畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-小型機(jī)動(dòng)起草皮機(jī)設(shè)計(jì)

摘要城市的發(fā)展迅速，綠化面積也在加大，因此在我們的城市綠化過(guò)程中，每年都要進(jìn)行大面積的植槽作業(yè)，需要進(jìn)行大量的起草工作。要對(duì)種好的草皮進(jìn)行起皮作業(yè)，把草皮按照我們要求的深度和具體的尺寸進(jìn)行起草，然后用到需要進(jìn)行種草的地方去。起草作業(yè)是一項(xiàng)繁雜量大的工作，各城市的草地綠化面積都比較廣，通過(guò)起草皮機(jī)來(lái)作業(yè)能夠大大的降低人工成本，提高勞動(dòng)效率。本次設(shè)計(jì)的是小型機(jī)動(dòng)起草皮機(jī)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)尺寸也不大，要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)草皮的起草厚度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，按照我們的需求，能夠改變起草的厚度的結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)采用的汽油機(jī)的動(dòng)力裝置，通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)割刀進(jìn)行切割作業(yè)，并通過(guò)絲桿螺母來(lái)帶動(dòng)鏟刀進(jìn)行調(diào)節(jié)起草皮的厚度。隨著城市的發(fā)展，綠化面積的大量需求，需要用到的草皮量非常的大，去草皮機(jī)的需求量非常大，所以在這種的形勢(shì)下，設(shè)計(jì)出一個(gè)結(jié)構(gòu)比較合理的自動(dòng)去草皮機(jī)非常關(guān)鍵。本次的設(shè)計(jì)主要是對(duì)去草皮及的基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及尺寸的詳細(xì)計(jì)算，并利用AUOTOCAD軟件對(duì)各部分的部件、總部件進(jìn)行裝配圖的繪制，以及主要的零件進(jìn)行繪制。并對(duì)主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算以及校核。關(guān)鍵詞：起草皮機(jī)；深度可調(diào)；高效率全套圖紙加V信153893706或扣3346389411AbstractTherapiddevelopmentofthecity,thegreenareaisalsoincreasing,sointheprocessofourcitygreening,everyyeartocarryoutalargeareaoftheplantoperation,theneedtocarryoutalargenumberofdrafting.Tothegoodturffromtheskin,toturfinaccordancewithourrequirementsofdepthandspecificdimensionsofdrafting,andthenusetheneedforgrassto.Thedraftingoftheworkisalargeamountofwork,thecity'sgreengrassareaisrelativelywide,throughtheturfmachinetoworkcangreatlyreducelaborcosts,improvelaborefficiency.Thedesignofsmallmotordraftingmachineforfur,systemstructureissimple,structuresizeisnotlarge,canrealizethedraftingtotheturfthicknessadjustedflexibly,accordingtoourneedstochangethestructureofthedraftingofthethickness.Powerdeviceofthestructure,thestructureofthegasolineengine,throughbeltdrivesthecuttingknifeforthecuttingoperationandthroughascrewrodnuttodrivethebladeregulationdraftingskinthickness.Withthedevelopmentofthecity,greenareaingreatdemandandneedtoturfamountusedisverylarge,toSODmachinedemandisverylarge,sointhissituationdesignastructuremorereasonable,automaticmachineswardiscritical.Thisdesignismainlyontoturfandthebasicstructuredesign,andthesizeofcalculatedindetail,andtheAUOTOCADsoftwarepartofthecomponents,theheadquartersoftheassemblydrawing,andthemainpartsaredrawn.Andthemainpartsofthedesigncalculationandcheck.Keywords:DraftleathermachineAdjustabledepthhighefficiency目錄摘要 1Abstract 2第一章緒論 31.1概況 31.2國(guó)內(nèi)起草皮機(jī)的發(fā)展概況 4第二章起早皮機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 52.1起草皮機(jī)工作原理 52.2起草皮機(jī)的方案分析 52.3起草皮機(jī)主要部件介紹 6第三章起草皮機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 83.1傳動(dòng)裝置的確定 83.2V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 93.3鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 113.4軸的設(shè)計(jì) 133.4.1行走輪軸的設(shè)計(jì) 133.4.2割刀傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 143.5傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 143.5.1行走輪的軸承設(shè)計(jì) 143.5.2割刀軸的軸承設(shè)計(jì) 15第四章起草皮機(jī)割刀的設(shè)計(jì) 164.1割刀的確定 164.2刀片伸出高度h 164.3割刀傳動(dòng)軸的校核 16第五章進(jìn)給機(jī)構(gòu)絲桿的設(shè)計(jì) 205.1絲桿螺紋的設(shè)計(jì)與校核 205.1.1滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)特點(diǎn) 205.1.2螺桿材料、熱處理及精度 205.1.3螺紋數(shù)據(jù)的初步設(shè)計(jì)與校核 205.2螺母及配合制的設(shè)計(jì)與校核 235.2.1配合制 235.2.2螺母的設(shè)計(jì)與校核 235.3螺旋傳動(dòng)的校核計(jì)算 245.3.1螺旋傳動(dòng)耐磨性計(jì)算 245.3.2螺牙強(qiáng)度計(jì)算 255.3.3自鎖計(jì)算 265.3.4螺桿強(qiáng)度校核 275.3.5螺桿剛度校核 275.3.6驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 29結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31致謝 33第一章緒論1.1概況近十幾年來(lái)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度非常的快，農(nóng)村人口大面積的往城市遷移，造成各個(gè)城市的規(guī)模大幅度的擴(kuò)張。建筑面積和綠化面積呈現(xiàn)直線(xiàn)式的上升。且隨著人們的生活水平的提高，對(duì)于周邊環(huán)境的綠化面積要求也在提高，無(wú)論是高速上，還是城區(qū)的主干道以及我們居住的小區(qū)周邊，都能看到大面積的種植草地。然而這些草地的常年綠意盎然，需要我們的綠化工人的長(zhǎng)期維護(hù)。在這樣的大面積的草地維護(hù)過(guò)程中，只靠以往的傳統(tǒng)人工修剪已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)狀的作業(yè)要求，必須要用到起草皮機(jī)的快速機(jī)械化作業(yè)，才能高效率的實(shí)現(xiàn)城市綠化作業(yè)。起草皮機(jī)的出現(xiàn)，最早是在國(guó)外，已經(jīng)有將近一百多年的歷史，目前我們用的比較多的是汽油機(jī)的起草皮機(jī)，因?yàn)槠鸩葑鳂I(yè)的時(shí)候多是在像小區(qū)啊，這些人口比較密集的地方，往往人口較多，流動(dòng)性比較大，必須要求要用到噪音和振動(dòng)都比較小，而且廢棄的排放少這些質(zhì)量要求都比較高的。而且現(xiàn)在的部分起草皮機(jī)也基本用到比如內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源的，他們相對(duì)于小轎車(chē)來(lái)說(shuō)，排量都比較小，尺寸較小，動(dòng)作比較靈敏，但是有一定的噪音就是。而且目前的市面上的大部分的起草皮機(jī)大多是需要用到動(dòng)力引擎，這些都是會(huì)產(chǎn)生非常的大的噪音，并且會(huì)帶來(lái)一定的環(huán)境污染，那么它們?cè)谖覀兊霓k公和學(xué)習(xí)的環(huán)境之下，就非常的不合適了，這種的動(dòng)力引擎起草皮機(jī)就顯得非常的不受歡迎啦。通過(guò)小功率的汽油機(jī)動(dòng)力的起草皮機(jī)進(jìn)行作用噪音小，耗能也低，成本會(huì)比較低。目前國(guó)內(nèi)起草皮機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是相當(dāng)?shù)募ち?，各個(gè)企業(yè)在產(chǎn)品的價(jià)格上采取了很大的讓利空間，同時(shí)在生產(chǎn)上則采取降低成本的方式，以爭(zhēng)取占據(jù)更大的市場(chǎng)，最近的近幾年來(lái)，起草皮機(jī)取得了突破性的的發(fā)展、在這么一個(gè)背景之下，我們的設(shè)計(jì)工程人員怎么的做到引薦以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合目前形勢(shì)的的新發(fā)展情況，正確的設(shè)計(jì)和選擇不一樣的工藝條件下操作的起草皮機(jī)，讓我們生產(chǎn)出來(lái)的起草皮機(jī)能夠最大的滿(mǎn)足實(shí)際的安全、更加的可靠、高效率和低能耗的的各種要求，將顯得志關(guān)的重要。隨著最近這些年我們國(guó)家的科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展發(fā)展跟起草皮機(jī)這方面的相關(guān)技術(shù)的的不斷改進(jìn)，我們有信心在未來(lái)的幾年我們的起草皮機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能獲得一個(gè)更大的突破性發(fā)展。起草皮機(jī)在將來(lái)的綠化當(dāng)中也能起到越來(lái)越重要的作用。。因此在這種形勢(shì)下，本次的設(shè)計(jì)內(nèi)容是可調(diào)深度起草皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)起草皮機(jī)的機(jī)構(gòu)和應(yīng)用有著一定的認(rèn)識(shí)，并把實(shí)際的所學(xué)所看更加有效的應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，查閱送料機(jī)的相關(guān)資料，解決在設(shè)計(jì)中碰到的難題，完成本次的起草皮機(jī)的主要設(shè)計(jì)。1.2國(guó)內(nèi)起草皮機(jī)的發(fā)展概況我們國(guó)家的起草皮機(jī)的發(fā)展技術(shù)起步比較晚一些，相對(duì)與歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)比的話(huà)，整整遲了幾十年左右，在改革開(kāi)放初期，我們的企業(yè)很少能夠自主生產(chǎn)起草皮機(jī)，很多的起草皮機(jī)都是靠進(jìn)口來(lái)滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)要求的，沒(méi)有一個(gè)自主的獨(dú)立起草皮及的專(zhuān)利，起草皮機(jī)的產(chǎn)品也比較單一。在改革開(kāi)發(fā)的帶動(dòng)下，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快，各行各業(yè)欣欣向榮的一副景象，城市的發(fā)展以及率面積的需求增大，在這么一個(gè)背景下，對(duì)于起草皮機(jī)的需求量非常的大。企業(yè)通過(guò)進(jìn)口的話(huà)成本非常高，因此過(guò)程的起草皮機(jī)的出現(xiàn)成為一個(gè)必然的趨勢(shì)，在這么一個(gè)背景下，我們的機(jī)械設(shè)計(jì)人員，通過(guò)國(guó)外的起草皮機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)參考下，不斷的摸索，慢慢的生產(chǎn)出自己的國(guó)產(chǎn)的起草皮機(jī)設(shè)備，通過(guò)幾十年的發(fā)展我們的起草皮機(jī)設(shè)備的技術(shù)也在不斷的完善，尤其是沿海地區(qū)，很多的起草皮機(jī)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)流程也非常的規(guī)范，很多起草皮機(jī)設(shè)備的從業(yè)人員素質(zhì)也非常的高，一些小心的包裝設(shè)備也能夠?qū)崿F(xiàn)少量的出口生產(chǎn)了。我們的起草皮機(jī)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展雖然比較快，但是跟發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比的話(huà)，在工藝和精度上還是有一定差距的。因此我們的技術(shù)設(shè)計(jì)人員要更加努力，不斷進(jìn)步第二章起早皮機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2.1起草皮機(jī)工作原理起草皮機(jī)是將草皮切割成一定寬度、厚度和長(zhǎng)度的草皮塊或草皮卷的機(jī)械。起草皮機(jī)的工作裝置是草皮切割刀，它有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是由兩把L形的垂直側(cè)刀和一把水平的底刀組成，側(cè)刀進(jìn)行垂直切割，形成草皮的寬，底刀切割草皮的根，形成草皮的底，也不是草皮的厚度。另一種是由一把U形鏟刀組成，鏟刀的水平刃切割草皮的底部，垂直刃切割草皮的兩個(gè)側(cè)面，使草皮與地面完全分離?，F(xiàn)在使用比較多的是U形鏟刀，并常采用振動(dòng)式鏟刀，這種鏟刀容易入土，并可減少切割阻力，也不易黏土。按照配套動(dòng)力不同，起草皮機(jī)有步行操縱自走式、拖拉機(jī)懸掛式等類(lèi)型。2.2起草皮機(jī)的方案分析本次設(shè)計(jì)的起草皮機(jī)的總體方案圖如下：圖2-1起草皮機(jī)方案本次采用的是手推式起早皮機(jī)方案整個(gè)的起草皮機(jī)的基本組成為動(dòng)力裝置、傳動(dòng)部分、割刀部分、割刀調(diào)節(jié)部分動(dòng)力裝置采用汽油機(jī)或柴油機(jī)作為動(dòng)力。傳動(dòng)部分采用帶傳動(dòng)，分成兩路，一路帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪可以行走，一路帶動(dòng)割刀的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。割刀部分采用U型割刀，即為兩側(cè)和水平面均為割刀。割刀的調(diào)節(jié)裝置采用絲桿螺母來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在割刀的轉(zhuǎn)動(dòng)部分連接的兩側(cè)板處需要開(kāi)設(shè)腰形槽以便為了調(diào)節(jié)割刀的垂直距離，以此調(diào)節(jié)割草的深度。本次的起草皮機(jī)的基本原始參數(shù)如下：功能性要求：最大起草深度：50mm，起草深度可調(diào)，起草皮寬度：350mm，行走速度：38-53m/min，車(chē)輪不碾壓草，噪聲不大于80分貝，行走方式：自走手扶隨進(jìn)式。適應(yīng)性要求：起草皮厚度可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同草皮狀態(tài)?？煽啃砸螅?年內(nèi)故障率不大于1/1000。效率要求：500-700m2/h。經(jīng)濟(jì)要求：價(jià)格低于30000元。人機(jī)工程學(xué)要求：操縱簡(jiǎn)單，符合人體工程學(xué)的要求。外觀(guān)要求：外觀(guān)要美觀(guān)大方，顏色搭配合理2.3起草皮機(jī)主要部件介紹步行操縱自走式起草皮機(jī)是目前使用最廣的一種機(jī)械，它的切割裝置普遍采用由偏心輪帶動(dòng)的振動(dòng)式U形鏟刀。一般配有4-7kw汽油機(jī)作為動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)V形帶和鏈傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)位于鏟刀前面的驅(qū)動(dòng)輪，使起草皮機(jī)行走，并牽引切割刀進(jìn)行切割草皮作業(yè)。作業(yè)時(shí)，操縱手扶把上的離合器使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)離合器的接合傳遞給鎮(zhèn)壓輥，驅(qū)動(dòng)機(jī)器向前運(yùn)動(dòng)。搬動(dòng)起草皮刀操縱手柄，放下起草皮刀使其進(jìn)行起草皮作業(yè)，兩側(cè)刃垂直切割形成起下草皮的寬，底刃切割草皮的根，形成草皮的底部。完成起草皮作業(yè)后，再搬動(dòng)起草皮刀操縱手柄，抬高起草皮刀完成起草皮作業(yè)。起草皮的深度可以通過(guò)絲桿構(gòu)成的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最深可調(diào)節(jié)到75mm，切下草皮的寬度由起草皮刀兩垂直側(cè)刃的距離確定，小型起草皮機(jī)起草皮的寬度為300mm左右，大型起草皮機(jī)起草皮的寬度可達(dá)到600mm。切下的草皮可以被卷起來(lái)運(yùn)送到鋪植草坪的地點(diǎn)。本次的手扶自走式起草皮機(jī)的結(jié)構(gòu)一般由機(jī)架、行走輪、傳動(dòng)帶輪和鏈輪、起草皮刀、把手、柴油機(jī)組件和有關(guān)調(diào)整部件組成。(l)機(jī)架：機(jī)架為一矩形框架，用于支撐柴油機(jī)，安裝行走輪、傳動(dòng)帶輪和鏈輪輪和連接起草皮機(jī)的各個(gè)工作部件。(2)行走輪：行走輪用于驅(qū)動(dòng)機(jī)組前進(jìn)，為一鋼制圓筒，左右各一個(gè)。由于行走在未起的草皮上，且與草皮摩擦驅(qū)動(dòng)機(jī)組前進(jìn)，所以寬度較大，圓筒的外圓柱面套著一層帶橫紋的膠皮套，以增加摩擦力，且不損傷草皮。被動(dòng)輪為普通的充氣輪，用于支撐機(jī)架，位于機(jī)組的后部，一般只有一個(gè)，因此，安裝在中間。(3)動(dòng)力裝置：發(fā)動(dòng)機(jī)一般為汽油機(jī)或柴油機(jī)，如CPI-500型起草皮機(jī)配套的發(fā)動(dòng)機(jī)為F400型風(fēng)汽油機(jī)。(4)起草皮刀：由兩把L形的垂直側(cè)刀和一把水平底刀組成，材料為65號(hào)錳鋼。側(cè)刀形成起下草皮的寬度，底刀切割草皮的根土，形成草坪的底。起下草皮的寬度由L形切刀的間距確定，小型起草皮機(jī)起草皮的寬度一般為300mm左右，大型起草皮機(jī)起草皮寬度可達(dá)到600mm。(5)深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：L形側(cè)刀的上部與機(jī)架連接，在連接架上有一排孔眼，根據(jù)需要的起草皮深度將銷(xiāo)子插入相應(yīng)孔眼，并鎖緊即可調(diào)整深度。第三章起草皮機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)本次的起草皮機(jī)的傳動(dòng)方式采用的是汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)帶輪帶動(dòng)行走輪行動(dòng)，然后通過(guò)鏈輪帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)起草的割刀進(jìn)行動(dòng)作。3.1傳動(dòng)裝置的確定根據(jù)原始參數(shù)所知，采用的汽油機(jī)作為動(dòng)力裝置，一般汽油機(jī)的功率為4Kw，手扶式起草皮機(jī)的行走速度按照人的行走速度來(lái)確定，線(xiàn)速度即為來(lái)進(jìn)行計(jì)算，行走輪的大小按照直徑300mm來(lái)進(jìn)行計(jì)算。那么行走輪的轉(zhuǎn)速為，將線(xiàn)速度和直徑的大小代入上式得出行走輪的轉(zhuǎn)速為，，一般汽油機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速為37.5r/min，那么此行走輪通過(guò)傳動(dòng)的傳動(dòng)比為根據(jù)文獻(xiàn)[1]（《機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》趙又紅周知進(jìn)主編遼中南大學(xué)出版社）附表2—3確定部分效率如下：帶傳動(dòng)的效率：鏈傳動(dòng)：這樣歸納總結(jié)得出最后的傳動(dòng)比分配如下：V帶傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)比行走輪軸割刀的傳動(dòng)軸各軸的轉(zhuǎn)速分別為行走輪軸3.2V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知帶傳動(dòng)的工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=4kw小帶輪轉(zhuǎn)速按照汽油機(jī)的最大轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算，傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的型號(hào)、確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因?yàn)橹耙呀?jīng)按選擇了V帶傳動(dòng)，所以帶的設(shè)計(jì)按V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行）1）、計(jì)算功率：帶式輸送機(jī)載荷變動(dòng)小，由表6.6查的工作情況，=2)、選擇V帶型號(hào)根據(jù)、由《機(jī)械設(shè)計(jì)，朱龍英主編下同》圖6.13及表6.5選擇帶的型號(hào)及小帶輪直徑?？梢赃x擇A型V帶，選擇小帶輪的直徑3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）小帶輪直徑，取小帶輪基準(zhǔn)直徑，按表6.5選?。?）驗(yàn)算帶速v因?yàn)?m/s<5.0m/s<30m/s，帶輪符合推薦范圍（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑，按照表6.5取標(biāo)準(zhǔn)值=200mm（4）計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i當(dāng)忽略滑動(dòng)率時(shí)，，理論傳動(dòng)比為，（5）驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差傳動(dòng)比相對(duì)誤差：，＜5%，所以合格4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度（1）初定中心距0.7則0.7為初定中心距=350mm（2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2+來(lái)初算Ld，再由表6.3取標(biāo)準(zhǔn)值L0=2×350+＝1282.2由表選基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1250mm（3）計(jì)算實(shí)際中心距a＝+(-)/2＝350+(1250-1282.2)/2=333.8mm（4）確定中心距的調(diào)整范圍5.驗(yàn)算小帶輪包角＝180°-（-）/a×57.3°＝180°-（200-140）/333.8×57.3°＝144.1°120°包角滿(mǎn)足條件6.計(jì)算帶的根數(shù)（1）確定額定功率由及查表6.8，并用線(xiàn)性插值法求得，根據(jù)傳動(dòng)比由表6.9差的功率增量，=0.35，=0.46（2）確定各修正系數(shù)由包角查表6.7得包角系數(shù)，=0.25，由帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度查表6.10得長(zhǎng)度系數(shù)=1.00（3）確定帶的根數(shù)=1.37故取2根.7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0由表6.2查得q=0.178.計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力=2Zsin(/2)=118N3.3鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)本次的鏈傳動(dòng)采用的是單鏈傳動(dòng)，此傳動(dòng)只是通過(guò)帶傳動(dòng)輸出后與其連接的，故該鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為1。確定鏈節(jié)距P=PⅠ=3.84Kw，查得工礦系數(shù)KA=1.1，小鏈輪齒數(shù)KZ=0.74，多排鏈系數(shù)KP=1.75，代入上式得=1.32Kw根據(jù)1.32Kw，及n=25r/min，選定鏈輪型號(hào)為16A，節(jié)距為25.4mm，驗(yàn)算鏈速=0.89m/s<15m/s鏈速適宜該單鏈輪傳動(dòng)到鏈輪齒數(shù)選擇最小齒數(shù)Z=20齒。計(jì)算鏈輪的主要幾何尺寸傳動(dòng)鏈輪Z=20齒的主要參數(shù)如下：(1)分度圓直徑d=p/sin(π/z)=162.37mm(2)齒頂圓直徑(三圓弧-直線(xiàn)齒形)da=(p*(0.54+1.0/tan(π/z)))=174.09mm(3)最大齒頂圓直徑(其它齒形)damax=d+1.25*p-d1=178.24mm(4)最小齒頂圓直徑(其它齒形)damin=d+(1-1.6/z)*p-d1=169.86mm(5)齒根圓直徑df=(d-d1)=146.49mm(6)分度圓弦齒高(三圓弧-直線(xiàn)齒形)ha=(0.27*p)=6.86mm(7)最大分度圓弦齒高(其它齒形)hamax=(0.625+0.8/z)*p-0.5*d1=8.95mm(8)最小分度圓弦齒高(其它齒形)hamin=0.5*(p-d1)=4.76mm(9)最大齒根距離lx=df=146.49mm(10)齒側(cè)凸緣直徑dg=p/tan(π/z)-1.04*h2-0.76=134.51mm(11)齒寬bf1=0.95*b1=14.96mm(12)鏈輪齒總寬bfn=(ps-1)*pt+bf1=14.96mm(13)齒側(cè)倒角ba=0.13*p=3.3mm(14)齒側(cè)半徑rx≈p=25.4mm(15)齒側(cè)凸緣圓角半徑ra=0.04*p=1.02mm(16)量柱測(cè)量距量柱直徑dR=d1,上偏差＋0.01mm,下偏差0mmMR=d+dRmin=178.25mm3.4軸的設(shè)計(jì)3.4.1行走輪軸的設(shè)計(jì)①確定軸徑最小尺寸初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)第八版》取=2\*GB3②軸的設(shè)計(jì)同理，把此軸分6段進(jìn)行設(shè)計(jì)A、d1段設(shè)計(jì)由于該段是連接行走輪的，該段上需要開(kāi)有鍵槽，那么軸徑需要大于5%，那么，選擇此段軸徑為B、d2段設(shè)計(jì)此段需要按照V帶輪，故h>0.07d’1，則d2=42mm。C、d3段設(shè)計(jì)由d3段零件過(guò)渡段，根據(jù)軸徑d3=45mm，D、d4段設(shè)計(jì)D4段，為鏈輪的安裝端，此段過(guò)度段直徑選擇45mmE、d5段設(shè)計(jì)D5段為安裝軸承的部位，選擇軸徑為40mmF、d6段設(shè)計(jì)D6段同第1端相同，直徑為40mm3.4.2割刀傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)①確定軸徑最小尺寸先按《機(jī)械設(shè)計(jì)第八版》15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)第八版》取A、d1段設(shè)計(jì)該段為軸承的安裝軸段，此段按照標(biāo)準(zhǔn)的軸承直徑選擇，軸徑為30mm，軸承的直徑也為30mm。B、d2段設(shè)計(jì)d2段為過(guò)渡段，那么該段的軸徑為35mmC、d3段設(shè)計(jì)D3段，此段用來(lái)安裝調(diào)節(jié)的絲桿段，絲桿從中間軸處穿過(guò)，此段軸徑選擇45mm。D、d4段設(shè)計(jì)該段為過(guò)度段，此段安裝傳動(dòng)鏈輪選擇軸徑為40mmE、d5段設(shè)計(jì)D5段為軸承位置，選擇軸承直徑為30mm3.5傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)3.5.1行走輪的軸承設(shè)計(jì)此段中的軸承安裝端軸徑為d=40mm，選取深溝球軸承6208。作用在該軸上的圓周力為：徑向力為，n=350r/min，，則取fp=1.2，X1=1，Y1=0，X2=0.44，Y2=1.40，所以合格3.5.2割刀軸的軸承設(shè)計(jì)此段的輸入軸段的軸徑d=30mm，選取深溝球軸承6206，作用在該軸上的圓周力為：徑向力為，n=120r/min，，則取fp=1.2，X1=1，Y1=0，X2=01，Y2=0，所以合格第四章起草皮機(jī)割刀的設(shè)計(jì)4.1割刀的確定本次的割刀采用U型割刀，即為前面采用一個(gè)長(zhǎng)割刀，左右的兩側(cè)各采用一個(gè)割刀。由于考慮到制造的方便和運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡問(wèn)題，切割刀片用GB699一88((優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的65Mn鋼制造，刀刃部分熱處理，硬度HRC50—HRC55。4.2刀片伸出高度h起草皮機(jī)的割刀與刀盤(pán)大小、刀片數(shù)、前進(jìn)速度、刀片伸出高度h有關(guān)。一般情況下，刀盤(pán)長(zhǎng)度越大，前進(jìn)速度越快，刀片伸出高度也愈大。刀片伸出的最小高度，應(yīng)等于機(jī)具在刀片轉(zhuǎn)過(guò)相鄰兩個(gè)刀片夾角的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離，即h=vt計(jì)算公式為QUOTE式中r=0.52mv=2.22m/svg=70m/s由此可知：刀片伸出最小高度為35mm，故設(shè)計(jì)伸出高度為40mm。4.3割刀傳動(dòng)軸的校核經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。割刀傳動(dòng)軸上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：割刀傳動(dòng)軸端面分度圓直徑：圓周力：徑向力：軸向力：受力簡(jiǎn)圖如4-1所示：圖4-1垂直面上受力簡(jiǎn)圖垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：截面C處的彎矩為：圖4-2垂直面上截面的彎矩水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：截面C處的彎矩為：圖4-3水平面上截面的支反力截面C處的合成彎矩為：圖4-4水平面上截面的彎矩及合成彎矩按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取，該截面上的計(jì)算應(yīng)力：通過(guò)查表可知：材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。

第五章進(jìn)給機(jī)構(gòu)絲桿的設(shè)計(jì)5.1絲桿螺紋的設(shè)計(jì)與校核5.1.1滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)特點(diǎn)（1）螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周，螺母移動(dòng)一個(gè)螺距（彈頭螺紋）。因?yàn)槁菥嘁话愫苄?，所以在轉(zhuǎn)角很大的情況下，能獲得很小的直線(xiàn)位移量，可大大縮短機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈，故裝置結(jié)構(gòu)緊湊。（2）具有較好的增力作用。只要給主動(dòng)件一個(gè)較小的轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)件即能獲得較大的轉(zhuǎn)矩。（3）由于工作臺(tái)采用滑動(dòng)螺旋設(shè)計(jì)，存在較大的滑動(dòng)摩擦，致使其效率偏低，磨損較快。5.1.2螺桿材料、熱處理及精度所有軸的制造材料均為45號(hào)鋼。螺紋部分采用表面淬火處理，保證硬度達(dá)到45HRC，使螺紋具有較好的強(qiáng)度和韌性。考慮傳動(dòng)工作臺(tái)的技術(shù)要求和安裝限制，選取公差等級(jí)為h7級(jí)的基軸制配合。5.1.3螺紋數(shù)據(jù)的初步設(shè)計(jì)與校核考慮到實(shí)際中軸向力的影響較大，選取梯形螺紋作為基本齒形。根據(jù)GB/T5796.3-2005，。試?。ㄍ饴菁y）公稱(chēng)直徑，對(duì)應(yīng)的中徑，小徑，螺距。由GB/T5796.4-2005，對(duì)于h7的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸，?，F(xiàn)實(shí)中，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的失效性是主要是螺紋的磨損、螺桿的變形或螺紋的斷裂等。因此，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的校核通常包括耐磨性、剛度、穩(wěn)定性及強(qiáng)度等方面。根據(jù)使用需要，還需進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩、效率與自鎖等其他方面的計(jì)算。（1）螺旋升角及誘導(dǎo)摩擦角，得查表【1】，鋼的摩擦系數(shù)，因而其中，梯形螺紋的牙型半角（2）軸向力的確定根據(jù)要求，載重。設(shè)計(jì)中留出預(yù)留量，即考慮徑向力，取，則。根據(jù)力的合成原理，得（3）耐磨性校核因?yàn)槟p的速度與螺紋工作表面大小有直接關(guān)系，所以為了提高螺旋傳動(dòng)壽命，必須限制螺紋工作表面壓強(qiáng)，即：這里，取梯形螺紋螺紋工作高度。試選用整體式螺母()，因而。這里初步確定螺紋材料為45號(hào)鋼，為兼顧螺紋的硬度和韌性要求，進(jìn)行比表面淬火處理，保證HRC在40～50。查表【1】得45號(hào)鋼的許用壓強(qiáng)。顯然，有成立，合格。又螺母螺紋扣數(shù)，合格。（4）驅(qū)動(dòng)力矩、傳動(dòng)效率及自鎖性校核對(duì)于單線(xiàn)螺桿，。視螺旋副克服摩擦力的力矩為其驅(qū)動(dòng)力矩，即傳動(dòng)效率顯然，，故當(dāng)驅(qū)動(dòng)力矩去除后，螺旋將會(huì)自鎖，實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)定剎車(chē)”。（5）剛度校核在長(zhǎng)度為1m的螺紋上，因軸向載荷和轉(zhuǎn)矩作用而產(chǎn)生的螺距累計(jì)變化量查表1【1】可知，，精度等級(jí)合格。表4-1精度等級(jí)5678910153055110（6）穩(wěn)定性校核螺桿在受軸向載荷時(shí)，應(yīng)防止螺桿長(zhǎng)度與直徑比過(guò)大而造成側(cè)向彎曲。顯然，有螺桿最大工作長(zhǎng)度>螺紋部分長(zhǎng)度

>工作行程+螺母高度>工作行程+旋合長(zhǎng)度，即螺桿失穩(wěn)時(shí)的臨界軸向載荷。其中，支撐狀況選定為兩端固定（即軸向和徑向均存在載荷作用），取支撐系數(shù)綜上，有（安全系數(shù)），合格（7）強(qiáng)度校核按第四強(qiáng)度理論校核螺桿強(qiáng)度，即桿所受應(yīng)力查表【1】得45號(hào)鋼得許用應(yīng)力顯然，，合格（8）重復(fù)精度校核由GC-101-60，查得在h7精度等級(jí)下每一螺距的螺距誤差為，螺距的累積誤差為：0.009/25，0.012/100，0.018/300；牙型半角允差為20’。因此，由螺桿傳動(dòng)造成的重復(fù)精度，合格至此，所選外螺紋的所有技術(shù)指標(biāo)均已校驗(yàn)完畢，結(jié)果在合格范圍之內(nèi)。因而，最終確定所選外螺紋各技術(shù)數(shù)據(jù)如下：公稱(chēng)直徑，中徑(，)，小徑，螺距，螺旋升角內(nèi)外螺紋精度及配合：材料及熱處理：45#鋼表面淬火處理（HRC=45）誤差分析：螺距累計(jì)誤差：0.009/20，0.012/100，0.018/300,工作距離20mm，全長(zhǎng)66mm。重復(fù)精度被控制在在內(nèi)，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。5.2螺母及配合制的設(shè)計(jì)與校核5.2.1配合制由基軸制，確定內(nèi)螺紋（螺母）的精度等級(jí)為H8級(jí)。由GB/T5796.4-2005，對(duì)于H8的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸，。內(nèi)外螺紋的配合見(jiàn)圖5所示。圖4-15.2.2螺母的設(shè)計(jì)與校核（1）由于本設(shè)計(jì)使用整體式螺母，因而將內(nèi)螺紋設(shè)計(jì)于工作臺(tái)之內(nèi)。（2）根據(jù)GB/T5796.3-2005，。?。▋?nèi)螺紋）公稱(chēng)直徑，對(duì)應(yīng)的中徑，小徑，螺距。介于螺母兼有載物和傳動(dòng)兩個(gè)作用，考慮將其設(shè)計(jì)成上大下小的T形結(jié)構(gòu)：下端內(nèi)外螺紋嚙合傳動(dòng)，上端承載物體。最終確定工作臺(tái)上表面尺寸大小68mm×40mm。螺母（工作臺(tái)）材料使用灰鑄鐵（HT200）。（3）螺紋（螺母）強(qiáng)度校核由于螺桿材料強(qiáng)度高于螺母材料，故只需驗(yàn)證螺母螺紋強(qiáng)度即可。在忽略徑向間隙（令）時(shí)，剪切強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度。查表【1】，灰鑄鐵的許用剪切強(qiáng)度，許用剪切強(qiáng)度。顯然滿(mǎn)足和，合格。5.3螺旋傳動(dòng)的校核計(jì)算5.3.1螺旋傳動(dòng)耐磨性計(jì)算滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力[p]。p=上式中p螺紋工作表面實(shí)際平均壓強(qiáng) [p]許用壓強(qiáng)（MPa） F軸向載荷（N）P—螺距（mm） d2 b螺母高度（mm） h螺紋工作高度查表可得h=0.5P，。軸向載荷 F=15.67N 所以螺紋實(shí)際壓強(qiáng)P=0.277<[p]，顯然滿(mǎn)足使用要求。5.3.2螺牙強(qiáng)度計(jì)算螺桿強(qiáng)度σp=σs/3~5σs—材料的屈服硬度螺牙強(qiáng)度材料許用切應(yīng)力ζP許用彎曲應(yīng)力σBP鋼青銅鑄鐵耐磨鑄鐵0.6σp30~404040（1~1.2）σp40~6045~5550~60螺母體強(qiáng)度材料許用拉應(yīng)力σp許用壓應(yīng)力σep青銅鑄鐵35~4520~3070~8060~80螺桿抗剪強(qiáng)度：τ=τ=0.17Mpa，滿(mǎn)足條件。上式中F：螺旋傳動(dòng)軸向載荷d1：外螺紋小徑b：螺紋牙底寬度b=0.65pz：旋合圈數(shù)旋合長(zhǎng)度l=6mm，p=2mm故n=3τP：許用螺桿抗剪強(qiáng)度，30~40Mpa 螺桿抗彎強(qiáng)度：σσB=0.39Mpa，滿(mǎn)足條件上式中b：螺牙根部寬度σB螺母抗剪強(qiáng)度：τ=τ=0.08Mpa，滿(mǎn)足條件。上式中d：內(nèi)螺紋大徑σP螺紋抗彎強(qiáng)度：σσB上式中σBP5.3.3自鎖計(jì)算螺紋升角γ=arctgSπ γ=4°，滿(mǎn)足條件。上式中γ:螺紋升角（°）S：螺紋導(dǎo)程（mm）d2:外螺紋中徑（mm）ρl：當(dāng)量摩擦角（°當(dāng)量摩擦角ρl=arctgfcosf:螺旋副的摩擦系數(shù)α:牙形角（30°）5.3.4螺桿強(qiáng)度校核 螺桿材料許用應(yīng)力：σ= ，上式中σ:當(dāng)量應(yīng)力T1d1：外螺紋小徑σP計(jì)算可得：σ=0.195Mpa，滿(mǎn)足條件。5.3.5螺桿剛度校核軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生彈性形變：δ = 上式中F：螺旋傳動(dòng)軸向載荷L：導(dǎo)程（mm）E：螺旋材料彈性模量E=207000Mpad1：外螺紋小徑轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性變形：δ =上式中T1：驅(qū)動(dòng)力矩G：螺旋材料切變模量，G=83000Mpa導(dǎo)程的總彈性變形量：δS=±δ =由于總變形量極小，故可以忽略不計(jì)。每米螺紋距離上的彈性變形量δS（δSS）5.3.6驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 螺紋摩擦力矩 =2.97N·mm 上式中F：螺旋傳動(dòng)軸向載荷ρ'：當(dāng)量摩擦角（°）Φ:螺紋升角（°）d2:螺紋中徑（mm） ②、螺旋傳動(dòng)軸向支承面摩擦力矩=3.94N·mm上式中fs:軸向支承面間摩擦因數(shù)（取0.1）D0/d0：支承環(huán)面外徑/內(nèi)徑（22,8）F：螺旋傳動(dòng)軸向載荷 ③、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩=6.908N·mm（8）重復(fù)精度校核行程中經(jīng)過(guò)的螺距數(shù)n1=30/1.5=20最大允許誤差，結(jié)論本次設(shè)計(jì)的起草皮機(jī)，主要是結(jié)合了目前我們國(guó)內(nèi)外的的市面上的起草皮機(jī)的研究的一個(gè)現(xiàn)狀跟具體的發(fā)展趨勢(shì)，主要是說(shuō)明了一種能夠被我們用在園林種植和綠化上對(duì)草皮進(jìn)行挖掘的設(shè)備，本次的設(shè)計(jì)方面總結(jié)如下面：1．起草皮機(jī)的整體的結(jié)構(gòu)的方案的確定。主要是分析了起草皮機(jī)結(jié)構(gòu)的的工作場(chǎng)地，工作方式等。確定它的總體的結(jié)構(gòu)方案，并最終確定一個(gè)可行性的方案。2．起草皮機(jī)的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。我們?cè)诖_定好了具體的方案之后，然后要對(duì)我們的主體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)，主要是主傳結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要包括汽油機(jī)，帶傳動(dòng)和絲桿螺母動(dòng)這些主要的傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)3．起草結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)。起草結(jié)構(gòu)部分主要是包括割刀。4．主要的結(jié)構(gòu)的畫(huà)圖。主要是對(duì)起草皮機(jī)的的整體結(jié)構(gòu)，用到CAD軟件進(jìn)行裝配圖的繪制，和主要的零部件繪圖。通過(guò)本次的起草皮機(jī)裝置的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我比較熟悉了整個(gè)起草皮機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程，在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要還是進(jìn)行大量的資料的查詢(xún)，到圖書(shū)館去找草皮機(jī)的相關(guān)知識(shí)，并到他們的使用的場(chǎng)地去仔細(xì)觀(guān)察起草皮機(jī)的結(jié)構(gòu)和他動(dòng)作的方式，并跟現(xiàn)場(chǎng)的工人進(jìn)行探討，了解我們的起草皮機(jī)器的內(nèi)部原理和他在工作的過(guò)程中比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題這些，具體熟悉了起草皮機(jī)比較容易產(chǎn)生的一些工藝上的缺陷問(wèn)題，哪些地方需要改進(jìn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們首先是進(jìn)行方案的確定，方案確定的過(guò)程中，時(shí)間比較長(zhǎng)，要經(jīng)過(guò)反復(fù)的思考，并跟老師探討，經(jīng)常要去問(wèn)老師，看看怎么樣的結(jié)構(gòu)是比較合理的，最后方案定下來(lái)以后，就是進(jìn)行一些相關(guān)的計(jì)算了，然后進(jìn)行畫(huà)圖，整個(gè)過(guò)程，問(wèn)題還是比較多，好在老師在百忙之中都給我抽時(shí)間給我指出問(wèn)題，教我怎么去解決問(wèn)題，并最終完成了設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)下來(lái)，我覺(jué)得收貨還是比較大的，不僅是在工藝上比較了解我們的機(jī)械設(shè)計(jì)的很多標(biāo)準(zhǔn)和原理，同時(shí)在軟件的應(yīng)用上我也更加的熟悉，更能熟練的應(yīng)用cad軟件，總之收獲還是滿(mǎn)大的。參考文獻(xiàn)[1]李森.草坪的修剪技術(shù)要點(diǎn)[J].現(xiàn)代園藝，2008，22（11）：24-25.[2]戴錦春，肖榮清，陳小圻，楊均青.弓形鋼纖維切割刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)[R].武漢：武漢成人教育學(xué)院，1996.[3]馬少春，李洪文，何進(jìn).壟作割刀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[R].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.[4]朱聰玲，劉江龍，盧偉.聯(lián)合收割機(jī)往復(fù)式割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[R].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004.[5]陳國(guó)蘭.淺談我國(guó)園林機(jī)械[R].中國(guó)建研院建巍機(jī)械化研究所,1997.[6]王振東，涂洪森.草坪割草機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)作業(yè)質(zhì)量影響分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[R].哈爾濱:哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所,2004.[7]盧希誠(chéng),尚樹(shù)堂.旋刀式草坪割草機(jī)旋刀裝置的減噪措施[R].北京林業(yè)大學(xué),1995.[8]趙鳴,李倫良.論剪草[R].蘭州:蘭州昭明草坪技術(shù)咨詢(xún)研究所,2002.[9]熊永森