11 緒論 園林綠化機(jī)械的應(yīng)用 發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)工作用途, 目前使用的園林綠化機(jī)械歸納起來, 大致分為下列幾種類型: ① 剪割機(jī)械; ② 噴灌機(jī)械; ③ 林木病蟲害防治機(jī)械; ④ 整地機(jī)械等。園林綠化機(jī)械多數(shù)是在農(nóng)業(yè)機(jī)械的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 林業(yè)工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品不多, 規(guī)格單一, 難以滿足各方的需要。 因此隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 城市建設(shè)的蒸蒸日上, 園林綠化機(jī)械產(chǎn)品的需求量必然會(huì)增多。目前各地使用的園林綠化機(jī)械, 國(guó)內(nèi)產(chǎn)品少, 正引進(jìn)一批國(guó)外的產(chǎn)品, 以彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)園林綠化機(jī)械的不足。 也為我國(guó)發(fā)展園林綠化機(jī)械提供了參考依據(jù)。園林綠化機(jī)械作為林業(yè)機(jī)械的一個(gè)分支，它的發(fā)展只有 50 年左右的歷史，它是隨著城市園林化，特別是草坪業(yè)的發(fā)展，而逐步發(fā)展壯大起來。 良好的環(huán)境，合理的生態(tài)系統(tǒng)，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的搖籃和襁褓。隨著生活水平的提高，人們對(duì)生活環(huán)境的要求也越來越高。綠籬在城市道路和園林綠化中也占有重要地位 。因其可修剪成各種造型，并能相互組合，從而提高了觀賞效果和城市的美化。此外，綠籬還能起到遮蓋不良視點(diǎn)、隔離防護(hù)和防塵防噪等作用。 綠籬生長(zhǎng)會(huì)成各種各樣的形狀，因此對(duì)綠籬的修剪工作非常重要。1.1 綠籬修剪機(jī)的發(fā)展為了獲得造型各異的樹木、 綠籬及草坪等,都需要按規(guī)定進(jìn)行不同的修剪作業(yè)。草坪修剪機(jī)分為滾切式、 旋刀式、 剪切式三大類,按動(dòng)力則分為手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩類。機(jī)動(dòng)修剪機(jī)有乘座式及手推車式。中浩生產(chǎn)的旋刀式剪草機(jī), 動(dòng)力系 2. 94kw 單缸 4 沖程汽油機(jī)。每班可剪草 2 000m2,機(jī)重 40kg。對(duì)地面坡度適應(yīng)性較差。上海園林工具廠生產(chǎn) JCG250 型手推草坪修剪機(jī)有 6 片滾刀旋轉(zhuǎn)切刈草坪, 幅寬 250mm,地面坡度適應(yīng)性較好,但效率較低。近年來大部分綠化部門都使用進(jìn)口澳洲陸寶( ROVER) 45. 7cm( 18!)草坪機(jī)其特點(diǎn)為刀片耐磨、 噪聲低、 震動(dòng)小、 對(duì)坡地適應(yīng)性較好。陸寶 45. 7cm 系列草坪修剪機(jī)動(dòng)力系單缸 4 沖程汽油機(jī),功率 2. 94kw、 4. 41kw 多種, 刀片為剪切式。為實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用 ,改換工作部件后可進(jìn)行掃雪作業(yè)。用于綠籬修剪作業(yè)機(jī)具的研制我國(guó)起步較早,生產(chǎn)的幾種機(jī)型, 如北京園林機(jī)械廠研制的中頻電機(jī)為動(dòng)力的雙動(dòng)往復(fù)刀片式;上海園林工具廠生產(chǎn)的電動(dòng)旋刀式,刀片呈輻射狀,定刀片對(duì)枝條起支承作用,動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)則進(jìn)行切割,該機(jī)需配- 12V 的蓄電池。從使用角度看, 配置不大合里。效率不是很高。現(xiàn)在對(duì)這類機(jī)具一般采用進(jìn)口的較好。如日本產(chǎn) E7B750、 HT750 型, 此機(jī)動(dòng)力系單缸 4 沖程汽油機(jī),體積小、 重量輕、 噪音小、 工作效率高。人行道兩邊樹木多為銀中楊、 白楊、 梧桐等喬木。其樹形高大, 一般高于 5m,每年要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男藜?以控制樹勢(shì)。一般高枝直徑在 20mm 以下的宜用手動(dòng)高枝剪, 臺(tái)灣和青島合資 3m 伸縮 HA200 型,工作高度 4m, 適于修剪行道樹和園內(nèi)綠化樹木。日本巴尼高枝剪, 除剪枝、 鋸枝外還能摘果。1.2 綠籬修剪機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 綠籬移動(dòng)修剪作業(yè)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的研究，有助于綠籬移動(dòng)修剪作業(yè)機(jī)械系統(tǒng)和移動(dòng)機(jī)械手控制的研究和實(shí)現(xiàn)，對(duì)提升我國(guó)環(huán)境綠化作業(yè)機(jī)械裝備水平也具有重要的實(shí)際意義和科學(xué)價(jià)值。1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析我國(guó)對(duì)于綠籬修剪作業(yè)機(jī)具的研制起步較早，生產(chǎn)了幾種機(jī)型，如北京園林機(jī)械廠研制的以中頻電機(jī)為動(dòng)力的雙動(dòng)往復(fù)刀片式 ；上海園林工具廠生產(chǎn)的電動(dòng)旋刀式，其刀片呈輻射狀，定刀片對(duì)枝條起支承作用，動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)則進(jìn)行切割，該機(jī)需配 12V 的蓄電池。從使用角度看其配置不太合理，效率不是很高。目前在我國(guó)城市道路以及企事業(yè)單位的道路綠籬，普遍采用的是手持式油鋸或手動(dòng)修枝剪國(guó)內(nèi)目前只生產(chǎn) LT 系列等便攜式綠籬修剪2機(jī)。高枝修剪機(jī)有鋸式和剪切式兩類，傳動(dòng)方式以液壓、氣動(dòng)為多，比較有名的有小松、SOLO、STIHL 等。1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析修剪機(jī)有汽油機(jī)作動(dòng)力的，也有電動(dòng)的，切割機(jī)械以往復(fù)式為多，日本的小松、德 國(guó)的 STIHL、瑞典的 HUSQVARAN 等均生產(chǎn)有各種不同規(guī)格的便攜式綠籬修剪機(jī)。歐洲還生產(chǎn)一種車載臂架懸掛式綠籬修剪機(jī)，它可以修剪高度或?qū)挾缺容^大的綠籬。國(guó)內(nèi)外對(duì)小型綠籬修枝機(jī)的研究，主要集中在對(duì)單缸汽油機(jī)為動(dòng)力的手持式油鋸和手動(dòng)修枝剪等園藝剪枝器具， 研究的主要方面在于如何提高其刀具的使用壽命上（如材料、刀刃的壽命等） ，而對(duì) 電動(dòng)器具的研究與開發(fā)則少有開展，2002 年有報(bào)道陜西省韓城市建設(shè)局園林綠化技術(shù)人員研制成功電動(dòng)推走式綠籬修剪機(jī)，但該機(jī)使用 220V 電源，需要外接交流電源 。因此，設(shè)計(jì)一種依靠蓄電池提供能源、由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)成形修剪的新型綠籬修剪機(jī)來代替 由單缸汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的綠籬修剪機(jī)，用以克服上述缺點(diǎn)，其應(yīng)用前景看好。大型自走式綠籬修剪機(jī)主要有車載式和臂架懸掛式兩種，技術(shù)比較成熟的有以下 3 種機(jī)型：一是車載式綠籬修剪機(jī)；二是車載懸掛式綠籬修剪機(jī)；三是臂架懸掛式綠籬修剪機(jī) 其中，臂架懸掛式綠籬修剪機(jī)一般是懸掛在小型拖拉機(jī)上的，可利用拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng) (也可用單獨(dú)的液壓系統(tǒng)) 對(duì)臂架和工作裝置進(jìn)行控制。1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路1.3.1 設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的任務(wù)要求查閱相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行歸納整理 ，并進(jìn)行總結(jié)，從而梳理思路，進(jìn)行綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)1.3.2 設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究的內(nèi)容（1） 整機(jī)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)課本所學(xué)知識(shí)及課外的相關(guān)資料，進(jìn)行概括總結(jié)出該機(jī)器的工作原理，根據(jù)機(jī)器的工作原理，查看并思考自己設(shè)計(jì)該機(jī)器需要什么機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)幾個(gè)機(jī)構(gòu)；什么裝置，有幾個(gè)裝置等等。（2）傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)的方案必須要滿足綠籬修剪機(jī)的各項(xiàng)工作性能要求（3）關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵零部件直接影響著機(jī)器的性能，在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要結(jié)構(gòu)合理。所選的零件必須要經(jīng)過充分的試驗(yàn)研究，每個(gè)零件結(jié)構(gòu)參數(shù)必須準(zhǔn)確。1.3.3 存在問題及解決思路存在的問題是整體的設(shè)計(jì)思路是不是清晰，機(jī)器的整體以及各個(gè)機(jī)構(gòu)的組成部分設(shè)計(jì)是不是符合機(jī)器的設(shè)計(jì)的要求。解決辦法是先為自己設(shè)計(jì)的機(jī)器寫一個(gè)完成課題的計(jì)劃時(shí)間，做個(gè)設(shè)計(jì)方案，把設(shè)計(jì)好的方案讓指導(dǎo)老師檢查指導(dǎo)，再進(jìn)行修改。安課題的計(jì)劃分布完成每一個(gè)計(jì)劃的內(nèi)容。根據(jù)機(jī)器畫出草圖，用三維軟件畫出機(jī)構(gòu)的裝配及各個(gè)機(jī)構(gòu)的圖。2 綠籬修剪機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)組成綠籬修剪機(jī)主要部件有：機(jī)架、電機(jī)、電瓶、手動(dòng)式液壓泵、帶、帶輪、鏈、鏈輪、刀具、升降柱、曲軸、軸及及滑塊等?？傃b圖如圖 2-1 所示31.腳輪 2.手動(dòng)式液壓泵 3.電機(jī) 4.電瓶 5.機(jī)架 6.主動(dòng)鏈輪 7.從動(dòng)皮帶輪8.手把 9.張緊鏈輪 10.從動(dòng)鏈輪 11.升降柱 12.刀具 13.滑塊 14.曲軸 15.軸 圖 2-1 總裝示意圖2.2 工作原理2.2.1 工作原理本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:以堅(jiān)固的小型手推車臺(tái)面為基臺(tái)，臺(tái)面還放置電機(jī)和電瓶( 以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力)或油箱( 以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力) ，在基臺(tái)上有兩組機(jī)架，一組機(jī)架上裝置與電機(jī)傳動(dòng)的帶輪；一組機(jī)架裝置刀具，刀具與升降柱相連接，升降柱與手動(dòng)式液壓泵相連接。電機(jī)上裝有小的皮帶輪，經(jīng)過皮帶輪的減速，與大皮帶輪同軸上有小鏈輪，經(jīng)過鏈條將動(dòng)力傳到從動(dòng)鏈輪上，從動(dòng)鏈輪與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相連接，曲柄連桿與滑塊相連接，滑塊與上刀片相連接，下刀片固定到固定裝置的固定板上，上刀片做往復(fù)運(yùn)動(dòng)與下刀片相剪切做功。其工作原理傳動(dòng)示意圖如圖 2-2 所示4圖 2-2 動(dòng)力傳動(dòng)示意圖2.2.2 工作過程其一般工作過程是：電動(dòng)機(jī)工作經(jīng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)而減速，在再由曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀片做往復(fù)運(yùn)動(dòng)使刀具工作。與大皮帶輪同軸上有小鏈輪，曲柄連桿上按有大鏈輪，鏈上有張緊輪。在支撐刀架的基座上安裝手動(dòng)式液壓泵，在基座上有上下移動(dòng)的導(dǎo)軌，根據(jù)綠籬的高度用法手動(dòng)式液壓缸調(diào)節(jié)刀片的高度。3 綠籬修剪機(jī)的零部件設(shè)計(jì)3.1 動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù) 現(xiàn) 有 園 林 機(jī) 械 參，刀片齒數(shù)為 18，刀片轉(zhuǎn)速為 1000r / min。 由此可得，修剪時(shí)每秒的剪切距離為 550mm，刀片轉(zhuǎn)速為 1000/60 = 16.67r / s，所以刀片每轉(zhuǎn)一圈的剪切距離為 550 /16.67 = 33.0mm 。由于修剪時(shí)刀片處于全部工作狀態(tài)，有效的剪切距離為 33.0m，所以每齒的剪切距離為 33.0 /18 = 1. 83mm。 由圖進(jìn)給量與單位切削力的關(guān)系可知，單位切削力約為 5N / mm。所以，切削力 F = 55N，剪切時(shí)刀軸扭矩 T =F·l = 1.1N·m，剪切所需功率為 P1= 1 000T /9 550 =0. 115kW=155W。常用的動(dòng)力設(shè)備有電動(dòng)機(jī) 汽油機(jī)和柴油機(jī) 按照綠籬修剪機(jī)在外工作，所需的功率不是很大，電動(dòng)機(jī)又小巧輕便，轉(zhuǎn)速高和易啟動(dòng)等特點(diǎn)，故選用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力.電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力 由于綠籬枝椏的最大直徑為 15mm，按照相似設(shè)計(jì)的原則， 參照技術(shù)成熟的割灌機(jī)的動(dòng)力， 再考慮到該機(jī)有自走裝置， 選擇功率為 0.75kW 的直流電動(dòng)機(jī).3.2 確定電動(dòng)機(jī)的功率3.2.1 確定電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)所需工作功率為因 因此 (3-1)??wdpP?KWFV10KWdPα10ηFV?Pd—電動(dòng)機(jī)所需要的實(shí)際功率，單位為 kw—工作機(jī)所需要的輸入功率，單位為 kww—電動(dòng)機(jī)工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率??按照設(shè)計(jì)手冊(cè)確定各部分效率為：V 帶傳動(dòng)效率 滾動(dòng)軸承座傳動(dòng)效率 ,98.01??鏈的傳動(dòng)效率 = 0.9 代入得 ,9.02?3? 87.09.32 ???5由設(shè)計(jì)要求知 n =2800 r/min所以 srad/290380?????所以 1Jtpw取質(zhì)量 m =10 kg，R =100 mm而 0.005???22.0J所以 68.95.0wP所需電動(dòng)機(jī)功率為： 7.0??wdPp因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 de?由參考資料中電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，所以初步定為電動(dòng)機(jī)功率為 0.8 KW。額定功率相等的同類型電動(dòng)機(jī)，可以有好幾種轉(zhuǎn)速可選擇，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，極對(duì)數(shù)少，尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格也便宜，但會(huì)使傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比加大，結(jié)構(gòu)尺寸偏長(zhǎng)，成本也會(huì)變高，若選用低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則相反。根據(jù)小型飼料攪拌機(jī)的總體設(shè)計(jì)以及其傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)選用同步轉(zhuǎn)速為 2800 r/min 的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 ZQ-43.3 鏈及鏈輪設(shè)計(jì)3.3.1 選擇鏈輪齒數(shù) Z1、Z2根據(jù)工作條件，初步確定傳動(dòng)比為 3：1，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，參數(shù)由表 1 得： 選取小鏈輪齒數(shù)為 =25，大鏈輪為 =751Z2Z表 1 小鏈輪的齒數(shù)選擇， 取奇數(shù)，鏈節(jié)數(shù) L 為偶數(shù)時(shí)，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻。1?2p3.3.2 確定鏈條節(jié)距 p小鏈輪轉(zhuǎn)速，小鏈輪齒數(shù)系數(shù)= （3-2）zK08.19??????Z得修正系數(shù) =1.34. 則 。為使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，宜選取小節(jié)距單Z0.1?AK排鏈。根據(jù)工作要求確定其小鏈輪轉(zhuǎn)速為每分鐘 180 轉(zhuǎn)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，參數(shù)由表 3 確定鏈號(hào)為 10A-1-87 GB/T1243-1997，再由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)手冊(cè)查得鏈節(jié)距 mp87.1?63.3.3 確定鏈長(zhǎng) L 及中心距若鏈傳動(dòng)中心距過小，則小鏈輪上的包角也小，同時(shí)嚙合的鏈輪齒數(shù)也減?。蝗糁行木噙^大，則易使；鏈條抖動(dòng)。一般可取中心距 ,最大中心距 。pa)50~3(?pa80mx?鏈條長(zhǎng)度用鏈的節(jié)數(shù) 表示。按帶傳動(dòng)求帶長(zhǎng)的公式可導(dǎo)出P2121??????????ZapZpaL（3-3）初定中心距 ，即中心距為 63540中心距減小量： = aa)04.~2.(??54.2~7.1實(shí)際中心距： 633.73 取 =634 ?' '鏈的節(jié)數(shù)，由式（3-3）可得 3pL3.3.4 驗(yàn)證鏈速又公式 （3-smnzpzv106021??4）即： s20.1875.1 ?3.4 鏈輪尺寸3.4.1 小鏈輪分度圓直徑 （3-zpd180sin?5）注：d——齒輪分度圓直徑，mm； ——鏈條節(jié)距，mm；p——鏈輪的齒數(shù);z計(jì)算得：127580sin.?d齒頂圓直徑 （3-1.dpa??6）注： ——鏈輪齒頂圓直徑，mm；ad——鏈條的節(jié)距，mm；p7——鏈輪的齒數(shù)z計(jì)算得：136.68????????2.10875.2.1725.11dpda齒根圓直徑 (3-7)f注： ——鏈輪齒根圓直徑，mm；f——滾子外徑， mm1d計(jì)算得：116.84 ???16.0271f如圖 3-1 所示圖 3-1 小鏈輪示意圖3.4.2 大鏈輪 分度圓直徑 zpD180sin?即： 378510sin.i?齒頂圓直徑 =d+1.25p-d aD1261.58 ????????74.185.2.1725.dp8齒根圓直徑 =d- d fD1241.74 ???74.138f加工連輪還需要確定鏈輪的參數(shù)：齒側(cè)圓弧半徑 滾子定位圓弧半徑 和滾子定位角erir。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，這三個(gè)參數(shù)均有一定的取值范圍如下表 2 所示。?表 2 鏈輪打參數(shù)表表中 表示滾子外徑， 。對(duì)于鏈輪 1 和鏈輪 2， 都取最大值，rd10.6rdm?irmm0.5.ii?????????對(duì)于鏈輪 1 =65.43 mm (3-8) 28()errz?=140 - =136.4 (3-9)?1019對(duì)于鏈輪 2 =217.83 mm2.8()errdz??=138.229014???為實(shí)現(xiàn)鏈輪與鏈輪軸的配合，兩鏈輪都應(yīng)在起中心開有直徑為 50 mm（即軸的直徑為50 mm）的通孔。根據(jù)軸的直徑大小，查閱《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，兩連輪和與其配合的軸都應(yīng)開有 16×10mm 的鍵槽。由于綠籬的高度不一樣，為了使綠籬修剪機(jī)在不同的高度進(jìn)行修剪工作，在鏈的傳動(dòng)設(shè)置一個(gè)張緊鏈輪，以適應(yīng)刀具在不同的高度中工作。刀具高度升降調(diào)整高度在 30cm 范圍內(nèi)。3.4 帶及帶輪的設(shè)計(jì)3.4.1 V 帶的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇普通 V 帶3.4.2 設(shè)計(jì)功率根據(jù)工作情況由表 13-8，得 。則有公式 （4-1）0.1?AKPKAc?9得 0.75KW?cP3.4.3 選定帶型根據(jù) 0.75KW 和 ，有圖 13-15 知：位于 A 區(qū)域，選定 A 型帶。c min280n3.4.4 帶輪的基準(zhǔn)直徑由機(jī)械手冊(cè)表 13-9,d 不應(yīng)小于 90，取 d=150mm，由于傳動(dòng)比為 3：1，d1=250mm。3.4.5 驗(yàn)算帶速由公式 （4-2）sndV106???得： ， 在 的范圍內(nèi)， V 過9.2105?sms25~小則傳遞的功率小，過大則離心率大。3.4.6 初定軸間距取 a=800)()(7.021021dad???3.4.7 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（4-3）??02121042aaL???得：mm?? 231804)52()510(282021210 ?????????dd查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13-2 對(duì) A 型帶選用 2240mmdL3.4.8 計(jì)算實(shí)際中心距（4-4）200Lad???得： 809mm???231408考慮帶傳動(dòng)的安裝、調(diào)整和 V 張緊的需要，中心距變動(dòng)范圍為：).(~)15.0(ddLaa?小輪包角由 （4-5）oo357812????得： ????003.57812.a o8.123.4.9 求 V 帶根數(shù)由 （4-6）LcKPZ?)(0???n=2800r/min d=120mm 10查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13-4 得 1.45KW 傳動(dòng)比為 3：1?0P查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13-5 得 0.34 ?查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13-7 得 0.99?K查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13-2 得 1?L得： 1.6 取 Z=2 ????????19.0)34.5(70LcpPZ?3.4.10 單根 V 帶的預(yù)緊力查表 13-1 得 q=0.1kg/m （4-20)15.(qvKzvFc??7） 解得： 81.5N???????? 220 9.10)9.52(1750).(vzvPc?3.4.11 壓軸力（4-2sin10FQ8） 解得： 326N ???8.7si00Q如圖 3-2 所示圖 3-2 帶輪示意圖3.5 軸及軸承的設(shè)計(jì) 3.5.1 主軸設(shè)計(jì)根據(jù)皮帶輪的大小可以計(jì)算出來和帶輪配合的軸的直徑，根據(jù)設(shè)計(jì)和安裝的要求軸的11尺寸如下：軸長(zhǎng)：830mm，連接有帶輪的軸端到軸肩的距離 55mm，軸的連接帶輪的軸徑為：32mm;軸肩軸徑為 38mm，與滾動(dòng)軸承座配合的軸徑為：40mm, 與鏈輪相連接的軸徑為20mm,軸肩軸徑為 22mm，鏈輪與帶輪的軸肩距離為 30mm。安裝時(shí)先把皮帶輪安裝好固定住，在安裝鏈輪。主軸的示意圖如 3-3 所示圖 3-3 軸示意圖軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 Q235 作為軸的材料，調(diào)制處理。3.5.2 軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求以外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。在固定帶輪和鏈輪時(shí)，用 B 型平鍵固定帶輪、鏈輪與軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸套起固定帶輪的軸向定位作用。帶輪：鍵 B 12×8×30， 滾動(dòng)軸承座的內(nèi)圈和軸采用過盈配合76HK鏈輪：鍵 B 6×6×20， 滾動(dòng)軸承座的內(nèi)圈和軸采用過盈配合3.5.3 選擇材料，決定最小直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計(jì)算。（5-1）6339.5102[]pdcmn????由于軸的選材為 Q235，所以查表可知 Q235 的許用扭切應(yīng)力為，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 14-2 得：τ 取 ，C=160～135,取 150。Ma～ 01.2387.15033min ???pd軸上有兩個(gè)鍵糟 mt 6%)(in?12查手冊(cè)，取標(biāo)準(zhǔn)值， 40min?d3.5.4 軸的校核其強(qiáng)度條件為：（5-??MPandWTT?????362.01592）注： ——切應(yīng)力， ;?——軸傳遞的功率， KW；P——軸的轉(zhuǎn)速， r/min;n——軸的計(jì)算直徑， mm;d——許用切應(yīng)力， []??MPa所以，把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式中得：6.38???2804.7.15936TW由于軸的選材為 Q235 號(hào)鋼，所以查表 13-2 可知 Q235 的許用扭切應(yīng)力為，120Mpa～。經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求，可發(fā)以正常工作。??T??3.5.5 軸承的選擇3.5.3.1 軸承的組成：滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。3.5.3.2 滾動(dòng)軸承的作用滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動(dòng)軸承比較，滾動(dòng)軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時(shí)壽命低，聲響較大。滾動(dòng)軸承座，它包括軸承座、軸承座上溉、第一螺栓組件、軸承座端蓋、密封裝置、密封壓蓋，軸承座底座與軸承座上蓋的左右兩端分別由第一螺栓組件固定連接，軸承座底座與軸承座上蓋內(nèi)為軸承孔，軸承座端蓋中部為旋轉(zhuǎn)軸孔，軸承座底座、軸承座上蓋的前后兩側(cè)分別由螺栓與軸承座端蓋固定連接，軸承座端蓋外側(cè)設(shè)有密封腔，密封裝置位于密封腔內(nèi)，密封裝置外設(shè)有密封壓蓋，密封壓蓋由螺栓與軸承座端蓋固定連接；其特征在于：軸承座底座、軸承座上蓋上一共設(shè)有三個(gè)潤(rùn)滑孔，三個(gè)潤(rùn)滑孔與軸承孔相通，三個(gè)潤(rùn)滑孔成１２０°布置。本實(shí)用新型具有潤(rùn)滑效果好、安裝方便、可靠性好的特點(diǎn)。軸承座圖如 3-4 所示13圖 3-4 軸承座示意圖3.5.3.3 軸承的選擇選用標(biāo)準(zhǔn)：深溝球軸承(GB/T276-1994)蝸輪軸上的軸承，以及移動(dòng)支架上軸承主要承受徑向載荷，深溝球軸承滿足需要各軸承的主要參數(shù): 本設(shè)計(jì)中有四處使用到了軸承，一處是主軸上兩個(gè)軸承，已知此處軸徑 d=40mm，所以選內(nèi)徑為 40mm 的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；查表 6-1，選擇型號(hào)為 6008 的軸承。第二處是在曲軸；已知此處軸徑為 d=30mm，所以選內(nèi)徑為 30mm 的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承軸承；查表 4，選擇型號(hào)為 6006 的軸承。第三處是張緊輪上，根據(jù)載荷的大小選擇型號(hào)為 6008 的軸承。4 其他零部件4.1 刀片如圖 4-1 所示：圖 4-1 刀具圖有上下兩個(gè)刀片，下刀片固定在基座上，上刀片與下刀片中房間有相同發(fā)的五個(gè)移動(dòng)并可鏈接的滑空。 ，每個(gè)滑孔均呈長(zhǎng)圓形，既能作為螺栓的連接孔，也能減輕刀片重量。而滑孔的長(zhǎng)度也是上、下刀片修剪枝條時(shí)作相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程距離。同時(shí)，多個(gè)滑孔在下刀片和上刀 6 上沿長(zhǎng)度方向呈一字型排列設(shè)置。所述的下刀片和上刀片穿插內(nèi)六角螺栓的滑孔內(nèi)設(shè)有相同的滑塊，并要求上刀片與下刀片之間的活動(dòng)間隙 a 等于滑塊厚度減去上刀片與下刀片厚度之和，活動(dòng)間隙 a = 0. lmm 一 0. 2mm。這樣在上、下刀片修剪時(shí)，就能避免出現(xiàn)枝葉夾縫的現(xiàn)象，使刀片運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢、也增強(qiáng)了刀片的切割效果，提高刀片使用壽命。所述的下刀片和上刀片末端設(shè)有與綠籬機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)( 圖中未示) 相連接的連接.144.2 手動(dòng)式液壓液壓泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件，是由原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為油液的壓力能，再以壓力、流量的形式輸送到系統(tǒng)中去，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的心臟，也是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。4.2.1 液壓缸液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件之一，它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置（輸出力或扭矩） ，也是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最多的執(zhí)行元件。4.2.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)液壓缸通常由端蓋、缸筒、活塞桿、活塞組件、前端蓋等主要部分組成；為防止油液向液壓缸外泄或由高壓腔向低壓腔泄露，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設(shè)置有密封裝置，在前端蓋外側(cè)，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端時(shí)撞擊缸蓋，液壓缸端部還設(shè)置緩沖裝置；有時(shí)還需設(shè)置排氣裝置。4.3 滑塊與曲柄連桿滑塊一端與動(dòng)刀片相連接，一端與曲柄連桿的一端相連接，曲柄連桿兩端與軸承連接，曲柄連桿一端與傳動(dòng)的大鏈輪鏈接，這樣可以使刀片在一定的距離內(nèi)做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，可以修剪綠籬。 4.4 座位裝配在該綠籬修剪機(jī)上安裝上座位，車架上有支架、刀具、動(dòng)力機(jī)構(gòu)等做成。目的是為了讓操作人員安全舒適的工作。還有配套的腳輪，給人省力，方便操作人員把車推到工作區(qū)間里。這也是設(shè)計(jì)中不能忽視的一個(gè)地方，設(shè)備雖然小，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視了，人身安全在任何的設(shè)計(jì)中都是要考慮到的，一定要做好的任務(wù)。4.5 支撐架及其底座的設(shè)計(jì)機(jī)架支撐著刀具的全部重量，還有帶輪、鏈輪等的重量，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)同時(shí)受著復(fù)雜的受載狀態(tài)，因此機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要滿足剛度、抗彎的強(qiáng)度，還要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、穩(wěn)定性好。槽鋼的矩形截面的具有一定得抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。工字鋼的工字型截面的抗彎強(qiáng)度最高，而抗扭強(qiáng)度最低，適合于受彎為主的機(jī)架。底座框架采用槽鋼焊接，用工字鋼焊接于框架內(nèi)，作為固定梁。5 結(jié)論 在這次城市綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)過程中參考了許多機(jī)械零部件設(shè)計(jì)和機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)和教科書。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是綜合我們大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合專業(yè)以外的實(shí)際情況，將我們的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)形成一個(gè)較完整的體系。本設(shè)計(jì)是圍繞園林機(jī)械——綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了綠籬修剪的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大園林工作人員大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。本說明書介紹了綠籬修剪機(jī)原理及裝備，并對(duì)綠籬修剪機(jī)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡(jiǎn)明的概括和分析。通過本次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到自己在理論知識(shí)方面的欠缺，同時(shí)也感到自己在知識(shí)的運(yùn)用上也不夠靈活，這也說明我在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中存在著一些缺點(diǎn)，總結(jié)有以下幾點(diǎn)： 1：一開始，沒有把設(shè)計(jì)的方案確定好，造成在后面的設(shè)計(jì)中有許多違背機(jī)械設(shè)計(jì)原理15的想法，考慮不夠全面，也不是很合理。2：作為一種產(chǎn)品，外觀的設(shè)計(jì)也是很關(guān)鍵的，這一點(diǎn)我設(shè)計(jì)的不夠合理。圖紙的布局也不是合理，美觀。限于本人設(shè)計(jì)水平存在的局限性，再加上時(shí)間比較緊，這次設(shè)計(jì)并非完美無暇，難免會(huì)有一些不合理甚至錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。通過這次個(gè)人完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，我全面地復(fù)習(xí)了大學(xué)四年所學(xué)的農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)知識(shí)，初步掌握了一般零件設(shè)計(jì)和制造原則和方法，也培養(yǎng)了我分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步提高了我對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的理性認(rèn)識(shí)，對(duì)我以后的工作和個(gè)人成長(zhǎng)有很大的益處?？傮w來說，此次課程設(shè)計(jì)，收獲了很多，平時(shí)在學(xué)知識(shí)的時(shí)候，認(rèn)為用不到，在此次設(shè)計(jì)中，我感到自己的知識(shí)面很窄，對(duì)知識(shí)掌握得不夠，在設(shè)計(jì)時(shí)，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計(jì)做了多次的修改。雖然經(jīng)過了多次的修改，想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。本次設(shè)計(jì)是對(duì)我四年的大學(xué)生活做出的總結(jié)，同時(shí)為將來工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的工作生活打下良好的基礎(chǔ)。但是從這次設(shè)計(jì)中也看出自己的一些不足之處：1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問題2.基本:認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí),扎實(shí)自己的基本知識(shí),使面對(duì)問題時(shí)不會(huì)遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來越不想搞這設(shè)計(jì),故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí),一步一步的來,不要急功近利!3.樹立自己的良好形象,樂觀的面對(duì)生活,堅(jiān)持自己的想法和意識(shí)總的說來,雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績(jī),但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在,以后的日子自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!16致 謝經(jīng)過兩個(gè)多月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師李傳峰老師。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從實(shí)踐考察到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是李老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院和我的母?！锬敬髮W(xué)四年來對(duì)我的大力栽培。 17參 考 文 獻(xiàn)[1] 王偉,唐傳茵,張宏,馬少輝,杜志高,移動(dòng)式綠籬修剪機(jī)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究, 2010（6）：122～129.[2] 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