shè)定為F與樹枝修剪的時候的橫切面積設(shè)定的x有參數(shù)設(shè)計的關(guān)系： 也就是:F=10X-230/N 計算的單位為：N 本此設(shè)計的茶樹修剪機(jī)在實際使用中，工作的只有一側(cè)的刀刃，只有一邊的處在時間工作的狀態(tài)，因此在茶樹修剪機(jī)的實際工作中，可以計算刀片的受到的剪切力計算為： F=（10×52-230）×18=360N 茶樹修剪機(jī)修剪的剪切力：F=360N； 在工作中可以切割幅寬75cm（茶樹寬大約100cm）； 茶樹修剪機(jī)在剪切時候的最大直徑可以達(dá)到10mm； 切刀的刀片在切割是的頻率：1000次/min； 茶樹修剪機(jī)整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計的重量約為8kg 機(jī)械的工作效率為：0.3畝/H。 第三章 動力選擇和傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1茶樹修剪機(jī)的動力選擇 本此設(shè)計的茶樹修剪機(jī)選擇使用的電機(jī)，是采用外接24V的蓄電池電機(jī)，為了實現(xiàn)電機(jī)的方便攜帶，以及電機(jī)的攜帶中不會影響正常的工作，電機(jī)的攜帶的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計的時候設(shè)計成成雙肩形式背這得結(jié)構(gòu)。使得工作人員在工作中，將電源線與修剪機(jī)通過電線的方式進(jìn)行后面插孔連接，然后將=電機(jī)背在身后進(jìn)行切割，進(jìn)行工作。這樣的設(shè)計和其他電動設(shè)計的設(shè)備結(jié)構(gòu)相比，這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)主要有以下幾個設(shè)計的優(yōu)點;①這樣設(shè)計可以有效的減小茶樹修剪機(jī)整機(jī)的體積大小，重內(nèi)部核心上降低了整機(jī)機(jī)器的重量，使得在茶樹的修剪工作中，操作輕便而且工作便捷很多。②使用這樣的背著的方式，使得可以在設(shè)計蓄電池的時候，電池的體積可以設(shè)計的更大一些面對機(jī)器的存在沒有太大的 影響，可以增大儲存的電量，使得使用的時間更加的長久，可續(xù)航工作的時間在通其他店家相比也會更長。③設(shè)計的結(jié)構(gòu)采用外電源式，使得蓄電池在沒工作的時候進(jìn)行充電，直接更換蓄電池就可以進(jìn)行工作，從更大的角度上優(yōu)化了設(shè)計的目的沒達(dá)到了設(shè)計的要求。 3.2茶樹修剪機(jī)的傳動部分結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.2.1茶樹修剪機(jī)的曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)運動規(guī)律分析 本次茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，唇動的壓力機(jī)工作傳動機(jī)構(gòu)，采用的是由曲柄滑塊來實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的傳動,以下圖示 A點，表示的是連桿結(jié)構(gòu)與曲軸的相互連結(jié)的點,所示的B點表示傳動的連桿與U型滑塊型相互的連接點,所有在設(shè)計中如圖示的AB，表示連桿的長度， 工作傳遞的滑塊的位移量設(shè)定為：s。a為傳動曲柄的的傳動的轉(zhuǎn)角。則在計算上的習(xí)慣，可以優(yōu)曲柄的最底傳動的位置，沿這曲柄傳動旋轉(zhuǎn)位置的相反方向進(jìn)行參數(shù)的計算。 茶樹修剪機(jī)運動的機(jī)構(gòu)簡圖如下圖所示, 圖2-2 3.2.2滑塊的位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系 茶樹修剪機(jī)滑塊的位移量和傳動曲柄的轉(zhuǎn)角，在設(shè)計參數(shù)之間的關(guān)系計算的表達(dá)為： 而 令 則 而 所以 ： 代入以上計算結(jié)果：通過計算整理得: 代表傳動連桿的設(shè)計系數(shù)。通用情況下的壓力機(jī)一般取值一般在0.1~0.2的范圍之內(nèi).故上式計算整理后可得: 以上試計算式子中： s——茶樹修剪機(jī)滑塊行程。 a——茶樹修剪機(jī)曲柄轉(zhuǎn)角, 與傳動曲柄旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方向形成相反者為正。 R——傳動曲柄的半徑 ——連桿的傳動系數(shù) L——連桿傳動力的長度 因此,已知茶樹修剪機(jī)曲柄半徑R，以及連桿設(shè)計的系數(shù)時,從上式的計算中求出茶樹修剪機(jī)對應(yīng)于的不同a角和s值.有計算的公式定理可得： 3.2.3茶樹修剪機(jī)滑塊的速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 求出茶樹修剪機(jī)的滑塊位移量，茶樹修剪機(jī)的傳動曲軸轉(zhuǎn)角,在計算中將位移s對傳動運動的時間：t，求導(dǎo)數(shù)后可求得到茶樹修剪機(jī)滑塊傳動的速度v.即: 而 所以 式中 v———茶樹修剪機(jī)滑塊速度 ———茶樹修剪機(jī)曲柄的角速度 又因為： 所以： 上式計算中 ： n———茶樹修剪機(jī)曲柄的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。 從上式可看出,茶樹修剪機(jī)曲柄轉(zhuǎn)角a，在傳動中的角度變化時，與茶樹修剪機(jī)的滑塊的速度V同樣的速度也跟著變化。在曲柄的轉(zhuǎn)件a=0的時后，以至于茶樹修剪機(jī)的速度 V=0 ,當(dāng) a角在增大時，速度V隨之一會顯著的增大；但在a=范圍之間的時候，茶樹修剪機(jī)的速度V的實現(xiàn)變化是最小的,而茶樹修剪機(jī)速度的數(shù)值是最大的.因此當(dāng)速度常常近，取曲柄轉(zhuǎn)角等于90°的時候，茶樹修剪機(jī)的滑塊速度當(dāng)作是一個最大的速度。用表示： 即 以上的計算上面公式可以表明，當(dāng)茶樹修剪機(jī)滑塊的最大傳動的速度與茶樹修剪機(jī)曲柄的轉(zhuǎn)速：n，茶樹修剪機(jī)曲柄半徑R形成正比的時候，n值越高，R值相對一會越大，茶樹修剪機(jī)滑塊的最大速度一會跟著變化，Vmax值也越大。 本此設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的壓力機(jī)滑塊的最大傳動的速度： 3.3茶樹修剪機(jī)的曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的分析 在設(shè)計中，通過對設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)分析，可以判斷茶樹修剪機(jī)的曲柄壓力，在茶樹修剪機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)能否實現(xiàn)滿足工作需求的時候，設(shè)計不僅要考慮根據(jù)茶樹修剪機(jī)的運動規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的分析，還要符合設(shè)計的要求，而且設(shè)計中還需要對相對應(yīng)的部件進(jìn)行校核，分析它的工作強度。在對部件的校核強度中，必須正確計算茶樹修剪機(jī)將曲柄壓力機(jī)，茶樹修剪機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)工作時候的主要部件的構(gòu)件都需要進(jìn)行力學(xué)相關(guān)的分析。 3.3.1茶樹修剪機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 在設(shè)計計算中不考慮自身重量，以及不考慮摩擦?xí)r，茶樹修剪機(jī)滑塊的受力情況可以參考如圖所示的受力分析圖。其,P1為茶樹修剪機(jī)抵抗工作變形的向反作用力，N為導(dǎo)軌對茶樹修剪機(jī)滑塊的約束的反力，Pab是茶樹修剪機(jī)對滑塊的工作的約束反力，當(dāng)這茶樹修剪機(jī)的三個力在工作中交于B時，就會組成一個比較平衡的交力形成系統(tǒng)。 根據(jù)力工程力計算的平衡的原理，從以上的力三角形中，可以計算求得：P1、N、Pab在整個結(jié)構(gòu)中的關(guān)系如下： 在有上式知：當(dāng)時，可以達(dá)到取到一個最大的值。 一般茶樹修剪機(jī)曲柄壓力機(jī)，選取的：，當(dāng)負(fù)荷在設(shè)計中達(dá)到一個相應(yīng)的公稱壓力時，茶樹修剪機(jī)的曲柄轉(zhuǎn)角，僅僅只有30度左右的。因此在茶樹修剪機(jī)計算中可近似認(rèn)為： 將以上的兩式整合后便有： 例如求茶樹修剪機(jī)的公稱壓力角：時,茶樹修剪機(jī)曲軸上齒輪的傳遞扭矩是。 因為當(dāng)茶樹修剪機(jī)時,茶樹修剪機(jī)滑塊能后承受力的作用，大概是大負(fù)荷量160T,所以根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的選擇坯料抵抗，能夠承受的變形的反作用力：允許可以達(dá)到這個的一個數(shù)值,即： 茶樹修剪機(jī)的計算中可查表2-2得： 因此在不考慮茶樹修剪機(jī)摩擦?xí)r傳動的齒輪和傳動的扭矩為: 在茶樹修剪機(jī)的設(shè)計中，針對的一閃該計算中，忽略了每個部件之間的摩擦作用，從茶樹修剪機(jī)滑塊和茶樹修剪機(jī)連桿的受力，來分析,可以根據(jù)計算公式上相對進(jìn)行簡化，使得計算產(chǎn)生的誤差是相對較小的，但在計算茶樹修剪機(jī)曲軸，所需傳動傳遞的扭矩時,應(yīng)把茶樹修剪機(jī)各活動部位的之間的摩擦都需要考慮在內(nèi)進(jìn)行相關(guān)的計算，否則在茶樹修剪機(jī)的計算時，會產(chǎn)生較大的計算誤差,所以應(yīng)考慮茶樹修剪機(jī)因摩擦所增加的扭矩：。 3.3.2考慮摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 茶樹修剪機(jī)曲柄滑塊在傳動機(jī)構(gòu)中的的摩擦分析: 1）茶樹修剪機(jī)滑塊運動時，其傳動的導(dǎo)向面，傳動的導(dǎo)軌之間存在運動方向上的相反作用力，實現(xiàn)工作行程時,茶樹修剪機(jī)的滑塊開始向下進(jìn)行運動,使得導(dǎo)軌對茶樹修剪機(jī)的滑塊形成的摩擦力朝上,所有形成茶樹修剪機(jī)滑塊與茶樹修剪機(jī)導(dǎo)軌之間的阻力矩. 2）茶樹修剪機(jī)軸承與茶樹修剪機(jī)曲軸支承頸之間計算的阻力矩，且根據(jù)下式分析計算得出: 由于茶樹修剪機(jī)小齒輪的作用力：遠(yuǎn)小于：,所以在計算中可以認(rèn)為這兩個支反力的和茶樹修剪機(jī)的 于是上式計算可變?yōu)? 3）茶樹修剪機(jī)連桿大端軸承和茶樹修剪機(jī)曲軸頸之間形成相對應(yīng)的阻力矩,且極計算可按下式可進(jìn)行: 4）茶樹修剪機(jī)連桿小端軸承和茶樹修剪機(jī)連桿銷所形成計算的阻力矩。且計算方式如下： 由整個茶樹修剪機(jī)的,可得茶樹修剪機(jī)曲軸，所需增加的扭矩，在單位時間工作所做的功，計算等于克服磨擦力。即： 式中：—茶樹修剪機(jī)曲柄的角速度； —茶樹修剪機(jī)滑塊的速度； —茶樹修剪機(jī)曲柄和茶樹修剪機(jī)連桿的相對角速度： —茶樹修剪機(jī)連桿的擺動角速度： 所以可以求得茶樹修剪機(jī)的絕對值為： 而 將以上的計算代入，并取=1，經(jīng)整理后得由于摩擦使茶樹修剪機(jī)曲軸所增加的扭矩為： 現(xiàn)以所的茶樹修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的曲柄壓力機(jī)，茶樹修剪機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例,來分析上式中計算的值.有該茶樹修剪機(jī)曲柄壓力機(jī)的參數(shù)如下: R=80mm 代入式子中求得方括號內(nèi)的值,即的值如下: 684.9 681.61 679.95 673.90 661.30 649.40 從以上計算式可以看出, 的值，在隨茶樹修剪機(jī)曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化,但變化相對較小,在計算中近似數(shù)值的大小,可以將看作變化不隨變化的一個常數(shù),并取其值相當(dāng)于=時的時候.因此,上式計算可簡化為： 已知 與茶樹修剪機(jī)不記摩擦的扭矩比較, 最后的到考慮茶樹修剪機(jī)摩擦后曲軸所需傳遞的扭矩: 以上式子中: R——茶樹修剪機(jī)曲柄半徑; ——茶樹修剪機(jī)曲柄的轉(zhuǎn)角; ——茶樹修剪機(jī)連桿系數(shù); ——茶樹修剪機(jī)設(shè)計的摩擦系數(shù),一般取0.05 ——茶樹修剪機(jī)曲軸支承頸的直徑 ——茶樹修剪機(jī)曲軸頸的直徑 ——連茶樹修剪機(jī)桿銷的直徑 ——茶樹修剪機(jī)坯料抵抗變形的反作用力. 3.4 茶樹修剪機(jī)齒輪傳動相關(guān)設(shè)計計算 3.4.1 齒輪傳動的介紹 由于茶樹修剪機(jī)的齒輪傳動中，有能實現(xiàn)傳遞相對應(yīng)較大的扭矩、可以在使用上增加壽命，提高工作效率的高等等優(yōu)點，因此本次設(shè)計的齒輪，在得到了設(shè)計的廣泛應(yīng)用后。但是設(shè)計中選擇使用齒輪傳動，不足之處是會有相應(yīng)的齒輪失效形式：傳動齒輪的折斷、傳動中齒面的磨損、以及齒面?zhèn)鲃邮褂脮r間長后點蝕等情況出現(xiàn)。根據(jù)這些會出現(xiàn)影響使用的情況，對于改茶樹修剪機(jī)曲柄滑塊，在機(jī)構(gòu)中的茶樹修剪機(jī)齒輪傳動部分，針對設(shè)計的內(nèi)容提出下面設(shè)計的兩點基本設(shè)計要求： 1、使用的齒輪需要有足夠的工作承載的能力。可以通過設(shè)計縮小齒輪設(shè)計的尺寸大小，選擇齒輪材料的時候采用適合，經(jīng)濟(jì)成本較高的材料來作為齒輪的材料加工。 2、能夠?qū)崿F(xiàn)的茶樹修剪機(jī)的傳動平穩(wěn)性要達(dá)標(biāo)，達(dá)到一個很好的要求?？梢栽谠O(shè)計中通過減小齒輪的瞬時傳動比，使得傳動比變化，實現(xiàn)保證茶樹修剪機(jī)傳動的平穩(wěn)性的作用。 3.4.2直齒輪傳動 根據(jù)設(shè)計茶樹修剪機(jī)的總體結(jié)構(gòu)以及設(shè)計的方案，茶樹修剪機(jī)的曲柄在滑快的機(jī)構(gòu)中，是有齒輪傳入的結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于茶樹修剪機(jī)的工作的傳遞的力相對比較大，設(shè)計中可以結(jié)合已有設(shè)計方案，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案進(jìn)行分析，確定本此茶樹修剪機(jī)設(shè)計的傳動采用一個雙邊齒輪來實現(xiàn)傳動的效果。在茶樹修剪機(jī)的設(shè)計中為了達(dá)到傳動效果，可以實現(xiàn)平穩(wěn)傳動和足夠工作的承載的能力。本此設(shè)計的的茶樹修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以選擇采用直齒圓柱齒輪實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的設(shè)計。 3.4.3茶樹修剪機(jī)齒輪參數(shù)確定 在設(shè)計茶樹修剪機(jī)的時候，參考同類型的曲柄，在設(shè)計壓力機(jī)的傳動齒輪中的結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計。設(shè)計的有傳動比，i為:6.47形成的初步確定，可以確定齒輪設(shè)計的的相關(guān)參數(shù)，以及設(shè)計的方案如下： 方案一 茶樹修剪機(jī)齒輪設(shè)計的摸數(shù)：m=12mm,采用的是標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，形式為不發(fā)生根切的直齒輪， 設(shè)計的小齒輪的齒數(shù)：,那么可以計算出大齒輪的齒數(shù)為： . . 方案二 茶樹修剪機(jī)齒輪設(shè)計的摸數(shù)：m=12mm，選擇采用型號為變位傳動的齒輪。 由于選擇是采用的是變位傳動齒輪，所有可不考慮齒輪的根切走呀，這時設(shè)計可暫定小齒輪的齒數(shù)設(shè)計為，那么可以計算出大齒輪的傳動的齒數(shù)為： 通過設(shè)計和分析可知，從以上兩種設(shè)計的齒輪的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行比較后可知，諾選擇使用直齒圓拄標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行齒輪的選擇，一般使用中比變位傳動的齒輪，在中心距的設(shè)計上增加了差不多90mm的長度，使得分度圓同時也會增加了156mm左右。為了實現(xiàn)整個的茶樹修剪機(jī)的傳動系統(tǒng)在設(shè)計的機(jī)構(gòu)上的尺寸的減小，可以相對應(yīng)的減輕機(jī)器的設(shè)計的重量和機(jī)器在制造商的節(jié)約材料的特點。結(jié)合文獻(xiàn)資料對近年來茶樹修剪機(jī)曲柄，以及壓力機(jī)一些其它類似的設(shè)備中，使用變位傳動的齒輪的是比較廣泛應(yīng)用的，本次茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)中，設(shè)計茶樹修剪機(jī)曲柄壓力機(jī)，可以選擇采用變位傳動的直齒圓柱輪來實現(xiàn)傳動。設(shè)計的相關(guān)計算參數(shù)如下： 吃力的模數(shù)設(shè)計m=12 壓力角大小的確定a= 變位傳動系數(shù): 設(shè)計的齒數(shù)： 3.4.4齒輪的尺寸初步計算 在設(shè)計過程中，在對以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計計算后，以上數(shù)據(jù)可以根據(jù)選在的齒輪設(shè)接的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計時相關(guān)設(shè)計的尺寸就你行相對的計算公式，計算傳動齒輪的相關(guān)設(shè)計的尺寸如下： 吃力的分度圓直徑計算：D=mz 吃力齒頂圓直徑的計算： . 吃力齒根圓直徑的計算： 吃力的齒頂高計算： 齒的齒根高計算： 吃力的齒全高的計算 3.4.5茶樹修剪機(jī)齒輪的強度校核 在茶樹修剪機(jī)的總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算大齒輪承受的扭距力的作用：M2=515000千克*厘米，齒輪的變位系數(shù)大?。?0.4，齒輪的轉(zhuǎn)速：n=32r/min；在齒輪的加工上的加工精度一般選擇為八級?，F(xiàn)按照茶樹修剪機(jī)彎曲強度，計算方法可以實現(xiàn)的檢驗所的進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以排定齒輪的選擇是否恰當(dāng)可行。并確定選擇的齒輪，在制造上的材料選擇和齒輪加工的熱處理方式選擇等。 確定茶樹修剪機(jī)齒輪選的載荷集中計算的系數(shù)k。 齒輪發(fā)的齒寬與茶樹修剪機(jī)小齒輪節(jié)圓直徑的比值： 茶樹修剪機(jī)齒輪位于茶樹修剪機(jī)兩軸承之間并對稱布置。茶樹修剪機(jī)軸的剛度較好，茶樹修剪機(jī)大齒輪的齒面不準(zhǔn)備火。 確定茶樹修剪機(jī)動載荷系數(shù)： 因為茶樹修剪機(jī)大齒輪是精度在設(shè)計中一般選擇為八級，直齒圓柱傳動的齒輪，起速度一般為： 確定茶樹修剪機(jī)大小齒輪在傳動中的齒形系數(shù)分別為和。 因為茶樹修剪機(jī)是閉式傳動的方式，所有大齒輪的設(shè)計的齒數(shù)為：，設(shè)計的傳動的變位系數(shù)：，又因為設(shè)計的小齒輪傳的齒數(shù)：,使得變位系計算的數(shù)： 。 對于茶樹修剪機(jī)小齒輪 的分析； 根據(jù)生產(chǎn)的工廠的在計算的實際條件，并參照機(jī)械設(shè)計中的齒輪的許用應(yīng)力值：）選定茶樹修剪機(jī)大、小齒輪的材料選擇以及相對應(yīng)材料的熱處理方式。為了齒輪的保證牙齒在工作中不會因彎曲疲勞受力折斷，所有在齒輪的選擇上允許彎曲應(yīng)力，計算中不應(yīng)小于齒輪齒根處設(shè)計的最大彎曲的應(yīng)力.所以大茶樹修剪機(jī)齒輪需要用進(jìn)行正火處理,茶樹修剪機(jī)小齒輪可以選擇使用鍛鋼45，也可以選擇使用40Cr調(diào)質(zhì)可以使用制成. 計算茶樹修剪機(jī)小輪直徑: 茶樹修剪機(jī)工作的載荷系數(shù)：K=KAKVKβ 取KA=1（表8-2），KV=1.15，Kβ=1.09（表8-3） K=1×1.15×1.09=1.25 茶樹修剪機(jī)小輪傳遞的轉(zhuǎn)矩計算： T1=9.55×106p/n=9.55×106×5.5/960=54713.5Nmm 茶樹修剪機(jī)彈性變形系數(shù)：ZE=189.8（表10-5）。 計算節(jié)點區(qū)域系數(shù)：ZH=2.5。 將以上計算的參數(shù)數(shù)據(jù)代入上式得： d1≥mm ④確定茶樹修剪機(jī)主要參數(shù) 求齒輪的傳動的中心距a a=(d1+d2)/2=d1(1+i/2)=51.86×(1+4.45)/2=141.32 mm 在計算后圓整，?。篴=145mm，則d1的計算值變?yōu)?3.2mm。 計算齒輪的模數(shù)： m=d1/z1=53.2/22=2.4mm 取標(biāo)茶樹修剪機(jī)齒輪的設(shè)計的準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm。 求z1、z2 總齒數(shù)： zc=z1+z2=2a/m=2×145/2.5=116 若Zc不等于設(shè)計的整數(shù)時，可改變齒輪的模數(shù)值，因：zc=z1(1+i) 故：z1=zc/(1+i)=116/(1+4.45)=21.28 取：z1=22（因最后d1必須大于接觸強度公式所求d值）。則 z2=zc-z1=116-22=94 實際：i=z2/z1=94/22=4.27 傳動比的變動量為： 可用。 求茶樹修剪機(jī)小齒輪工作寬度： d1=z1m=22×2.5=55mm>51.86mm 計算茶樹修剪機(jī)齒輪的工作寬度： b=dd=1×55=55mm 取b2=55mm，b1=60mm. ⑤ 校核：彎曲強度； 由式： ， 分別驗算茶樹修剪機(jī)兩輪齒根彎曲強度。 計算圓周力： N 齒形系數(shù)YFa、應(yīng)力修正系數(shù)Ysa 當(dāng) z1=22，YFa1=2.78，Ysa1=1.61， z2=94，YFa2=2.22，Ysa2=1.87， 則 MPa MPa ⑥ 主要幾何尺寸 m=2.5mm，z1=22，z2=94， d1=55mm，d2=z2m=94×2.5=235mm， da1=m(z1+2)=2.5×(22+2)=60mm， da2=m(z2+2)=2.5×(94+2)=240mm， df1=m(z1-2.5)=2.5×(22-2.5)=48.75mm df2=m(z2-2.5)=2.5×(94-2.5)=228.75mm b=55，取b1=60mm，b2=55mm， a=(d1+d2)/2=(55+235)/2=145mm 第四章 茶樹修剪機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1茶樹修剪機(jī)往復(fù)式刀片機(jī)構(gòu) 由于本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)可以修剪幅度是較大的，所以在設(shè)計茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，特別是刀刃的設(shè)計。不僅要考慮到設(shè)計的單個刀刃材料的選擇和制造后的刀具，要有足夠的剛度和強度，而且茶樹修剪機(jī)的整個的設(shè)備還需要保證整體的穩(wěn)定性，所有對刀具的整個刀片都要求有足夠的剛度。所以本次設(shè)計的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計刀片規(guī)格設(shè)計的樣式如下圖所示： 圖4.1主刀具二維圖 圖4 .2 主刀具刀刃局部圖 茶樹修剪機(jī)的刀片的單刃長度設(shè)計為60mm，其寬度尺寸設(shè)計為50mm，在茶樹修剪機(jī)的工作過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)主刀組在切削的時候，有效實現(xiàn)切削刀刃數(shù)設(shè)計為14個，可以實現(xiàn)對茶樹的切割的有效切削寬度設(shè)計為1.4m，在刀具的側(cè)邊，還設(shè)計了測刀具，這組側(cè)刀組能夠?qū)崿F(xiàn)的有效切削刀刃個數(shù)為8個左右為最佳，測刀具的實際的有效切削寬度設(shè)計為0.8m，兩組刀具的刀刃中心線間距在100mm，可以更好的實現(xiàn)刀片在相互工作運動時候的相對運動行程為100mm。切削的速度為0.5m/s，使得刀刃切削的重復(fù)度可以按找0.5來計算，則可以計算出刀具的切屑速度為1000次/每分鐘，實現(xiàn)一次往復(fù)運動切削的有效過程為2次切割，使得每分鐘切削1000次，則單個的刀片在運動上的往復(fù)運動可以為500次/分鐘。 4.1.1茶樹修剪機(jī)刀片材料的選擇 在本次的設(shè)計中，選擇的刀片是需要在高速的切削環(huán)境下實現(xiàn)工作的部件，所有在剪切的切削過程中，刀具會受到很大的手里作用和摩擦力和以及相應(yīng)的擠壓力。因此在設(shè)計中，制造刀片選擇的的材料要下選擇有具有較高的硬度的材料、能夠?qū)崿F(xiàn)的耐磨性及其獨特的韌性作用，在切割上才不會受損，基于以上的分析，上述設(shè)計的要求，可以查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，選擇刀具的材料為W18Cr4V，這種高速工具鋼，在作為刀片的材料上是符合設(shè)計的要求的。 切刀采用W18Cr4V，因為這種話采用是應(yīng)用最廣的一種刀具使用的高速工具鋼，這種攻擊高的性能很好：這種材料具有較高的材料硬度，在通過熱處理后，其硬度可以達(dá)到：63-66HRC是非常高的有一個硬度,還有他的抗彎強度是非常好的，一般可以達(dá)到3500MPa左右，在生產(chǎn)加工中還易于磨削的加工。屬于選擇它的優(yōu)點是：選擇使用的通用性比較好，可以達(dá)到的工藝比較成熟。 4.2 機(jī)架的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.2.1機(jī)框的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計過程中，在完成上述談到的刀具和其結(jié)構(gòu)的設(shè)計以后，可以根據(jù)已經(jīng)設(shè)計好的部件來確定設(shè)計其他的結(jié)構(gòu)形式，以上的結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)容確定后可以來確定設(shè)計機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式和尺寸要求，在設(shè)計過程中，機(jī)架的結(jié)構(gòu)不易太過于復(fù)雜，以減少其自身的重量。在設(shè)計的時候主要設(shè)計的內(nèi)容，可以包括以下幾個設(shè)計的方面，來衡量機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)茶樹修剪機(jī)的機(jī)框和設(shè)備的機(jī)頭的結(jié)構(gòu)合理的設(shè)計，加上上述設(shè)計的帶和茶樹修剪機(jī)軸的尺寸設(shè)計過程。選擇的機(jī)框是用來實現(xiàn)放置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的、傳動的齒輪和茶樹修剪機(jī)曲柄滑塊的。根據(jù)以上的設(shè)計內(nèi)容，基于的茶樹修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的參數(shù)，綜合進(jìn)行分析和考慮，就可以的、設(shè)計的茶樹修剪機(jī)結(jié)構(gòu)來設(shè)計出機(jī)架的整體外形的結(jié)構(gòu)，外形尺寸為近似于300×350×350mm。 4.3茶樹修剪機(jī)的使用注意事項 茶園茶樹修剪機(jī)在工作面，在維修的時候做好人身安全，保護(hù)設(shè)備的防護(hù)工作，更換內(nèi)部部件、上蓋箱體、以及控制閥系統(tǒng)等壓件時，要先進(jìn)行分析，對其全部了解以后再做工作。 茶園茶樹修剪機(jī)上的各軸、抽屜、調(diào)壓閥及各線路管路系統(tǒng)的維修等，在有茶園茶樹修剪機(jī)壓力的情況下，不得進(jìn)行茶園茶樹修剪機(jī)修理與茶園茶樹修剪機(jī)零部件的更換，必須停止工作后，斷開相關(guān)線路卸載后進(jìn)行。 茶園茶樹修剪機(jī)上使用的各茶園茶樹修剪機(jī)油缸和茶園茶樹修剪機(jī)閥體等元件，備換的各種茶園茶樹修剪機(jī)軟管、茶園茶樹修剪機(jī)支柱、茶園茶樹修剪機(jī)箱體與各種茶園茶樹修剪機(jī)閥件的進(jìn)出口，必須先準(zhǔn)備和用合適的堵頭進(jìn)行保護(hù)，并在機(jī)油的存放與電機(jī)的搬運過程中，防止茶園茶樹修剪機(jī)堵頭擰掉與茶園茶樹修剪機(jī)部件的脫落，影響茶園茶樹修剪機(jī)液壓系統(tǒng)的正常工作。 茶園茶樹修剪機(jī)部件，開關(guān)機(jī)前的開口部件，在正常使用的情況下，當(dāng)茶園茶樹修剪機(jī)割過剩余茶樹后，行程切刀后，產(chǎn)生各類震動，需要注意排放的安全性，不能使得使用的人員收到傷害。需要減壓排放等，實現(xiàn)可靠性的設(shè)計要求，排放的物質(zhì)在排除之前，需要對其進(jìn)行是否達(dá)到排放許可的檢查。這樣產(chǎn)生的氣體有害，檢查開關(guān)會自動提醒后再做后處理。因為茶園茶樹修剪機(jī)將會擺放在茶園。所有在生產(chǎn)后需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性能的分析和檢驗。在家的使用才會得到安全，個設(shè)計的外部結(jié)構(gòu)必須可靠安全，防止對小孩等造成傷害。整個結(jié)構(gòu)內(nèi)部處理系統(tǒng)應(yīng)該為密封結(jié)構(gòu)。所有處理的都不能自動外泄或排除。要有合理的處理方式才能排出。達(dá)到設(shè)計的要求。排放發(fā)的氣體可以直接接到房子外面。在檢查開關(guān)沒有問題情況下將二氧化碳等無害氣體排放到空氣中。 在使用的和過程中要及時調(diào)整茶園茶樹修剪機(jī)，茶園茶樹修剪機(jī)部件扎底、是否下滑，否則影響茶園茶樹修剪機(jī)， 切割茶樹以及產(chǎn)生雜物的過程需要嚴(yán)格控制，屬于可燃物的類型，防止過程發(fā)生火花造成火災(zāi)；因為可能造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碰傷和損壞茶園茶樹修剪機(jī)設(shè)備等。要防止茶園茶樹修剪機(jī)上述事故，必須嚴(yán)格按茶園茶樹修剪機(jī)操作程度和茶園茶樹修剪機(jī)格要求，正確操作茶園茶樹修剪機(jī)和使用茶園茶樹修剪機(jī)各種防護(hù)設(shè)施，使茶園茶樹修剪機(jī)的使用起到有效防護(hù)作用。 結(jié)論 在本次的茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計中，從設(shè)計的總體上分析來講，主要可以把整個的設(shè)計階段分為一下兩個設(shè)計的階段： 在設(shè)計的第一個階段，就是查閱相關(guān)于茶樹修剪機(jī)的大量的資料，學(xué)習(xí)相關(guān)的設(shè)計基礎(chǔ)，進(jìn)行整個結(jié)構(gòu)的總體分析和構(gòu)思。在結(jié)構(gòu)設(shè)計和一些特殊的零部件的結(jié)構(gòu)確定和設(shè)計中。首先要更好的確定茶樹修剪機(jī)在工作中的總體達(dá)到的一個穩(wěn)定性的要求。使得設(shè)計的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的傳動方案可靠、安全。再進(jìn)入到茶樹修剪機(jī)德零部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計設(shè)計。使得整個的設(shè)計的結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中不會出現(xiàn)過多的更改等情況，對設(shè)計的計算和公式的應(yīng)用和校核計算式比較多的，加上在設(shè)計的時候有大量的設(shè)計計算和需要參閱先對應(yīng)的資料，感覺整個的設(shè)計是比較枯燥的，在大多結(jié)構(gòu)確定后，很多的尺寸都要經(jīng)過計算和校核來設(shè)計出比較可靠的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)的設(shè)計原則和設(shè)計的經(jīng)驗而得出最后的結(jié)果。在茶樹修剪機(jī)的主要部件的設(shè)計中，也就是刀片和機(jī)架的設(shè)計中，針對的是一些都是非標(biāo)件的設(shè)計，這種非標(biāo)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是很難的，為此還需要專門的去了解刀具的的結(jié)構(gòu)方面的文獻(xiàn)和相對應(yīng)的設(shè)計資料，最終選擇采用弧形結(jié)構(gòu)的刃口，來設(shè)計切割茶樹枝干的刀具，可以在工作中適當(dāng)?shù)慕档蛯Σ铇涞膿p傷。在機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要是設(shè)計的尺寸，只能根據(jù)前面部件的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)，來完成對機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要考慮各個零部件之間的相互寸來確定機(jī)架的尺寸。 本次設(shè)計的第二個階段，就是對茶樹修剪機(jī)的圖紙繪制，以及的茶樹修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書的編寫。這個設(shè)計的階段，需要完成刀具的相應(yīng)計算和茶樹修剪機(jī)帶輪的零件圖，完成最終設(shè)計的裝配圖的繪制。茶樹修剪機(jī)對機(jī)械制圖和設(shè)計中的公差配合等要求較高，再根據(jù)茶樹修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對設(shè)計的尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制和尺寸的標(biāo)注。 這次的結(jié)構(gòu)設(shè)計中不足之處在于自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識很匱乏，導(dǎo)致我的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程進(jìn)展的很困難。例如：在的結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)架時，我只能根據(jù)緒論里的技術(shù)指標(biāo)以及的結(jié)構(gòu)設(shè)計好的各個零部件的尺寸來確定機(jī)架的尺寸，尤其在的結(jié)構(gòu)設(shè)計各個零件之間如何固定連接很困難。 參考文獻(xiàn) [1]西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計第八版.高等教育出版社.2002：395-773. [2]吳宗澤，羅圣國.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006. [3]南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院.木材切削原理與刀具[M].北京：中國林業(yè)出版社.1993：177-181. [4]肖正福，劉淑琴，胡宣萱.木材切削刀具學(xué)[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社.1993：383-387. [5] 吳良軍，金洪，于濤，樹枝力學(xué)特性的試驗研究.林業(yè)機(jī)械于木工機(jī)械，2000，（8）：32-33. [6]H·李斯特A·匹辛格.內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計總輪[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1983：286-292. [7]溫松明.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].湖南大學(xué)出版社，2003：8-17. [8]洪鐘德.簡明機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2002：395-773. [9]《木工技術(shù)問答》編寫組.木工技術(shù)問答[M].北京出版社，1986：82-128. [10]中國建筑西南的結(jié)構(gòu)設(shè)計院，四川省建筑科學(xué)研究院，重慶建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計院.木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，1993：1-17. [11] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)